A'oa'oga e uiga i le i ai o Antimatter
O le antimatter o se tasi o manatu sili ona mataʻina i le fisiki faʻaonaponei auā e foliga mai o se "masaga" o le mea tatou te iloa, ae e iai ona uiga faʻafeagai. I mafaufauga lauiloa, e masani ona faʻaalia le antimatter o se suauu sili atu pe o se mea matautia auā e mafai ona "pā" pe a paʻi atu i mea. Peitaʻi, i tua atu o le tala faʻasaienisi, o le antimatter o se mea moni faaletino, e matauina, gaosia, ma suʻesuʻeina i le fale suʻesuʻe. O le fesili tele: afai e tatau ona iai le antimatter i ni aofaʻiga tutusa ma mea, aiseā ua toetoe lava a aofia ai le atulaulau tatou te vaʻaia i mea?
Malamalama i le Antimatter ma le Amataga o le Manatu
I le fisiki o vaega laiti, o vaega laiti uma lava e masani ona i ai se pa'aga e tetee i vaega laiti. O vaega laiti e tutusa le mamafa ma o latou pa'aga, ae e fa'afeagai le mamafa eletise ma isi numera kuantum. O le fa'ata'ita'iga faigofie o le eletise e molia leaga, ae o lona pa'aga e tetee i vaega laiti o le positron e molia lelei. E fa'apena fo'i, o proton e i ai ni antiproton, o neutron e i ai ni antineutron, ma isi mea fa'apena.
O le manatu o le antimatter na afua mai i le atinaʻeina o le quantum theory ma le relativity. I le faaiuga o le 1920s, na faia ai e Paul Dirac le Dirac equation e faamatala ai electrons i le relativistically. O lenei equation na maua ai se tali faʻamatematika lea na muamua fenumiai: i le faaopoopo atu i le tali o le malosiaga lelei, sa i ai foi se tali o le malosiaga "leaga". Nai lo le teenaina, na faauigaina e Dirac lenei tali o se faailoga o le i ai o se isi vaega e tutusa ma le electron ae o loʻo i ai le totogi faafeagai. O lenei valoʻaga na faamaonia i le 1932 ina ua maua e Carl Anderson le positron i le ala o ave o le vateatea. Talu mai lena taimi, ua avea le antimatter ma se vaega taua o le fisiki o vaega.
Le Auala e “I Ai” ai le Antimatter i le Natura
I le talitonuga, e mafai ona iai le antimatter e ala i ni auala se tele:
1. Gaosiga o paga
E mafai e le malosi maualuga ona liua i ni paga o vaega ma ni vaega e tetee i vaega. Mo se faʻataʻitaʻiga, e mafai e se photon malosi ona gaosia se electron ma se positron. O lenei faiga e manaʻomia ai tulaga ogaoga, e pei o ni nuclei atomika e latalata i mea mamafa, i tafatafa o fetu neutron, poʻo ni fetoʻai o vaega e malosi tele.
2. Ave o le vateatea ma mea tutupu fa'a-fetu
E fa'atupuina fo'i mea e tete'e i le vateatea pe a feto'ai ave o le vateatea ma le ea po'o mea e tete'e i fetu. O le mea lea, e mafai ona iloa positrons ma antiprotons e ala i meafaigaluega o le vateatea. Peita'i, e matua la'ititi lava a latou aofa'i, e sili atu ona pei o le "pefu" nai lo se vaega tele o le atulaulau.
3. Tali atu i le malosi faaniukilia
I mea tutupu e le masani ai e pei o le pa o supernova, le pa o pu uliuli, po o mea tutupu o le pa o le gamma-ray, o le malosi tele e mafai ona mafua ai ni vaega eseese e aofia ai ma mea e tetee atu i vaega.
E ui lava o loʻo iai i le natura, ae e vave ona "mou ese" le antimatter pe a fetaiaʻi ma meafaitino ma iʻu ina faʻaumatia.
Fa'aumatiaga: Feiloa'i Meafaitino ma Mea Fa'a'ese'ese
A fetaui se vaega ma lona antiparticle, e mafai ona la fa'aumatia le tasi ma le isi, ma liua ai le tele i le malosi, e masani lava i le tulaga o gamma photons po'o isi vaega. O le mafua'aga lea e foliga mai ai e "seāseā" ona iai le antimatter i le olaga i aso faisoo: o lo tatou lalolagi e pulea e mea, o lea afai e aliali mai se antimatter, o le a vave ona feto'ai ma mea o lo'o siomia ai.
O le fa'aumatiaga e lē o lona uiga o le "mou ese e aunoa ma se fa'ailoga," ae o se suiga o le malosi e tusa ai ma le mataupu faavae a Einstein o le fa'asaoina o le malosi ma le mamafa-malosi (E=mc²). O lenei faiga e mafua ai ona tosina atu le antimatter i le malosi, ae faigata tele ona fa'aogaina i le tulaga fa'atino ona o lona gaosiga ma le teuina e matua faigata lava.
A'oa'oga o Matā'upu–Le paleni o Antimatter (Baryon Asymmetry)
O se tasi o fesili aupito tele i le cosmology o le: aisea ua pulea ai le atulaulau e meafaitino? Afai na gaosia e le Big Bang le aofaʻi tutusa o meafaitino ma mea e leʻi iai ni meafaitino, semanū e tutusa uma lava le aofaʻi o meafaitino ma mea e leʻi iai ni meafaitino, semanū e faʻaumatia e le tasi le isi, ma tuʻua ai se atulaulau e tumu i le radiation. O le mea moni o loʻo iai aniva, fetu, paneta, ma tagata soifua, o loʻo faʻailoa mai ai sa i ai muamua se "sili atu" o meafaitino nai lo mea e leʻi iai ni meafaitino.
O lenei mea ua ta'ua o le baryon asymmetry. Ina ia fa'amatalaina pe aisea e tele ai baryons (e pei o protons ma neutrons) nai lo antibaryons, e fa'asino i ai e le au fisiki tulaga ua ta'ua o Sakharov conditions (1967), o tulaga ia e tolu mo le atulaulau e fa'atupu ai se le paleni o mea:
1. E tatau ona i ai se faiga e solia ai le faasaoina o le numera o le baryon.
2. E tatau ona i ai se soliga o le tutusa o le C (moliga) ma le CP (moliga tutusa).
3. E tatau ona tupu se tulaga i fafo atu o le paleni fa'avevela.
I le Fa'ata'ita'iga Masani o le fisiki o vaega, e iai le soliga o le CP (mo se fa'ata'ita'iga, i le pala o nisi mesons), ae o lona tele e foliga mai e le lava e fa'amatala ai le pule a mea tatou te matauina. O lenei mea e tatala ai le avanoa mo fisiki fou e sili atu nai lo le Fa'ata'ita'iga Masani.
CPT Symmetry ma Meatotino Fa'aletino o le Antimatter
I totonu o le fa'avae o le teoria o le fanua kuantum, o lo'o i ai se mataupu fa'avae autu e ta'ua o le CPT symmetry, o se tu'ufa'atasiga o suiga e tolu: C (suia o vaega i antiparticles), P (fa'aliliuina o fa'amaopoopoga fa'ale-spatial e pei o se fa'ata), ma le T (fa'aliliuina o le itu o le taimi). I se tulaga lautele, o teoria e ogatasi ma le relativity ma le quantum mechanics e valoia ai e tatau ona fa'asaoina le CPT.
O le mea lea, e tatau ona tutusa lava uiga o le antimatter ma le matter, e pei o le mamafa tutusa ma le tutusa o le malosi o le atomika (faatasi ai ma faailoga o le totogi e feteenai). O suesuega sa'o, e aofia ai fua i luga o le antihydrogen, o loo faaauau pea ona tofotofoina pe tutusa moni lava le antimatter ma le matter i itu uma na valoia. Seia oo mai i le taimi nei, e leai ni eseesega ua maua e solia ai le CPT, ae o suesuega ua faasolo ina faigata i le aluga o taimi.
Antihydrogen ma le Taumafaiga e Pu'eina le Antimatter
O se tasi o la'asaga tāua o le manuia o le fatuina ma le pu'eina o le antihydrogen, o se atomu e aofia ai se antiproton ma se positron. O fa'ata'ita'iga i CERN, e pei o le ALPHA, na fa'amanuiaina ai le taofia o le antihydrogen i totonu o se mailei maneta mo se taimi umi e fuaina ai ona meatotino. O le fuaina o le spectrum o le antihydrogen pe a fa'atusatusa i le hydrogen masani e maua ai se auala e matua'i maaleale lava e fa'ata'ita'i ai le symmetries autu.
O le luʻitau autū i suʻesuʻega e faasaga i mea e leʻi iai ni meafaitino o le teuina lea. E le mafai ona teuina mea e faasaga i meafaitino i totonu o pusa masani auā e ono paʻi atu i puipui, ia e faia i meafaitino. O le mea lea, e faʻaaogaina ai mailei eletise i le vevela maualuga ma le maualalo tele o le vevela e faʻataga ai vaega e "lele" e aunoa ma le paʻi atu i meafaitino.
Antimatter ma le Kalave: E tutusa ea i la'ua?
O le isi fesili manaia: e faʻapefea ona tali atu le antimatter i le kalave? E tusa ai ma le aʻoaʻoga o le relativiti lautele, e faʻalagolago le kalave i le malosi ma le mamafa, o lea e tatau ai ona paʻuʻū ifo le antimatter e pei lava o le mea faitino. Peitaʻi, o le fuaina saʻo o lenei mea e matua faigata lava ona e faigata ona fatuina ma taofia le antimatter.
O loʻo taumafai faʻataʻitaʻiga faʻaonaponei e fuaina le faʻavavevaveina o le paʻū ifo o le antihydrogen. Afai e iloa ai e ese le paʻū ifo o le antimatter, o se mea tele lea e maua e ono faʻalavelaveina ai lo tatou malamalama i le kalave ma le tutusa o le natura. Ae o le tele o aʻoaʻoga autū e leai ni eseesega tetele e vavalo mai ai; o le mea latou te sailia o ni eseesega laiti e ono mafai ona faʻaalia ai ni fisiki fou.
Teolosi o le Antimatter i le Cosmology: E i ai ea se "Atunuuga Antimatter"?
O se tasi o manatu ua leva ona iai i le cosmology o le avanoa lea o vaega tetele o le atulaulau e pulea e antimatter, e pei o aniva antimatter poʻo faaputuga aniva. Afai e moni, o le tuaoi e feiloaʻi ai le matter ma le antimatter o le a maua ai ni ave gamma e iloga i le faʻaumatiaga tele.
E oʻo mai i le taimi nei, e leʻi maua e ni vaʻaiga faʻa-vateatea ni faʻamaoniga malolosi mo se "nofoaga e le o ni mea" i ni mamao vavalalata o le vateatea. O faʻamaumauga o le gamma-ray ma fua o le vateatea e masani ona faʻaalia ai o le atulaulau e mafai ona vaʻaia e pulea e mea. Peitaʻi, o loʻo faʻaauau pea le sailiga, mo se faʻataʻitaʻiga, e faʻaaoga ai masini suʻesuʻe i le vateatea e suʻe ai ni antihelium nuclei poʻo isi antiparticles mamafa e seasea maua.
Fa'ato'a
O le talitonuga i le i ai o le antimatter e lē na o se manatu fa'alilolilo, ae o se vaega moni o le fisiki, ua fa'amaonia e ala i fa'ata'ita'iga. O lo'o i ai le antimatter o se taunuuga matagofie o fa'atusatusaga fa'avae o le relativistic quantum mechanics, ua fa'amaonia e ala i le mauaina o le positron, le gaosiga o antiparticles i accelerators, ma le fausiaina o le antihydrogen. Peita'i, o lo'o tumau pea le mealilo sili ona tele: aisea e "filifilia" ai e le atulaulau le matter nai lo le antimatter?
Ina ia taliina lenei fesili, o loʻo faia e saienitisi ni suʻega mo le solia o le CP, faʻatusatusa saʻo meatotino o le hydrogen ma le antihydrogen, ma suʻesuʻeina pe faʻapefea ona amio le antimatter i le kalave. O fua taʻitasi e faʻateleina le saʻo e mafai ona tatala ai le faitotoʻa i ni malamalamaga fou i le amataga o le atulaulau, ona tulafono faʻavae, ma atonu foʻi ma le fisiki e sili atu i le Standard Model. O le antimatter, i le iuga, e le naʻo le faʻafeagai o le matter, ae o se faʻata e mafai ona faʻaalia pe ua atoatoa lo tatou malamalama i le natura pe o loʻo i ai pea ni mea lilo loloto.
