www.wikidata.uk-ua.nina.az
Antimate riya bud yaka rechovina sho skladayetsya z antichastinok antipartneriv chastinok sho skladayut zvichajnu materiyu Bud yaka chastinka maye svogo antipartnera pozitron dlya elektrona antiproton dlya protona tosho Deyaki chastinki ye vlasnimi antichastinkami napriklad foton taki chastinki nazivayutsya istinno nejtralnimi Antichastinki mayut tu samu masu sho j chastinki ale protilezhnij zaryad leptonne i barionne chislo Pri zitknenni chastinki zi svoyeyu antichastinkoyu voni anigilyuyut peretvoryuyuchis na fotoni nejtrino abo inshi mensh masivni chastinki V procesi anigilyaciyi masa pari chastinka antichastinka povnistyu u vipadku peretvorennya na fotoni abo znachnoyu miroyu peretvoryuyetsya na energiyu za formuloyu E mc2 Antichastinki vzayemodiyut mizh soboyu tak samo yak i chastinki napriklad antiprotoni i pozitroni mozhut utvoryuvati atomi antigidrogenu a razom z antinejtronami i bilsh vazhki antiatomi Persha antichastinka pozitron bula vidkrita v 1932 roci Karlom Devidom Andersonom a pershij antiatom antigidrogen u 1995 Narazi najskladnishim sintezovanim antiatomom ye antigelij Za suchasnimi ocinkami antimateriya u Vsesviti praktichno vidsutnya Prichini cogo asimetriya mizh materiyeyu i antimateriyeyu u reakciyah mizh chastinkami nevdovzi pislya Velikogo vibuhu Konkretnij mehanizm ciyeyi asimetriyi ye odniyeyu z nevirishenih problem suchasnoyi fiziki ale vidoma jogo efektivnist na kozhen milyard par chastinok antichastinok utvorilasya odna dodatkova chastinka Period koli vidbuvalisya ci reakciyi nazivayetsya bariogenezisom Vin trivav blizko 10 31 sekundi pislya Velikogo vibuhu Zmist 1 Istoriya 1 1 Ranni peredbachennya 1 2 More Diraka 1 3 Eksperimentalne vidkrittya 1 4 Antinukloni 1 5 Antiatomi 2 Otrimannya antimateriyi v zemnih umovah 3 Simetriya materiyi i antimateriyi 3 1 Gravitacijna vzayemodiya 4 Vikoristannya 4 1 Medichne 4 2 Palivo 4 3 Energetika 4 4 Zbroya 5 Div takozh 6 Vinoski 7 LiteraturaIstoriya RedaguvatiRanni peredbachennya Redaguvati She u 1880h rokah Vilyam Hiks en spirayuchis na populyarnu v toj chas vihrovu teoriyu gravitaciyi pripustiv isnuvannya materiyi sho maye negativnu gravitaciyu 1 Vpershe koncepciyu antimateriyi blizku do suchasnih uyavlen vikoristav anglijskij fizik Artur Shuster u 1898 roci Nezadovgo do cogo Tompson vidkriv elektroni i Shuster z mirkuvan simetriyi pripustiv isnuvannya analogichnoyi za vlastivostyami pozitivno zaryadzhenoyi chastinki yaku vin nazvav antielektronom Rozvivayuchi svoyu gipotezu vin pripustiv i isnuvannya antiatomiv u yakih antielektroni vikonuyut rol elektroniv Prote brak eksperimentalnih pidtverdzhen ne dav jogo gipotezi stati populyarnoyu 2 More Diraka Redaguvati 1900 roku Maks Plank zaproponuvav koncepciyu kvantiv dlya pobudovi teoriyi viprominyuvannya absolyutno chornogo tila Protyagom nastupnih desyatilit cya ideya viyavilasya nadzvichajno plidnoyu i dozvolila poyasniti yavishe fotoefektu a takozh poyasnennya vidkritoyi Rezerfordom budovi atomiv Zavdyaki intensivnij roboti velikoyi kilkosti talanovitih fizikiv u 20 h rokah kvantova mehanika bula vzhe sformovanoyu galuzzyu U 1928 roci Pol Dirak pracyuyuchi nad kvantovoyu teoriyeyu polya rozdilom fiziki sho poyednuvav kvantovu mehaniku i specialnu teoriyu vidnosnosti viviv rivnyannya Diraka sho opisuvalo elektron Ce rivnyannya dobre opisuvalo spin ta magnitnij moment elektrona ta spektr jogo viprominyuvannya v riznih situaciyah prote malo odin fatalnij nedolik vono peredbachalo isnuvannya vilnih elektroniv z vid yemnoyu energiyeyu Prote yakbi vilnij elektron mig zajmati energetichni rivni z vid yemnoyu energiyeyu vin padav bi na nih pragnuchi zajnyati najnizhchij energetichnij riven chogo ne sposterigayetsya v realnosti Dlya virishennya cogo paradoksu Dirak pripustiv sho elektroni ne mozhut mati vid yemnu energiyu cherez te sho vsi energetichni rivni z takoyu energiyeyu vzhe zajnyati a cherez princip Pauli inshi elektroni ne mozhut potrapiti na nih Inakshe kazhuchi vakuum yavlyaye soboyu more nesposterezhuvanih elektroniv sho zajmayut vsi mozhlivi stani z vid yemnoyu energiyeyu 3 Takozh model peredbachala sho nadavshi elektronu z morya dostatno energiyi mozhna vibiti jogo u oblast pozitivnih energij Zvilnenij riven dirka viglyadav bi yak chastinka rivna elektronu za masoyu ale protilezhna za zaryadom Pri zustrichi dirki i elektrona obidva voni znikali b Piznishe buli vstanovleni obmezhennya ciyeyi modeli napriklad vona ne mogla poyasniti isnuvannya antibozoniv yaki ne pidkoryayutsya principu Pauli a z rozvitkom kvantovoyi teoriyi polya vona viyavilasya nepotribnoyu ale na toj chas vona dozvolila poyasniti isnuvannya antichastinok Eksperimentalne vidkrittya Redaguvati nbsp Trek pozitrona opublikovano v zhurnali Physical Review u 1933 roci U 1928 roci Dmitro Skobyelcin sposterigayuchi za kosmichnimi promenyami u kameri Vilsona pomitiv treki chastinok shozhih na elektroni sho ruhalisya znizu vgoru ale ne pridiliv comu sposterezhennyu dostatno uvagi 4 U 1931 roci Devid Anderson takozh za dopomogoyu kameri Vilsona zafiksuvav taki treki pid chas doslidzhennya kosmichnih promeniv ale zmig pokazati sho voni zalisheni chastinkami sho ruhayutsya zgori vniz ale mayut pozitivnij zaryad Dlya cogo vin vstanoviv tonku metalevu plastinu na shlyahu u chastinok pri prohodzheni cherez yaku voni spovilnyuvalis sho mozhna bulo pobachiti po zakruchenosti yihnih trayektorij Togo zh roku Anderson opublikuvav foto z takim trekom u zhurnali Science News Letter a u 1933 roci u Physical Review vipustiv stattyu z opisom vlastivostej novoyi chastinki 5 Chastinka bula nazvana nim pozitronom i zbigalas z peredbachenim Dirakom antielektronom Cikavo vidznachiti sho deyakij chas Anderson pripuskav sho vidkrita yim chastinka ye razom z gipotetichnim antiprotonom skladovoyu nejtrona vidkritogo 1932 roku Nezalezhno vid Andersona u berezni 1932 britanski vcheni Patrik Blekett i Dzhuzeppe Okkialini ru modifikuvali kameru Vilsona takim chinom shob vona vmikalasya lishe pri spracovuvanni lichilnikiv Gejgera sho buli roztashovani nad i pid neyu Za dopomogoyu cogo udoskonalennya voni zmogli znyati kilka soten trekiv vid chastinok porodzhenih kosmichnimi promenyami Sered nih bulo dostatno trekiv pozitroniv sho dopomoglo perekonati naukovu spilnotu u yih realnosti 6 U 1936 roci Anderson yak pershovidkrivach otrimav za vidkrittya pozitronu Nobelivsku premiyu z fiziki a u 1948 za udoskonalennya kameri Vilsona yiyi otrimav Blekett Okkialini premiyi ne otrimav za deyakimi pripushennyami z politichnih motiviv 7 Protyagom nastupnih dvoh rokiv bulo vstanovleno sho elektron pozitronni pari porodzhuyutsya gamma kvantami pri galmuvanni yih u rechovini a takozh sho pozitroni mozhut viprominyuvatis pri radioaktivnomu rozpadi Antinukloni Redaguvati U 50 h rokah fiziki vzhe buli vpevneni v isnuvanni antipartneriv i bilsh vazhkih chastinok ale tipovih energij kosmichnih promeniv ne vistachalo dlya yih utvorennya tomu u 1954 roci v Berkli buv zbudovanij bevatron priskoryuvach elementarnih chastinok do energij u 6 GeV Z jogo dopomogoyu u 1955 roci buv vidkritij antiproton a u 1956 roci antinejtron U 1965 roci bulo sintezovane pershe antiyadro vcheni z CERN otrimali antidejterij Na pochatku 70 h yadra antigeliyu 3 i antitritiyu buli otrimani na priskoryuvachi institutu fiziki visokih energij u Protvino SRSR Najvazhche z sintezovanih na danij moment antiyader antigelij 4 bulo zafiksovane u 2011 roci kolaboraciyeyu STAR 8 Antiatomi Redaguvati Dokladnishe AntigidrogenDlya stvorennya najprostishih antiatomiv antigidrogenu neobhidno shob antiprotoni i antinejtroni znahodilisya poruch dostatno dovgij za mirkami fiziki elementarnih chastinok chas Vrahovuyuchi sho antichastinki sho utvoryuyutsya pid chas visokoenergetichnih zitknen zazvichaj ruhayutsya z relyativistskimi shvidkostyami dosyagti cogo dovoli vazhko Vpershe antigidrogen buv sintezovanij v CERN u 1995 roci pid chas eksperimentu PS210 en komandoyu pid kerivnictvom Valtera Olerta 9 U listopadi 2010 z yavilosya povidomlennya sho 38 atomiv antivodnyu buli zahopleni v magnitnu pastku j utrimuvalisya tam priblizno 1 6 sekundi 10 Otrimannya antimateriyi v zemnih umovah RedaguvatiAntichastinki mozhut buti stvoreni v priskoryuvachah napriklad u CERNi Zheneva Shvejcariya laboratoriyi Fermi SShA v Centri yadernih doslidzhen Dubna Rosiya Utvorennya antichastinok prohodit zazvichaj zavdyaki procesu obernenomu anigilyaciyi procesu narodzhennya par Dlya cogo neobhidna energiya bilsha za sumarnu masu chastinki j antichastinki Najprostishi z antichastinok antichastinki elektroniv pozitroni vinikayut porivnyano chasto vnaslidok riznomanitnih yadernih reakcij Neobhidna dlya cogo energiya porivnyano nevelika z oglyadu na legkist leptoniv desho bilsha za 1 MeV Antichastinki barioniv potrebuyut dlya utvorennya energiyu ponad 1 GeV Vpershe atom antivodnyu sposterigali v 1995 roci v eksperimenti SP20 na priskoryuvachi LEAR v CERN ale todi vin isnuvav tilki v priskoryuvachi protyagom duzhe malogo chasu poryadku 40 ns i ruhavsya zi shvidkistyu blizkoyu do shvidkosti svitla Vsogo bulo zareyestrovano 9 atomiv antivodnyu Taka antimateriya ne pidhodila dlya vivchennya vlastivostej tomu vcheni pochali konstruyuvati pastki u yakih yiyi mozhna nakopichuvati ta utrimuvati Dlya cogo potribno ostuditi antiprotoni zniziti yihnyu energiyu j shvidkist ruhu CERN yedinij centr u sviti sho maye obladnannya specialno priznachene dlya stvorennya ta doslidzhennya nizkoenergetichnih antiprotoniv Antiprotoni v eksperimenti ALPHA viroblyayutsya v umovah vakuumu odnak ce ne virishuye problemi anigilyaciyi voni zalishayutsya otocheni zvichajnoyu materiyeyu Tomu shob prodovzhiti chas zhittya antirechovini vcheni skonstruyuvali pastku iz duzhe silnogo j skladnogo po konfiguraciyi magnitnogo polya Pri nadnizkih temperaturah u takij pastci nakopichuyutsya atomi antivodnyu otrimani pri z yednanni antiprotoniv i pozitroniv sho ruhayutsya iz priblizno rivnimi shvidkostyami U rezultati vdalosya na bagato poryadkiv zbilshiti chas zhittya atomiv antivodnyu v eksperimenti ALPHA atom antimateriyi isnuye protyagom desyatoyi chastki sekundi i cogo cilkom dostatno dlya vivchennya yiyi vlastivostejSimetriya materiyi i antimateriyi RedaguvatiTeoretichno majzhe nemozhlivo rozrizniti materiyu i antimateriyu chastinki antimateriyi mayut tu samu masu i zaryad prote z protilezhnim znakom Yaderni vzayemodiyi antichastinok takozh ye ekvivalentnimi vzayemodiyi chastinok Prote slabka vzayemodiya rozriznyaye chastinki i antichastinki CP invariantnist ne vikonuyetsya Gravitacijna vzayemodiya Redaguvati Trivalij chas pitannya pro te chi masa antichastinok ye takoyu samoyu yak i masa chastinok ne malo eksperimentalno pidtverdzhenoyi vidpovidi Perevirka gipotezi pro yihnyu rivnist spryazhena zi skladnoshami tehnichnogo harakteru pov yazanimi z vazhkistyu zberigannya chastinok ta yihnimi velikimi shvidkostyami Zgidno deyakih bilsh ekzotichnih gipotez antimateriya mozhe mati vid yemnu inercijnu aktivnu gravitacijnu abo pasivnu gravitacijnu masi 11 Rivnist inercijnih mas chastinok prodemonstruvati znachno legshe a najbilshoyu skladnistyu ye vimiri gravitacijnoyi masi v 2014 roci CERN bulo pokazano sho gravitacijni masi chastinok i antichastinok zbigayutsya z tochnistyu do 1 12 Zgidno principu ekvivalentnosti inercijna i gravitacijna masa mayut buti rivnimi Za rezultatami pivtorarichnogo doslidzhennya CERN opublikovanimi 2022 roku masa materiyi ta antimateriyi ne vidriznyayetsya Ce oznachaye sho materiya ta antimateriya reaguyut na gravitaciyu odnakovo Umovno kazhuchi zrazki yih oboh padatimut vniz bez zhodnoyi riznici Shob pereviriti pripushennya komanda doslidnikiv CERN pomistila antiprotoni ta negativno zaryadzheni ioni vodnyu v elektromagnitnij pristrij pid nazvoyu Pastka Penninga Potraplyayuchi vseredinu chastinki ruhayutsya po ciklichnij trayektoriyi i vimiryuyuchi yihnyu chastotu vcheni zmogli obchisliti yihnye vidnoshennya zaryadu do masi 13 Vikoristannya RedaguvatiMedichne Redaguvati Dokladnishe Pozitron emisijna tomografiyaPozitroni aktivno vikoristovuyutsya v medicini dlya onkodiagnostiki Dlya cogo paciyentu vvodyat modifikovanu glyukozu do yakoyi priyednanij radioaktivnij atom sho rozpadayetsya viprominyuyuchi nizkoenergetichnij pozitron napriklad ftor 18 abo oksigen 15 U tili cej izotop razom z glyukozoyu nakopichuyetsya v tkaninah sho aktivno poglinayut glyukozu do yakih nalezhat puhlini Pozitron sho viprominyuyetsya pri rozpadi shvidko anigilyuye z elektronom vipuskayuchi dva identichnih fotoni sho letyat u protilezhnih napryamkah za zakonom zberezhennya energiyi ta impulsu Zafiksuvavshi taki fotoni mozhna tochno viznachiti misce zvidki voni viletili Takozh cej metod vikoristovuyut dlya vivchennya roboti mozku dilyanki mozku sho aktivno pracyuyut spozhivayut bilshe glyukozi a takozh u kardiologiyi 14 Palivo Redaguvati Antimateriya potencijno najefektivnishe palivo oskilki pri anigilyaciyi majzhe 100 yiyi masi perehodit v energiyu Vpershe ideyu vikoristovuvati yiyi dlya kosmichnih polotiv visloviv Ojgen Zenger u 1953 roci 15 Na danij chas isnuye kilka perspektivnih variantiv proyektiv dviguniv takogo rodu vsi voni poki sho daleki vid realizaciyi Anigilyaciya chastinok vseredini specialnoyi volframovoyi matrici yaka znahoditsya u kameri z robochim tilom dviguna napriklad voden sho nagrivayetsya vid matrici i vilitaye cherez sopla yak u zvichajnij raketi Nagrivannya robochogo tila bezposeredno vid gamma viprominyuvannya Cej variant dozvolyaye dosyagti vishih temperatur i shvidkostej vitikannya prote u nomu ye nebezpeka rozplavlennya stinok kameri Vikoristannya yavisha ablyaciyi u comu varianti robochim tilom ye tverda plastina atomi z yakoyi vibivayutsya potokom gamma promeniv Pri realizaciyi takih proyektiv kosmichni poloti mozhut stati znachno dostupnishimi u suchasnih raketah korisne navantazhennya stanovit lishe 10 20 vidsotkiv vid zagalnoyi masi raketi a reshtu zajmaye palivo i baki Dlya dosyagnennya takih pokaznikiv vikoristovuyut bagatostupenevi raketi ale voni ye bilsh inzhenerno skladnimi i potencijno nebezpechnimi U toj zhe chas dlya polotu na Mars dostatno energiyi sho mistitsya u kilkoh miligramah antirechovini a otzhe korisne navantazhennya mozhe buti na poryadok vishim pri sproshenni konstrukciyi Energetika Redaguvati Oskilki narazi ne vidomi perspektivni prirodni dzherela antichastinok vsya dostupna lyudstvu antimateriya ye shtuchnoyu a otzhe sama po sobi ne mozhe buti dzherelom energiyi yiyi virobnictvo potrebuye bilshe energiyi nizh vidilitsya pri anigilyaciyi prote isnuyut proyekti katalizu termoyadernogo sintezu nevelikoyu kilkistyu antiprotoniv U cih proyektah antiprotoni katalizuyut rozpad uranu sho v svoyu chergu rozigrivaye dejteriyevo tritiyevu sumish do temperatur pri yakih pochinayetsya termoyaderna reakciya 16 Taki ustanovki takozh proponuyetsya vikoristovuvati v yakosti dviguniv dlya kosmichnih polotiv 17 Zbroya Redaguvati Nezvazhayuchi na veliku koncentraciyu energiyi antirechovina ne ye perspektivnoyu zbroyeyu masovogo urazhennya Gram antirechovini pri anigilyaciyi vidilit energiyu u 43 kilotonni yak nevelika atomna bomba Pri comu sintez gramu antirechovini narazi lezhit poza mezhami mozhlivostej lyudstva Z inshogo boku mensh masovi vidi zbroyi na antimateriyi mozhut buti efektivnimi zavdyaki tomu sho antimateriya dozvolyaye zoserediti veliku urazhalnu silu na duzhe malenkij dilyanci Tak u 2013 roci vchenimi z universitetu Michiganu buv stvorenij anigilyacijnij pistolet agregat rozmirom blizko metra sho mozhe vidavati intensivnij potik pozitroniv 18 Div takozh RedaguvatiZaryadove spryazhennya Antichastinka Nejtralna chastinka Kolajder Velikij adronnij kolajder Bariogenezis LeptogenezisVinoski Redaguvati Foundation of Complex Matter Space and Special Theory of Relativity a Unifying Approach Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine angl FAQ Istoriya otkrytiya antimaterii Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros Uravnenie Diraka Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros S dnem rozhdeniya pozitron Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros The Birth of Particle Physics Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine angl Pozitron Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros Etyud ob antichasticah Antimateriya antiveshestvo Chto eto takoe Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros Observation of the antimatter helium 4 nucleus Arhivovano 6 kvitnya 2018 u Wayback Machine angl Antiatoms Here Today Arhivovano 21 lipnya 2019 u Wayback Machine angl Andresen et al 2010 Trapped antihydrogen Nature The arguments against antigravity and the gravitational acceleration of antimatter Arhivovano 14 kvitnya 2013 u Wayback Machine angl The AEgIS experiment at CERN for the measurement of antihydrogen gravity acceleration Arhivovano 31 bereznya 2019 u Wayback Machine angl Borchert M J Devlin J A Erlewein S R Fleck M Harrington J A Higuchi T Latacz B M Voelksen F ta in 2022 01 A 16 parts per trillion measurement of the antiproton to proton charge mass ratio Nature angl 601 7891 s 53 57 ISSN 1476 4687 doi 10 1038 s41586 021 04203 w Arhiv originalu za 7 sichnya 2022 Procitovano 6 sichnya 2022 rekomenduyetsya displayauthors dovidka Positron emission tomography Arhivovano 14 travnya 2020 u Wayback Machine angl Antimateriya v upryazhke Pozitronnoe budushee mezhplanetnyh pereletov Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros Antimatter catalyzed nuclear fusion Arhivovano 23 lipnya 2018 u Wayback Machine angl Zvezdolyoty na antimaterii 10 trillionov za gramm topliva Arhivovano 12 travnya 2018 u Wayback Machine ros Physicists create tabletop antimatter gun Arhivovano 8 veresnya 2018 u Wayback Machine angl Literatura RedaguvatiFrejzer G Antimateriya Zazerkalnye miry M Mir 2001 216 s nbsp Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Antimateriya amp oldid 35894568