На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









23. Об атоме и антиатоме

Теория относительности предсказала существование антиэлектрона и антипротона. Она утверждает также, что в природе должен существовать и антинейтрон. Правда, нейтрон — частица, лишенная электрического заряда, значит, и антинейтрон должен быть нейтральным. По заряду антинейтрон от нейтрона отличить нельзя. Несмотря на это, существуют признаки, позволяющие отличить антинейтрон  от нейтрона;  одним   из   таких   признаков   служит процесс аннигиляции: антинейтрон должен аннигилировать при встрече с нейтроном.
 
В сентябре 1956 г. антинейтрон действительно был обнаружен. Оказалось, что антипротон, проходя мимо протона, теряет свой заряд и превращается в антинейтрон. В то же самое время протон превращается в нейтрон. Антинейтрон, как и антипротон, обладает всеми предсказанными физиками свойствами.
 
Атомы окружающего нас мира состоят, как известно, из атомных ядер и электронных оболочек. «Кирпичиками», из которых состоят ядра, служат протоны и нейтроны. Из протонов, нейтронов и электронов построены все известные нам химические элементы. Но в природе имеются еще три кирпичика, которые, по-видимому, также могли бы объединиться в атом. Это — антипротон, антинейтрон и позитрон (антиэлектрон). Атомы, в которых ядро, состоящее из антипротонов и антинейтронов, окружено позитронными оболочками, называют антиатомами. В антиатоме ядро имеет отрицательный заряд, окружающая же ядро оболочка — положительный.
 
Возникает вопрос, почему известный нам мир состоит из атомов, а не из антиатомов? Почему электроны, протоны и нейтроны — основные частицы нашего мира, тогда как позитрон, антипротон и антинейтрон чрезвычайно редки: они исчезают почти мгновенно после возникновения (аннигилируют). Вполне мыслимо существование мира из антиатомов. В нем позитрон, антипротон и антинейтрон были бы обычными частицами, а электрон, протон и нейтрон исчезли бы вскоре же после образования. Такой мир — назовем его антимиром — был бы ничем не хуже нашего мира. Он мог бы даже быть совершенно сходным с нашим миром. Различие в знаках зарядов элементарных частиц не существенно. Но по не известным нам причинам в природе господствуют именно такие условия, в силу которых вещество состоит из атомов; антиатомы же до сих пор обнаружить не удалось. Точнее говоря, такие условия господствуют  в известной  нам  части  Вселенной,  но  возможно, что  в  какой-то  другой части условия  иные  и материя там состоит из антиатомов.
 
Интересно замечание советского теоретика лауреата Нобелевской премии академика Л. Д. Ландау, что проблема атома и антиатома связана со свойствами отражения пространства. Если исследовать изображение какого-нибудь предмета в зеркале, то оказывается, что свойства изображения таковы, как будто оно состоит из антиатомов. Следодовательно, при зеркальном отражении окружающего нас мира мы получим мир, состоящий из антиатомов.
 
Отправимся на миг в царство фантазии. Предположим, что в мире существуют также области, материя которых состоит из антиатомов. Если такой «антимир» по каким-нибудь причинам встретится с обыкновенным миром, то произойдет гигантская катастрофа: оба эти мира аннигилируют. Электроны аннигилируют с позитронами, протоны с антипротонами и нейтроны с антинейтронами, т. е. атомы аннигилируют при встрече с антиатомами. Предметы нашего мира аннигилируют с предметами антимира. При этом освободится невообразимо колоссальное количество энергии. При такой грандиозной аннигиляции областей Вселенной образующая мир материя, разумеется, не исчезла бы, она только приняла бы другую форму.
 
В атомном реакторе энергия освобождается при исчезновении ничтожной доли массы покоя, так же обстоит дело и при взрыве атомной бомбы. Здесь же будет уничтожаться почти вся масса покоя. При аннигиляции 1 г массы нашего мира с 1 г массы антимира выделялась бы энергия, равная 43 000 млн. ккал. Такая энергия получается при сжигании 55 000 т каменного угля.
 
Аннигиляция в мировых масштабах, конечно, фантазия, но вопрос о взаимоотношениях атома и антиатома, несомненно, начинает все больше и больше интересовать науку. Эта проблема, быть может, откроет новые, невиданные до сих пор перспективы мировой энергетики. Представьте установку, в которой небольшие количества атомов соединяются с антиатомами. При этом будет освобождаться энергия, эквивалентная почти всей массе покоя атомов, так как здесь масса покоя уничтожается почти полностью, а не в таких мизерных долях, как в современных атомных реакторах. Соответственно этому будет выделяться во много раз больше энергии. Правда, при использовании описанного процесса человечество ничего не выиграет в общем количестве полезной энергии, ибо для создания антиатомов пришлось бы затратить ровно столько же энергии, сколько позднее будет получаться при аннигиляции. Однако антиатомы можно было бы использовать в качестве аккумуляторов энергии. Так, например, космический корабль мог бы взять с собой весь запас энергии в виде антивещества — экономичнее ничего не придумаешь. Антиатомы в качестве аккумуляторов — в наши дни подобная мысль больше, чем смелая фантазия. Но, возможно, придет и такое время, когда эта идея будет осуществлена.



ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.