Физика машин  
20.09.2017 г.
Главное меню
Главная
Электромагнетизм
Ядерная энергия
Электроприборы
ДВС
Лазеры / Лучи
Все новости
Карта сайта
Поиск
Контакты
Интересно
Антиматерия
Космические лучи
Изотопы
Альфа,бета-частицы
Открытие нейтрона
Жидкий магнит
Лазер мазер?
Магнит как лекарство
Реактивные двигатели
В честь великих
Переменный ток
Цветная фотография
Элемент 93
U бомба
Фотоаппарат
Новости
Партнеры
Микроорганизмы

Краткие новости
Все явления и законы, связанные с перемещением электрических зарядов, попадают под понятие динамического электричества, или электродинамики.
 

Антиматерия

Печать

Несомненно, из античастиц может образоваться антиматерия, аналогично просто материи, состоящей из обычных частиц. Первый образец настоящего антивещества был получен в Брукхевенской лаборатории в 1965 году. В результате бомбардировки бериллия протонами с энергией 7 ГэВ возникла комбинация из антипротонов и антинейтронов, близкая по составу к антидейтрону. Позднее по-явились сообщения о получении антигелия-3 - антиматерия может существовать!

Но насколько реально встретить ее в пределах нашей Вселенной? Гравитационные и оптические свойства ее частиц на расстоянии точно такие же, как и у обычного вещества. Но при встрече с обычной материей антивещество мгновенно аннигилирует, то есть о су-ществовании антиматерии можно узнать только после ее исчезновения. Поэтому астрофизики напряженно пытаются отыскать в далеких галактиках признаки огромных аннигиляционных процессов. Может быть, к таким фактам можно отнести взрывы галактик или яркую струю, идущую из самого центра шарообразного звездного скопления Мессьер-87. Не меньше поводов для размышлений дают квазары, извергающие огромные порции энергии.

При этом возникает ряд еще более значительных вопросов. С какой стати во Вселенной, почти целиком состоящей из материи, время от времени попадаются сгустки антиматерии? Вещество и антивещество эквивалентны во всех отношениях, кроме противоположного направления электромагнитных полей частиц, из которых они состоят. Поэтому любая сила, способная создать материю, создала бы и антиматерию, а Вселенная должна состоять из примерно равного количества материи и антиматерии. В то же время их совместное существование невозможно из-за аннигиляции, но что, если существует какой-то процесс их разделения сразу после образования? В этой связи надо упомянуть о гипотезе, выдвинутой шведским физиком О. Клейном. Представьте себе Вселенную в виде очень разреженной массы частиц, "размазанных" по сфере диаметром триллион световых лет. Среди этой Массы половину составляют обычные частицы, а другую - античастицы, но в этих условиях они свободно передвигаются в пространстве практически без особой опасности встретить своих антиподов и аннигилировать.

При наличии магнитных полей в некоторых участках Вселенной частицы будут отклоняться в одном направлении, а античастицы - в другом. В результате произойдет их разделение с образованием галактик и антигалактик. При столкновении существенных по величине масс материи и антиматерии в процессе образования галактик либо после происходит выделение огромного количества энергии в виде мощного импульсного излучения, под действием которого галактики и антигалактики разбрасываются во Вселенной.

По окончании такого аннигиляционного взрыва вступает в действие взаимное гравитационное притяжение космических объектов и формируется "сжатая Вселенная". Чем больше Вселенная уплотняется, тем выше вероятность очередной встречи галактик с антигалактиками и новых высокоэнергетических радиационных импульсов. Наконец, когда Вселенная сужается до диаметра в миллиард световых лет, мощность этого аннигиляци-оного взрыва оказывается достаточной, чтобы снова разметать галактики и антигалактики по Вселенной и тем самым удалить их друг от друга. Согласно гипотезе Клейна, современное человечество живет в один из таких периодов расширения Вселенной, а то, что мы называем "большим взрывом", обозначает тот критический момент, когда в результате взаимодействия Вселенной с антивселенной выделяется энергия, достаточная для "саморасширения".

Если это так, то половина наблюдаемых нами галактик на самом деле являются антигалактиками. Но какие именно? И как это определить? Пока окончательного ответа на этот вопрос не найдено.

Если взглянуть на проблему антивещества с более близкого расстояния, мы снова возвращаемся к космическому излучению. Энергия большинства космических частиц лежит в пределах от 1 до 10 ГэВ. Возможно, этот интервал задается взаимодействием "материя-антиматерия", однако некоторые космические частицы имеют существенно более высокие энергии: 20 ГэВ, 30 ГэВ, 40 ГэВ. Сообщалось даже о частицах с энергией 20 миллиардов ГэВ! Такую энергию трудно себе представить; но абстрактный расчет показывает, что 10 триллионов ГэВ увеличат вес субмикроскопической частицы до одной тонны, а диаметр - до 2 дюймов.

Обычный атом водорода и атом его зеркального двойника из антимира,  состоящий из антипротона и позитрона
Обычный атом водорода и атом его зеркального двойника из антимира, состоящий из антипротона и позитрона

С момента обнаружения космических лучей людей волновал вопрос, откуда они появляются и какова природа их происхождения. Простейший вариант ответа: где-то в нашей Галактике (возможно, на Солнце) идут ядерные реакции, в ходе которых выделяются частицы с огромными энергиями. Действительно, усиление интенсивности космического излучения, отмечаемое через год, соответствует вспышкам на Солнце (впервые зарегистрировано в 1942 году). Может быть, источники космических лучей - сверхновые звезды, пульсары и квазары? Но до сих пор неизвестны ядерные реакции с энергиями в миллиарды и триллионы ГэВ. Теоретически самым мощным процессом является аннигиляция тяжелых ядер вещества и антивещества, когда может выделиться не более 250 ГэВ.

Можно принять гипотезу Ферми, что космические частицы ускоряются под действием неизвестных космических сил. Источником умеренно быстрых частиц может быть взрыв сверхновой звезды, но во время полета во Вселенной частицы разгоняются до гигантских скоростей. В настоящее время наиболее популярна идея, что они ускоряются под действием магнитных полей, словно в гигантском природном синхротроне. Магнитные поля в космосе действительно существуют, в частности, одно из них действует на нашу Галактику, однако его напряженность в 20 000 раз ниже магнитного поля Земли.
Поэтому в таких полях космические частицы ускоряются крайне медленно по изогнутой траектории. По мере увеличения их энергии отклонение увеличивается, пока самые мощные частицы не вылетают за пределы Галактики. Хотя большая часть космических частиц не достигает такой траектории, поскольку теряет энергию за счет столкновений с другими частицами или космическими объектами, но какой-то доле это удается. Таким образом, самые мощные частицы, которые удается зафиксировать на Земле, скорее всего, прилетели из соседних галактик.

 
След. »
Rambler's Top100