Phản vật chất

     

Phản vật chất là cấu tạo từ chất của tè thuyết kỹ thuật viễn tưởng. Trong quyển sách và bộ phim truyền hình Thiên thần cùng Ác quỷ (Angels & Demons), gs Langdon cố gắng cứu lấy thành phố Vatican trước một vụ nổ bom phản thiết bị chất. Chiến thuyền vũ trụ Enterprise trong phim Star Trek áp dụng sức đẩy phân hủy thiết bị chất-phản vật chất để du hành cấp tốc hơn ánh sáng.

Bạn đang xem: Phản vật chất

Phản vật hóa học cũng là chất liệu của thực tế. Các hạt phản đồ chất phần đông giống hệt với đối hạt vật hóa học của chúng, ngoài là bọn chúng mang điện tích cùng spin trái dấu. Khi phản vật chất gặp gỡ vật chất, chúng chớp nhoáng hủy nhau thành năng lượng.

Trong lúc bom phản bội vật chất và phi thuyền áp dụng sức đẩy bội phản vật hóa học thì có chút cường điệu, vẫn có nhiều thực tế về phản vật chất để giúp đỡ khai sáng đến tế bào óc của bạn.


*

1. Lẽ ra phản bội vật hóa học đã hủy không còn vật chất trong vũ trụ sau Vụ nổ Lớn

Theo lí thuyết Big Bang, vụ nổ béo đã tạo ra vật chất và phản vật chất với lượng ngang nhau. Lúc vật hóa học và phản đồ gia dụng chất gặp mặt nhau, bọn chúng hủy nhau, chẳng giữ lại gì quanh đó năng lượng. Vị thế, trên nguyên tắc, lẽ ra chúng ta không tồn tại.

Nhưng họ tồn tại. Cùng trong chừng mực mà những nhà thiết bị lí có thể nói rằng được, nguyên nhân duy duy nhất là vị vì, vào phút chót, đã gồm thêm một hạt vật chất trong những tỉ cặp trang bị chất-phản đồ vật chất. Các nhà trang bị lí vẫn đã nỗ lực lý giải sự bất đối xứng này.

2. Bội phản vật chất ở gần chúng ta hơn bạn nghĩ

Những lượng nhỏ phản trang bị chất liên tục trút xuống Trái đất dưới dạng tia vũ trụ, những hạt năng lượng cao đến từ vũ trụ. Những hạt phản nghịch vật hóa học này tiếp cận khí quyển của họ ở tỉ lệ từ không tới một phân tử trên mét vuông đến rộng 100 phân tử trên mét vuông. Những nhà kỹ thuật đã nhìn thấy vật chứng của sự sinh chế tác phản vật hóa học phía trên các đám mây giông.

Nhưng các nguồn làm phản vật chất còn ở gần nhà của bạn hơn. Chẳng hạn, chuối sinh ra phản đồ vật chất, giải tỏa một positron – tương đương phản vật hóa học của electron – trong những khoảng 75 phút. Hiện tượng lạ này xẩy ra vì vào chuối có chứa một lượng nhỏ potassium-40, một đồng vị có mặt trong tự nhiên và thoải mái của potassium (Kali). Khi potassium-40 phân hủy, thỉnh phảng phất nó nhả ra một positron.

Cơ thể của bọn họ cũng bao gồm chứa potassium-40, nghĩa là các positron cũng được khung người bạn vạc ra. Phản nghịch vật hóa học phân diệt tức thời lúc tiếp xúc với vật chất, chính vì như vậy các hạt phản vật dụng chất này còn có thời gian sống khôn cùng ngắn.

3. Con bạn chỉ tạo ra được đầy đủ lượng nhỏ dại phản đồ chất

Các phân hủy phản vật chất-vật chất có công dụng giải phóng tích điện rất lớn. Một gam phản đồ dùng chất có thể tạo ra một vụ nổ ngang trung bình với bom hạt nhân. Mặc dù nhiên, con bạn chỉ mới rất có thể tạo ra phần nhiều lượng phản vật dụng chất rất là ít ỏi.

Toàn bộ phản proton từng được tạo nên tại máy gia tốc hạt Tevatron sinh hoạt Fermilab cùng lại chỉ gồm 15 nano gam. Các phản proton được tạo nên tại CERN thì chừng 1 nano gam. Tại DESY sống Đức, tính cho đến nay có dao động 2 nano gam positron được sản xuất ra.

Nếu cho toàn thể phản vật chất mà con tín đồ từng tạo nên phân hủy thuộc lúc, thì năng lượng giải phóng chẳng đủ nhằm đun một bóc trà.

Khó khăn nằm tại vị trí chỗ công dụng và ngân sách sản xuất và lưu trữ phản trang bị chất. Sản xuất 1 gam phản vật chất yên cầu năng lượng khoảng chừng 25 triệu tỉ kWh và tiêu hao hơn một triệu tỉ đô la.


*

4. Gồm cái call là bẫy phản trang bị chất

Để nghiên cứu và phân tích phản đồ gia dụng chất, bạn cần ngăn nó phân diệt với đồ chất. Những nhà kỹ thuật đã tạo thành các bí quyết làm các bước đó.

Các phân tử phản vật hóa học mang năng lượng điện như positron cùng phản proton có thể được giữ trong các dụng cụ gọi là bẫy Penning. Những chiếc bẫy này có thể ví như những chiếc máy gia tốc nhỏ tuổi xíu. Bên trong bẫy, những hạt chuyển động xoắn ốc xung quanh từ trường cùng điện trường ngăn chúng va tiếp xúc với thành bẫy.

Nhưng bả Penning không chuyển động đối với những hạt trung hòa - nhân chính như làm phản hydrogen. Cũng chính vì chúng không mang điện, nên những hạt này không thể giam cầm được bởi điện trường. Nuốm vậy, chúng được giữ trong bả Ioffe, trong các số đó từ trường bạo phổi dần về đầy đủ hướng. Các hạt bị mắc kẹt một trong những vùng bao gồm từ ngôi trường yếu nhất, hệt nhau như một viên bi lăn vòng quanh tại đáy bát.

Từ ngôi trường Trái đất cũng tính năng như một loại mồi nhử phản đồ gia dụng chất. Những phản proton đã có được tìm thấy trong số vùng bao quanh Trái đất call là vành đai sự phản xạ Van Allen.

Xem thêm: Mua Bán Xe Sh Mode Màu Xanh Lam Phiên Bản Thời, Cách Chọn Màu Xe Honda Sh Mode 2019 Hợp Mệnh

5. Phản đồ gia dụng chất hoàn toàn có thể rơi lên

Các hạt phản vật chất và vật chất gồm cùng trọng lượng nhưng không giống nhau ở các đặc thù như điện tích và spin. Tế bào hình chuẩn chỉnh dự đoán lực lôi kéo có chức năng như nhau lên vật chất và phản đồ gia dụng chất; tuy nhiên, điều đó chưa từng được chứng kiến. Những thí nghiệm như AEGIS, ALPHA và GBAR đã nỗ lực chứng thực dự đoán này.

Việc quan lại sát chức năng của lực lôi kéo lên phản đồ gia dụng chất không dễ như vấn đề ngắm một quả táo apple từ trên cây rơi xuống. Những thí nghiệm này phải giữ bội nghịch vật hóa học trong một cái bẫy và làm nó lờ lững lại bằng phương pháp làm rét nó xuống những ánh nắng mặt trời gần sát không độ tốt đối. Và chính vì lực cuốn hút là lực yếu hèn nhất trong số lực cơ bản, cho nên các nhà đồ dùng lí đề nghị sử dụng những hạt bội phản vật hóa học trung hòa trong số thí nghiệm này nhằm tránh sự nhiễu loạn vày lực điện gây ra.

6. Phản nghịch vật hóa học được phân tích trong các máy tụt giảm hạt

Bạn từng nghe nói tới máy vận tốc hạt, nhưng chúng ta có biết còn có cái điện thoại tư vấn là máy giảm tốc hạt không? CERN có một máy bộ gọi là Máy tụt giảm Phản proton, một vòng trữ rất có thể bắt giữ lại và làm chậm các phản proton để nghiên cứu và phân tích tính hóa học và hành trạng của chúng.

Trong các máy tốc độ tròn auto Va chạm Hadron Lớn, các hạt dấn một cú hích tích điện mỗi lần hoàn tất một vòng quay. Những máy bớt tốc hoạt động ngược lại; thay vày tăng năng lượng, các hạt thừa nhận một cú hích ngược làm cho chậm vận tốc của chúng.

7. Neutrino có thể là phản hạt của riêng rẽ chúng

Mỗi phân tử vật chất và đối hạt phản vật hóa học của nó mang điện tích trái dấu, nên chúng dễ ợt phân biệt được. Những neutrino, các hạt phần đông không cân nặng và hãn hữu khi liên hệ với vật chất, không có điện tích. Các nhà khoa học tin tưởng rằng chúng có thể là những hạt Majorana, một bọn họ hạt giả thuyết là phản hạt riêng của chúng.

Các dự án công trình như vật chứng Majorana với EXO-200 tất cả mục tiêu xác minh xem các neutrino tất cả là hạt Majorana giỏi không bằng phương pháp tìm kiếm một hành trạng call là phân chảy beta kép ko neutrino.

Một số phân tử nhân phóng xạ tự vạc phân rã, giải hòa hai electron cùng hai neutrino. Nếu các neutrino là phản phân tử của riêng rẽ chúng, thì bọn chúng sẽ phân hủy nhau sau phân tung beta kép, và các nhà công nghệ sẽ chỉ quan giáp thấy những electron.

Việc tra cứu kiếm những neutrino Majorana có thể giúp phân tích và lý giải tại sao vĩnh cửu sự bất đối xứng phản vật dụng chất-vật chất. Các nhà đồ dùng lí nêu trả thuyết rằng những neutrino Majorana có thể nặng hoặc nhẹ. Các neutrino nhẹ tồn tại hiện nay nay, còn những neutrino nặng trĩu chỉ trường tồn ngay sau Big Bang. Các neutrino Majorana nặng nề này phân hủy bất đối xứng, dẫn đến sự thừa một chút ít vật chất được cho phép vũ trụ của họ tồn tại.


*

8. Bội phản vật hóa học được sử dụng trong y khoa

PET (Chiếu chụp positron) thực hiện hai positron để tạo ra ra ảnh phân giải cao của cơ thể. Các đồng vị phóng xạ phát xạ positron (giống như đồng vị xuất hiện trong quả chuối) được lắp với các hóa hóa học như glucose mà khung hình sử dụng từ nhiên. Các chất này được tiêm vào máu, trong số ấy chúng thoải mái và tự nhiên phân rã, giải tỏa positron tới gặp gỡ electron trong khung hình và phân hủy. Những phân diệt đó tạo ra tia gamma được dùng để làm dựng lại hình ảnh.

Các nhà khoa học tại dự án ACE sinh hoạt CERN đã nghiên cứu và phân tích phản vật chất với vai trò là một trong những ứng cử viên tiềm năng để điều trị ung thư. Những bác sĩ phát hiện rằng họ rất có thể chiếu xạ những khối u bằng những chùm hạt vẫn giải phóng năng lượng của chúng sau khi an ninh đi qua mô khỏe khoắn mạnh. Sử dụng các phản proton bổ sung thêm một xung năng lượng nữa. Kinh nghiệm tỏ ra kiến hiệu ở các tế bào loài chuột đồng, nhưng những nhà nghiên cứu chưa từng thực hiện khảo nghiệm trên tế bào người.

9. Phản vật hóa học lẽ ra ngăn bọn họ tồn tại hoàn toàn có thể vẫn đang ẩn núp trong ko gian

Một biện pháp mà những nhà công nghệ theo đuổi nhằm giải việc bất đối xứng phản vật dụng chất-vật hóa học là tìm kiếm phản bội vật hóa học còn còn sót lại từ thời Big Bang.

Quang từ phổ kế Alpha (AMS) là một trong máy dò hạt lắp đặt trên Trạm Vũ trụ quốc tế tìm kiếm những hạt này. AMS đựng từ trường làm cho bẻ cong đường đi của những hạt vũ trụ nhằm phân bóc tách vật chất khỏi phản vật chất. Các detector của nó cầu định cùng nhận dạng các hạt khi bọn chúng đi qua.

Các va chạm tia vũ trụ hầu như đặn sinh ra positron cùng phản proton, nhưng tỷ lệ tạo ra một nguyên tử phản nghịch helium là cực kỳ thấp cũng chính vì nó yên cầu lượng tích điện rất lớn. Điều này có nghĩa là việc quan tiếp giáp thấy dù có một hạt nhân bội nghịch helium thôi cũng là bằng chứng trẻ khỏe cho sự mãi mãi của một lượng bự phản vật dụng chất ở chỗ nào đó vào vũ trụ.

10. Con bạn thật sự đang nghiên cứu cách khai thác nhiên liệu phản bội vật chất cho chiến thuyền vũ trụ

Chỉ một tí bội phản vật hóa học cũng hoàn toàn có thể sản sinh một tích điện khổng lồ, thay đổi nó thành một nguyên nhiên liệu thông dụng cho những phương tiện đi lại thuộc về sau này trong tè thuyết kỹ thuật viễn tưởng.

Sức đẩy thương hiệu lửa phản bội vật chất trên lí thuyết là bao gồm thể; tinh giảm là việc thu gom đầy đủ phản vật chất để nó hoạt động.

Hiện ni chẳng có công nghệ sẵn có nào để sản xuất 1 loạt hay thu gom phản vật chất trong thể tích cần thiết cho vận dụng này. Mặc dù nhiên, một số ít nhà nghiên cứu đã thực hiện các nghiên cứu và phân tích mô bỏng về sức đẩy và lưu lại phản đồ gia dụng chất. Trong số này có Ronan Keane tại Viện Hàn lâm Western Reserve và Wei-Ming Zhang trên Đại học Kent State, cùng Marc Weber cùng những đồng sự trên Đại học Washington. Một ngày như thế nào đó, nếu bạn cũng có thể tìm ra phương thức chế tạo hoặc thu gom hầu như lượng mập phản đồ dùng chất, thì những nghiên cứu của họ có thể giúp sự du hành giữa những sao thực hiện sức đẩy phản đồ chất phát triển thành hiện thực.