substanță Antimateria constând din atomi ale căror nuclee au o sarcină electrică negativă, și sunt înconjurate de pozitroni - electroni cu sarcină electrică pozitivă. În materie obișnuită, care este construit din lumea din jurul nostru, încărcat pozitiv nucleu înconjurat de electroni încărcați negativ. materie obișnuită, pentru ao distinge de antimaterie, uneori numită koynoveschestvom (din koynos greacă -. Organic). Cu toate acestea, în literatura rusă, acest termen nu este utilizat, practic. Trebuie subliniat faptul că termenul „antimateria“ nu este destul de corect, deoarece antimaterie - aceeași substanță, precum și varietatea. Antimateria are aceleași proprietăți de inerție și creează aceeași atracția gravitațională ca materialul obișnuit.
Vorbind de materie si antimaterie, este logic să se înceapă cu particule elementare (subatomice). Fiecare particulă elementară corespunde antiparticula; ambele au aproape aceleași caracteristici, cu excepția faptului că acestea au o sarcină electrică opusă. (Dacă particula este neutră, antiparticula și este neutru, dar ele pot fi diferite în alte caracteristici În unele cazuri, particula si antiparticula sunt identice între ele ..) Astfel, electroni - particule încărcate negativ - se întâlnește o antiparticulă pozitron și protoni cu o sarcină pozitivă este un antipronilor încărcat negativ. Pozitroni a fost descoperit în 1932, și un antiprotoni - în 1955; a fost primul dintre antiparticule deschise. Existența antiparticule a fost prezis în 1928, pe baza mecanicii cuantice, fizicianul britanic Paul Dirac.
În coliziunea unui electron și un pozitron este anihilarea lor, adică, atât particulele dispar și punctul lor de coliziune a două cuanta gamma emise. În cazul în care particulele se ciocnesc se deplasează cu o viteză redusă, energia fiecărei raze gamma de 0,51 MeV. Această energie este „energia de repaus“ a unui electron, sau masa sa de repaus, exprimată în unități de energie. În cazul în care particulele se ciocnesc se deplasează cu viteză mare, energia razelor gamma este mai mult datorită energiei lor cinetice. Anihilarea are loc în coliziunea unui proton și un antiprotoni, dar procesul are loc în acest caz este mult mai complicat. Ca intermediari numărul de interacțiune născut particule de scurtă durată; cu toate acestea, după câteva microsecunde ca produse finale de reacție rămân neutrini, raze gamma și un număr mic de producție perechi electron-pozitron. Aceste cupluri pot, eventual anihila, creând raze suplimentare gamma. Anihilarea are loc într-o antineutron coliziune cu un neutron sau un proton.
De îndată ce există o antiparticulă, se pune întrebarea dacă forma de antiparticule antinucleus. Nuclee atomilor materiei obișnuite constau din protoni și neutroni. Cel mai simplu nucleu este nucleul obișnuit 1H izotopi de hidrogen; reprezintă un singur proton. 2H deuteriu nucleu compus dintr-un proton și un neutron; este numit un deuteron. Un alt exemplu al unui nucleu simplu - nucleul 3He format din doi protoni si un neutron. Antideuteron, constând dintr-un antiproton și antineutron a fost obținută în laborator în 1966; core anti-3He, constând din două antiprotoni și un antineutron, a fost obținut pentru prima dată în 1970.
Conform fizicii moderne a particulelor elementare, în prezența unor mijloace tehnice adecvate ar putea fi obținute antinucleus toate nucleele convenționale. Dacă aceste antinucleus înconjurate de un număr corespunzător de pozitroni, ele formează anti-atomi. Antiatoms ar avea aproape exact aceleași proprietăți ca și atomii convenționali; ar forma o molecula de ele pot forma solide, lichide și gaze, inclusiv materii organice. De exemplu, doi și unu antiprotoni antikisloroda core cu opt pozitroni ar putea forma molecula antivody similară cu H2O normală de apă, din care fiecare moleculă formată din doi protoni de nuclee de hidrogen, nucleul si unul de oxigen opt electroni. Teoria modernă a particulelor elementare prezice că antivoda va îngheța la 0 ° C, punct de fierbere la 100 ° C și altfel se comportă ca apa obișnuită. Continuând acest raționament, putem concluziona că anti-lumea construită de antimaterie ar fi foarte asemănătoare cu lumea obișnuită din jurul nostru. Această ieșire servește ca punct de plecare teorii ale universului simetrice bazate pe presupunerea că valoarea egală univers al materiei normale si antimaterie. Trăim în parte, care constă din materia obișnuită.
Când a adus în contact două din aceeași bucată de material de tip opus, va exista o anihilare pozitroni a electronilor și nucleelor cu antinuclei. În acest caz, orice raze gamma, aspectul pe care îl poate judeca ceea ce se întâmplă. Deoarece Pământul este, prin definiție, este alcătuit din materie obișnuită, nu există cantități apreciabile de antimaterie, cu excepția numărului sărac de antiparticule, produs în acceleratoare mari și raze cosmice. Același lucru este valabil și pentru întregul sistem solar.
Observațiile arată că doar un număr limitat de raze gamma are loc în cadrul galaxiei noastre. Prin urmare, un număr de cercetători pentru a trage concluzii cu privire la absența în ea cantități apreciabile de antimaterie. Dar această concluzie nu este incontestabil. În prezent, nu există nici o modalitate de a determina, de exemplu, dacă acest lucru constă în cea mai apropiată stea substanței sau antimateria; antimaterie Steaua emite exact același spectru ca stea convențional. Mai mult, este posibil ca materialul de joasă densitate, care umple spațiul din jurul stelei, iar substanța identică a stelei în sine, separate de zone umplute cu tipul opus de material - „straturi Leidenfrost“ foarte fin de înaltă temperatură Astfel, se poate vorbi de un „fagure de miere“, structura și spațiul interstelar intergalactic, în care fiecare celulă conține o substanță sau antimaterie. Această ipoteză este susținută de studii recente care arată că magnetosfera și heliosfera (spațiul interplanetar) au o structură celulară. Celulele cu diferite magnetizare și, uneori, de asemenea, cu diferite temperaturi și densitate separate printr-un înveliș curent foarte subțire. Prin urmare, concluzia paradoxală că aceste observații nu contrazic existența antimateriei, chiar și în propria noastră galaxie.
Dacă mai devreme nu a existat nici argumente convingătoare în favoarea existenței antimateriei, dar acum succesul de raze X și gamma-ray astronomie schimbat poziția. fenomenele observate asociate cu eliberarea imens și de multe ori extrem de neregulat de energie. Cel mai probabil, sursa acestei energii a fost anihilarea.
fizician suedez O.Kleyn a dezvoltat o teorie cosmologică bazată pe simetria ipoteza între materie și antimaterie, și a concluzionat că procesele de anihilare joacă un rol decisiv în formarea și evoluția structurii universului de galaxii.
Devine din ce în ce mai evident că principala alternativă la teoria ei - teoria „Big Bang“ - „cosmologia simetrice“ contrazic serios date observaționale și locul central în rezolvarea problemelor cosmologice, în viitorul apropiat, probabil să ia
„Lumea din jurul nostru“ utilizate materiale enciclopedie.
S. Weinberg, primele trei minute. M. 1981
J. Silk. Big Bang. M. 1982
Davis P. Superputere; caută o teorie unificată a naturii. M. 1989.