L'une des tâches les plus intéressantes de la science moderne est de percer les mystères de l'univers. On sait que tout dans le monde est constitué de matière ou de substance. Mais, selon les hypothèses des scientifiques, au moment du Big Bang, non seulement la substance qui compose tous les objets du monde environnant s'est formée, mais aussi la soi-disant antimatière, l'antimatière et, par conséquent, les antiparticules de importe.
Antiparticule de l'électron
La première antiparticule dont l'existence a été prédite puis scientifiquement prouvée était le positron.
Pour comprendre l'origine de cette antiparticule, il convient de se référer à la structure de l'atome. On sait que le noyau d'un atome contient des protons (particules chargées positivement) et des neutrons (particules qui n'ont pas de charge). Des électrons circulent sur ses orbites - des particules à charge électrique négative.
Positron est l'antiparticule de l'électron. Il a une charge positive. En physique, le symbole d'un positron ressemble à ceci: e+ (le symbole utilisé pour désigner un électron este-). Cette antiparticule apparaît à la suite d'une désintégration radioactive.
En quoi un positron est-il différent d'un proton ?
La charge du positron est positive, donc sa différence avec l'électron et le neutron est évidente. Mais le proton, contrairement à l'électron et au neutron, a aussi une charge positive. Certaines personnes font l'erreur de croire qu'un positron et un proton sont essentiellement la même chose.
La différence est qu'un proton est une particule, une partie de la substance, de la matière qui compose notre monde, qui fait partie de chaque noyau atomique. Le positron est l'antiparticule de l'électron. Cela n'a rien à voir avec le proton, à l'exception d'une charge positive.
Qui a découvert le positon ?
Pour la première fois, l'existence du positon a été suggérée par le physicien anglais Paul Dirac en 1928. Son hypothèse était qu'une antiparticule de charge positive correspond à l'électron. De plus, Dirac a suggéré que, s'étant rencontrées, les deux particules disparaîtraient, libérant une grande quantité d'énergie dans le processus. Une autre de ses hypothèses était qu'il existe un processus inverse dans lequel un électron et une particule apparaissent qui lui sont inverses. La photo montre les traces d'un électron et de ses antiparticules
Plusieurs années plus tard, le physicien Carl Anderson (USA), photographiant des particules avec une chambre à brouillard et étudiant leurs trajectoires, découvrit des traces de particules semblables à des électrons. Cependant, les pistes avaient une courbure inverse du champ magnétique. Par conséquent, leur charge était positive. Le rapport de la charge des particules à la masse était le même que celui d'un électron. Ainsi, la théorie de Dirac a été confirmée expérimentalement. Anderson a donnéCette antiparticule s'appelle le positron. Pour sa découverte, le scientifique a reçu le prix Nobel de physique.
Le système couplé d'électron et de positon est appelé "positronium".
Annihilation
Le terme "annihilation" est traduit par "disparition" ou "destruction". Lorsque Paul Dirac a suggéré que l'électron particule et l'antiparticule de l'électron disparaîtraient lors d'une collision, c'était leur annihilation qui était visée. En d'autres termes, ce terme décrit le processus d'interaction entre la matière et l'antimatière, conduisant à leur disparition mutuelle et à la libération de ressources énergétiques au cours de ce processus. En tant que telle, la destruction de la matière ne se produit pas, elle commence seulement à exister sous une forme différente.
Lors de la collision d'un électron et d'un positron, des photons sont produits - des quanta de rayonnement électromagnétique. Ils n'ont ni charge ni masse au repos.
Il existe aussi un processus inverse appelé "naissance d'un couple". Dans ce cas, la particule et l'antiparticule apparaissent à la suite d'une interaction électromagnétique ou autre.
Même lorsqu'un positon et un électron entrent en collision, de l'énergie est libérée. Il suffit d'imaginer à quoi mènera la collision de nombreuses particules avec des antiparticules. Le potentiel énergétique de l'anéantissement pour l'humanité est inestimable.
Antiproton et antineutron
Il est logique de supposer que puisque l'antiparticule de l'électron existe dans la nature, alors d'autres particules fondamentales devraientont des antiparticules. L'antiproton et l'antineutron ont été découverts respectivement en 1955 et 1956. Un antiproton a une charge négative, un antineutron n'a pas de charge. Les antiparticules ouvertes sont appelées antinucléons. Ainsi, l'antimatière a la forme suivante: les noyaux des atomes sont constitués d'antinucléons et les positrons orbitent autour du noyau.
En 1969, le premier isotope de l'antihélium a été obtenu en URSS.
En 1995, l'antihydrogène a été développé au CERN (le laboratoire européen de recherche nucléaire).
Obtenir l'antimatière et sa signification
Comme il a été dit, les antiparticules de l'électron, du proton et du neutron sont capables de s'annihiler avec leurs particules d'origine, générant de l'énergie lors de la collision. Par conséquent, l'étude de ces phénomènes est d'une grande importance pour divers domaines scientifiques.
Obtenir de l'antimatière est un processus extrêmement long, laborieux et coûteux. Pour cela, des accélérateurs de particules spéciaux et des pièges magnétiques sont en cours de construction, qui devraient contenir l'antimatière résultante. L'antimatière est la substance la plus chère à ce jour.
Si la production d'antimatière pouvait être lancée, l'humanité serait alimentée en énergie pendant de nombreuses années. De plus, l'antimatière pourrait être utilisée pour créer du carburant de fusée, car, en fait, ce carburant aurait été obtenu simplement à partir du contact de l'antimatière avec n'importe quelle substance.
Menace antimatière
Comme de nombreuses découvertes faites par l'homme, la découverte d'antiparticules d'électron et de nucléon peut présenter aux gensune menace sérieuse. Tout le monde connaît la puissance de la bombe atomique et les destructions qu'elle peut causer. Mais la puissance de l'explosion lors du contact de la matière avec l'antimatière est colossale et plusieurs fois supérieure à la force d'une bombe atomique. Ainsi, si une "anti-bombe" est inventée un jour, l'humanité se mettra au bord de l'autodestruction.
Quelles conclusions pouvons-nous en tirer ?
- L'univers est composé de matière et d'antimatière.
- Les antiparticules de l'électron et des nucléons sont appelées "positons" et "antinucléons".
- Les antiparticules ont la charge opposée.
- La collision de la matière et de l'antimatière conduit à l'annihilation.
- L'énergie d'annihilation est si grande qu'elle peut à la fois servir le bien d'une personne et menacer son existence.
