|
S-a înţeles care este mecanismul prin care se producea antimateria observată deja de trei decenii în centrul galaxiei noastre. Rezultatele acestea au fost publicate în numărul din 10 ianuarie al revistei Nature. Dar să le luam pe rând ... Ce este antimateria? Fiecărei particule de materie îi corespunde o particulă de antimaterie, de aceeaşi masă, dar de sarcină electrică de semn opus. De exemplu, electronului, care este negativ din punct de vedere electric, îi corespunde antielectronul, care are masa electronului, dar este încărcat electric pozitiv. I se mai spune şi pozitronul. Protonului, care este pozitiv din punct de vedere electric, îi corespunde antiprotonul, care are masa protonului şi este negativ din punct de vedere electric. În vreme ce un atom de hidrogen este format dintr-un proton pozitiv în jurul căruia se roteşte un electron negativ, un antiatom de hidrogen este format dintr-un antiproton negativ în jurul căruia se roteşte un pozitron pozitiv. Un atom emite lumină atunci când un electron trece de pe un nivel de energie mai mare la un nivel de energie mai mică. Un antiatom emite lumină în acelaşi fel. Dar emite lumină, sau antilumină? Ei bine, lumina şi antilumina sunt unul şi acelaşi lucru. Fotonul, particula de lumină, este propria sa particulă de antimaterie.
Există antimaterie în Cosmos? Dar atunci, cum noi detectăm lumina de la o stea îndepărtată, cum putem noi şti dacă steaua este formată din materie sau din antimaterie? Ei bine, dacă acea stea ar fi singură în Univers, nu ne-am putea da seama. Dar ea nu este singură în Univers. Şi atunci, dacă ar exista o zonă din Univers în care nu ar exista materie, ci doar antimaterie, această zonă de antimaterie s-ar învecina neaparat cu o zonă de materie. Şi la graniţa dintre cele două zone, materie şi antimaterie neapărat s-ar întâlni. Când aceasta se întâmpla, are loc o mică explozie. Materia şi antimateria dispar (se anihilează), lâsând în urma lor lumină de o anumită lungime de undă. Când materia şi antimateria se întâlnesc, se anihilează, cu eliberare de energie sub formă de particule. Când un electron şi un pozitron aproape în repaus se întâlnesc, se emit doi fotoni de lumină, fiecare având o energie egală cu energia corespunzătoare unui electron în repaus, anume 511 mii de electron-volţi. Dacă pe Terra am detecta lumină cu aceste lungimi de undă, atunci am putea identifica zone de graniţă între un tărâm de materie şi unul de antimaterie. Dar cum încă nu s-a descoperit această lumină în intensităţi mari, încă nu s-au descoperit zone din Univers formate majoritar din antimaterie. Experimente însă caută în continuare.
Antimaterie în centrul galaxiei noastre S-a detectat totuşi ceva în acest sens. S-au detectat mici cantităţi de antimaterie într-o zonă de Univers dominată de departe de materie. De aceea, antimateria se întâlneşte foarte uşor cu materia ce o înconjoară, cu care se anihilează, rezultănd lumină de lungime de unde specifică. Această lumină a fost detectată încă din 1978 provenind de undeva din centrul galaxiei noastre. Da, chiar în galaxia noastră există antimaterie. Era o veste intrigantă. Cercetările au continuat şi acum fizicienii propun în sfârşit un mecanism al apariţiei acestei antimaterii. Acest mecanism a fost publicat în ediţia din 10 ianuarie a revistei Nature. Despre ce este vorba?
Sursa antimateriei din galaxia noastră a fost descoperită Atunci când o stea de neutroni, care de felul ei este foarte masivă, atrage materie de la o stea vecină şi accelerează această materie foarte puternic spre ele, materia, dacă este încărcată electric, păţeşte ceva foarte interesant. Anume, ea emite lumină. Această lumină este foarte energetică şi când trece prin materie, suferă şi ea ceva interesant. Anume, lumina dispare şi lasă în locul ei perechi de materie şi antimaterie. Exemplu de un corp foarte masiv (stea de neutroni sau gaură neagră), care captează materie de la o stea vecină, pentru, materia aceasta cade accelerat spre corpul masiv, producând lumină, ce apoi se dezintegrează în perechi de materie şi antimaterie. De asemenea, observăm două jeturi de particule şi lumină emise de corpul masiv. Aceasta antimaterie însă trăieşte foarte puţin, căci fiind în minoritate, se loveşte repede de materie şi se anihilează cu materie, producând lumină de lungime de undă precisă (cum am explicat mai sus). Observarea acestei lumini a permis astronomilor să detecteze prezenţa acestei antimaterii. Tocmai acest mecanism de producere a antimateriei a fost publicat în ediţia din 10 ianuarie a revistei Nature. Unde a dispărut antimateria? Deşi în Big Bang au fost produse cantităţi egale de materie şi antimaterie, de-a lungul timpului aproape întreaga antimaterie a dispărut. Cum s-a întâmplat aceasta este unul din marile mistere ale fizicii particulelor elementare. Însă se ştie că în Univers nu există insule de antimaterie în oceanul de materie. Cel mult, există picături de antimaterie, după cum am văzut mai sus. Unde se întâlneşte antimaterie pe Terra? Antimaterie este produsă mereu pe Terra în acceleratoare de particule, prin ciocnirea unor fascicule de particule subatomice de viteză mare cu ţinte fixe, sau cu alte fascicule de particule. Există chiar acceleratoare ce ciocnesc materie şi antimaterie, precum protoni cu antiprotoni sau electroni cu pozitroni. Antimaterie este produsă şi prin descopuneri radioactive de nuclee atomice ce au mai mulţi protoni decât ar trebui. Un astfel de nucleu este folosit pentru tehnica de imagistică medicală denumită scanări PET, sau tomografie cu emisie de pozitroni. Antimaterie este produsă şi atunci când particule cosmice de mare energie (cele provenind de la Soare se numesc vânt solar) se lovesc de nuclee din atmosfera Pământului. Aceste particule de antimaterie sunt precum niste picături de apă dulce în o mare de apă sărată. Ele se anihilează foarte repede cu particulele de materie din jurul lor, rezultând noi particule sau lumină. Concluzie Antimateria nu este doar o idee SF, este reală, naturală, fără nimic paranormal, dar cu un mare mister: dacă în Big Bang au fost produse cantităţi egale de materie şi antimaterie, unde a dispărut antimateria?
|
