- Apa itu antimateri?
- Penemuan antimateri
- Sifat antimateri
- Di mana antimateri ditemukan?
- Untuk apa antimateri?
Kami menjelaskan apa itu antimateri, bagaimana ia ditemukan, sifat-sifatnya, perbedaannya dengan materi, dan di mana ia ditemukan.
Apa itu antimateri?
Dalam fisika partikel, antimateri adalah jenis materi yang terdiri dariantipartikel, dari padapartikel biasa. Ini adalah jenis yang lebih jarang urusan.
Antimateri sangat mirip dengan materi biasa, satu-satunya perbedaan adalah di muatan listrik partikel dan dalam beberapa bilangan kuantum. Jadi, antielektron, juga disebutpositron, Ini adalah antipartikel elektron, yang memiliki sifat yang sama kecuali muatannya, yang positif. Antineutron, di sisi lain, netral (seperti neutron) tetapi momen magnetnya berlawanan. Akhirnya, antiproton berbeda dari proton dalam hal mereka bermuatan negatif.
Dengan berinteraksi, antimateri dan materi saling menghancurkan setelah beberapa saat, melepaskan sejumlah besarEnergi dalam bentuk foton berenergi tinggi (sinar gamma) dan pasangan partikel-antipartikel elementer lainnya.
Dalam studi tentangfisik Perbedaan dibuat antara partikel dan antipartikel menggunakan batang horizontal (makro) di atas simbol yang sesuai denganproton (P),elektron (e) danneutron (n).
Atom yang terdiri dari antipartikel tidak ada secara alami di alam karena mereka akan dimusnahkan dengan materi biasa. Hanya sejumlah kecil yang berhasil dibuat dalam eksperimen yang ditujukan untuk pembentukan anti-atom.
Penemuan antimateri
Keberadaan antimateri diteorikan pada tahun 1928 oleh fisikawan Inggris Paul Dirac (1902-1984) ketika ia mulai merumuskan persamaan matematika yang menggabungkan prinsip-prinsip relativitas Albert Einstein dan fisika kuantum oleh Niels Bohr.
Pekerjaan teoretis yang sulit ini berhasil diselesaikan dan dari sana diperoleh kesimpulan bahwa harus ada partikel yang analog dengan elektron tetapi dengan muatan listrik positif. Antipartikel pertama ini disebut antielektron dan sekarang diketahui bahwa pertemuannya dengan elektron biasa mengarah pada pemusnahan bersama dan pembentukan foton (sinar gamma).
Oleh karena itu, dimungkinkan untuk memikirkan keberadaan antiproton dan antineutron. Teori Dirac dikonfirmasi pada tahun 1932, ketika positron ditemukan dalam interaksi antara sinar kosmik dan materi biasa.
Sejak itu pemusnahan timbal balik elektron dan antielektron telah diamati. Pertemuan mereka membentuk sebuah sistem yang dikenal sebagai positronium, waktu paruh tidak pernah melebihi 10-10 atau 10-7 detik.
Selanjutnya, dalam akselerator partikel Berkeley (California, 1955) dimungkinkan untuk menghasilkan antiproton dan antineutron melalui tumbukan atom berenergi tinggi, mengikuti rumus Einstein tentang E = m.c2 (energi sama dengan massa oleh kecepatan cahaya kuadrat).
Demikian pula, pada tahun 1995 anti-atom pertama diperoleh berkat Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir (CERN). Fisikawan Eropa ini berhasil menciptakan antimateri hidrogen atau atom antihidrogen, terdiri dari positron yang mengorbit antiproton.
Sifat antimateri
Penelitian terbaru tentang antimateri menunjukkan bahwa ia stabil seperti materi biasa. Namun, sifat elektromagnetiknya berbanding terbalik dengan materi.
Tidak mudah untuk mempelajarinya secara mendalam, mengingat biaya moneter yang sangat besar yang terlibat dalam produksinya di laboratorium (sekitar USD 62.500 juta per miligram yang dibuat) dan durasinya yang sangat singkat.
Kasus penciptaan antimateri yang paling sukses di laboratorium berlangsung sekitar 16 menit. Meski begitu, pengalaman baru-baru ini telah mengarah pada intuisi bahwa materi dan antimateri mungkin tidak memiliki sifat yang sama persis.
Di mana antimateri ditemukan?
Ini adalah salah satu misteri antimateri, yang ada banyak kemungkinan penjelasannya. Sebagian besar teori tentang asal usul semesta terimalah bahwa pada awalnya mereka ada proporsi seperti materi dan antimateri.
Namun, saat ini alam semesta yang dapat diamati tampaknya hanya terdiri dari materi biasa. Penjelasan yang mungkin untuk perubahan ini menunjuk pada interaksi materi dan antimateri dengan materi gelap, atau ke asimetri awal antara jumlah materi dan antimateri yang dihasilkan selama dentuman Besar.
Apa yang kita ketahui adalah bahwa produksi antipartikel alami terjadi di Cincin Van Allen di planet kita. Cincin ini terletak sekitar dua ribu kilometer dari permukaan dan bereaksi dengan cara ini ketika sinar gamma menyerang suasana Eksterior.
Antimateri ini cenderung menggumpal, karena tidak ada cukup materi biasa di wilayah itu untuk memusnahkan dirinya sendiri, dan beberapa ilmuwan berpikir bahwa sumber daya ini dapat digunakan untuk "mengekstraksi" antimateri.
Untuk apa antimateri?
Antimateri belum memiliki banyak kegunaan praktis dalam industri manusia, karena kandungannya yang sangat tinggi biaya dan menuntut teknologi yang menyiratkan produksi dan penanganannya. Namun, aplikasi tertentu sudah menjadi kenyataan.
Misalnya, pemindaian positron emission tomography (PET) dilakukan, yang menunjukkan bahwa penggunaan antiproton dalam pengobatan kanker adalah mungkin dan mungkin lebih efektif daripada teknik proton saat ini (radioterapi).
Namun, aplikasi utama antimateri adalah sebagai sumber Energi. Menurut persamaan Einstein, pemusnahan materi dan antimateri melepaskan begitu banyak energi sehingga pemusnahan satu kilo materi / antimateri akan sepuluh miliar kali lebih produktif daripada yang lain. reaksi kimia dan sepuluh ribu kali lebih banyak daripada fisi nuklir.
Jika reaksi ini dapat dikendalikan dan dimanfaatkan, semua industri dan bahkan transportasi akan berubah. Misalnya, sepuluh miligram antimateri dapat mendorong pesawat ruang angkasa hingga Mars.