Детская энциклопедия

Меню сайта











Частицы и античастицы

Мы уже говорили о позитроне. Эта частица очень похожа на электрон, но только «вывер­нутый наизнанку». Если то или иное свойство частицы можно выразить числом, то величины этих чисел у электрона и позитрона всегда точно одинаковы. Но если у числа может быть знак (положительный или отрицательный), то у электрона и позитрона эти знаки обязательно противоположны. Масса электрона ничем не отличается от массы позитрона — масса ведь не может быть отрицательной. Электрический заряд у электрона отрицательный, у позитро­на — положительный, но величины зарядов равны. Позитрон во всем, в чем только возмож­но, противоположен электрону. Его можно бы было назвать «противоэлектроном» или, по-гре­чески, «антиэлектроном».

Теоретическая физика предсказала и суще­ствование позитрона, и то, что у других частиц тоже должны быть античастицы, у которых те же свойства, только с обратным знаком. Это предсказание блестяще подтвердилось, когда были открыты антинуклоны, т. е. антипрото­ны и антинейтроны.

Частица и античастица похожи и в то же время не похожи друг на друга, как перчатки с правой и левой руки или как предмет и его зеркальное отображение. Но ведь бывают сим­метричные предметы: гладкий шар, например, невозможно отличить от его зеркального отоб­ражения. Нечто подобное существует и в мире элементарных частиц. Известны две симметрич­ные частицы: фотон (световой квант) и нейт­ральный пи-мезон. У них нет античастиц, или, точнее, каждая из них совпадает со своей анти­частицей. У всех остальных известных ученым частиц есть «зеркальные отображения» — ан­тичастицы.

Как мы уже говорили, всякое число, у кото­рого может быть положительный или отрица­тельный знак, должно иметь противоположные знаки для частиц и античастиц. Теория приво­дит к еще более поразительному выводу. Ока­зывается, сами частицы и античастицы ведут себя подобно положительным и отрицательным числам в алгебре: прибавить античастицу — это то же самое, что отнять частицу. В алгебре сложение положительного и отрицательного чисел равной величины дает в результате нуль. Подобно этому частица с античастицей при столкновении как бы уничтожаются, или, как говорят, аннигилируют.

Слово «уничтожаются» надо понимать в том смысле, что после столкновения не остается частиц того же вида. Но ни масса, ни энергия частицы и античастицы не исчезают. В резуль­тате аннигиляции образуются более легкие частицы, уносящие с собой всю энергию, кото­рая была скрыта в первоначальных частицах. Энергия, выделяющаяся при аннигиляции, гро­мадна. Это самый мощный источник энергии, известный науке. Если бы удалось поставить его на службу человеку, то он был бы в тысячи раз мощнее атомной или водородной бомбы при том же весе вещества, дающего энергию.

Очень интересно фантазировать о том, суще­ствует ли где-нибудь во Вселенной антивеще­ство. Быть может, есть целые «антимиры», по­строенные целиком из антивещества. Если даже мы их и видим, все равно не можем отличить «мир» от «антимира»: ведь свет состоит из фото­нов, а фотон ничем не отличается от «анти­фотона».

«Антимир» должен быть зеркальным отра­жением нашего мира, и если то, что у нас серд­це слева, не простая случайность, у «антилю­дей» сердце должно быть справа. Вместо элект­ронов в «антимире» — позитроны, вместо нук­лонов — антинуклоны, но жители «антимира» не могут этого заметить. Они могли бы понять, что они «антилюди», если их «антимир» столк­нулся бы с нашим миром, а тогда произошел бы взрыв колоссальной силы. Все это пока лишь фантазия: антивещество, несомненно, сущест­вует, но, насколько оно распространено в при­роде, наука еще не знает.

Отдельные античастицы образуются при столкновении частиц, обладающих очень высо­кой энергией. Чем тяжелее античастица, тем более высокая энергия нужна, чтобы ее полу­чить. Прежде всего ученые обнаружили лег­кую античастицу — позитрон. Ее удалось наб­людать в космических лучах. Теперь физики научились получать различные античастицы, вплоть до самых тяжелых — антигиперонов. Для этого ударяют из мощного ускорителя потоком частиц по какой-либо мишени. При этом античастицы рождаются всегда попарно с частицами. Образующиеся античастицы очень быстро аннигилируют с окружающим вещест­вом, но физики успевают заметить их по сле­дам, которые те оставляют на фотографической пластинке.

К сожалению, современная техника еще бесконечно далека от возможности получить практически измеримое количество антивеще­ства. Тем более неясно, как можно было бы отделить античастицы от рождающихся вместе с ними частиц. Если бы у нас в руках было антивещество, возникла бы интересная и не­легкая задача: сохранить его от аннигиляции с обычным веществом. Для решения этой зада­чи можно уже теперь указать разумные пути.

КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ 

Молекулы и атомы 
Внутриатомные частицы 
Космические лучи 
Ускорители 
Превращения элементарных частиц 
Множественное рождение частиц       Время жизни и период полураспада нейтрона 
Частицы и волны 
Испускание света и рождение частиц  
Тяжелые, средние и легкие частицы 
Частицы-волчки 
Частицы и античастицы                         На переднем крае науки 
"Отшельники" и "общественники" 
Неуловимая частица                         Свойства частиц и свойства пространства-времени
Квантование полей и пи-мезоны            Нейтрино и антинейтрино   
Рождение, жизнь и смерть химических элементов 
Урановые лучи 
Полшага до открытия 
Три вида лучей                                          Превращение фотона
Металл=газ+газ  
Упорядоченный хаос                                О теории и практике в науке  
Элементы первичные и вторичные 
Что такое радиоактивность? 
"Я вижу атом"
Азот превращается в кислород 
Нейтрон и новая модель атома 
Цепь великих открытий 
Искусственные элементы 
Земная жизнь искусственных элементов 
Как объясняется радиоактивность современной наукой? 
Управляемый радиоактивный распад 
Сколько видов радиоактивных превращений существует? 
Гамма-лучи 
Коротко о нуклонах  
Маленькая интермедия  
Почему светят звезды? 
"Весь мир за пятнадцать минут"  
Ключ дает технеций 
От гелия до висмута 
Рождение и гибель сверхновых звезд 
Атомный реактор 
Жизнь нейтронов в реакторе 
Критическая масса реактора 
Регулировка мощности атомного реактора 
Запаздывающие нейтроны 
Превращение элементов в атомном реакторе 
Действие радиоактивных излучений на материалы атомного реактора
Переработка атомного горючего           ТЭС-3--Самоходная атомная электростанция
Различные атомные реакторы               "Ромашка"--Реактор-термоэлектрогенератор 
Как видят невидимое (приборы ядерной физики)
Столовый прибор 
Туман помогает видеть 
Частица-фотограф 
Счетчики Черенкова 
Пузырьковая камера 
Искровые счетчики





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016