Różnica między materią a antymaterią

The kluczowa różnica między materią a antymaterią jest to materia i antymateria mają przeciwne ładunki elektryczne.

Materia dominuje w naszym wszechświecie. Rzeczy takie jak planety, gwiazdy i ludzie są zbudowane z materii, ale jest też ciemna materia i ciemna energia, których nie możemy łatwo wykryć. Jednak naukowcy odkryli, że materia występuje w parach. To znaczy; cała materia ma swój własny antymateria, która ma identyczne właściwości z wyjątkiem ładunku elektrycznego. Na przykład proton ma ładunek dodatni, a antyproton ma ładunek ujemny. Ale mają tę samą masę i inne właściwości.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest materia 
3. Co to jest antymateria
4. Porównanie obok siebie - materia kontra antymateria w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

W czym rzecz?

Materia to każda substancja, która ma masę i objętość. Materia składa się z atomów. Atom składa się z cząstek subatomowych. Jednak zwykle uważamy atom za podstawową jednostkę materii. Pojęcie materia nie obejmuje cząstek bezmasowych, takich jak fotony. Co więcej, zjawiska energetyczne, takie jak światło i dźwięk, nie są uważane za materię. Materia może istnieć w różnych fazach: fazie stałej, fazie ciekłej i fazie gazowej. Możliwy jest jednak inny etap materii; nazywamy to stanem plazmy. Stan plazmy zawiera atomy, jony i wolne elektrony, które są usuwane z atomów w celu utworzenia jonów.

Atom zawiera jądro atomowe, które zawiera protony i neutrony wraz z niektórymi innymi cząsteczkami subatomowymi, otoczone chmurą elektronów. Jednak współczesna fizyka kwantowa stwierdza, że ​​atom może działać zarówno jako cząstka, jak i fala; nazywamy to dualnością falowo-cząsteczkową.

Rysunek 01: Struktura kwarkowa protonu

Oprócz użycia atomów lub protonów, neutronów i elektronów, możemy zdefiniować materię również za pomocą leptonów i kwarków. Są to elementarne cząstki materii. Zgodnie z tą definicją zwykła materia to wszystko, co składa się z leptonów i kwarków. Dlatego chodzi o wszystko, co nie zawiera antyleptonów i antykwarków. Leptony i kwarki łączą się, tworząc atomy. Atomy łączą się, tworząc cząsteczki. Atomy i cząsteczki można nazwać materią. Jednak elektrony są rodzajem leptonów, a protony i neutrony zbudowane są z cząstek kwarku. Dlatego wszystkie te definicje prowadzą do idei, że materia ma wszystko masę i objętość, a nie antymaterię.

Co to jest antymateria?

Antymateria to materia zawierająca antycząstki, które przyczyniają się do tworzenia materii. Dlatego antymateria jest przeciwieństwem materii. Na przykład proton i antyproton są odpowiednio parą materii i antymaterii. Pary materii i antymaterii mają tę samą masę, ale przeciwne ładunki elektryczne. Mają także pewne różnice we właściwościach kwantowych. na przykład proton jest naładowany dodatnio, podczas gdy antyproton ma ładunek ujemny.

Rycina 02: Zdjęcie komory chmurowej pozytonu

Zderzenie materii z antymaterią może prowadzić do wzajemnej anihilacji. Oznacza to, że zarówno materia, jak i antymateria przekształcają się w inne cząstki o jednakowej energii. Anihilacja może spowodować powstanie intensywnych fotonów, takich jak promienie gamma, neutrina i niektóre inne pary cząsteczek-antycząstek. Jednak większość energii uwalnianej z anihilacji ma postać promieniowania jonizującego.

Podobnie jak materia, cząstki antymaterii mogą się ze sobą łączyć, tworząc antymaterię. Na przykład pozyton jest antycząstką elektronu, podczas gdy antiproton jest antycząstką protonu; te dwa antycząstki mogą się wiązać, tworząc atom przeciwwodoru. Możemy oznaczyć antymaterię za pomocą znaku kreskowego nad symbolem cząsteczki, aby odróżnić ją od materii.

Jaka jest różnica między materią a antymaterią?

Kluczowa różnica między materią a antymaterią polega na tym, że materia i antymateria mają przeciwne ładunki elektryczne. Antymateria jest zasadniczo przeciwieństwem materii, ale mają identyczne właściwości inne niż ładunek elektryczny.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między materią a antymaterią.

Podsumowanie - Materia kontra antymateria

Antymateria jest przeciwieństwem materii, ale oprócz ładunku elektrycznego mają one identyczne właściwości. Kluczowa różnica między materią a antymaterią polega na tym, że materia i antymateria mają przeciwne ładunki elektryczne.

Odniesienie:

1. „Materia” Wikipedia, Fundacja Wikimedia, 10 grudnia 2019, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Struktura kwarku protonowego” Autor: Jacek rybak - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia
Autorzy Carl D. Anderson (1905-1991) - Anderson, Carl D. (1933). „Pozytywny elektron”. Przegląd fizyczny 43 (6): 491–494. DOI: 10.1103 / PhysRev.43.491 (domena publiczna) przez Commons Wikimedia