ANTIMATTER LÀ GÌ

Phản vật chất là chất liệu của tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. Trong quyển sách và bộ phim Thiên thần và Ác quỷ (Angels and Demons), giáo sư Langdon cố gắng cứu lấy thành phố Vatican trước một vụ nổ bom phản vật chất. Phi thuyền vũ trụ Enterprise trong phim Star Trek sử dụng sức đẩy phân hủy vật chất-phản vật chất để du hành nhanh hơn ánh sáng.

Bạn đang xem: Antimatter là gì

Phản vật chất cũng là vật liệu của trong thực tiễn. Các hạt phản vật chất phần nhiều giống hệt với đối hạt vật chất của chúng, ngoại trừ là chúng mang điện tích và spin trái dấu. Khi phản vật chất gặp vật chất, chúng lập tức hủy nhau thành nguồn năng lượng .

Trong khi bom phản vật chất và phi thuyền sử dụng sức đẩy phản vật chất thì có chút cường điệu, vẫn có nhiều thực tế về phản vật chất sẽ giúp khai sáng cho tế bào não của bạn.

Bạn đang đọc: ANTIMATTER LÀ GÌ

*

1. Lẽ ra phản vật chất đã hủy hết vật chất trong vũ trụ sau Vụ nổ Lớn

Theo lí thuyết Big Bang, vụ nổ lớn đã tạo ra vật chất và phản vật chất với lượng ngang nhau. Khi vật chất và phản vật chất gặp nhau, chúng hủy nhau, chẳng để lại gì ngoài nguồn năng lượng. Vì thế, trên nguyên tắc, lẽ ra tất cả chúng ta không sống sót .Nhưng tất cả chúng ta sống sót. Và trong chừng mực mà những nhà vật lí hoàn toàn có thể nói được, nguyên do duy nhất là chính bới, vào phút chót, đã có thêm một hạt vật chất trong mỗi tỉ cặp vật chất-phản vật chất. Các nhà vật lí vẫn đang nỗ lực lý giải sự bất đối xứng này .

2. Phản vật chất ở gần bạn hơn bạn nghĩ

Những lượng nhỏ phản vật chất liên tục trút xuống Trái đất dưới dạng tia thiên hà, những hạt nguồn năng lượng cao đến từ ngoài hành tinh. Các hạt phản vật chất này đi tới khí quyển của tất cả chúng ta ở tỉ lệ từ chưa tới một hạt trên mét vuông đến hơn 100 hạt trên mét vuông. Các nhà khoa học đã nhìn thấy dẫn chứng của sự sinh tạo phản vật chất phía trên những đám mây giông .Nhưng những nguồn phản vật chất còn ở gần nhà bạn hơn. Chẳng hạn, chuối sản sinh phản vật chất, giải phóng một positron – tương tự phản vật chất của electron – trong mỗi khoảng chừng 75 phút. Hiện tượng này xảy ra vì trong chuối có chứa một lượng nhỏ potassium-40, một đồng vị xuất hiện trong tự nhiên của potassium ( Kali ). Khi potassium-40 phân hủy, đôi lúc nó nhả ra một positron .Cơ thể của tất cả chúng ta cũng có chứa potassium-40, nghĩa là những positron cũng được khung hình bạn phát ra. Phản vật chất phân hủy tức thời khi tiếp xúc với vật chất, cho nên vì thế những hạt phản vật chất này có thời hạn sống rất ngắn .

3. Con người chỉ tạo ra được những lượng nhỏ phản vật chất

Các phân hủy phản vật chất-vật chất có năng lực giải phóng nguồn năng lượng rất lớn. Một gam phản vật chất hoàn toàn có thể tạo ra một vụ nổ ngang tầm với bom hạt nhân. Tuy nhiên, con người chỉ mới hoàn toàn có thể tạo ra những lượng phản vật chất rất là rất ít .Toàn bộ phản proton từng được tạo ra tại máy gia tốc hạt Tevatron ở Fermilab cộng lại chỉ có 15 nano gam. Các phản proton được tạo ra tại CERN thì chừng 1 nano gam. Tại DESY ở Đức, tính cho đến nay có xê dịch 2 nano gam positron được tạo ra .Nếu cho hàng loạt phản vật chất mà con người từng tạo ra phân hủy cùng lúc, thì nguồn năng lượng giải phóng chẳng đủ để đun một tách trà .Khó khăn nằm ở chỗ hiệu suất cao và chi phí sản xuất và cất trữ phản vật chất. Chế tạo 1 gam phản vật chất yên cầu nguồn năng lượng khoảng chừng 25 triệu tỉ kWh và tiêu tốn hơn một triệu tỉ đô la .

*

4. Có cái gọi là bẫy phản vật chất

Để điều tra và nghiên cứu phản vật chất, bạn cần ngăn nó phân hủy với vật chất. Các nhà khoa học đã tạo ra những cách làm việc làm đó .Các hạt phản vật chất mang điện như positron và phản proton hoàn toàn có thể được giữ trong những dụng cụ gọi là bẫy Penning. Những cái bẫy này hoàn toàn có thể ví như những chiếc máy gia tốc nhỏ bé. Bên trong bẫy, những hạt hoạt động xoắn ốc xung quanh từ trường và điện trường ngăn chúng va chạm với thành bẫy .Nhưng bẫy Penning không hoạt động giải trí so với những hạt trung hòa như phản hydrogen. Bởi vì chúng không mang điện, nên những hạt này không hề giam giữ được bằng điện trường. Thay vậy, chúng được giữ trong bẫy Ioffe, trong đó từ trường mạnh dần về mọi hướng. Các hạt bị mắc kẹt trong những vùng có từ trường yếu nhất, giống hệt như một viên bi lăn vòng quanh tại đáy bát .

Từ trường Trái đất cũng tác dụng như một loại bẫy phản vật chất. Các phản proton đã được tìm thấy trong các vùng bao quanh Trái đất gọi là vành đai bức xạ Van Allen.

Xem thêm: Chỉ Báo “ Full Margin Là Gì ? Khi Nào Nhà Đầu Tư Nên Sử Dụng

5. Phản vật chất có thể rơi lên

Các hạt phản vật chất và vật chất có cùng khối lượng nhưng khác nhau ở những đặc thù như điện tích và spin. Mô hình Chuẩn Dự kiến lực mê hoặc có công dụng như nhau lên vật chất và phản vật chất ; tuy nhiên, điều này chưa từng được tận mắt chứng kiến. Các thí nghiệm như AEGIS, ALPHA và GBAR đang nỗ lực xác nhận Dự kiến này .Việc quan sát tính năng của lực mê hoặc lên phản vật chất không dễ như việc ngắm một quả táo từ trên cây rơi xuống. Các thí nghiệm này cần giữ phản vật chất trong một cái bẫy và làm nó chậm lại bằng cách làm lạnh nó xuống những nhiệt độ gần sát không độ tuyệt đối. Và chính bới lực mê hoặc là lực yếu nhất trong những lực cơ bản, do đó những nhà vật lí phải sử dụng những hạt phản vật chất trung hòa trong những thí nghiệm này để tránh sự nhiễu loạn do lực điện gây ra .

6. Phản vật chất được nghiên cứu trong các máy giảm tốc hạt

Bạn từng nghe nói tới máy gia tốc hạt, nhưng bạn có biết còn có cái gọi là máy giảm tốc hạt không ? CERN có một cỗ máy gọi là Máy giảm tốc Phản proton, một vòng trữ hoàn toàn có thể bắt giữ và làm chậm những phản proton để nghiên cứu và điều tra đặc thù và hành trạng của chúng .Trong những máy gia tốc tròn như Máy Va chạm Hadron Lớn, những hạt nhận một cú hích nguồn năng lượng mỗi lần hoàn tất một vòng xoay. Các máy giảm tốc hoạt động giải trí ngược lại ; thay vì tăng nguồn năng lượng, những hạt nhận một cú hích ngược làm chậm vận tốc của chúng .

7. Neutrino có thể là phản hạt của riêng chúng

Mỗi hạt vật chất và đối hạt phản vật chất của nó mang điện tích trái dấu, nên chúng thuận tiện phân biệt được. Các neutrino, những hạt hầu hết không khối lượng và hiếm khi tương tác với vật chất, không có điện tích. Các nhà khoa học tin rằng chúng hoàn toàn có thể là những hạt Majorana, một họ hạt giả thuyết là phản hạt riêng của chúng .Các dự án Bất Động Sản như Minh chứng Majorana và EXO-200 có tiềm năng xác lập xem những neutrino có là hạt Majorana hay không bằng cách tìm kiếm một hành trạng gọi là phân rã beta kép không neutrino .Một số hạt nhân phóng xạ tự phát phân rã, giải phóng hai electron và hai neutrino. Nếu những neutrino là phản hạt của riêng chúng, thì chúng sẽ phân hủy nhau sau phân rã beta kép, và những nhà khoa học sẽ chỉ quan sát thấy những electron .Việc tìm kiếm những neutrino Majorana hoàn toàn có thể giúp lý giải tại sao sống sót sự bất đối xứng phản vật chất-vật chất. Các nhà vật lí nêu giả thuyết rằng những neutrino Majorana hoàn toàn có thể nặng hoặc nhẹ. Các neutrino nhẹ sống sót lúc bấy giờ, còn những neutrino nặng chỉ sống sót ngay sau Big Bang. Các neutrino Majorana nặng này phân hủy bất đối xứng, dẫn tới sự thừa một chút ít vật chất được cho phép thiên hà của tất cả chúng ta sống sót .

*

8. Phản vật chất được sử dụng trong y khoa

PET ( Chiếu chụp positron ) sử dụng hai positron để tạo ra ảnh phân giải cao của khung hình. Các đồng vị phóng xạ phát xạ positron ( giống như đồng vị xuất hiện trong quả chuối ) được đính với những hóa chất như glucose mà khung hình sử dụng tự nhiên. Các chất này được tiêm vào máu, trong đó chúng tự nhiên phân rã, giải phóng positron tới gặp electron trong khung hình và phân hủy. Các phân hủy đó tạo ra tia gamma được dùng để dựng lại hình ảnh .Các nhà khoa học tại dự án Bất Động Sản ACE ở CERN đã nghiên cứu và điều tra phản vật chất với vai trò là một ứng viên tiềm năng để điều trị ung thư. Các bác sĩ phát hiện rằng họ hoàn toàn có thể chiếu xạ những khối u bằng những chùm hạt sẽ giải phóng nguồn năng lượng của chúng sau khi bảo đảm an toàn đi qua mô khỏe mạnh. Sử dụng những phản proton bổ trợ thêm một xung năng lượng nữa. Kĩ thuật tỏ ra hiệu nghiệm ở những tế bào chuột đồng, nhưng những nhà nghiên cứu chưa từng thực thi khảo nghiệm trên tế bào người .

9. Phản vật chất lẽ ra ngăn chúng ta tồn tại có thể vẫn đang ẩn náu trong không gian

Một cách mà những nhà khoa học theo đuổi nhằm mục đích giải bài toán bất đối xứng phản vật chất-vật chất là tìm kiếm phản vật chất còn sót lại từ thời Big Bang .Quang từ phổ kế Alpha ( AMS ) là một máy dò hạt lắp ráp trên Trạm Vũ trụ Quốc tế tìm kiếm những hạt này. AMS chứa từ trường làm bẻ cong đường đi của những hạt ngoài hành tinh để phân tách vật chất khỏi phản vật chất. Các detector của nó ước định và nhận dạng những hạt khi chúng đi qua .Các va chạm tia vũ trụ đều đặn sản sinh positron và phản proton, nhưng Tỷ Lệ tạo ra một nguyên tử phản helium là cực kỳ thấp chính do nó yên cầu lượng nguồn năng lượng rất lớn. Điều này có nghĩa là việc quan sát thấy dù chỉ một hạt nhân phản helium thôi cũng là vật chứng can đảm và mạnh mẽ cho sự sống sót của một lượng lớn phản vật chất ở đâu đó trong thiên hà .

10. Con người thật sự đang nghiên cứu cách khai thác nhiên liệu phản vật chất cho phi thuyền vũ trụ

Chỉ một tí phản vật chất cũng hoàn toàn có thể sản sinh một nguồn năng lượng khổng lồ, biến nó thành một nguyên vật liệu thông dụng cho những phương tiện đi lại đi lại thuộc về tương lai trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng .

Sức đẩy tên lửa phản vật chất trên lí thuyết là có thể; hạn chế là việc thu gom đủ phản vật chất để nó hoạt động.

Xem thêm: Roa Là Gì, Ý Nghĩa Của Roa Là Gì? Ý Nghĩa Và Công Thức Tính Roa Chính Xác Nhất

Hiện nay chẳng có công nghệ tiên tiến sẵn có nào để sản xuất hàng loạt hay thu gom phản vật chất trong thể tích thiết yếu cho ứng dụng này. Tuy nhiên, một số ít ít nhà nghiên cứu đã thực thi những điều tra và nghiên cứu mô phỏng về sức đẩy và cất trữ phản vật chất. Trong số này có Ronan Keane tại Viện Hàn lâm Western Reserve và Wei-Ming Zhang tại Đại học Kent State, và Marc Weber cùng những đồng sự tại Đại học Washington. Một ngày nào đó, nếu tất cả chúng ta hoàn toàn có thể tìm ra phương pháp sản xuất hoặc thu gom những lượng lớn phản vật chất, thì những nghiên cứu và điều tra của họ hoàn toàn có thể giúp sự du hành giữa những sao sử dụng sức đẩy phản vật chất trở thành hiện thực.

Source: https://iseo1.com
Category: Coin

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.