მატერია-ანტიმატერია განსხვავება მსგავსება

მატერია-ანტიმატერია განსხვავება მსგავსება

 პირველი ობიექტი, შემდგარი მთლიანად ანტინაწილაკებისგან, სინთეზირებულ იქნა 1965 წელს – ანტიდეიტრონი. შემდეგ მიიღეს კიდევ უფრო მძიმე ანტიბირთვებიც. 1995 წელს ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრში(CERN) იქნა სინთეზირებული ანტიწყალბადის ბირთვი, შემდგარი მთლიანად პოზიტრონებისა და ანტიპროტონებისგან. 2010 წელს ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრის(CERN) ფიზიკოსებმა შექმნეს ნეიტრალური ანტიწყალბადის რამდენიმე ატომი და შეძლეს მათი შეკავება მაგნიტურ დამჭერში მცირე ხნით. ადრე, ქმნიდნენ რა ანტიმატერიას(!!!), მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ მის კვლევას, რადგან ანტიწყალბადი ძალიან სწრაფად ანიჰილირდება ჩვეულებრივ მატერიასთან შეხებისთანავე. ამჯერად მკვლევარებმა შეძლეს საკმაოდ ნელი(ცივი) ანტიატომების მიღება, ისე, რომ ატომები 0,1-0,2 წამით შეაყოვნეს ”მაგნიტურ ბოთლში”.

 ანიჰილაცია – ნაწილაკების და ანტინაწილაკების ერთმანეთთან შეჯახების მერე სხვა განსხვავებულ ნაწილაკებად გადაქცევის რეაქციაა. ელექტრონისა და პოზიტრონის ანიჰილაციის დროს გამოსხივდება სამი ფოტონი, დიდ ენერგიებზე შესაძლებელია მეტ ფოტონებადაც გადაქცევა, ხოლო ასეულობით მევ. ენერგიაზე ეს ნაწილაკები გადაიქცევიან ჰადრონებად. 1 კგ. მატერიისა და ამდენივე ანტიმატერიის ანიჰილაციის დროს გამოსხივდება 1,8×10¹7 ჯოული ენერგია, რაც 47 მეგატონა(!!!) ტროტილური ექვივალენტის ტოლია. ყველაზე მძლავრი თერმობირთვული ბომბი, რომელიც სსრკ ააფეთქა იწონიდა 20 ტონას და აფეთქების სიმძლავრე 50 მეგატონაიყო. ანიჰილაციის დროს ენერგიის 50% ნეიტრინოების სახით გამოსხივდება, დაბალი ენერგიის ნეიტრინოები კი თითქმის არ ურთიერთქმედებენ მატერიასთან, მათთვის რამოდენიმე დედამიწის ზომის პლანეტის წიაღში გავლა პრობლემას არ წარმოადგენს.

  ანტიპროტონების მწარმოებელი “ფაბრიკები” მუშაობდნენ, ანტინაწილაკების გამოყენება დაიწყეს მედიცინაში(პოზიტრონული ტომოგრაფია, პროტონული ქირურგია),საბოლოოდ ამაჩქარებელმა ტექნიკამ მიაღწია დონეს, რომელიც საჭირო იყო ნამდვილი ანტინივთიერების მისაღებად – ანუ უნდა მომხდარიყო ანტიელექტრონების(პოზიტრონების) მიერთება ანტიბირთვთან(ანტიპროტონებთან) და მიღებულიანტი ატომის კვლევა. პირველ რიგში საინტერესოა ასეთი ატომის გამოსხივების სპექტრი. თუ აღმოჩნდა, რომ ანტიწყალბადი ცოტათი მაინც განსხვავდება წყალბადისგან, მაშინ სამყაროში ნივთიერება-ანტინივთიერების ასიმეტრიულ გავრცელების საიდუმლოს აეხდებოდა ფარდა. ამავე დროს ანტინივთიერება შეიძლება ყოფილიყო “ანტი” ყველანაირი გაგებით, ანუ შეიძლება ჰქონოდა ანტიგრავიტაციული თვისება, უარყოფითი მასა. საქმე იმაშია, რომ თუ უარყოფით მასას ნიუტონის კანონებში შევიტანთ, მივიღებთ პარადოქსულ შედეგებს. მიზიდულობის კანონი გადაიქცევა მასისა და ანტიმასის განზიდულობის კანონად, მექანიკის კანონები კი სრულ უაზრობად. თუმცა ამ პარადოქსის ამოხსნა შესაძლებელია. ნიუტონის კანონები ემყარება გრავიტაციული მასის ექვივალენტობის(რომელიც მსოფლიო მიზიდულობის კანონში დევს) და ინერციულობის პრინციპებს(მექანიკის კანონები). ეს პრინციპი არ არის დამტკიცებული – უბრალოდ არ არის ნაპოვნი მტკიცებულება მის არამართებულობაზე. გრავიტაცია განსხვავდება მექანიკისგან, რადგან აინშტაინის ფარდობითობის საერთო თეორიის მიხედვით გრავიტაცია არის დრო-სივრცის დეფორმაცია. მაგალითად, თუ სინათლის სხივი ვარსკვლავის მახლობლად მოძრაობს, მაშინ ის ვარსკვლავისკენ გადაიხრება, ანუ მასა ახდენს დრო-სივრცის დეფორმაციას შეკუმშვით. ანტივარსკვლავის შემთხვევაში მოხდება დეფორმაცია გაფართოებით და სხივი ვარსკვლავიდან განიზიდება, ანუ ანტიგრავიტაციას ექნება ადგილი, თუმცა ეს მექანიკაზე არანაირად არ იმოქმედებს, ინერცია ხომ დრო-სივრცის დეფორმაციასთან არანაირად არ არის დაკავშირებული. ანტიმატერიის ანტიგრავიტაციით შეიძლება აიხსნას მისი გაქრობა ხილული სამყაროს ფარგლებიდან – გრავიტაციულმა ძალებმა ის უბრალოდ გააძევეს მატერიიდან ძალიან შორს. აშკარაა, რომ ასეთ შემთხვევაში ანტინაწილაკის მასის ნიშნის(+ ან -) დადგენა შეუძლებელია იქამდე, სანამ გაურკვეველია მათი ურთიერთქმედების ნიშანი დედამიწის მიზიდულობის ძალის მიმართ(განიზიდება თუ მიიზიდება). ეს კი მხოლოდ ნეიტრალური ატომის შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს – ნაწილაკზე მოქმედი გაცილებით ძლიერი ელექტრული და მაგნიტური ველები მალავენ მასზე მოქმედ სუსტ გრავიტაციულ ძალას. ცერნსა და ტევატრონზე ჩტარებულ ექსპერიმენტებში ასეთი ნაწილაკები თითქმის სინათლის სხივით მოძრაობდნენ და უზუსტესი გაზომვების ჩატარება შეუძლებელი იყო. ამასობაში ცერნის ძველი ამაჩქარებელი გამოვიდა მწყობრიდან. მხოლოდ 2002 წელს მოხდა სამუშაოების გაგრძელება და პირველი ანტიწყალბადის,ნელი ატომების მიღება. თუმცა ამ ნაწილაკებზე ექსპერიმენტების ჩატარებაც შეუძლებელია: ისინი ძალიან სწრაფად ანიჰილირებენ. საჭირო იყო კარგი მაგნიტური “ხაფანგი”, რომელიც ანტი ატომებს ვაკუუმში დაიჭერდა, აქ კი მკვლევარებს სერიოზული პრობლემა ექმნებოდათ.

ანტიწყალბადი

 მოწყობილობა სახელად ALPHA . თხევადი ჰელიუმის საშუალებით ცივდება(ფოტო Niels Madsen, ALPHA, CERN). ევროპის ბირთვულიკვლევების ცენტრის(CERN) ფიზიკოსებმა შექმნეს ნეიტრალური ანტიწყალბადის რამდენიმე ატომი და შეძლეს მათი შეკავება მაგნიტურ დამჭერში მცირე ხნით. ადრე, ქმნიდნენ რა ანტიმატერიას, მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ მის კვლევას, რადგან ანტიწყალბადი ძალიანსწრაფად ანიჰილირდება ჩვეულებრივ მატერიასთან შეხვედრის თანავე. ამჯერად მკვლევარებმა შეძლეს საკმაოდ ნელი(ცივი) ანტიატომების მიღება, ისე, რომ ატომები 0,1-0,2 წამით შეაყოვნეს ”მაგნიტურ ბოთლში”.

  ანტიწყალბადის ატომების შესაკავებლად მაგნიტური დამჭერი იყენებს მათმაგნიტურ თვისებებს. ზემოთ ნაჩვენებია დამჭერის ცენტრალური ნაწილი. ფიზიკოსებს მოუწიათ 10 მილიონი ანტიპროტონის და 700 მილიონი პოზიტრონის(ელექტრონის ანტინაწილაკი) შექმნა. მათი ურთიერთქმედებით წარმოიქმნა ათასობით ანტიწყალბადის ატომი. უმრავლესობამ მომენტალურად დატოვა მაგნიტური ბოთლი და ანიჰილირდა, მხოლოდ 38 მათგანი შეყოვნდა მაგნიტური ველების ქსელში იმდენ ხანს, რამდენიც შესაძლებელს ხდიდა მათზე რაიმე გაზომვების ჩატარებას. მეცნიერები გეგმავენ გაიღრმაონ გამოცდილება ანტიმატერიის მიღებასა და მის დიდხანს დაჭერაში მაგნიტურ ხაფანგში. ანტიწყალბადის კვლევით ფიზიკოსები ცდილობენ ამოხსნან ამოცანა ასიმეტრიისა მატერიასა და ანტიმატერიას შორის, მათი იდუმალი დისბალანსი სამყაროში(დიდი აფეთქების მერე მატერიასა და ანტიმატერიას შორის თანაფარდობა დაირღვა, რის გამოც სამყარო არსებობს მატერიის სახით, ანტიმატერიის უმნიშვნელო რაოდენობით.

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს HTML ტეგები და ატრიბუტები: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>