Një nga detyrat më interesante me të cilat përballet shkenca moderne është zbulimi i mistereve të universit. Dihet se gjithçka në botë përbëhet nga materia ose substanca. Por, sipas supozimeve të shkencëtarëve, në momentin e Big Bengut u formua jo vetëm substanca që përbën të gjitha objektet e botës përreth, por edhe e ashtuquajtura antimateria, antimateria dhe, rrjedhimisht, antigrimcat e ka rëndësi.
Antigrimca e elektronit
Antigrimca e parë, ekzistenca e së cilës u parashikua dhe më pas u vërtetua shkencërisht ishte pozitroni.
Për të kuptuar origjinën e kësaj antigrimce, ia vlen t'i referohemi strukturës së atomit. Dihet se bërthama e një atomi përmban protone (grimca të ngarkuara pozitivisht) dhe neutrone (grimca që nuk kanë ngarkesë). Në orbitat e tij qarkullojnë elektronet - grimcat me ngarkesë elektrike negative.
Positroni është antigrimca e elektronit. Ka një ngarkesë pozitive. Në fizikë, simboli për një pozitron duket kështu: e+ (simboli i përdorur për të treguar një elektron ështëe-). Kjo antigrimcë shfaqet si rezultat i kalbjes radioaktive.
Si ndryshon një pozitron nga një proton?
Ngarkesa e pozitronit është pozitive, kështu që dallimi i tij nga elektroni dhe neutroni është i dukshëm. Por protoni, ndryshe nga elektroni dhe neutroni, ka gjithashtu një ngarkesë pozitive. Disa njerëz bëjnë gabim duke besuar se një pozitron dhe një proton janë në thelb e njëjta gjë.
Dallimi është se një proton është një grimcë, një pjesë e substancës, materies që përbën botën tonë, e cila është pjesë e çdo bërthame atomike. Pozitroni është antigrimca e elektronit. Nuk ka asnjë lidhje me protonin, përveç një ngarkese pozitive.
Kush e zbuloi pozitronin?
Për herë të parë, ekzistenca e pozitronit u sugjerua nga fizikani anglez Paul Dirac në 1928. Hipoteza e tij ishte se një antigrimcë me një ngarkesë pozitive korrespondon me elektronin. Përveç kësaj, Dirac sugjeroi që, pasi të takoheshin, të dyja grimcat do të zhdukeshin, duke lëshuar një sasi të madhe energjie në proces. Një tjetër nga hipotezat e tij ishte se ekziston një proces invers në të cilin shfaqen një elektron dhe një grimcë që janë të anasjellta me të. Fotoja tregon gjurmët e një elektroni dhe antigrimcat e tij
Disa vite më vonë, fizikani Carl Anderson (SHBA), duke fotografuar grimcat me një dhomë reje dhe duke studiuar gjurmët e tyre, zbuloi gjurmë të grimcave të ngjashme me elektronet. Megjithatë, gjurmët kishin një lakim të kundërt nga fusha magnetike. Prandaj, ngarkesa e tyre ishte pozitive. Raporti i ngarkesës së grimcave ndaj masës ishte i njëjtë me atë të një elektroni. Kështu, teoria e Dirakut u konfirmua eksperimentalisht. Anderson dhaKjo antigrimcë quhet pozitron. Për zbulimin e tij, shkencëtarit iu dha Çmimi Nobel në Fizikë.
Sistemi i çiftëzuar i elektronit dhe pozitronit quhet "pozitronium".
Asgjësim
Termi "asgjësim" përkthehet si "zhdukje" ose "shkatërrim". Kur Paul Dirac sugjeroi që elektroni i grimcave dhe antigrimca e elektronit do të zhdukeshin në një përplasje, ishte asgjësimi i tyre që synohej. Me fjalë të tjera, ky term përshkruan procesin e ndërveprimit midis materies dhe antimateries, duke çuar në zhdukjen e tyre reciproke dhe çlirimin e burimeve të energjisë gjatë këtij procesi. Si i tillë, shkatërrimi i materies nuk ndodh, ajo vetëm fillon të ekzistojë në një formë tjetër.
Gjatë përplasjes së një elektroni dhe një pozitroni, prodhohen fotone - kuantet e rrezatimit elektromagnetik. Ata nuk kanë as ngarkesë dhe as masë pushimi.
Ekziston edhe një proces i kundërt i quajtur "lindja e një çifti". Në këtë rast, grimca dhe antigrimca shfaqen si rezultat i ndërveprimit elektromagnetik ose ndonjë ndërveprimi tjetër.
Edhe kur një pozitron dhe një elektron përplasen, lirohet energji. Mjafton të imagjinohet se çfarë do të çojë përplasja e shumë grimcave me antigrimcat. Potenciali energjetik i asgjësimit për njerëzimin është i paçmueshëm.
Antiproton dhe antineutron
Është logjike të supozohet se meqenëse antigrimca e elektronit ekziston në natyrë, atëherë grimcat e tjera themelore duhet tëkanë antigrimca. Antiprotoni dhe antineutroni u zbuluan përkatësisht në 1955 dhe 1956. Një antiproton ka një ngarkesë negative, një antineutron nuk ka ngarkesë. Antigrimcat e hapura quhen antinukleone. Kështu, antimateria ka formën e mëposhtme: bërthamat e atomeve përbëhen nga antinukleone, dhe pozitronet rrotullohen rreth bërthamës.
Në vitin 1969, izotopi i parë i antiheliumit u mor në BRSS.
Në 1995, antihidrogjeni u zhvillua në CERN (laboratori evropian i kërkimit bërthamor).
Marrja e antimateries dhe kuptimi i saj
Siç u tha, antigrimcat e elektronit, protonit dhe neutronit janë në gjendje të asgjësohen me grimcat e tyre origjinale, duke gjeneruar energji gjatë përplasjes. Prandaj, studimi i këtyre dukurive ka një rëndësi të madhe për fusha të ndryshme të shkencës.
Marrja e antimateries është një proces jashtëzakonisht i gjatë, i mundimshëm dhe i kushtueshëm. Për këtë, po ndërtohen përshpejtues të veçantë të grimcave dhe kurthe magnetike, të cilat duhet të mbajnë antimaterinë që rezulton. Antimateria është substanca më e shtrenjtë deri më sot.
Nëse prodhimi i antimateries do të vihej në qarkullim, atëherë njerëzimi do të pajisej me energji për shumë vite. Përveç kësaj, antimateria mund të përdoret për të krijuar karburant raketash, sepse, në fakt, kjo lëndë djegëse do të ishte marrë thjesht nga kontakti i antimateries me ndonjë substancë.
Kërcënimi kundër lëndës
Ashtu si shumë zbulime të bëra nga njeriu, zbulimi i antigrimcave të elektronit dhe nukleonit mund t'i paraqesë njerëzit menjë kërcënim serioz. Të gjithë e dinë fuqinë e bombës atomike dhe shkatërrimin që mund të shkaktojë. Por fuqia e shpërthimit gjatë kontaktit të materies me antimateries është kolosale dhe shumë herë më e madhe se forca e një bombe atomike. Kështu, nëse një ditë shpiket një "antibombë", njerëzimi do ta vendosë veten në prag të vetëshkatërrimit.
Çfarë përfundimesh mund të nxjerrim?
- Universi përbëhet nga materia dhe antimateria.
- Antigrimcat e elektronit dhe nukleoneve quhen "pozitron" dhe "antinukleone".
- Antigrimcat kanë ngarkesë të kundërt.
- Përplasja e materies dhe antimateries çon në asgjësim.
- Energjia e asgjësimit është aq e madhe sa mund t'i shërbejë një personi dhe të kërcënojë ekzistencën e tij.
