Antimateriya – bu olamning eng qiziqarli va sirli tarkibiy qismlaridan biri. U oddiy materiyaga o'xshaydi, lekin uning tarkibiy zarrachalari qarama-qarshi zaryadga ega. Agar antimateriya oddiy materiya bilan to'qnashsa, ikkala modda ham annihilyatsiya, ya'ni yo'q bo'lib ketadi, natijada ulkan miqdorda energiya hosil bo'ladi. Bu jarayon Eynshteynning mashhur tenglamasi
𝐸=mc2 orqali tushuntiriladi, bunda modda to'liq energiyaga aylanadi.
Antimateriyaning mohiyatiAntimateriya oddiy zarrachalarga qarshi bo'lgan zarralardan tashkil topgan.
Misol uchun: Elektronning qarshi zarrachasi – pozitron, u musbat zaryadga ega. Protonning qarshi zarrachasi – antiproton, u manfiy zaryadga ega.
Neytron esa antineytron bilan qarshi zarraga ega, lekin ikkalasining elektromagnit zaryadi bo'lmasa ham boshqa kvant xususiyatlari farqlidir.
Har bir materiya zarrachasi uchun unga mos antimateriya zarrachasi mavjud. Ushbu zarrachalar oddiy materiyadagi kabi massa va spin kabi bir xil xususiyatlarga ega, lekin zaryad va boshqa kvant xususiyatlari qarama-qarshi bo'ladi.
Antimateriyaning kashf qilinishiAntimateriyaning kashf qilinishi nazariy fizika rivojlanishi bilan bog'liq. 1928-yilda britaniyalik fizik Pol Dirak kvant mexanikasi va maxsus nisbiylik nazariyasini birlashtirgan tenglamani yaratdi. Ushbu tenglama elektronzning ikkita echimini berdi: biri odatdagi elektron uchun, ikkinchisi esa zaryadi musbat bo'lgan zarracha – pozitron uchun edi. 1932-yilda amerikalik fizik Karl Anderson pozitronni kosmik nurlarni o'rganish jarayonida tajriba yo'li bilan kashf qildi. Bu antimateriya zarrachasining birinchi amaliy tasdig'i edi.
Antimateriyaning hosil qilinishi
Antimateriya tabiiy ravishda yer yuzida deyarli mavjud emas, chunki u materiya bilan tez annihilyatsiya bo'ladi. Biroq, ba'zi tabiat hodisalari, masalan, kosmik nurlar atmosferaga kirganda, antimateriya zarrachalari qisqa vaqtga paydo bo'lishi mumkin.
Sun'iy antimateriya zarralarini yaratish uchun ilmiy laboratoriyalarda juda yuqori energiyali zarralar tezlatkichlaridan foydalaniladi. CERN (Yadro tadqiqotlari Yevropa markazi) kabi ilmiy markazlarda antiprotlar va pozitronlar yaratilib, o‘rganiladi. Ammo bu jarayon juda energiya talab qiladi va hozirgi texnologiya bilan faqat juda kichik miqdorda antimateriya hosil qilish mumkin.
Antimateriyaning qo'llanishiAntimateriyaning anihilyatsiya jarayonida ulkan miqdorda energiya chiqarilishi uni energiya manbai sifatida o'rganishga olib keladi. Nazariy jihatdan antimateriya juda samarali energiya manbai bo'lishi mumkin, chunki oddiy materiyaning annihilyatsiyasi katta miqdorda toza energiya hosil qiladi. Masalan, 1 gram antimateriya va materiyaning annihilyatsiyasi natijasida taxminan 43 kilotonna TNT ekvivalentidagi energiya hosil bo'lishi mumkin. Bu yadro bombalaridan ko'p marta kuchliroqdir.
Shuningdek, tibbiyot sohasida antimateriyaning qo‘llanishi mavjud. Pozitron emissiya tomografiyasi (PET) deb ataladigan texnologiya tibbiyotda kasalliklarni tashxislashda qo‘llaniladi. PET usulida pozitron emitter moddalar inson tanasiga kiritiladi va ularning annihilyatsiyasi natijasida chiqarilgan gamma nurlarini kuzatish orqali ichki organlarning tasvirlari olinadi.
Antimateriyaning muammolari va cheklovlariAntimateriya juda ko'p ilmiy va nazariy qiziqishlarga sabab bo'lsa-da, amaliyotda uni yaratish va saqlash juda qiyin. Chunki antimateriya oddiy materiyaga to'qnashgan zahoti annihilyatsiya qilib yo'q bo'lib ketadi. Bu jarayon juda tez va energiya talab qiladi, shuning uchun antimateriya yaratish hozirda iqtisodiy jihatdan ham samarasiz hisoblanadi.
Bundan tashqari, antimateriya olamda materiya bilan mutanosib miqdorda mavjud bo'lishi kerakligi nazariy jihatdan taxmin qilinadi, ammo kuzatuvlar olamda deyarli faqat materiya borligini ko'rsatmoqda. Bu kosmologiyada katta muammolardan biri bo‘lib, “antimateriyaning yo‘qligi muammosi” deb ataladi. Fiziklar hali bu jumboqni to‘liq tushuntirib bera olishgani yo‘q, ammo bu masala olamning kelib chiqishi va evolyutsiyasi haqida yangi g'oyalarni o'rganishga sabab bo‘lmoqda.
@kimyoBM