Tsananguro yeZvinhu uye Zvinopesana Nezvinhu
Pendauluan
Munyika yefizikisi, mazwi ekuti "chinhu" uye "antimatter" anotisvitsa kunzvimbo yezvakavanzika uye zvinoshamisa muchadenga. Pfungwa idzi mbiri, kunyangwe dzakasiyana, dzakabatana zvakanyanya uye dzinopesvedzera manzwisisiro atinoita zviitiko zvakasiyana-siyana zvemuchadenga. Muchinyorwa chino, tichatsanangura kuti chinhu uye antimatter chii, kuti zvinodyidzana sei, uye kuti nei zvichikosha mu cosmology yemazuva ano.
Chii chinonzi Matter?
Zvinhu zvine huremu uye zvinotora nzvimbo. Zvinhu zvakatikomberedza, zvakaita sematafura, zvigaro, mhuka, nevanhu, zvese zvinoumbwa nezvinhu zvine huremu. Zvinhu zvine huremu hwakanyanya hunosanganisira zvinhu zvepakutanga zvakaita semaprotoni, manyuturoni, nemaerekitironi, zvinobatana kuti zviumbe maatomu. Maatomu aya anobva abatana kuti aumbe mamorekuru, ayo anozoumba makemikari akasiyana-siyana nezvimwe zvinhu.
Zvinhu zvinogona kuwanikwa muzvikamu zvitatu zvikuru: chakasimba, chemvura, uye chegasi. Zvinhu izvi zvinoenderana nekupisa nekumanikidzwa kwenzvimbo yazviri. Kunze kwezvinhu izvi zvepakutanga, kunewo mamwe marudzi, akadai seplasma, anowanikwa mumamiriro ezvinhu akaipisisa, akadai semukati menyeredzi, kusanganisira Zuva.
Chii chinonzi Antimatter?
Antimatter i "twin" yezvinhu zvine hunhu hwakafanana asi charge yakapesana. Semuenzaniso, antiparticle ye electron ipositron, ine charge yakanaka asi huremu hwakafanana nee electron. Saizvozvowo, antiproton ine charge yakaipa asi huremu hwakafanana nee puroton yakajairika.
Antimatter yakatanga kufanotaurwa naPaul Dirac muna 1928 kuburikidza neDirac equation, iyo inosanganisa quantum mechanics nedzidziso yaEinstein ye relativity. Dirac akafanotaura kuvapo kwezvikamu zvine hunhu hwakasiyana nehwezvikamu zvakajairika. Kuvapo kwepositron kwakazosimbiswa nekuyedza naCarl Anderson muna 1932.
Kudyidzana Pakati Pezvinhu Nezvinhu Zvisina Kunaka
Kana zvinhu nechinhu chinosangana, zvinosangana nenzira inonzi kuparadzana. Mukuita uku, zvidimbu nezvisaririra zvinoparadzana, zvichishandura huremu hwazvo kuita simba, zvichienderana nemuenzaniso waEinstein wakakurumbira (E=mc2). Kuparadzana uku kunounza kuburitswa kwemwaranzi yegamma ine simba rakawanda.
Kuparadzwa kwezvinhu nezvinhu zvinorwisa mabhakitiriya inzira inoshanda zvikuru yekushandura zvinhu kuita simba. Yakafuridzira zviitiko zvakawanda mungano dzesainzi, zvakaita sepfungwa ye "warp drive" muStar Trek, iyo inofungidzirwa kuti inoshanda nepfungwa iyi. Pasinei nekushanda kwekuparadzwa kwezvinhu nezvinhu zvinorwisa mabhakitiriya, kugadzira nekuchengetedza huwandu hwakawanda hwezvinhu zvinorwisa mabhakitiriya kuchiri dambudziko guru munyika chaiyo.
Zvinhu Zvisingakoshi Muzvisikwa
Parizvino, muchadenga chatinoona chakagadzirwa nezvinhu zvakawanda. Antimatter haiwanzoitiki pasi pemamiriro ezvinhu echisikigo paPasi. Imwe yemibvunzo mikuru mufizikisi ndeyekuti sei paine kusawirirana kukuru pakati pehuwandu hwezvinhu nezvinhu zviri muchadenga, kunozivikanwa sedambudziko re "baryon asymmetry".
Dzidziso yeBig Bang inoti pakuzvarwa kwenyika, zvinhu neantimatter zvakasikwa zvakaenzana. Zvisinei, dai zvinhu neantimatter zvaivepo pakutanga zvakaenzana, zvaizoparadzana, zvichisiya nyika yese izere nesimba risingachinji. Muchokwadi, izvi hazvina kuitika, uye ruzhinji rwenyika yese rwakazara nezvinhu.
Imwe dzidziso yakakurudzirwa kutsanangura izvi idzidziso yeCharge Parity Violation (CP-violation). CP-violation inoratidza kuti particle physics inogona dzimwe nguva kusiyanisa pakati pezvinhu nezvinhu zvisingadiwi. Chiitiko ichi chakaonekwa mukuyedza nekaons neB-mesons, asi hazvina kukwana kutsanangura kusawirirana kwakakwana kwezvinhu nezvinhu zvisingadiwi.
Mashandisirwo uye Kuedza neAntimatter
Kunyangwe zvisingawanzoitiki, antimatter yakagadzirwa muhuwandu hushoma mumarabhoritari uchishandisa zvinhu zvinokurumidzisa particles zvakaita seLarge Hadron Collider (LHC) kuCERN. Antimatter inobuda inowanzo shandiswa mukuyedza kwakasiyana-siyana kwesainzi kudzidza hunhu hwezvinhu zvakakosha zveparticles uye kudyidzana kwadzo.
Imwe nzira inoshanda yekushandisa antimatter ndeyekushandisa nzira dzekurapa dzekuyedza mifananidzo, dzakadai se positron emission tomography (PET) scans. Mu PET scan, isotope ine radioactive inogadzira ma positron inopinzwa mumuviri. Kana ma positron akasangana nema electron munyama yemuviri, anoparadza, achigadzira gamma rays mbiri dzinogona kuonekwa kuti dzigadzire mufananidzo wekushanda kwemuviri.
Uyezve, antimatter ine mukana wekushandiswa sesimba. Nekuda kwesimba guru rinoburitswa panguva yekutsakatika, antimatter inogona kuva chiwanikwa chinoshanda zvakanaka kana kugadzirwa kwayo nekuchengetwa kwayo kukagadziriswa. Izvi zvinoita kuti antimatter ive mukana wekutsvaga simba mune ramangwana uye kufamba muchadenga.
Remangwana reKutsvagurudza Zvinhu uye Antimatter
Kudzidza nezvezvinhu uye antimatter hakuna kukosha chete pakuvandudza kunzwisisa kwedu zvakasikwa asiwo kune mashandisirwo anoshanda anogona kushandura ramangwana retekinoroji nehutano hwevanhu. Dambudziko guru nhasi nderekuti tingagadzira sei, kuchengeta, uye kushandisa sei antimatter zvakachengeteka uye zvinobudirira.
Nekufambira mberi muhunyanzvi hwekuwedzera simba rezvinhu uye tekinoroji yekuongorora, tinogona kutarisira kuti tsvakiridzo yezvinhu nezvinhu icharamba ichipa ruzivo uye ichitungamira mukuvandudzwa kwakakosha. Mapurojekiti makuru akaita seBelle II muJapan neHigh Luminosity LHC muEurope ari kushanda nesimba kugadzirisa chakavanzika cheasymmetry yezvinhu nezvinhu uye kunzwisisa fizikisi yezvinhu zvakadzama.
Mhedziso
Zvinhu neantimatter ipfungwa mbiri huru dzinotiswededza pedyo nekunzwisisa zvakasikwa. Kunyangwe zvichiparadzana kana zvasangana, kudyidzana kwazvo kunopa ruzivo rwakadzama mufizikisi yezvipenyu, cosmology, uye nheyo huru dzezvisikwa. Kunyange zvazvo mibvunzo yakawanda ichiri isina kupindurwa, tsvakiridzo iri kuenderera mberi mumunda uyu inovimbisa kuwanikwa kutsva kunogona kushandura kunzwisisa kwedu zvakasikwa uye kuvhura mashandisirwo anoshamisa mu tekinoroji nehupenyu hwevanhu.
