Wat Is Antimaterie?

{h1}

Antimaterie is het tegenovergestelde van normale materie. De elektrische lading van sub-atomaire antimateriedeeltjes is omgekeerd ten opzichte van materie.

Antimaterie is het tegenovergestelde van normale materie. Meer specifiek hebben de subatomaire deeltjes van antimaterie eigenschappen die tegengesteld zijn aan die van normale materie. De elektrische lading van die deeltjes is omgekeerd. Antimaterie is gemaakt samen met materie na de oerknal, maar antimaterie is zeldzaam in het universum van vandaag, en wetenschappers weten niet precies waarom.

Om antimaterie beter te begrijpen, moet men meer weten over materie. Materie bestaat uit atomen, de basiseenheden van chemische elementen zoals waterstof, helium of zuurstof. Elk element heeft een bepaald aantal atomen: waterstof heeft één atoom; helium heeft twee atomen; enzovoorts.

Het universum van een atoom is complex, omdat het vol zit met exotische deeltjes met eigenschappen van spin en 'smaak' die natuurkundigen nog maar net beginnen te begrijpen. Vanuit een eenvoudig perspectief hebben atomen echter deeltjes die bekend staan ​​als elektronen, protonen en neutronen in hen.

antideeltjes

In het hart van een atoom, de kern genoemd, zijn protonen (die een positieve elektrische lading hebben) en neutronen (die een neutrale lading hebben). Elektronen, die over het algemeen een negatieve lading hebben, bezetten een baan rond de kern. De banen kunnen veranderen afhankelijk van hoe "opgewonden" de elektronen zijn (wat betekent hoeveel energie ze hebben.)

In het geval van antimaterie is de elektrische lading omgekeerd ten opzichte van de materie, volgens NASA. Anti-elektronen (positronen genaamd) gedragen zich als elektronen maar hebben een positieve lading. Antiprotons, zoals de naam al aangeeft, zijn protonen met een negatieve lading.

Deze antimateriedeeltjes (die "antideeltjes" worden genoemd) zijn gegenereerd en bestudeerd bij enorme deeltjesversnellers zoals de Large Hadron Collider van CERN (de Europese organisatie voor nucleair onderzoek), aldus de NASA.

"Antimaterie is GEEN anti-zwaartekracht", voegde NASA toe. "Hoewel het niet experimenteel is bevestigd, voorspelt de bestaande theorie dat antimaterie zich hetzelfde gedraagt ​​als de zwaartekracht, net als de normale materie."

Waar is het?

Antimateriedeeltjes ontstaan ​​bij ultrasnelle botsingen. In de eerste momenten na de oerknal bestond alleen energie. Terwijl het universum afkoelde en expandeerde, werden deeltjes van zowel materie als antimaterie geproduceerd in gelijke hoeveelheden. Waarom materie domineerde, is een vraag die wetenschappers nog moeten ontdekken.

Eén theorie suggereert dat er in het begin meer normale materie werd gecreëerd dan antimaterie, zodat er zelfs na wederzijdse vernietiging genoeg normale materie overblijft om sterren, sterrenstelsels en ons te vormen.

Voorspelling en Nobelprijs

Antimatter werd voor het eerst voorspeld in 1928 door de Engelse fysicus Paul Dirac, die in het New Scientist-tijdschrift "de grootste Britse theoreticus sinds Sir Isaac Newton" werd genoemd.

Dirac stelde de speciale relativiteitsvergelijking van Einstein samen (die zegt dat licht het snelst bewegende ding in het universum is) en de kwantummechanica (die beschrijft wat er in een atoom gebeurt), aldus het tijdschrift. Hij ontdekte dat de vergelijking werkte voor elektronen met negatieve lading of met positieve ladingen.

Terwijl Dirac aanvankelijk aarzelend was over het delen van zijn bevindingen, omarmde hij ze uiteindelijk en zei hij dat elk deeltje in het universum een ​​spiegelbeeld zou hebben. De Amerikaanse natuurkundige Carl D. Anderson ontdekte positronen in 1932. Dirac ontving een Nobelprijs voor natuurkunde in 1933 en Anderson kreeg de prijs in 1936.

Antimatter ruimteschip?

Wanneer antimaterie deeltjes interageren met materiedeeltjes, vernietigen ze elkaar en produceren ze energie. Dit heeft ertoe geleid dat ingenieurs hebben gespeculeerd dat ruimtevaartuigen met antimaterie mogelijk een efficiënte manier zijn om het universum te verkennen.

NASA waarschuwt dat dit idee groot is: het kost ongeveer $ 100 miljard om een ​​milligram antimaterie te maken. Hoewel onderzoek veel minder antimaterie kan doorstaan, is dit het minimum dat nodig is voor toepassing.

"Om commercieel rendabel te zijn, zou deze prijs ongeveer een factor 10.000 moeten dalen", schreef het bureau. Stroomopwekking zorgt voor nog een hoofdpijn: "Het kost veel meer energie om antimaterie te creëren dan de energie die je zou kunnen terugkrijgen van een antimaterieactie."

Maar dat heeft NASA en andere groepen er niet van weerhouden om te werken aan het verbeteren van de technologie om antimaterie ruimtevaartuigen mogelijk te maken. In 2012 vertelde een vertegenwoordiger van The Tauri Group Space.com dat het mogelijk is dat antimaterie in de toekomst ongeveer 40-60 jaar zou kunnen worden gebruikt.

NASA heeft een rapport uit 2010 gemaakt (met hulp van The Tauri Group en anderen) genaamd 'Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration', waarin werd beschreven hoe een fusiesatelliet zou kunnen werken.

Het ontwerp vereist pellets van deuterium en tritium (zware waterstofisotopen met één of twee neutronen in hun kernen, in tegenstelling tot gewone waterstof zonder neutronen). Een antiprotonstraal zou dan in de pellets worden gestraald, die zou botsen tegen een laag uranium ingebed in.

Nadat de antiprotons het uranium treffen, worden beide vernietigd en ontstaan ​​splijtingsproducten die een fusiereactie zouden uitlokken. Goed geleid, dit kan een ruimteschip laten bewegen.

Verder lezen:

  • NASA: Status van Antimatter - Warp Drive, When?
  • Scientific American: What Is Antimatter?
  • CERN: Antimatter


Video Supplement: Antimaterie eindelijk gevangen | ScienceFlash NewsUpdate 18 november 2010.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com