Қазіргі ғылымның алдында тұрған ең қызықты міндеттердің бірі – ғаламның құпиясын ашу. Дүниедегі барлық нәрсе материядан немесе субстанциядан тұратыны белгілі. Бірақ, ғалымдардың болжамы бойынша, Үлкен жарылыс кезінде қоршаған дүниенің барлық объектілерін құрайтын субстанция ғана емес, сонымен қатар антиматерия, антиматерия және, демек, антибөлшек деп аталатын заттар пайда болды. маңызды.
Электронның антибөлшегі
Тіршілігі болжанып, кейін ғылыми дәлелденген бірінші антибөлшек позитрон болды.
Бұл антибөлшектердің шығу тегін түсіну үшін атомның құрылымына жүгінген жөн. Атом ядросында протондар (оң зарядты бөлшектер) және нейтрондар (зарядтары жоқ бөлшектер) болатыны белгілі. Электрондар өз орбиталарында айналады - теріс электр заряды бар бөлшектер.
Позитрон – электронның антибөлшегі. Оның оң заряды бар. Физикада позитронның таңбасы келесідей болады: e+ (электронды белгілеу үшін қолданылатын таңба:e-). Бұл антибөлшек радиоактивті ыдырау нәтижесінде пайда болады.
Позитронның протоннан қандай айырмашылығы бар?
Позитронның заряды оң, сондықтан оның электрон мен нейтроннан айырмашылығы айқын. Бірақ протонның электрон мен нейтронға қарағанда оң заряды да бар. Кейбір адамдар позитрон мен протон бір нәрсе деп қателеседі.
Айырмашылығы мынада, протон - бұл бөлшек, заттың бір бөлігі, біздің әлемді құрайтын, әрбір атом ядросының бөлігі. Позитрон – электронның антибөлшегі. Оның оң зарядтан басқа протонға еш қатысы жоқ.
Позитронды кім ашты?
Позитронның болуын алғаш рет 1928 жылы ағылшын физигі Пол Дирак ұсынған. Оның гипотезасы оң зарядты антибөлшек электронға сәйкес келеді. Сонымен қатар, Дирак кездескен кезде екі бөлшек те жоғалып, процесте көп мөлшерде энергия бөлетінін айтты. Оның тағы бір гипотезасы кері процесс бар, онда оған кері электрон мен бөлшек пайда болады. Фотосуретте электрон мен оның антибөлшектерінің іздері көрсетілген
Бірнеше жылдан кейін физик Карл Андерсон (АҚШ) бұлттық камерамен бөлшектерді суретке түсіріп, олардың іздерін зерттей отырып, электрондарға ұқсас бөлшектердің іздерін тапты. Дегенмен, жолдарда магнит өрісінен кері қисықтық болды. Сондықтан олардың заряды оң болды. Бөлшек зарядының массаға қатынасы электронның зарядымен бірдей болды. Осылайша, Дирактың теориясы тәжірибе жүзінде расталды. Андерсон бердіБұл антибөлшек позитрон деп аталады. Бұл жаңалығы үшін ғалым физика бойынша Нобель сыйлығына ие болды.
Электрон мен позитронның байланысқан жүйесі «позитроний» деп аталады.
Жойылу
«Жойылу» термині «жоғалу» немесе «жойылу» деп аударылады. Пол Дирак бөлшектердің электроны мен электронның антибөлшегі соқтығысқанда жойылады деп ұсынғанда, бұл олардың жойылуын білдіреді. Басқаша айтқанда, бұл термин материя мен антиматерияның өзара әрекеттесу процесін сипаттайды, олардың өзара жойылуына және осы процесте энергия ресурстарының босатылуына әкеледі. Осылайша, материяның жойылуы болмайды, ол тек басқа формада өмір сүре бастайды.
Электрон мен позитронның соқтығысуы кезінде фотондар түзіледі - электромагниттік сәулелену кванттары. Олардың заряды да, тыныштық массасы да жоқ.
Сонымен қатар «ерлі-зайыптылардың тууы» деп аталатын кері процесс бар. Бұл жағдайда бөлшек пен антибөлшек электромагниттік немесе басқа әрекеттесу нәтижесінде пайда болады.
Бір позитрон мен бір электрон соқтығысқанда да энергия бөлінеді. Көптеген бөлшектердің антибөлшектермен соқтығысуы неге әкелетінін елестету жеткілікті. Адамзат үшін жойылудың энергетикалық әлеуеті баға жетпес.
Антипротон және антинейтрон
Электронның антибөлшегі табиғатта болғандықтан, басқа іргелі бөлшектер де болуы керек деп есептеу қисынды.антибөлшектері бар. Антипротон және антинейтрон сәйкесінше 1955 және 1956 жылдары ашылды. Антипротонның заряды теріс, антинейтронның заряды жоқ. Ашық антибөлшектерді антинуклондар деп атайды. Осылайша, антиматерияның келесі формасы болады: атомдардың ядролары антинуклондардан тұрады, ал позитрондар ядроның айналасында айналады.
1969 жылы КСРО-да антигелийдің бірінші изотопы алынды.
1995 жылы CERN-де (еуропалық ядролық зерттеу зертханасы) антисутегі әзірленді.
Антизаттарды алу және оның мәні
Жоғарыда айтылғандай, электронның, протонның және нейтронның антибөлшектері соқтығыс кезінде энергия түзе отырып, өздерінің бастапқы бөлшектерімен жойыла алады. Сондықтан бұл құбылыстарды зерттеу ғылымның әртүрлі салалары үшін үлкен маңызға ие.
Антизаттарды алу өте ұзақ, еңбекқор және қымбат процесс. Бұл үшін арнайы бөлшектерді үдеткіштер мен магниттік тұзақтар салынуда, олар нәтижесінде пайда болған антиматерияны ұстау керек. Антизат - бүгінгі күндегі ең қымбат зат.
Егер антиматерия өндірісін жолға қоюға болатын болса, онда адамзат көптеген жылдар бойы энергиямен қамтамасыз етілген болар еді. Бұған қоса, антиматерияны зымыран отынын жасау үшін пайдалануға болады, өйткені шын мәнінде бұл отын антиматерияның кез келген затпен жанасуынан ғана алынар еді.
Антиматерлік қауіп
Адам ашқан көптеген жаңалықтар сияқты, электрондар мен нуклондарға қарсы бөлшектердің ашылуы да адамдарғаауыр қауіп. Атом бомбасының күші мен оның зияны қандай екенін бәрі біледі. Бірақ заттың антиматериямен жанасуы кезіндегі жарылыстың күші орасан зор және атом бомбасының күшінен бірнеше есе көп. Осылайша, бір күні «антибомба» ойлап табылса, адамзат өзін-өзі құртудың алдында қалады.
Біз қандай қорытынды жасай аламыз?
- Әлем материя мен антиматериядан тұрады.
- Электрон мен нуклондардың антибөлшектері «позитрон» және «антиннуклондар» деп аталады.
- Антибөлшектердің заряды қарама-қарсы.
- Материя мен антиматерияның соқтығысуы аннигиляцияға әкеледі.
- Жойылу энергиясы соншалық, ол адамның игілігіне қызмет етеді және оның өмір сүруіне қауіп төндіреді.
