Ժամանակակից գիտության առջև ծառացած ամենահետաքրքիր խնդիրներից մեկը տիեզերքի առեղծվածների բացահայտումն է: Հայտնի է, որ աշխարհում ամեն ինչ բաղկացած է նյութից կամ նյութից։ Բայց, ըստ գիտնականների ենթադրությունների, Մեծ պայթյունի պահին ձևավորվել է ոչ միայն այն նյութը, որը կազմում է շրջակա աշխարհի բոլոր առարկաները, այլև այսպես կոչված հակամատերիան, հակամատերիան և, հետևաբար, հակամասնիկները. նշանակություն ունի.
էլեկտրոնի հակամասնիկ
Առաջին հակամասնիկը, որի գոյությունը կանխատեսվել էր, իսկ հետո գիտականորեն ապացուցված, պոզիտրոնն էր:
Այս հակամասնիկի ծագումը հասկանալու համար արժե անդրադառնալ ատոմի կառուցվածքին։ Հայտնի է, որ ատոմի միջուկը պարունակում է պրոտոններ (դրական լիցքավորված մասնիկներ) և նեյտրոններ (մասնիկներ, որոնք լիցք չունեն)։ Նրա ուղեծրերում շրջանառվում են էլեկտրոններ՝ բացասական էլեկտրական լիցքով մասնիկներ։
Պոզիտրոնը էլեկտրոնի հակամասնիկն է։ Դրական լիցք ունի։ Ֆիզիկայի մեջ պոզիտրոնի խորհրդանիշն ունի հետևյալ տեսքը. e+ (էլեկտրոնը նշանակելու համար օգտագործվող խորհրդանիշն է.e-): Այս հակամասնիկը հայտնվում է ռադիոակտիվ քայքայման արդյունքում։
Ինչո՞վ է պոզիտրոնը տարբերվում պրոտոնից:
Պոզիտրոնի լիցքը դրական է, ուստի նրա տարբերությունը էլեկտրոնից և նեյտրոնից ակնհայտ է։ Բայց պրոտոնը, ի տարբերություն էլեկտրոնի և նեյտրոնի, ունի նաև դրական լիցք։ Որոշ մարդիկ սխալվում են՝ հավատալով, որ պոզիտրոնն ու պրոտոնը ըստ էության նույն բանն են։
Տարբերությունն այն է, որ պրոտոնը մասնիկ է, նյութի մի մասնիկը, որը կազմում է մեր աշխարհը, որը յուրաքանչյուր ատոմային միջուկի մասն է: Պոզիտրոնը էլեկտրոնի հակամասնիկն է։ Այն ոչ մի կապ չունի պրոտոնի հետ, բացի դրական լիցքից։
Ո՞վ է հայտնաբերել պոզիտրոնը:
Առաջին անգամ պոզիտրոնի գոյությունն առաջարկել է անգլիացի ֆիզիկոս Փոլ Դիրակը 1928 թվականին։ Նրա վարկածն այն էր, որ դրական լիցք ունեցող հակամասնիկը համապատասխանում է էլեկտրոնին։ Բացի այդ, Դիրակը առաջարկել է, որ հանդիպելուց հետո երկու մասնիկները կվերանան՝ այդ գործընթացում մեծ քանակությամբ էներգիա ազատելով։ Նրա մեկ այլ վարկածն այն էր, որ կա հակադարձ գործընթաց, որի ժամանակ հայտնվում են էլեկտրոն և մասնիկներ, որոնք հակադարձ են դրան: Լուսանկարում պատկերված են էլեկտրոնի և նրա հակամասնիկների հետքերը
Մի քանի տարի անց ֆիզիկոս Կարլ Անդերսոնը (ԱՄՆ), լուսանկարելով մասնիկները ամպային խցիկով և ուսումնասիրելով դրանց հետքերը, հայտնաբերեց էլեկտրոններին նման մասնիկների հետքեր: Այնուամենայնիվ, հետքերը մագնիսական դաշտից հակադարձ կորություն ունեին: Ուստի նրանց լիցքը դրական էր։ Մասնիկների լիցքի և զանգվածի հարաբերակցությունը նույնն էր, ինչ էլեկտրոնինը։ Այսպիսով, Դիրակի տեսությունը հաստատվեց փորձարարական եղանակով։ Անդերսոնը տվեցԱյս հակամասնիկը կոչվում է պոզիտրոն։ Իր հայտնագործության համար գիտնականն արժանացել է ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի։
Էլեկտրոնի և պոզիտրոնի զուգակցված համակարգը կոչվում է «պոզիտրոնիում»:
ոչնչացում
«Բնաջնջում» տերմինը թարգմանվում է որպես «անհետացում» կամ «ոչնչացում»: Երբ Պոլ Դիրակը առաջարկեց, որ մասնիկի էլեկտրոնը և էլեկտրոնի հակամասնիկը կվերանան բախման ժամանակ, նկատի ուներ նրանց ոչնչացումը: Այլ կերպ ասած, այս տերմինը նկարագրում է նյութի և հականյութի փոխազդեցության գործընթացը, որը հանգեցնում է դրանց փոխադարձ անհետացմանը և այս գործընթացի ընթացքում էներգիայի պաշարների ազատմանը: Որպես այդպիսին, նյութի ոչնչացումը տեղի չի ունենում, այն միայն սկսում է գոյություն ունենալ այլ ձևով:
Էլեկտրոնի և պոզիտրոնի բախման ժամանակ առաջանում են ֆոտոններ՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման քվանտա։ Նրանք չունեն ոչ լիցքավորված, ոչ հանգստի զանգված։
Կա նաև հակադարձ գործընթաց, որը կոչվում է «զույգի ծնունդ»: Այս դեպքում մասնիկը և հակամասնիկը հայտնվում են էլեկտրամագնիսական կամ այլ փոխազդեցության արդյունքում։
Նույնիսկ երբ մեկ պոզիտրոն և մեկ էլեկտրոն բախվում են, էներգիան ազատվում է: Բավական է պատկերացնել, թե ինչի կհանգեցնի բազմաթիվ մասնիկների բախումը հակամասնիկների հետ։ Մարդկության համար ոչնչացման էներգետիկ ներուժն անգնահատելի է։
Հակապրոտոն և հականեյտրոն
Տրամաբանական է ենթադրել, որ քանի որ էլեկտրոնի հակամասնիկը գոյություն ունի բնության մեջ, ուրեմն մյուս հիմնարար մասնիկները պետք է.ունեն հակամասնիկներ. Հակապրոտոնը և հականեյտրոնը հայտնաբերվել են համապատասխանաբար 1955 և 1956 թվականներին։ Հակապրոտոնն ունի բացասական լիցք, հականեյտրոնը լիցք չունի։ Բաց հակամասնիկները կոչվում են հականուկլեոններ: Այսպիսով, հականյութը ունի հետևյալ ձևը. ատոմների միջուկները բաղկացած են հականուկլեոններից, իսկ պոզիտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը։
1969 թվականին ԽՍՀՄ-ում ստացվեց հակահելիումի առաջին իզոտոպը:
1995 թվականին հակաջրածինը ստեղծվեց CERN-ում (Եվրոպական միջուկային հետազոտությունների լաբորատորիա):
Հակամատերի ստացում և դրա նշանակությունը
Ինչպես ասվեց, էլեկտրոնի, պրոտոնի և նեյտրոնի հակամասնիկները կարող են ոչնչացվել իրենց սկզբնական մասնիկներով՝ բախման ժամանակ առաջացնելով էներգիա։ Ուստի այս երեւույթների ուսումնասիրությունը մեծ նշանակություն ունի գիտության տարբեր բնագավառների համար։
Հականյութ ստանալը չափազանց երկար, աշխատատար և ծախսատար գործընթաց է: Դրա համար կառուցվում են մասնիկների հատուկ արագացուցիչներ և մագնիսական թակարդներ, որոնք պետք է պահեն ստացված հականյութը։ Հակամատերը մինչ օրս ամենաթանկ նյութն է։
Եթե հակամատերի արտադրությունը հնարավոր լիներ գործարկել, ապա մարդկությունը երկար տարիներ էներգիայով ապահովված կլիներ: Բացի այդ, հականյութը կարող էր օգտագործվել հրթիռային վառելիք ստեղծելու համար, քանի որ իրականում այդ վառելիքը կստացվեր պարզապես հակամատերի ցանկացած նյութի հետ շփումից։
Անտիմատիկ սպառնալիք
Ինչպես մարդու կողմից արված շատ հայտնագործություններ, էլեկտրոնի և նուկլեոնի հակամասնիկների հայտնաբերումը կարող է մարդկանց առաջացնելլուրջ սպառնալիք. Բոլորը գիտեն ատոմային ռումբի հզորությունը և դրա ավերածությունները: Բայց նյութի հականյութի հետ շփման ժամանակ պայթյունի ուժը հսկայական է և շատ անգամ ավելի մեծ, քան ատոմային ռումբի ուժը: Այսպիսով, եթե մի օր «հակառումբ» հորինվի, մարդկությունն իրեն կկանգնեցնի ինքնաոչնչացման եզրին։
Ի՞նչ եզրակացություններ կարող ենք անել։
- Տիեզերքը կազմված է նյութից և հականյութից:
- Էլեկտրոնի և նուկլեոնների հակամասնիկները կոչվում են «պոզիտրոն» և «հակինուկլեոններ»:
- Հակամասնիկներն ունեն հակառակ լիցք։
- Նյութի և հականյութի բախումը հանգեցնում է ոչնչացման:
- Ոչնչացման էներգիան այնքան մեծ է, որ այն կարող է և՛ օգուտ տալ մարդուն, և՛ սպառնալ նրա գոյությանը։
