Àwọn Ìmọ̀ Nípa Wíwà Àwọn Ohun Àtakò
Antimatter jẹ́ ọ̀kan lára àwọn èrò tó fani mọ́ra jùlọ nínú ìmọ̀ fisiksi òde òní nítorí pé ó dún bí "ìbejì" ohun tí a mọ̀, ṣùgbọ́n pẹ̀lú àwọn ànímọ́ tó yàtọ̀ síra. Nínú èrò inú gbogbogbòò, a sábà máa ń fi antimatter hàn gẹ́gẹ́ bí ohun tó lágbára tàbí ohun tó léwu nítorí pé ó lè "búgbàù" nígbà tí a bá kan ohun èlò náà. Ṣùgbọ́n, lẹ́yìn ìtàn ìtàn sáyẹ́ǹsì, antimatter jẹ́ ohun gidi kan tí a lè rí, tí a ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀, tí a sì kẹ́kọ̀ọ́ rẹ̀ nínú yàrá ìwádìí. Ìbéèrè pàtàkì ni pé: tí antimatter bá yẹ kí ó wà ní ìwọ̀n tó jọra pẹ̀lú ohun èlò náà, kí ló dé tí àgbáyé tí a rí fi jẹ́ ti ohun èlò náà pátápátá?
Lílóye Antimatter àti Ìpilẹ̀ṣẹ̀ ti Èrò náà
Nínú ìmọ̀ nípa èròjà particle physics, gbogbo èròjà primary patiku ní antiparticle counterparty. Àwọn antiparticles ní ìwọ̀n kan náà gẹ́gẹ́ bí àwọn ẹlẹgbẹ́ wọn, ṣùgbọ́n contrast electric charge àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ nọ́mbà quantum mìíràn. Àpẹẹrẹ tó rọrùn jùlọ ni electron tí a ti gba agbára ní odi, nígbà tí antiparticle counterparty rẹ̀ jẹ́ positron tí a ti gba agbára ní rere. Bákan náà, àwọn proton ní antiproton, neutron ní antineutron, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Èrò antimatter bẹ̀rẹ̀ láti inú ìdàgbàsókè ìmọ̀ kuantum àti ìbáramu. Ní ìparí àwọn ọdún 1920, Paul Dirac ṣe àgbékalẹ̀ ìṣirò Dirac láti ṣàpèjúwe electrons ní ọ̀nà ìbáramu. Ìṣirò yìí mú ìdáhùn ìṣirò kan jáde tí ó jẹ́ ohun ìrújú ní àkọ́kọ́: ní àfikún sí ojutu agbara rere, ojutu agbara “odi” kan tún wà. Dípò kíkọ ọ́ sílẹ̀, Dirac túmọ̀ ojutu yii gẹ́gẹ́ bí àmì wíwà particle mìíràn tí ó jọ electron ṣùgbọ́n pẹ̀lú charge òdìkejì. A fìdí àsọtẹ́lẹ̀ yìí múlẹ̀ ní ọdún 1932 nígbà tí Carl Anderson ṣàwárí positron ní ipa ọ̀nà àwọn ìtànṣán àgbáyé. Láti ìgbà náà, antimatter ti di apá pàtàkì nínú fisiksi particle.
Báwo ni Antimatter ṣe “wà” nínú Ìṣẹ̀dá
Ní ìlànà, antimatter lè wà nípasẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà:
1. Ṣíṣepọ̀ méjì
Agbára tó ga tó lè yípadà sí ìpele patiku-antiparticle. Fún àpẹẹrẹ, photon alágbára gíga lè ṣe electron àti positron. Ìlànà yìí nílò àwọn ipò tó le koko, bíi nítòsí nuclei atomiki tó wúwo, ní àyíká àwọn ìràwọ̀ neutron, tàbí ní ìkọlù patiku alágbára gíga.
2. Àwọn ìtànṣán àgbáyé àti àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ìràwọ̀
Àwọn ohun tí ó ń fa àléébù ara tún máa ń ṣẹ̀dá ní ti ara nígbà tí àwọn ìtànṣán àgbáyé bá pàdé pẹ̀lú afẹ́fẹ́ tàbí ohun tí ó wà láàárín ìpele. Nítorí náà, a lè rí àwọn ohun èlò ìjìnlẹ̀ positron àti antiproton. Síbẹ̀síbẹ̀, iye wọn kéré gan-an, wọ́n dàbí “eruku” ju ohun pàtàkì kan nínú àgbáyé lọ.
3. Àwọn ìṣesí átọ́míìkì alágbára gíga
Nínú àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ àrà ọ̀tọ̀ bí ìbúgbàù supernova, àwọn ohun èlò ìhò dúdú, tàbí àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ìbúgbàù gamma-ray, agbára ńlá lè fa onírúurú èròjà pẹ̀lú àwọn ohun tí ó ń fa ìbúgbàù.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó wà nínú ìṣẹ̀dá, àwọn ohun tí ó ń pa ohun tí ó jẹ́ antimatter máa ń “parẹ́” kíákíá nígbà tí ó bá pàdé ohun tí ó jẹ́ ti ohun tí ó sì parẹ́.
Ìparun: Ohun Tó Wà Ní Àtijọ́
Nígbà tí èròjà kan bá pàdé èròjà ìpara rẹ̀, wọ́n lè pa ara wọn run, wọ́n á yí ìwọ̀n ara wọn padà sí agbára, nígbà míìrán ní ìrísí gamma photons tàbí àwọn èròjà mìíràn. Ìdí nìyí tí èròjà ìpara náà fi dà bí “tó ṣọ̀wọ́n” ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́: ayé wa ni ohun èlò ń ṣàkóso, nítorí náà bí èròjà ìpara kan bá fara hàn, yóò yára dojúkọ ohun tí ó yí i ká.
Píparẹ́ kò túmọ̀ sí “píparẹ́ láìsí àmì,” bí kò ṣe ìyípadà agbára gẹ́gẹ́ bí ìlànà Einstein ti ìpamọ́ agbára àti agbára-pupọ (E=mc²). Ìlànà yìí ló mú kí antimatter jẹ́ ohun tó fani mọ́ra fún agbára, ṣùgbọ́n ó ṣòro láti lò ó ní ti gidi nítorí pé ìṣẹ̀dá àti ìpamọ́ rẹ̀ ṣòro gan-an.
Ìlànà ti Ohun Èlò-Ìdínà Àìdọ́gba (Àìdọ́gba Baryon)
Ọ̀kan lára àwọn ìbéèrè pàtàkì jùlọ nínú ìmọ̀ nípa àgbáyé ni: kí ló dé tí àgbáyé fi jẹ́ èyí tí ohun èlò ń ṣàkóso? Tí Big Bang bá mú iye ohun èlò àti ohun èlò tí ó ń dènà ohun èlò jáde dọ́gba, wọ́n ìbá ti pa ara wọn run, kí ó sì fi àgbáyé tí ó kún fún ìtànṣán sílẹ̀. Òtítọ́ náà ni pé àwọn galaxy, ìràwọ̀, pílánẹ́ẹ̀tì, àti ènìyàn wà fihàn pé “àṣejù” ohun èlò díẹ̀ ló wà ní àkọ́kọ́ lórí ohun èlò tí ó ń gbógun ti ohun èlò.
Àìdọ́gba yìí ni a ń pè ní àìdọ́gba baryon. Láti ṣàlàyé ìdí tí àwọn baryons (bíi proton àti neutrons) fi pọ̀ ju àwọn antibaryons lọ, àwọn onímọ̀ nípa fisiksi tọ́ka sí àwọn ipò tí a mọ̀ sí àwọn ipò Sakharov (1967), èyí tí ó jẹ́ àwọn ipò mẹ́ta fún àgbáyé láti mú àìdọ́gba ohun èlò jáde:
1. Ilana kan gbọdọ wa ti o tako itoju nọmba bayon.
2. Ó gbọ́dọ̀ jẹ́ pé ìrúfin C (charge) àti CP (charge-parity) symmetry gbọ́dọ̀ wà.
3. Ipo kan ti o wa ni ita iwontunwonsi ooru gbọdọ waye.
Nínú Àpẹẹrẹ Standard of particle fisiksi, ìrúfin CP wà (fún àpẹẹrẹ, nínú ìbàjẹ́ àwọn meson kan), ṣùgbọ́n bí ó ṣe tóbi tó kò tó láti ṣàlàyé agbára ohun tí a ń rí. Èyí ṣí àǹfààní físiksi tuntun sílẹ̀ ju Àpẹẹrẹ Standard lọ.
Àmì CPT àti Àwọn Ohun Ànímọ́ Ti Agbára Antimatter
Nínú ìlànà ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ nípa pátákónọ́mù, ìlànà pàtàkì kan wà tí a ń pè ní ìṣọ̀kan CPT, àpapọ̀ àwọn ìyípadà mẹ́ta: C (pírọ́pò àwọn èròjà pẹ̀lú àwọn ohun tí ó ní ipa lórí ara), P (píyípadà àwọn ìṣọ̀kan àyè bí dígí), àti T (píyípadà ìtọ́sọ́nà àkókò). Ní gbogbogbòò, àwọn ẹ̀kọ́ tí ó bá ìbáramu àti àwọn onímọ̀ nípa pátákónọ́mù mu sọtẹ́lẹ̀ pé ó yẹ kí a pa CPT mọ́.
Nítorí náà, antimatter yẹ kí ó ní àwọn ànímọ́ tí ó jọra gan-an sí matter, bíi ìwọ̀n kan náà àti agbára atomiki kan náà (pẹ̀lú àwọn àmì ìdíyelé òdìkejì). Àwọn ìwádìí tí ó péye, títí kan àwọn ìwọ̀n lórí antihydrogen, ń bá a lọ láti dán wò bóyá antimatter jẹ́ ọ̀kan náà pẹ̀lú matter ní gbogbo ọ̀nà tí a ti sọ tẹ́lẹ̀. Títí di ìsinsìnyí, a kò tí ì rí ìyàtọ̀ kankan tí ó rú CPT, ṣùgbọ́n àwọn ìdánwò náà ń di líle sí i bí àkókò ti ń lọ.
Àwọn ohun tí ó ń fa àrùn haídrójìnì àti ìsapá láti mú ohun tí ó ń fa àrùn náà
Àkókò pàtàkì kan ni ìṣẹ̀dá àti ìdènà antihydrogen, átọ̀mù kan tí ó ní antiproton àti positron nínú. Àwọn ìdánwò ní CERN, bíi ALPHA, mú antihydrogen di nínú ìdẹkùn oofa fún ìgbà pípẹ́ tó láti wọn àwọn ànímọ́ rẹ̀. Wíwọ̀n ìpele antihydrogen ní ìfiwéra pẹ̀lú ti hydrogen lásán ń pèsè ọ̀nà tí ó rọrùn láti dán àwọn ìṣọ̀kan pàtàkì wò.
Ìpèníjà pàtàkì nínú ìwádìí nípa àwọn ohun èlò ìdènà ni ìpamọ́. A kò le tọ́jú ohun èlò ìdènà sínú àwọn ohun èlò lásán nítorí pé yóò kan àwọn ògiri, tí wọ́n jẹ́ ohun èlò ìdènà. Nítorí náà, a máa ń lo àwọn ìdẹkùn onínámáná ní ibi tí afẹ́fẹ́ gíga àti ibi tí ó rẹlẹ̀ gan-an láti jẹ́ kí àwọn ohun èlò náà “yípo” láìsí ìfọwọ́kan pẹ̀lú ohun èlò náà.
Àtakò àti Ìwúwo: Ṣé ohun kan náà ni wọ́n?
Ìbéèrè mìíràn tó dùn mọ́ni: báwo ni antimatter ṣe ń dáhùn sí òòfà? Gẹ́gẹ́ bí ẹ̀kọ́ nípa ìbáradọ́gba gbogbogbòò, òòfà sinmi lórí agbára àti ìwọ̀n, nítorí náà antimatter yẹ kí ó wó lulẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò. Síbẹ̀síbẹ̀, wíwọ̀n èyí tààrà ṣòro gan-an nítorí pé antimatter ṣòro láti ṣẹ̀dá àti láti kó.
Àwọn ìwádìí òde òní gbìyànjú láti wọn bí ìfàsẹ́yìn antihydrogen ṣe yára sí i. Tí ó bá hàn pé antimatter ń jábọ́ lọ́nà ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, yóò jẹ́ àwárí pàtàkì kan tí yóò mì òye wa nípa agbára òòfà àti ìbáramu ẹ̀dá. Ṣùgbọ́n ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹ̀kọ́ pàtàkì kò sọ àsọtẹ́lẹ̀ ìyàtọ̀ pàtàkì; ohun tí wọ́n ń wá ni àwọn ìyàtọ̀ kékeré tí ó lè fi ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì tuntun hàn.
Ìmọ̀ nípa Antimatter nínú Ìmọ̀ nípa Àgbáyé: Ǹjẹ́ “Àgbáyé Antimatter” kan wà?
Èrò kan tó ti pẹ́ nínú ìmọ̀ nípa àgbáyé ni pé ó ṣeé ṣe kí àwọn agbègbè ńláńlá ní àgbáyé tí àwọn ohun tí ó ń fa ohun tí ó ...
Títí di òní, àwọn àkíyèsí ìràwọ̀ kò tíì rí ẹ̀rí tó lágbára fún "agbègbè antimatter" ní ìjìnnà tó sún mọ́ àgbáyé. Dáta ìtànṣán gamma àti ìwọ̀n ìtànṣán àgbáyé sábà máa ń fihàn pé ohun tó wà nínú àgbáyé tó ṣeé rí ló ń darí àgbáyé tó ṣeé rí. Síbẹ̀síbẹ̀, ìwádìí náà ń bá a lọ, fún àpẹẹrẹ, nípa lílo àwọn ohun tí ń wá àwọn antihelium nuclei tàbí àwọn antiparticles mìíràn tó ṣọ̀wọ́n gidigidi.
Penutup
Ẹ̀kọ́ nípa wíwà antimatter kì í ṣe àròsọ lásán, ṣùgbọ́n ó jẹ́ apá gidi ti fisiksi, tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀ nípasẹ̀ àwọn àyẹ̀wò. Antimatter wà gẹ́gẹ́ bí àbájáde tó dára ti àwọn ìfojúsùn pàtàkì ti àwọn onímọ̀ nípa quantum relativistic, tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀ nípasẹ̀ àwárí positron, ìṣelọ́pọ́ àwọn antiparticles nínú àwọn accelerators, àti ṣíṣẹ̀dá antihydrogen. Síbẹ̀síbẹ̀, ohun ìjìnlẹ̀ tó tóbi jùlọ ṣì wà: kí ló dé tí àgbáyé fi “yan” ohun pàtàkì ju antimatter lọ?
Láti dáhùn ìbéèrè yìí, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ń ṣe àyẹ̀wò fún ìrúfin CP, wọ́n ń fi àwọn ànímọ́ hydrogen àti antihydrogen wéra ní pàtó, wọ́n sì ń ṣe ìwádìí bí antimat ṣe ń hùwà nínú agbára òòfà. Ìwọ̀n kọ̀ọ̀kan tí ó ń pọ̀ sí i lè ṣí ìlẹ̀kùn sí àwọn òye tuntun sí orísun àgbáyé, àwọn òfin ìpìlẹ̀ rẹ̀, àti bóyá físíìkì tí ó kọjá Àpẹẹrẹ Àṣà. Nígbẹ̀yìn gbẹ́yín, Antimat kì í ṣe òdìkejì ohun èlò nìkan, ṣùgbọ́n dígí tí ó lè fi hàn bóyá òye wa nípa ìṣẹ̀dá pé pérépéré tàbí bóyá ó ṣì ní àwọn àṣírí jíjinlẹ̀.
