Kas ir antimatērija?

Matērija, viela, no kuras sastāv visas fiziskās lietas, ir izgatavota no atomiem, kas paši sastāv no tādām daļiņām kā protoni, elektroni un neitroni. Līdzīgi antimateriāls satur antidaļiņas, kuras attiecīgi sauc par antiprotoniem, pozitroniem un antineitroniem. Daļiņām un antidaļiņām ir vienāda masa, bet pretēji lādiņi; piemēram, elektrons ir negatīvi lādēts un tā pretstats, pozitrons, ir elektrons ar pozitīvu lādiņu. Antimateriāls ir vispārīgs termins, kas attiecas uz šo antidaļiņu kulmināciju.

Kad matērija un antimateriāls saskaras viens ar otru, tie abi tiek iznīcināti. Tādējādi tiek atbrīvots liels enerģijas daudzums. Vispārīgi, Lielā sprādziena teorija par Visuma radīšanu ietver liela mēroga matērijas un antimatērijas tikšanos.

Antimaterijai uz Zemes nav nozīmes, ja vien tā nav mākslīgi radīta fizikas laboratorijā vai līdzīgā vidē. Zinātnieki ir spējuši radīt salīdzinoši nelielus daudzumus antiūdeņraža veidā. Tas īslaicīgi rodas dabiski kosmisko staru iekļūšanas atmosfērā, kā arī radioaktīvo materiālu sadalīšanās rezultātā. Dažu nanosekunžu laikā antidaļiņas un daļiņas sastopas un tiek iznīcinātas, tāpēc antidaļiņas uz Zemes nav īpaši izplatītas. Tomēr kosmosā tas ir daudz izplatītāks un novērojams, izmantojot precīzi noregulētus instrumentus.

Spēja mākslīgi radīt antimateriālu ir ļoti svarīga medicīnas zinātnē, īpaši pozitronu emisijas tomogrāfijas (PET) skenēšanā. PET skenēšana izmanto elektronu un pozitronu iznīcināšanas blakusproduktus — gamma fotonus —, lai pārbaudītu un diagnosticētu vēzi. Antimateriālu izmanto arī dažos citos starojuma tehnoloģiju veidos.

Teorētiski antimateriālu varētu izmantot kā atjaunojamu un pilnīgi efektīvu degvielas avotu. Tomēr tās izveides laiks, pūles un izmaksas pašlaik pārsniedz ieguvumus no enerģijas, ko tā varētu saražot. Nākotnē, kad tas tiks labāk izprasts, tas faktiski var kļūt par ticamu risinājumu mūsu pašreizējai enerģētikas krīzei, jo tā ir saistīta ar vides degradāciju.