Орчин үеийн шинжлэх ухааны өмнө тулгарч буй хамгийн сонирхолтой ажлуудын нэг бол орчлон ертөнцийн нууцыг тайлах явдал юм. Дэлхий дээрх бүх зүйл матер эсвэл бодисоос бүрддэг гэдгийг мэддэг. Гэвч эрдэмтдийн таамаглаж байгаагаар, Их тэсрэлтийн үед хүрээлэн буй ертөнцийн бүх объектыг бүрдүүлдэг бодис төдийгүй, эсрэг бодис, антиматер, тиймээс эсрэг бодис гэж нэрлэгддэг бодисууд үүссэн. чухал.
Электроны эсрэг бөөмс
Орших нь урьдчилан таамаглаж, шинжлэх ухаанаар батлагдсан анхны эсрэг бөөмс бол позитрон байв.
Энэ эсрэг бөөмийн гарал үүслийг ойлгохын тулд атомын бүтцэд хандах нь зүйтэй. Атомын цөмд протон (эерэг цэнэгтэй бөөмс) ба нейтрон (цэнэггүй бөөмс) байдаг нь мэдэгдэж байна. Электронууд тойрог замдаа эргэлддэг - сөрөг цахилгаан цэнэгтэй бөөмс.
Позитрон нь электроны эсрэг бөөм юм. Энэ нь эерэг цэнэгтэй. Физикт позитроны тэмдэг дараах байдалтай харагдана: e+ (электроныг тэмдэглэхэд ашигладаг тэмдэг нь:e-). Энэ эсрэг бөөмс нь цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүсдэг.
Позитрон протоноос юугаараа ялгаатай вэ?
Позитроны цэнэг эерэг тул электрон ба нейтроноос ялгарах нь тодорхой. Гэхдээ протон нь электрон ба нейтроноос ялгаатай нь эерэг цэнэгтэй байдаг. Зарим хүмүүс позитрон ба протоныг үндсэндээ ижил зүйл гэж итгэдэг алдаа гаргадаг.
Ялгаа нь протон нь атомын цөм бүрийн нэг хэсэг болох бидний ертөнцийг бүрдүүлдэг бөөмс, бодисын нэг хэсэг юм. Позитрон нь электроны эсрэг бөөмс юм. Энэ нь эерэг цэнэгээс бусад протонтой ямар ч хамаагүй.
Позитроныг хэн нээсэн бэ?
Позитрон байдаг гэдгийг анх удаа 1928 онд Английн физикч Пол Дирак санал болгосон. Түүний таамаглал нь эерэг цэнэгтэй эсрэг бөөмс нь электронтой тохирч байна. Нэмж дурдахад Дирак уулзсаны дараа хоёр бөөмс алга болж, процессын явцад их хэмжээний энерги ялгаруулна гэж Дирак санал болгов. Түүний өөр нэг таамаглал нь урвуу үйл явц байдаг бөгөөд үүнд урвуу электрон болон бөөмс гарч ирдэг. Зурагт электрон ба түүний эсрэг бөөмсийн мөрийг харуулж байна
Хэдэн жилийн дараа физикч Карл Андерсон (АНУ) үүлний камертай бөөмсийн зургийг авч, мөрийг нь судалж байхдаа электронтой төстэй бөөмсийн ул мөрийг илрүүлжээ. Гэсэн хэдий ч замууд нь соронзон орны урвуу муруйлттай байв. Тиймээс тэдний төлбөр эерэг байсан. Бөөмийн цэнэгийн массын харьцаа нь электронтой ижил байв. Ийнхүү Диракийн онол туршилтаар батлагдсан. Андерсон өгсөнЭнэ эсрэг бөөмсийг позитрон гэж нэрлэдэг. Энэхүү нээлтийнхээ төлөө эрдэмтэн физикийн салбарын Нобелийн шагнал хүртжээ.
Электрон ба позитроны хосолсон системийг "позитроний" гэж нэрлэдэг.
Үйлдвэрлэл
"Устгах" гэсэн нэр томъёог "алга болох" эсвэл "устгах" гэж орчуулдаг. Пол Дирак бөөмийн электрон ба электроны эсрэг бөөм нь мөргөлдөхөд алга болно гэж хэлэх үед энэ нь тэдгээрийг устгах гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, энэ нэр томьёо нь матери ба антиматерийн харилцан үйлчлэлийн үйл явцыг тайлбарлаж, тэдгээр нь харилцан алга болж, энэ үйл явцын явцад эрчим хүчний нөөцийг гадагшлуулахад хүргэдэг. Иймд материйн сүйрэл үүсдэггүй, зөвхөн өөр хэлбэрээр оршиж эхэлдэг.
Электрон ба позитрон мөргөлдөх үед фотонууд үүсдэг - цахилгаан соронзон цацрагийн квантууд. Тэд цэнэггүй, тайван массгүй.
Мөн "хос төрөх" гэж урвуу үйл явц байдаг. Энэ тохиолдолд бөөмс ба эсрэг бөөмс нь цахилгаан соронзон болон бусад харилцан үйлчлэлийн үр дүнд гарч ирдэг.
Нэг позитрон, нэг электрон мөргөлдсөн ч энерги ялгардаг. Олон тоосонцор эсрэг бөөмстэй мөргөлдөх нь юунд хүргэхийг төсөөлөхөд хангалттай. Хүн төрөлхтнийг устгах энергийн нөөц бол үнэлж баршгүй юм.
Антипротон ба антинейтрон
Электронын эсрэг бөөмс байгальд байдаг тул бусад үндсэн бөөмсүүд нь байх ёстой гэж үзэх нь логик юм.эсрэг бөөмстэй. Антипротон ба антинейтроныг 1955, 1956 онд тус тус нээсэн. Антипротон сөрөг цэнэгтэй, антинейтрон цэнэггүй. Нээлттэй эсрэг бөөмсийг антинуклон гэж нэрлэдэг. Иймд антиматер нь дараах хэлбэртэй байна: атомын цөм нь антинуклонуудаас тогтдог ба позитронууд цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг.
1969 онд ЗХУ-д антигелийн анхны изотопыг гаргаж авсан.
1995 онд CERN (Европын цөмийн судалгааны лаборатори)-д устөрөгчийн эсрэг бодисыг гаргаж авсан.
Антиматери олж авах ба түүний утга
Өмнө дурьдсанчлан электрон, протон, нейтроны эсрэг бөөмс нь мөргөлдөөний үед энерги үүсгэдэг. Иймээс эдгээр үзэгдлийг судлах нь шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт маш чухал ач холбогдолтой юм.
Анти бодисыг олж авах нь маш урт, хөдөлмөр, зардал ихтэй үйл явц юм. Үүний тулд үүссэн эсрэг бодисыг хадгалах тусгай бөөмийн хурдасгуур, соронзон урхи барьж байна. Антиматер бол өнөөг хүртэл хамгийн үнэтэй бодис юм.
Хэрэв эсрэг бодисын үйлдвэрлэлийг эхлүүлж чадвал хүн төрөлхтөн олон жилийн эрчим хүчээр хангагдах байсан. Нэмж дурдахад эсрэг бодисыг пуужингийн түлш үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох юм, учир нь үнэндээ энэ түлшийг ямар нэгэн бодистой харьцах үед л олж авах байсан.
Эсрэг бодисын аюул
Хүний хийсэн олон нээлтийн нэгэн адил электрон болон нуклон эсрэг бөөмсийг нээсэн нь хүмүүстноцтой аюул. Атомын бөмбөгийн хүч чадал, ямар сүйрэлд хүргэж болохыг хүн бүр мэддэг. Гэвч бодисыг антиматертай шүргэх үед дэлбэрэлтийн хүч нь асар том бөгөөд атомын бөмбөгний хүчнээс хэд дахин их юм. Иймээс нэг л өдөр "бөмбөг эсэргүүцэх бөмбөг" зохион бүтээвэл хүн төрөлхтөн өөрийгөө сүйрлийн ирмэг дээр тавина.
Бид ямар дүгнэлт хийж чадах вэ?
- Орчлон бол матери ба эсрэг бодисоос бүрддэг.
- Электрон ба нуклонуудын эсрэг бөөмсийг "позитрон" ба "антинуклон" гэж нэрлэдэг.
- Эсрэг бөөмс нь эсрэг цэнэгтэй.
- Матери ба эсрэг бодисын мөргөлдөөн нь устахад хүргэдэг.
- Устгах энерги нь хүний сайн сайхны төлөө үйлчилж, оршин тогтноход нь заналхийлж чадахуйц асар их юм.
