Antimadde nedir?
Antimadde: İngiliz fizikçi Paul Dirac, 1928’de göreli hızlarda hareket eden bir elektronun davranışını açıklayabilmek adına özel görelilik ve kuantum teorisini birleştiren bir denklem yazdı.
1933 yılında ona Nobel kazandırmış olan bu denklem bir problemi işaret etti. Karesi bilinen bir bilinmeyeni bulmaya kalkıştığımızda, bulacağımız iki farklı cevap var. Sayının negatifi de pozitifi de cevabımız olabilir.
Örneğin x2 = 4 denklemini çözdüğünüzde x = 2 ve x = -2 şeklinde iki kök elde edersiniz. Bu yüzden Dirac’ın eşitliği biri pozitif, diğeri negatif yüklü iki elektron için iki farklı çözüme sahipti. Bu duruma klasik fizik ve sağduyu açısından bakıldığında, bir parçacığının enerjisinin her zaman pozitif bir değer olması gerekiyordu.
Dirac denklemi yorumladığında, bunun her parçacık için zıt enerjiye sahip bire bir eşleşen bir anti parçacık olması gerektiğini öne sürdü.
Örneğin bir elektrona karşılık her bakımdan özdeş fakat pozitif elektrik yüküne sahip bir “anti-elektron” ya da “pozitron” var olmalıydı. Bu iddia, akıllarda tamamiyle anti-parçacıklardan oluşan galaksiler ya da evrenler var olabileceği şüphesini uyandırdı.
Hala kafaları kurcalayan bir durum daha var ki, madde ile anti- madde temasa geçtiğinde enerji açığa çıkararak gözden kayboluyor, yok oluyorlar. Büyük patlama (Big Bang) eşit miktarda madde ve antimadde üretmiş olmalı.
Peki evrende neden antimaddeden çok madde var ?
CERN’deki fizikçiler üzerinde çalışmak üzere anti-madde elde ediyorlar. Araştırmacılar şimdilik Antiproton Yavaşlatıcı sayesinde anti-protonların hareketlerini ve özelliklerini daha detaylı inceleyerek veri topluyor.
Antimadde Uzay Gemisi Mi?
Madde ve antimaddeyi bir araya getirmek enerji ürettiğinden, mühendisler antimaddeyle çalışan uzay aracının evreni keşfetmenin verimli bir yolu olabileceği konusunda spekülasyon yaptılar.
NASA(yeni sekmede açılır)Mars’a uçmak için antimadde ile çalışan araçları kullanma olasılığını inceledi, ancak bu fikrin bazı dezavantajları var. Birincisi, gerçekten pahalı.
New Mexico, Santa Fe’deki Positronics Research LLC’den Gerald Smith, 2006 tarihli bir makalesinde , “Bir insan Mars görevi için gereken 10 miligram pozitronu üretmek için kabaca bir tahmin, şu anda geliştirilmekte olan teknolojiyi kullanarak yaklaşık 250 milyon dolar” dedi.
NASA için . Maliyet yüksek görünebilir, ancak yine de bir şeyi yörüngeye göndermenin pound başına maliyeti yaklaşık 10.000 $’dır, bu nedenle büyük bir uzay gemisi artı insan mürettebatının fırlatılması da pahalı olacaktır.
Daha yakın zamanlarda, NASA araştırmacıları(yeni sekmede açılır)madde-antimadde çarpışmalarının ürettiği enerjiyi en yakın yıldız sistemi Alpha Centauri’ye bir sonda göndermek için kullanma olasılığına baktılar.
Çarpışmalardaki enerji, aracın ışık hızının %10’una kadar hızlanmasına ve ardından potansiyel olarak onlarca yıl boyunca Alpha Centauri’yi keşfetmeye yetecek kadar yavaşlamasına olanak tanır.
Antimadde Nasıl Yapılır
İnsanlar, Cenevre dışında bulunan ve CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü) tarafından işletilen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi devasa parçacık hızlandırıcılarında ultra yüksek hızlı çarpışmalar kullanarak antimadde parçacıkları yarattı . CERN’de yapılan birkaç deney, hidrojen elementinin antimadde ikizi olan antihidrojeni yarattı . Bugüne kadar üretilen en karmaşık antimadde elementi, helyumun karşılığı olan antihelium’dur.
yrıca, evrende düzensiz olarak üretilen, doğal olarak üretilen antiparçacıklar da vardır. Ancak madde ve antimadde buluştuğunda birbirlerini yok ederler ve enerji üretirler, yani bizimki gibi maddenin egemen olduğu bir kozmosta antimadde çok uzun süre kalmaz.
Antimadde aynı zamanda evrenin neden var olduğuna dair bir gizemin de merkezinde yer alıyor. Big Bang’den sonraki ilk anlarda sadece enerji vardı.
Evren soğudukça ve genişledikçe, hem madde hem de antimadde parçacıkları üretildi. Bilim adamları, parçacıkların ve antiparçacıkların özelliklerini son derece yüksek bir hassasiyetle ölçtüler ve her ikisinin de aynı şekilde davrandığını buldular. Yani antimadde ve madde eşit miktarda yaratılmış olsaydı ve aynı şekilde davransalardı, zamanın başlangıcında yaratılan tüm madde ve antimadde temas anında yok olması ve geride hiçbir şey bırakmaması gerekirdi.
Maddenin neden antimaddeye üstün geldiği büyük bir muamma.
Tahmin ve Nobel Ödülü
İngiliz fizikçi Paul Dirac, 1928’de atom altı parçacıkları tanımlayan kuantum mekaniğini Einstein’ın görelilik kuramıyla birleştirmeye çalışırken antimaddeyi tahmin etti.
Dirac, ışık hızına yakın hareket eden bir elektronun hareketini tanımlayan bir denklemin çözümlerini arıyordu. “X^2 = 4 denkleminin iki olası çözümü olabileceği gibi (x = 2 veya x = eksi -2), bu nedenle Dirac’ın denkleminin biri pozitif enerjili bir elektron için, diğeri negatif enerjili bir elektron için olmak üzere iki çözümü olabilir. enerji”, CERN’e göre
Dirac ilk başta bulgularını paylaşma konusunda tereddütlüydü. Ama sonunda onları kucakladı ve evrendeki her parçacığın kendisi gibi davranan ancak zıt yüklü bir ayna görüntüsü parçacığına sahip olması gerektiğini söyledi.
Pozitronlar birkaç yıl sonra Amerikalı Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü fizikçisi Carl Anderson tarafından keşfedildi.uzaydan gelen ve Dünya’nın atmosferine çarpan ve diğer parçacıklardan oluşan bir yağmur oluşturan yüksek enerjili kozmik ışınları inceleyen kişi, Anderson, dedektöründe bir elektronla aynı kütleye sahip ancak pozitif yüklü bir şeyin izine tanık oldu. American Institute of Physics’e göre Physical Review dergisindeki bir editör parçacık için pozitron adını önerdi.
Dirac ve Anderson, bu keşif üzerindeki çalışmaları için Nobel Fizik Ödülü’nü aldı. 1933’te Dirac ve 1936’da Anderson.
Çeviren: Hüseyin Furkan Eminoğlu