Antimaterija

Moderna fizika
${\displaystyle {\hat {H}}|\psi _{n}(t)\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi _{n}(t)\rangle }$ ${\displaystyle {\frac {1}{{c}^{2}}}{\frac {{\partial }^{2}{\phi }_{n}}{{\partial t}^{2}}}-{{\nabla }^{2}{\phi }_{n}}+{\left({\frac {mc}{\hbar }}\right)}^{2}{\phi }_{n}=0}$ Dinamika kolektora: Schrödingerova i Klein–Gordonova jednačina
Osnivači Max Planck Albert Einstein Niels Bohr Max Born Werner Heisenberg Erwin Schrödinger Pascual Jordan Wolfgang Pauli Paul Dirac Ernest Rutherford Louis de Broglie Satyendra Nath Bose
Koncepti Topologija Prostor Vrijeme Energija Materija Rad Slučajnost Informacija Entropija Um Svjetlost Čestica Talas
Grane Primijenjena Eksperimentalna Teorijska Matematička Filozofija fizike Kvantna mehanika Kvantna teorija polja Kvantna informacija Kvantni računar Elektromagnetizam Slaba interakcija Elektroslaba interakcija Jaka interakcija Atomska Elementarne čestice Nuklearna Atomska, molekularna i optička Kondenzovana materija Statistička Kompleksni sistemi Nelinearna dinamika Biofizika Neurofizika Fizika plazme Posebna relativnost Opća relativnost Astrofizika Kosmologija Teorija gravitacije Kvantna gravitacija Teorija svega
Naučnici Witten Röntgen Becquerel Lorentz Planck Curie Wien Skłodowska-Curie Sommerfeld Rutherford Soddy Onnes Einstein Wilczek Born Weyl Bohr Kramers Schrödinger de Broglie Laue Bose Compton Pauli Walton Fermi van der Waals Heisenberg Dyson Zeeman Moseley Hilbert Gödel Jordan Dirac Wigner Hawking P. W. Anderson Lemaître Thomson Poincaré Wheeler Penrose Millikan Nambu von Neumann Higgs Hahn Feynman Yang Lee Lenard Salam 't Hooft Veltman Bell Gell-Mann J. J. Thomson Raman Bragg Bardeen Shockley Chadwick Lawrence Zeilinger Goudsmit Uhlenbeck
p r u

Antimaterija je materija sačinjena od elementarnih čestica koje su po svojim osobinama suprotne "klasičnim" česticama (mogu se nazvati elementarne antičestice).^[1] Suprotno elektronu stoji pozitron - pozitivno naelektrisana čestica koja se okreće u suprotnom smjeru u odnosu na elektron i ima obrnuto magnetno polje, a neke osobine, poput mase ili spina, su im jednake. Nasuprot protonu i neutronu stoje antiproton i antineutron.

Materija i antimaterija ne mogu postojati jedna pored druge. Kada se nađu zajedno međusobno se poništavaju (anihilicija)^[2] uz oslobađanje velike količine energije u obliku gama zračenja ili drugih čestica.

Postojanje antičestica i antimaterije prvi je postulirao engleski naučnik Paul Dirac^[3] (1902-1984), uvodeći 1928. godine koncept pozitivno naelektrisanog elektrona, tj. pozitrona, čije je postojanje eksperimentalno potvrđeno 1932. Od 1955. godine, kada su pomoću akceleratora čestica uočeni antiproton i antineutron, eksperimentalno je detektovan i čitav niz antičestica.

Krajem devedesetih godina prošlog vijeka u CERNu i Fermilabu sintetizovan je antivodik - prvi antiatom. Kod običnog vodika oko protona koji predstavlja atomsko jegro kruži jedan elektron. Kod antivodika oko antiprotona kruži antielektron (pozitron).

Kao što kombinacijom čestica nastaje materija, tako i kombinacijom odgovarajućih antičestica nastaje antimaterija. Naprimjer, stabilan atom antivodika može da nastane vezivanjem pozitrona za antiproton. Njegove osobine bi trebale biti identične osobinama običnog hidrogena. Zaista, atom antivodika je proizveden u sudarima antiprotona sa mlazom atoma ksenona. U sudaru antiprotona sa atomskim jezgrom ksenona ponekad dođe do stvaranja para elektron-pozitron. Pri tome, može da se dogodi (mada vrlo rijetko) da brzina i pravac kretanja novonastalog pozitrona budu bliski brzini i putanji antiprotona. Tada pod uticajem privlačne sile između pozitrona (pozitivne čestice) i antiprotona (negativne čestice) nastaje atom antihidrogena. Izolovan atom antihidrogena stabilan je koliko i izolovan atom hidrogena.

Međutim, u sudaru sa običnom materijom dolazi do njegovog poništavanja. Pošto se čestice kreću brzinom bliskom brzini svjetlosti, vrijeme života antivodika u aparaturi reda je veličine 4 × 10⁻⁸ s, koliko antiatomu treba da prevali desetak metara i poništi se u sudaru sa zidom aparature. Zbog toga se antimaterija ne može naći na Zemlji u prirodnom stanju, osim u malim količinama kao rezultat radioaktivnosti ili kosmičkog zračenja. Danas se ulažu veliki napori da se proizvedeni atomi antivodika zarobe u električnom i magnetnom polju, dakle, da se izoluju od obične materije i tako im se produži vijek u mjeri koja će dozvoliti detaljnije ispitivanje atomskih osobina. Proizvodnjom prvih atoma antivodika^[4] odškrinuta su vrata sistematskom ispitivanju antisvijeta.

1. ^ "Antimatter | Definition & Facts | Britannica". www.britannica.com (jezik: engleski). 6. 12. 2023. Pristupljeno 28. 12. 2023.
2. ^ Kwon, Diana (28. 4. 2015). "Ten things you might not know about antimatter | symmetry magazine". www.symmetrymagazine.org (jezik: engleski). Pristupljeno 28. 12. 2023.
3. ^ "The quantum theory of the electron". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (jezik: engleski). 117 (778): 610–624. 1928-02. doi:10.1098/rspa.1928.0023. ISSN 0950-1207. Provjerite vrijednost datuma u parametru: |date= (pomoć)
4. ^ Gabrielse, Gerald (2006). The Production and Study of Cold Antihydrogen (PDF). CERN SPSC.