Teoria momba ny fisian'ny Antimatter
Ny antimatière dia iray amin'ireo foto-kevitra mahaliana indrindra amin'ny fizika maoderina satria toa "kambana" amin'ny zavatra fantatsika izy io, saingy manana toetra mifanohitra amin'izany. Ao amin'ny eritreritry ny besinimaro, ny antimatière dia matetika aseho ho toy ny solika mahery vaika na zavatra mampidi-doza satria mety "hipoaka" rehefa mifandray amin'ny zavatra. Na izany aza, ankoatra ny fitantarana siansa foronina, ny antimatière dia zavatra tena izy ara-batana, izay dinihina, vokarina ary ianarana any amin'ny laboratoara. Ny fanontaniana lehibe dia hoe: raha tokony hisy amin'ny habetsahana mitovy amin'ny zavatra ny antimatière, nahoana izao rehetra izao hitantsika izao no saika ahitana zavatra avokoa?
Fahatakarana ny Antimatter sy ny niandohan'ny hevitra
Ao amin'ny fizikan'ny poti, ny poti fototra rehetra dia mazàna manana antiparticle mitovy aminy. Ny antiparticles dia manana lanja mitovy amin'ny mitovy aminy, saingy mifanohitra amin'ny fiampangana herinaratra sy isa kuantum hafa. Ny ohatra tsotra indrindra dia ny elektrôna misy fiampangana ratsy, raha ny antiparticle mitovy aminy kosa dia ny positron misy fiampangana tsara. Toy izany koa, ny prôtôna dia manana antiprôtôna, ny neutrons dia manana antineutrons, sy ny sisa.
Ny hevitra momba ny antimatter dia nipoitra avy amin'ny fivoaran'ny teoria kuantum sy ny relativité. Tamin'ny faramparan'ny taona 1920, i Paul Dirac dia namorona ny equation Dirac mba hilazana ireo elektrôna amin'ny fomba relativistika. Io equation io dia namoaka vahaolana matematika izay nanahiran-tsaina tamin'ny voalohany: ankoatra ny vahaolana angovo tsara, dia nisy ihany koa ny vahaolana angovo "ratsy". Tsy nanda izany i Dirac, fa nandika io vahaolana io ho toy ny manondro ny fisian'ny singa hafa mitovy amin'ny elektrôna saingy manana fiampangana mifanohitra amin'izany. Nohamafisina io vinavina io tamin'ny 1932 rehefa nahita ny positron teo amin'ny dian'ny taratra kosmika i Carl Anderson. Nanomboka teo, ny antimatter dia lasa ampahany fototra amin'ny fizikan'ny singa.
Ny fomba "fisian'ny" antimateria ao amin'ny natiora
Amin'ny teoria, ny antimatter dia mety misy amin'ny alàlan'ny fomba fiasa maromaro:
1. Famokarana tsiroaroa
Afaka miova ho tsiroaroa poti-javatra sy antipotika ny angovo ampy tsara. Ohatra, ny fotona manana angovo avo dia afaka mamokatra elektrôna sy positron. Mitaky fepetra tafahoatra ity dingana ity, toy ny akaikin'ny nokleary atomika mavesatra, eo akaikin'ny kintana neutron, na amin'ny fifandonana poti-javatra manana angovo avo.
2. Taratra kosmika sy trangan-javatra astrofizika
Miforona ho azy koa ny antimateria rehefa mifandona amin'ny atmosfera na ny zavatra interstellar ny taratra kosmika. Noho izany, azo tsikaritra amin'ny alalan'ny fitaovana habakabaka ny positron sy ny antiprotôna. Na izany aza, kely dia kely ny habetsahany, toy ny "vovoka" fa tsy singa lehibe amin'izao rehetra izao.
3. Fihetseham-po niokleary mahery vaika
Amin'ny trangan-javatra miavaka toy ny fipoahan'ny supernova, ny fipoahan'ny lavaka mainty, na ny fipoahan'ny taratra gamma, dia mety hiteraka poti-javatra isan-karazany ny angovo goavana, anisan'izany ny antiparticles.
Na dia misy eo amin'ny natiora aza izy io, dia mirona "hanjavona" haingana ny antimatter rehefa sendra zavatra ary iharan'ny fandringanana.
Fandringanana: Mihaona amin'ny Antimatière ny zavatra
Rehefa mihaona amin'ny antiparticle-ny ny poti-javatra iray, dia afaka mifandringana izy ireo, ka mamadika ny faobe ho angovo, matetika amin'ny endrika gamma photons na poti-javatra hafa. Izany no mahatonga ny antimatter ho toa "tsy fahita firy" amin'ny fiainana andavanandro: ny tontolo misy antsika dia fehezin'ny zavatra, ka raha misy antimatter miseho, dia hifandona haingana amin'ny zavatra manodidina azy izy.
Ny fandringanana dia tsy midika hoe "fanjavonana tsy misy soritra", fa kosa fiovan'ny angovo araka ny fitsipiky ny Einstein momba ny fiarovana ny angovo sy ny angovon'ny lanja (E=mc²). Io dingana io no mahatonga ny antimatter ho manintona ara-teorika amin'ny angovo, saingy sarotra ampiasaina amin'ny fampiharana satria sarotra ny famokarana sy fitahirizana azy.
Teorian'ny Zavatra Tsy Mifandanja amin'ny Antimateria (Asymmetrie Baryon)
Ny iray amin'ireo fanontaniana lehibe indrindra amin'ny kosmolojia dia ny hoe: nahoana no ny zavatra no manjaka eto amin'izao rehetra izao? Raha toa ka mitovy ny habetsahan'ny zavatra sy ny antimatter vokarin'ny Big Bang, dia tokony ho nifandringana izy ireo, ka namela izao rehetra izao feno taratra fotsiny. Ny fisian'ny vahindanitra, kintana, planeta ary olombelona dia manondro fa nisy "tafahoatra" kely tamin'ny voalohany raha oharina amin'ny antimatter.
Antsoina hoe asymmetria baryon io trangan-javatra io. Mba hanazavana ny antony maha betsaka kokoa ny baryon (toy ny prôtôna sy ny neutron) noho ny antibaryona, dia manondro ireo fepetra fantatra amin'ny anarana hoe fepetra Sakharov (1967) ireo mpahay fizika, izay fepetra telo ahafahan'izao rehetra izao miteraka tsy fifandanjana eo amin'ny zavatra:
1. Tsy maintsy misy dingana mandika ny fiarovana ny isan'ny baryon.
2. Tsy maintsy misy fanitsakitsahana ny simetrian'ny C (fiara) sy ny CP (fifandanjan'ny fiara.
3. Tsy maintsy misy toe-javatra ivelan'ny fifandanjana ara-hafanana mitranga.
Ao amin'ny Modely Standard momba ny fizikan'ny poti, misy ny fanitsakitsahana ny CP (ohatra, amin'ny fahasimban'ny mesons sasany), saingy toa tsy ampy hanazavana ny fanjakazakan'ny zavatra hitantsika ny habeny. Izany dia manokatra ny mety hisian'ny fizika vaovao ankoatra ny Modely Standard.
Simetria CPT sy ny toetra ara-batana amin'ny Antimatter
Ao anatin'ny rafitry ny teôrian'ny sehatra kuantum, misy fitsipika fototra antsoina hoe simetria CPT, fitambaran'ny fiovana telo: C (fanoloana poti-javatra amin'ny antipartikela), P (famadihana ny koordinate ara-habakabaka toy ny fitaratra), ary T (famadihana ny lalan'ny fotoana). Amin'ny ankapobeny, ireo teôria mifanaraka amin'ny relativité sy ny mekanika kuantum dia maminavina fa tokony hotehirizina ny CPT.
Vokatr'izany, ny antimatter dia tokony hanana toetra mitovy amin'ny zavatra, toy ny lanja mitovy sy ny spektrum angovo atomika mitovy (miaraka amin'ny famantarana fiampangana mifanohitra). Ny fanandramana mazava tsara, anisan'izany ny fandrefesana ny antihydrogen, dia manohy mitsapa raha toa ka mitovy amin'ny zavatra tokoa ny antimatter amin'ny lafiny rehetra vinavinaina. Hatreto, tsy misy fahasamihafana hita izay mandika ny CPT, fa mihamafy kokoa ny fitsapana rehefa mandeha ny fotoana.
Antihidrôzenina sy ny ezaka hisamborana ny Antimatter
Dingana lehibe iray manan-danja ny fahombiazana tamin'ny famoronana sy ny fandrika ny antihydrogen, atôma iray misy antiprotôna sy positron. Ny andrana tao amin'ny CERN, toy ny ALPHA, dia nahomby tamin'ny fitazonana ny antihydrogen tao anaty fandrika magnetika elaela mba handrefesana ny toetrany. Ny fandrefesana ny spektrum an'ny antihydrogen raha oharina amin'ny an'ny hidrôzenina mahazatra dia manome fomba tena saro-pady hitsapana ny symmetrie fototra.
Ny fanamby lehibe amin'ny fikarohana momba ny antimateria dia ny fitahirizana. Tsy azo tehirizina ao anaty fitoeran-javatra mahazatra ny antimateria satria mety hifandray amin'ny rindrina izay voaforon'ny zavatra izy. Noho izany, ampiasaina amin'ny mari-pana avo lenta sy ambany dia ambany ny fandrika elektromagnetika mba ahafahan'ny poti-javatra "mihetsika" tsy mifandray amin'ny zavatra.
Antimatière sy ny Sinton'ny Tany: Mitovy ve Izy Ireo?
Fanontaniana mahaliana iray hafa: ahoana no fihetsiky ny antimatter amin'ny hery misintona? Araka ny teoria momba ny relativité ankapobeny, ny hery misintona dia miankina amin'ny angovo sy ny lanja, noho izany dia tokony hidina midina toy ny zavatra ny antimatter. Na izany aza, sarotra be ny mandrefy izany mivantana satria sarotra ny mamorona sy mitazona ny antimatter.
Miezaka mandrefy ny hafainganan'ny fianjeran'ny antihydrogen ireo andrana maoderina. Raha toa ka hita fa hafa ny fianjeran'ny antimatter, dia ho fahitana lehibe izay hanozongozona ny fahatakarantsika ny hery misintona sy ny fifandanjan'ny natiora izany. Saingy ny ankamaroan'ny teoria malaza dia tsy maminavina fahasamihafana lehibe; ny zavatra tadiaviny dia mety ho fivilian-dalana kely izay mety hampiharihary fizika vaovao.
Teorian'ny Antimatter ao amin'ny Kosmolojia: Misy ve ny "tontolo Antimatter"?
Hevitra efa ela no niorenan'ny kosmolojia ny mety hisian'ny faritra midadasika amin'izao rehetra izao izay fehezin'ny antimatter, toy ny vahindanitra antimatter na vondron-vahindanitra. Raha marina izany, ny sisin-tany izay ihaonan'ny zavatra sy ny antimatter dia hamokatra taratra gamma izay mampiavaka ny fandringanana goavana.
Hatramin'izao, ny fandinihana astronomika dia tsy nahita porofo matanjaka ho an'ny "sehatra antimatter" amin'ny halavirana kosmolojika akaiky. Ny angon-drakitra gamma-ray sy ny fandrefesana ny taratra kosmika dia mirona manondro fa ny zavatra no mifehy izao rehetra izao azo jerena. Na izany aza, mitohy ny fikarohana, ohatra, amin'ny fampiasana fitaovana mpitsikilo eny amin'ny habakabaka izay mitady nokleary antihelium na antiparticles mavesatra tsy fahita firy hafa.
Penutup
Tsy vinavina fotsiny ny teoria momba ny fisian'ny antimatter, fa ampahany tena izy amin'ny fizika, voamarina amin'ny alàlan'ny fanandramana. Ny antimatter dia misy ho toy ny vokatra kanto avy amin'ny fampitoviana fototra amin'ny mekanika kuantum relativista, voaporofo tamin'ny alàlan'ny fahitana ny positron, ny famokarana antiparticles ao amin'ny accelerators, ary ny famoronana antihydrogen. Na izany aza, ny mistery lehibe indrindra dia mbola mitoetra: nahoana izao rehetra izao no "misafidy" ny zavatra fa tsy ny antimatter?
Mba hamaliana ity fanontaniana ity, ireo mpahay siansa dia manao fitiliana ny fanitsakitsahana ny CP, mampitaha tsara ny toetran'ny hidrôzenina sy ny antihidrôzenina, ary mikaroka ny fomba fiasan'ny antimatter amin'ny hery misintona. Ny fandrefesana tsirairay izay miha-marina hatrany dia mety hanokatra varavarana ho amin'ny fahatakarana vaovao momba ny niandohan'izao rehetra izao, ny lalàny fototra, ary angamba ny fizika mihoatra ny Modely Standard. Amin'ny farany, ny antimatter dia tsy mifanohitra amin'ny zavatra fotsiny, fa fitaratra izay afaka mampiseho raha feno ny fahatakarantsika ny natiora sa mbola misy tsiambaratelo lalina ao anatiny.
