Az antianyag minden szempontból olyan, mint egy anyag. Egyidejűleg és egyetlen forrásból alakultak ki. Ennek eredményeként nagyon sok van, és gyakorlatilag nincs. Ennek magyarázatot kell adni.
Minden, amivel életünk során érintkezésbe kerülünk, anyagból készül. A kezünkben lévő csésze molekulákból, molekulákból - atomokból, atomokból áll, neveikkel ellentétben (görögül az „atom” kifejezés „oszthatatlan”) - elektronokból, protonokból és neutronokból áll. Az utóbbi kettőt a baryonoknak hívják a tudósok. Oszthatók tovább, kvarkokba, és talán még tovább, de egyelőre ezen fogunk lakozni. Együtt képezik az anyagot.
Mint minden olvasóink tudják, az anyagnak antipóda - antianyag van. Amikor érintkezésbe kerülnek, nagyon nagy energia felszabadulásával pusztulnak el - megsemmisülnek. A fizikusok számításai szerint a Földet sújtó tégla méretű darab antianyagok olyan hatást okozhatnak, mint a hidrogénbomba. Minden más szempontból az antipódok hasonlóak: az antianyag tömege, a fizikai törvények teljes mértékben érvényesek rá, de az elektromos töltése ellentétes. Egy antiproton esetében negatív, pozitron (antielektron) esetén pedig pozitív. És az antianyag gyakorlatilag nem fordul elő a körülöttünk lévő valóságban.
Antianyag keresése
Vagy ott van valahol? Ebben a feltételezésben semmi sem lehetetlen, de a világban élünk, bár nem tudunk kezet rázni antipódjainkkal. Valószínű, hogy ők is valahol élnek.
Valószínűleg az összes ma megfigyelt galaxis rendes anyagból áll. Ellenkező esetben a határok a szomszédos folyamatos megsemmisítés zónájává válnának, a távolról is láthatóak lesznek. A Földi Megfigyelőközpontok regisztrálnák a megsemmisítés során képződött energiakvantumokat. Amíg ez meg nem történik.
Annak bizonyítéka, hogy az Antitest anyag észlelhető mennyiségben van jelen az univerzumban, lehet valahol az űrben felfedezés (a Földön az anyag nagy sűrűsége miatt nyilvánvalóan haszontalan az antihéliummagok keresése). Két antiproton, két antineutron. Az ilyen magot alkotó részecskék rendszeresen előállnak nagy energiájú részecskék ütközéseinél földi gyorsítókban és természetesen, amikor az anyagot kozmikus sugarak bombázzák. Felfedezésük nem mond semmit. De az antihélium ugyanúgy képződhet, ha annak alkotórészei négy ugyanabban az időben születnek. Ezt nem lehet teljesen lehetetlennek nevezni, de egy ilyen esemény az egész világegyetemben tizenöt milliárd évente egyszer történik, ami meglehetősen összehasonlítható a létezésének idejével.
Promóciós videó:
Előkészítés egy léggömb elindításához űrszemcsék detektorral a BESS kísérlet részeként. Az érzékelő az előtérben látható és 3 tonna súlyú. / & copy; i.wp-b.com
Ennélfogva az antihélium kimutatása akkor tekinthető jól, ha nem az antipódok üdvözletének, akkor annak bizonyítékaként, hogy a világűr mélyén valahol tiszta méretű antianyag darab lebeg. Szóval onnan onnan repült.
Sajnos, a föld atmoszférájának felső rétegeiben vagy annak megközelítésében az antihélium keresésére tett ismételt kísérletek még nem hoztak sikert. Természetesen ez a helyzet akkor, amikor "a pisztolya nyomának hiánya a kezén semmit nem bizonyít". Lehet, hogy csak nagyon messze volt repülni (milliárd fényév nagyságrenddel), és még nehezebb bejutni egy kis bolygón lévő kis detektorba. És minden bizonnyal, ha az érzékelő érzékenyebb (és drágább), akkor nagyobb a sikerünk esélyei.
Az anti-csillagok, ha természetükben lennének, a termonukleáris reakciók során ugyanolyan antineutrinó-fluxusokat generálnak, mint a közönséges csillagok - az ellenanyagok fluxusa. Ugyanazokat az antineutrinókat kell kialakítani az antiszupernova robbanások során. Eddig sem egyiket, sem a másikot nem fedezték fel, de meg kell jegyezni, hogy a neutrinócsillagászat általában megteszi az első lépéseket.
Detector Sudbury Neutrino Observatory (SNO), Kanada. / & copy; squarespace.com
Mindenesetre még nem állnak rendelkezésre megbízható információk az érzékelhető mennyiségű antianyag létezéséről az Univerzumban.
Ez egyszerre jó és rossz. Rossz, mert a modern koncepciók szerint a Nagyrobbanás első pillanataiban az anyag és az antianyag egyaránt kialakultak. Ezt követően megsemmisítették, és ez utóbbi kozmikus sugárzáshoz vezetett. A fotonok száma nagyon nagy, körülbelül egy milliárdszor nagyobb, mint az univerzumban a baryonok (azaz protonok és neutronok) száma. Más szavakkal: valamikor, az idő elején, az univerzumban lévő anyag egy milliárddal többnek bizonyult, mint az antianyag. Aztán az összes "felesleges" eltűnt, megsemmisült, és egymilliárd rész maradt. Az eredmény az, amit a szakirodalomban baryon aszimmetriának hívnak.
A fizikusok számára az egyensúlyhiány problémát jelent, mivel ezt valahogy meg kell magyarázni. Legalább olyan objektumok esetében, amelyek minden más szempontból szimmetrikusan viselkednek.
De nekünk (beleértve a fizikusokat) ez jó, mert ugyanolyan mennyiségű anyaggal és az antianyaggal teljes megsemmisülés történne, az Univerzum üres lesz, és senki sem tehet fel kérdéseket.
Szaharov feltételei
A tudósok valamikor a 20. század közepén rájöttek egy nagy kozmológiai probléma létezésére. Andrei Szaharov 1967-ben fogalmazta meg azokat a feltételeket, amelyek között az univerzum olyanvá válik, ahogyan látjuk, és azóta a tematikus irodalom „közös helye” volt, legalább orosz és angol nyelven. Rendkívül egyszerűsített formában így néznek ki.
Először: bizonyos körülmények között, amelyek valószínűleg léteztek a korai világegyetemben, a fizika törvényei továbbra is eltérően működnek az anyag és az antianyag szempontjából.
Másodszor, ebben az esetben a baryonszám nem konzerválódhat, azaz a baryonok száma a reakció után nem egyenlő az előzővel.
Harmadszor, a folyamatnak robbanásveszélyes módon kell folytatódnia, vagyis nem egyensúlyi lehet. Ez azért fontos, mert az egyensúlyban az anyagok koncentrációi hajlamosak kiegyenlíteni, és valami másra van szükségünk.
A. D. Szaharov, az 1960-as évek vége. / & copy; thematicnews.com
Ezzel véget ér a magyarázat általánosan elfogadott része, majd fél évszázad alatt uralkodnak a hipotézisek. Jelenleg a leghitelesebb egy az eseményt az elektromos zavar kölcsönhatással összekapcsolva. Vessen egy pillantást rá.
Forráspont
Annak magyarázata érdekében, hogy mi történt a kérdésünkkel, meg kell szűkítenünk a képzeletünket és el kell képzelnünk, hogy van egy bizonyos mező az univerzumban. Még nem tudunk semmit annak létezéséről és tulajdonságairól, kivéve azt, hogy az anyag és az antianyag eloszlásához kapcsolódik az űrben, és bizonyos mértékig hasonlít a szokásos hőmérséklethez, különösképpen nagyobb és kisebb értékeket vehet fel egy bizonyos szintre, amely összehasonlítható. forráspont.
Az univerzumban lévő anyag kezdetben vegyes állapotban van. Körülbelül „forró” - az idézeteket itt el lehet hagyni, mivel a szokásos hőmérséklet is nagyon magas, de a képzeletbeli analógjáról beszélünk. Ez az analóg "forral" - a maximális érték.
A tér növekedésével a „cseppek” kondenzálódni kezdenek a kezdeti „gőztől”, amelyben „hűvösebb”. Eddig minden pontosan ugyanúgy néz ki, mint a víz - ha a túlhevített gőz edényben van, amelynek térfogata elég gyorsan növekszik, akkor adiabatikus hűtés következik be. Ha elég erős, akkor a víz egy része folyadékként esik ki.
Víz kondenzált a gőztől. / & copy; 3.bp.blogspot.com
Valami hasonló történik az űrben lévő anyaggal. Ahogy az Univerzum térfogata növekszik, a „cseppek” száma és mérete növekszik. De akkor kezdődik valami, amelynek nincs analógiája abban a világban, amelyhez szoktuk.
A részecskék és a részecskék „cseppekbe” történő behatolásának feltételei nem azonosak, a részecskéknek egy kicsit könnyebb ezt megtenni. Ennek eredményeként megsérül a kezdeti koncentráció-egyenlőség, a kondenzált "folyadékban" van egy kicsit több anyag, a "forrásban" pedig az antipódja. Ebben az esetben a baryonok száma változatlan marad.
És akkor a "forrásfázisban" megkezdődnek az egymással kölcsönhatásba lépő elektromos fénysugár-kvantumhatások működése, amelyeknek úgy tűnik, hogy nem szabad megváltoztatni a baryonok számát, hanem a valóságban kiegyenlíteniük kell a részecskék és a részecskék számát. Szigorúan véve, ez a folyamat „cseppekben” is zajlik, de ott kevésbé hatékony. Így csökkent a részecskék száma. Ezt röviden írták és természetesen nagyon egyszerűsítették, valójában minden sokkal érdekesebb, de most nem mélyebb elméletbe megyünk.
Két helyzet kulcsfontosságúnak bizonyul a helyzet megmagyarázásában. Megfigyelt tény az elektromágneses kölcsönhatások kvantum anomáliája, amelyet 1976-ban fedeztek fel. A részecskék kondenzációs zónába való bejutásának valószínűsége közötti különbség kiszámított tény, tehát hipotetikus. Maga a mező, amely "forr", majd lehűt, még nem került észlelésre. Az elmélet megfogalmazásakor feltételezték, hogy ez a Higgs-mező, de a híres bozon felfedezése után kiderült, hogy ennek semmi köze sincs. Valószínű, hogy nyitása még mindig a szárnyakban vár. Vagy talán nem - és akkor a kozmológusoknak más magyarázatokat kell kitalálniuk. Az univerzum tizenöt milliárd éve várakozik erre, várhat egy újabbra.
Szergej Sysoev