Η αντιύλη και ένα άλυτο μυστήριο

Σχεδόν όλα όσα βλέπετε στις ταινίες επιστημονικής φαντασίας είναι στην πραγματικότητα πολύ ψεύτικα…
Αλλά υπάρχει μια έννοια από τη φυσική που είναι εντελώς πραγματική.

Αυτή η φυσική πραγματική έννοια είναι η αντιύλη.
Είχε προβλεφθεί τη δεκαετία του 1920 από τον Paul Dirac και ανακαλύφθηκε λίγο αργότερα.
Από την ανακάλυψή της, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν αντιάτομα, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου αντιύλης και του ηλίου αντιύλης.
Η ύπαρξη της αντιύλης είναι επιστημονικό γεγονός και όχι φαντασία.

Ποιες είναι οι ιδιότητες της αντιύλης;

Μπορεί να εκπλαγείτε από το ότι η αντιύλη διέπεται από τους ίδιους κανόνες με τη συνηθισμένη ύλη, δεν υπάρχει τίποτα τόσο ασυνήθιστο σε αυτήν.
Μπορείτε να φτιάξετε έναν… κόσμο αντιύλης ή ένα σύμπαν αντιύλης ή τον αντι-εαυτό σας… προσέχοντας να μην έρθετε όμως σε επαφή μαζί του.

Είναι ενδιαφέρον τι γίνεται όταν συνδυάζεται ύλη και αντιύλη.
Η διάσημη εξίσωση του Einstein E=mc² σημαίνει ότι η ενέργεια είναι ισοδύναμη με την ύλη και το αντίστροφο.
Ωστόσο, αυτή η δήλωση είναι ελλιπής.
Όταν μετατρέπουμε την ενέργεια σε ένα σωματίδια ύλης πρέπει ταυτόχρονα να δημιουργηθεί και αντιύλη.
Αυτό που σημαίνει λοιπόν η εξίσωση του Αϊνστάιν είναι ότι μπορείτε να μετατρέψετε την ενέργεια σε ύλη και αντιύλη και μπορείτε να συνδυάσετε ύλη και αντιύλη για να δημιουργήσετε ενέργεια.
Με βάση την εξίσωση Ε=mc² επειδή η ταχύτητα του φωτός c είναι ένας πολύ μεγάλος αριθμός (στα συνήθη μετρικά συστήματα που χρησιμοποιούμε) λίγη μάζα βλέπουμε να αντιστοιχεί σε πολλή ενέργεια.

Μπορείτε να υπολογίσετε πόσο;
Ας κάνουμε ένα παράδειγμα:
Πάρτε έναν συνδετήρα ύλης και ένα συνδετήρα αντιύλης και αγγίξτε τα μαζί.
Η ενέργεια που θα απελευθερωνόταν αν συνδυάζονταν με αυτόν τον τρόπο, θα ήταν τεράστια. Περίπου 20 φορές περισσότερη ενέργεια από αυτήν που χρειάζεται για να εκτοξευτεί ένα διαστημικό λεωφορείο σε τροχιά!

Είναι επικίνδυνη η αντιύλη;

Στην πραγματικότητα αντιύλη δεν μπορούμε να φτιάξουμε αρκετή, ώστε να είναι κάτι επικίνδυνο.
Ο ευκολότερος τρόπος για να απαντήσετε σε αυτή την ερώτηση είναι να επισκεφτείτε την πηγή αντιπρωτονίων Fermilab, την πιο ισχυρή εγκατάσταση παραγωγής αντιύλης στον κόσμο.
Αυτή η εγκατάσταση παρήγαγε πρωτόνια αντιύλης για τουλάχιστον 25 χρόνια. Πόσα αντιπρωτόνια μας φέρνουν 25 χρόνια ακούραστης προσπάθειας;
Εάν καταφέρνατε να αποθηκεύσετε όλα τα αντιπρωτόνια που δημιουργήθηκαν και να τα συνδυάσετε ταυτόχρονα με ισοδύναμη ποσότητα ύλης, έχουμε αρκετή ενέργεια για να ζεστάνουμε τον καφέ ενός δοχείου από τη θερμοκρασία δωματίου μέχρι θερμοκρασία τέτοια ώστε να είναι κάτι πόσιμο.
Αυτή η ποσότητα ενέργειας προφανώς δεν είναι μεγάλη και στηρίζει το επιχείρημα ότι η μελέτη της ανθρωπότητας για την αντιύλη δεν αποτελεί αξιόπιστο κίνδυνο.

55657842 tevatron624x408
Fermilab-Ο επιταχυντής Tevatron

Η αντιύλη θέτει ένα πολύ ενδιαφέρον μυστήριο.
Πιστεύουμε ότι η ύλη και η αντιύλη δημιουργούνται σε ίσες ποσότητες από ενέργεια.
Στην αρχή, όταν το σύμπαν ήταν πολύ νεότερο και θερμότερο, η διαθέσιμη ενέργεια εκείνη τη στιγμή θα έπρεπε να είχε δημιουργήσει ύλη και αντιύλη σε ίσες ποσότητες.
Ωστόσο, σήμερα το σύμπαν μας αποτελείται εξ ολοκλήρου από ύλη.
Γιατί αυτό;
Η απάντηση είναι μάλλον απλή, “απλά δεν ξέρουμε”.

Στην πραγματικότητα, αυτό το ερώτημα είναι ένα από τα πιο σημαντικά παζλ της θεμελιώδους φυσικής στον 21ο αιώνα.
Ως συνήθως, ένα μυστήριο αυτού του μεγέθους έχει ως αποτέλεσμα πολλοί φυσικοί να εργάζονται πάνω σε αυτό.
Δεν έχουμε βρει την απάντηση, αλλά θα τη βρούμε…

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων