Ero materiaalin ja antimaterian välillä

avainero aineen ja antimaterian välillä on se Aineella ja antimateriaalilla on vastakkaiset sähkövaraukset.

Aine hallitsee universumiamme. Asiat, kuten planeetat, tähdet ja ihmiset, ovat materiaaleja, mutta on myös tummaa ainetta ja tummaa energiaa, jota emme pysty havaitsemaan helposti. Tutkijat ovat kuitenkin havainneet, että aine tulee pareittain. Se tarkoittaa; Kaikella aineella on oma antimateria, jolla on identtiset ominaisuudet paitsi sähkövarauksella. Esimerkiksi protonilla on positiivinen varaus, kun taas antiprotonilla on negatiivinen varaus. Mutta heillä on sama massa ja muut ominaisuudet.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on asia 
3. Mikä on antimateria
4. Vertailu rinnakkain - Matter vs Antimatter taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mitä väliä?

Aineella tarkoitetaan mitä tahansa ainetta, jolla on massa ja tilavuus. Aine koostuu atomista. Atomi koostuu subatomisista hiukkasista. Katsomme kuitenkin atomia yleensä aineen perusyksiköksi. Termi aine ei sisällä massattomia hiukkasia, kuten fotoneja. Lisäksi energiailmiöitä, kuten valoa ja ääntä, ei pidetä asiana. Aine voi esiintyä eri vaiheissa: kiinteä faasi, nestefaasi ja kaasufaasi. Toinen aineen vaihe on kuitenkin mahdollista; me nimeämme sen plasmatilaksi. Plasman tila sisältää atomeja, ioneja ja vapaita elektroneja, jotka poistetaan atomista ionien muodostamiseksi.

Atomi sisältää atomin ytimen, joka sisältää protoneja ja neutroneja yhdessä joidenkin muiden subatomisten hiukkasten kanssa, joita ympäröi elektronipilvi. Nykyaikainen kvanttifysiikka kuitenkin toteaa, että atomi voi toimia sekä hiukkasena että aallona; me kutsumme tätä aaltohiukkasten kaksinaisuudeksi.

Kuva 01: Protonin kvarkin rakenne

Atomien tai protonien, neutronien ja elektronien käytön lisäksi voimme määritellä aineen myös leptoneilla ja kvarkeilla. Nämä ovat aineen alkuainehiukkasia. Tämän määritelmän mukaan tavallinen aine on mitä tahansa, joka koostuu leptoneista ja kvarkeista. Siksi asia on mikä tahansa, joka ei sisällä antileptoneja ja antiikkärkkejä. Leptonit ja kvarkit yhdistyvät atomien muodostamiseksi. Atomit yhdistyvät muodostaen molekyylejä. Atomit ja molekyylit voidaan nimetä aineiksi. Elektronit ovat kuitenkin erään tyyppisiä leptoneja ja protoneja ja neutroneja valmistetaan kvarkkipartikkeleista. Siksi kaikki nämä määritelmät johtavat ajatukseen, että aineella tarkoitetaan mitä tahansa, jolla on massa ja tilavuus, eikä antimateriaa.

Mikä on antimateria?

Antimateria on aine, joka sisältää hiukkasia, jotka edistävät aineen muodostumista. Siksi antimateria on päinvastainen kuin aine. Esimerkiksi protoni ja antiprotoni ovat vastaavasti ainepari ja antimateria. Aine- ja antimateriaalipareilla on sama massa, mutta vastakkaiset sähkövaraukset. Heillä on joitain eroja myös kvanttiominaisuuksissa. esim. protoni on positiivisesti varautunut, kun taas antiprotonilla on negatiivinen varaus.

Kuva 02: Pilvikammion valokuva positronista

Aineen ja antimaterian törmäys voi johtaa molemminpuoliseen tuhoamiseen. Se tarkoittaa, että aine ja antimateria muuttuvat muiksi hiukkasiksi, joilla on yhtä suuret energiat. Tuhoaminen voi aiheuttaa voimakkaita fotoneja, kuten gammasäteitä, neutriinoja ja joitain muita hiukkasten ja hiukkasten välisiä pareja. Suurin osa tuhoutumisesta vapautuvasta energiasta on kuitenkin ionisoivan säteilyn muodossa.

Aineen tavoin antimateriaalihiukkaset voivat sitoutua jokaisen kanssa muodostaen antimateriaalin. Esimerkiksi positron on elektronin antihiukkas, kun taas antiprotoni on protonin antihiukkas; nämä kaksi hiukkasia voivat sitoutua muodostaen antivetyatomin. Voimme merkitä antimateriaa käyttämällä palkkimerkkiä hiukkasen symbolin yläpuolella sen erottamiseksi aineesta.

Mitä eroa on aineella ja antimatterilla??

Aineen ja antimateriaalin välinen tärkein ero on, että aineella ja antimateriaalilla on vastakkaiset sähkövaraukset. Antimateria on pohjimmiltaan päinvastainen kuin aine, mutta niillä on identtiset ominaisuudet muut kuin sähkövaraus.

Alla on infografia, jossa esitetään yhteenveto aineen ja antimaterian välillä.

Yhteenveto - Matter vs Antimatter

Antimateria on aineen vastakohta, mutta niillä on sähkövarauksen lisäksi samat ominaisuudet. Aineen ja antimateriaalin välinen tärkein ero on, että aineella ja antimateriaalilla on vastakkaiset sähkövaraukset.

Viite:

1. ”Asia”. wikipedia, Wikimedia Foundation, 10. joulukuuta 2019, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. “Protonikvarkkijärjestelmä” Jacek rybak - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta
Kirjoittaja: Carl D. Anderson (1905-1991) - Anderson, Carl D. (1933). ”Positiivinen elektroni”. Fyysinen katsaus 43 (6): 491-494. DOI: 10.1103 / PhysRev.43.491 (Public Domain) Commons Wikimedian kautta