S-a inteles care este mecanismul prin care se producea antimateria observata deja de trei decenii in centrul galaxiei noastre. Rezultatele acestea au fost publicate in numarul din 10 ianuarie al revistei Nature. Dar sa le luam pe rand ... Ce este antimateria?
Fiecarei particule de materie ii corespunde o particula de antimaterie, de aceeasi masa, dar de sarcina electrica de semn opus. De exemplu, electronului, care este negativ din punct de vedere electric, ii corespunde antielectronul, care are masa electronului, dar este incarcat electric pozitiv. I se mai spune si pozitron. Protonului, care este pozitiv din punct de vedere electric, ii corespunde antiprotonul, care are masa protonului si este negativ din punct de vedere electric.
In vreme ce un atom de hidrogen este format din un proton pozitiv in jurul caruia se roteste un electron negativ, un antiatom de hidrogen este format din un antiproton negativ in jurul caruia se roteste un pozitron pozitiv. Un atom emite lumina atunci cand un electron trece de pe un nivel de energie mai mare la un nivel de energie mai mica. Un antiatom emite lumina in acelasi fel. Dar emite lumina, sau antilumina? Ei bine, lumina si antilumina sunt unul si acelasi lucru. Fotonul, particula de lumina, este propria sa particula de antimaterie.
Exista antimaterie in Cosmos?
Dar atunci, cum noi detectam lumina de la o stea indepartata, cum putem noi sti daca steaua este formata din materie sau din antimaterie? Ei bine, daca acea stea ar fi singura in Univers, nu ne-am putea da seama. Dar ea nu este singura in Univers. Si atunci, daca ar exista o zona din Univers in care nu ar exista materie, ci doar antimaterie, aceasta zona de antimaterie s-ar invecina neaparat cu o zona de materie. Si la granita dintre cele doua zone, materie si antimaterie neaparat s-ar intalni. Cand aceasta se intampla, are loc o mica explozie. Materia si antimateria dispar (se anihileaza), lasand in urma lor lumina de o anumita lungime de unda.
Cand materie si materie se intalnesc, se anihileaza, cu eliberare de energie sub forma de particule. Cand un electron si un pozitron aproape in repaus se intalnesc, se emit doi fotoni de lumina, fiecare avand o energie egala cu energia corespunzatoare unui electron in repaus, anume .511 MeV.
Daca pe Terra am detecta lumina cu aceste lungimi de unda, atunci am putea identifica zone de granita intre un taram de materie si unul de antimaterie. Dar cum inca nu s-a descoperit aceasta lumina in intensitati mari, inca nu s-au descoperit zone din Univers formate majoritar din antimaterie. Experimente insa cauta in continuare.
Antimaterie in centrul galaxiei noastre
S-a detectat totusi ceva in acest sens. S-au detectat mici cantitati de antimaterie in o zona de Univers dominata de departe de materie. De aceea, antimateria se intalneste foarte usor cu materia ce o inconjoara, cu care se anihileaza, rezultand lumina de lungime de unde specifica. Aceasta lumina a fost detectata inca din 1978 provenind de undeva din centrul galaxiei noastre. Da, chiar in galaxia noastra exista antimaterie. Era o veste intriganta. Cercetarile au continuat si acum fizicienii propun in sfarsit un mecanism al aparitiei acestei antimaterii. Acest mecanism a fost publicat in editia din 10 ianuarie a revistei Nature.
Sursa antimateriei din galaxia noastra a fost descoperita
Atunci cand o stea de neutroni, care de felul ei este foarte masiva, atrage materie de la o stea vecina si accelereaza aceasta materie foarte puternic spre ele, materia, daca este incarcata electric, pateste ceva foarte interesant. Anume, ea emite lumina. Aceasta lumina este foarte energetica si cand trece prin materie, sufera si ea ceva interesant. Anume, lumina dispare si lasa in locul ei perechi de materie si antimaterie.
Exemplu de un corp foarte masiv (stea de neutroni sau gaura neagra), care capteaza materie de la o stea vecina, pentru, materia aceasta cade accelerat spre corpul masiv, producand lumina, ce apoi se dezintegreaza in perechi de materie si antimaterie. De asemenea, observam doua jeturi de particule si lumina emise de corpuls masiv.
Aceasta antimaterie insa traieste foarte putin, caci fiind in minoritate, se loveste repede de materie si se anihileaza cu materie, producand lumina de lungime de unda precisa (cum am explicat mai sus). Observarea acestei lumi a permis astronomilor sa detecteze prezenta acestei antimateriei. Tocmai acest mecanism de producere a antimateriei a fost publicat in editia din 10 ianuarie a revistei Nature.
Unde a disparut antimateria?
Desi in Big Bang au fost produse cantitati egale de materie si antimaterie, de-a lungul timpului aproape intreaga antimaterie a disparut. Cum s-a intamplat aceasta este unul din marile mistere ale fizicii particulelor elementare. Insa se stie ca in Univers nu exista insule de antimaterie in oceanul de materie. Cel mult, exista picaturi de antimaterie, dupa cum am vazut mai sus.
Unde se intalneste antimaterie pe Terra?
Antimaterie este produsa mereu pe Terra in acceleratoare de particule, prin ciocnirea unor fascicule de particule subatomice de viteza mare cu tinte fixe, sau cu alte fascicule de particule. Exista chiar acceleratoare ce ciocnesc materie si antimaterie, precum acceleratorul (protoni cu antiprotoni sau electroni cu pozitroni). Antimaterie este produsa si prin descopuneri radioactive de nuclee atomice ce au mai multi protoni de cat ar trebui. Un astfel de nucleu este folosit pentru tehnica de imagistica medicala denumita scanari PET, sau tomografie cu emisie de pozitroni. Antimaterie este produsa si atunci cand particule cosmice de mare energie (cele provenind de la Soare se numesc vant solar) se lovesc de nuclee din atmosfera Pamantului. Aceste particule de antimaterie sunt precum niste picaturi de apa dulce in o mare de apa sarata. Ele se anihileaza foarte repede cu particulele de materie din jurul lor, rezultand noi particule sau lumina.
Concluzie
Antimateria nu este doar o idee SF, este reala, bine-mersi, fara nimic paranormal, dar cu un mare mister: daca in Big Bang au fost produse cantitati egale de materie si antimaterie, unde a disparut antimateria?
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu