Работу выполнила. Антиматерия материя, состоящая из античастиц состоящая из античастиц Антиматерия материя, состоящая из античастиц состоящая из античастиц. - презентация

1 Работу выполнила

2 Антиматерия материя, состоящая из античастиц состоящая из античастиц Антиматерия материя, состоящая из античастиц состоящая из античастиц

3 о о позитрон – антиэлектрон, предсказанный теоретически Дираком, был найден в космических лучах К. Андерсоном в 1932 году. (Нобелевская премия –1936 г.) антипротон – в 1955 году (Чемберлен, Сегре, Ипсилантис). (Нобелевскую премию получили Э. Сегре и О. Чемберлен в 1959 г.)

4 Первые искусственные античастицы – ядра анти дейтерия, содержащие антипротон и антинейтрон, были синтезированы в 1965 году (Leiderman и др.) в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN, Женева, Швейцария) и Брукхейвенской национальной лаборатории (США)

5 Затем ядра антигелия-3 (два антипротона и антинейтрон) и антитритья (антипротон и два антинейтрона) были синтезированы в 1969 году Ю. Прокошкиным и др. на 70-ГэВ протонном ускорителе в Институте физики высоких энергий (Протвино, СССР)

6 В ЦЕРНе на низкоэнергетическом антипротонном кольце интернациональная команда под руководством Вальтера Элерта (W.Oelert) синтезировала в 1995 году первые девять атомов антивещества – антиводорода в результате столкновений антипротонов и атомов ксенона (антипротоны полетали через газообразный ксенон примерно 3 миллиона раз в секунду) Схема установки, позволившей впервые получить атомы антиводорода

7 В 1996 году в Национальной ускорительной Ферми лаборатории (Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, USA) также были получены анти атомы водорода. Атомы антиподы: водород и антиводород Атомы антиподы: водород и антиводород

8 При прохождении через атом ксенона антипротон затрачивал часть своей энергии на создание пары электрон-позитрон, а в достаточно редких случаях близости скоростей антипротона и позитрона возникал антиатом водорода: Эти анти атомы существовали биллионные доли секунды на протяжении около десяти метров, после чего аннигилировали с обычным веществом. Получаемый в результате аннигиляции сигнал и служил подтверждением создания атомов антивещества.

9 Впервые «собрать» из субатомных античастиц атомы антиматерии в 2002 году сотрудникам CERN Изучая анти атомы, физики рассчитывают прояснить вопрос о недостатке антивещества во Вселенной, но до сих пор ученым не удавалось удерживать антиводород от аннигиляции с "обычной" материей достаточное для изучения время.

10 В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества. Для этого ученые охлаждали облако, содержащее около антипротонов, до температуры 200 К (-73,15 0 С), и облако из 2*10 6 позитронов до температуры 40 К (- 233,15 0 С). Физики охлаждали антивещество в ловушке Пеннинга, встроенной внутрь ловушки Иоффе-Питчарда. В общей сложности было поймано 38 атомов, которые удерживались 172 мс. Ловушка Пеннинга

11 Потери Потери энергии за единицу времени составляют где q, m, ε - соответственно заряд, масса и энергия частицы, с – скорость света

12

13 Объединению античастиц помогает и лазер В 1991 г. экспериментально наблюдалось явление лазерно – стимулированной рекомбинации электронов и протонов, приводящее к образованию атомов водорода. При этом использовалось либо излучение СО 2 лазера, либо длинный импульс лазера на красителе.

14 По той же схеме можно стимулировать рекомбинацию позитрона и антипротона.

15 Ученые из ATHENA Collaboration регистрировали атомы антиводорода при высвобождении их из ловушки, когда они аннигилировали при взаимодействии с ее стенками. Всего было зарегистрировано около 130 случаев аннигиляции атомов антиводорода, что (по оценке) соответствует примерно образовавшимся атомам.

16 Ученые из ATRAP Collaboration смогли зарегистрировать атомы антиводорода без какого-либо фонового сигнала

17 В мае 2011 года результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить на этот раз было поймано 309 антипротонов, которые удерживались 1000 секунд. Дальнейшие эксперименты по удержанию антивещества призваны показать наличие или отсутствие для антивещества эффекта антигравитации.

18 При взаимодействии вещества и антивещества их масса превращается в энергию. Такую реакцию называют аннигиляцией. Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи выделится приблизительно 1,8×10 17 ДЖ энергии, что эквивалентно энергии выделяемой при взрыве 42,96 Мт тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба» (вес ~ 20 т), соответствовало 57 Мт. Следует отметить, что порядка 50% энергии, выделившейся при аннигиляции (реакции пары нуклон-антинуклон), выделяется в форме нейтрино, которые практически не взаимодействуют с веществом.

19 В космосе позитроны рождаются при взаимодействии с веществом гамма-квантов и энергичных частиц космических лучей, а также при распаде некоторых типов этих частиц. Таким образом, часть первичных космических лучей составляют позитроны, так как в отсутствие электронов они стабильны. В некоторых областях Галактики обнаружены аннигиляционные гамма-линии, доказывающие присутствие позитронов.

20 В нормальных условиях частицы антиматерии практически мгновенно уничтожаются за счет контакта с обычной материей, превращаясь в гамма-лучи. Считается, что в первые мгновения после Большого Взрыва количество позитронов и электронов во Вселенной было примерно одинаково, однако при остывании эта симметрия нарушилась. Пока температура Вселенной не понизилась до 1 МэВ, тепловые фотоны постоянно поддерживали в веществе определённую концентрацию позитронов путём рождения электрон-позитронных пар (такие условия существуют и сейчас в недрах горячих звёзд). После охлаждения вещества Вселенной ниже порога рождения пар оставшиеся позитроны аннигилировали с избытком электронов.