Energi-materie

[mathiasxx9494]

Hei! Er det ikke slik at i en reaksjon mellom vanlig materie og antimaterie vil nesten all energien bli frigjort og skape en enorm eksplosjon som er mye kraftigere enn spalting av Hydrogen?

 

Materie kan forvandles til energi ved kjernespalting som utføres i kjernekraftverk, kjernen spaltes og blir gjort litt lettere, den lille forskjellen i masse forvandles til energi.

 

Antimaterie er en form for materie der de to atomære byggesteinene som lager antiatomer bare består av positroner, antiprotoner og antinøytroner. Antimaterie er bygd opp på akkurat samme måte som materie bare at de enkelte delene er motsatt ladet.

 

 

I følge den verdensberømte formelen E=mc2 som sier at energi er masse ganget med kvadratet av lyshastigheten. Hvis vi forvandler 1Kg materie til energi frigjøres omtrent 9*106 joule. Det tilsvarer energien i 1500 Hiroshima-bomber.

 

Hva skjer når materie møter antimaterie? Reaksjonen er omtrent fire ganger sterkere enn ved kjernespalting, fordi materie og antimaterie utsletter hverandre fullstendig. Hele massen blir altså forvandlet til energi. Det er ikke mulig å tenke seg hvilken eksplosjon det ville bli dersom store mengder materie og antimaterie støter sammen.

Hvis 0,5kg materie og 0,5kg antimaterie reagerer vil det da bli frigjort 9*1016 joule.

 

Mitt spørsmål er om det er noen som vet om en reaksjonslikning for hva som skjer og om det finnes så store mengder antimaterie? Takker for alle svar. Beklager skrivefeil, dårlig oppbygde setninger og dårlig struktur.

[-trygve]

Ja, når materie og anti-materie kommer i kontakt annihileres partiklene og energien som er knyttet til massen går over i andre former. Hvis et elektron og et positron (antielektron) annihilerer vil det dannes (minst) to gamma-fotoner. Hvis et proton og anti-proton annihilerer vil sluttilstanden være mer komplisert, typisk består den av fotoner og pioner, men andre mesoner kan også finnes.

 

Mengden antimaterie som er produsert måles i nanogram - altså milliarddels gram. Det er altså et langt stykke igjen til å lage en kraftig bombe. For å lage antimaterie trengs det 10¹⁰ ganger så mye energi som det som faktisk utgjør antimaterien, så det er ikke særlig trolig at store masser av antimaterie blir laget noen gang.

 

 

[SeaLion]

Selv om man hadde samlet sammen all antimaterie som noensinne er laget (av mennesker) så hadde dette fortsatt blitt langt mindre enn 1 mg. Noen antimateriebombe ala den som beskrives i Dan Browns bok Engler og demoner vil altså ikke være mulig å lage innen overskuelig framtid.

 

På CERN lyktes de nylig å framstille 3 komplette antimaterie-hydrogenatomer og oppbevare de i et tiendels sekund. Dette regnes som en sensasjon, både de komplette antimaterieatomene og den enormt lange oppbevaringstiden. Antimateriehydrogenatomet består av et antimaterieproton i kjernen og et positron utenfor (positronet er antimateriemotsatsen til elektronet).

 

Det er forresten ikke lengre bare CERN og FERMILAB som lager antimaterie for å studere det, men faktisk finnes det nå såkalte PET-skannere på mange sykehus rundt omkring i hele verden, i Norge finnes det en PET-skanner på Haukeland sykehus i Bergen. PET står for Positron Emission Tomography, og jepp, man framstiller altså positroner (antimaterieelektroner) som brukes for å finne kreftsvulster i pasienter. Dette gjøres daglig.

http://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography

 

Men altså selv om man tar med all antimaterien som produseres på sykehusene hver bidige dag og legger dette til all antimaterie som noensinne er fremstilt i de digre forskningsakseleratorene, så er den samla mengden fortsatt laaangt mindre enn et milligram. Og dessuten forsvinner alt sammen nesten øyeblikkelig, fordi det anhilerer med materie (anhilering er faguttrykket for det at antimaterie og materie utsletter hverandre fullstendig ved kontakt, og frigjør masse energi).

[mathiasxx9494]

Selv om man hadde samlet sammen all antimaterie som noensinne er laget (av mennesker) så hadde dette fortsatt blitt langt mindre enn 1 mg. Noen antimateriebombe ala den som beskrives i Dan Browns bok Engler og demoner vil altså ikke være mulig å lage innen overskuelig framtid.

 

På CERN lyktes de nylig å framstille 3 komplette antimaterie-hydrogenatomer og oppbevare de i et tiendels sekund. Dette regnes som en sensasjon, både de komplette antimaterieatomene og den enormt lange oppbevaringstiden. Antimateriehydrogenatomet består av et antimaterieproton i kjernen og et positron utenfor (positronet er antimateriemotsatsen til elektronet).

 

Det er forresten ikke lengre bare CERN og FERMILAB som lager antimaterie for å studere det, men faktisk finnes det nå såkalte PET-skannere på mange sykehus rundt omkring i hele verden, i Norge finnes det en PET-skanner på Haukeland sykehus i Bergen. PET står for Positron Emission Tomography, og jepp, man framstiller altså positroner (antimaterieelektroner) som brukes for å finne kreftsvulster i pasienter. Dette gjøres daglig.

http://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography

 

Men altså selv om man tar med all antimaterien som produseres på sykehusene hver bidige dag og legger dette til all antimaterie som noensinne er fremstilt i de digre forskningsakseleratorene, så er den samla mengden fortsatt laaangt mindre enn et milligram. Og dessuten forsvinner alt sammen nesten øyeblikkelig, fordi det anhilerer med materie (anhilering er faguttrykket for det at antimaterie og materie utsletter hverandre fullstendig ved kontakt, og frigjør masse energi).

 

Det finnes vel større mengder antimaterie enn den mengden som blir produsert på sykehusene og i laboratorier. Mener jeg har lest at det ved Big Bang oppstod like store mengder materie og antimaterie og selv om mye av antimaterien har annihilert må det da være noe igjen. Har hørt at de termodynamsike forholdene i det tidligere universet var annerledes og at annihileringen mellom antimaterie og materie kan ha fungert annerledes. Jeg mener dessuten at de i 2002 ved CERN klarte å produsere omtrent 50 000 Antihydrogen-atomer.

[-trygve]

Det finnes vel større mengder antimaterie enn den mengden som blir produsert på sykehusene og i laboratorier. Mener jeg har lest at det ved Big Bang oppstod like store mengder materie og antimaterie og selv om mye av antimaterien har annihilert må det da være noe igjen. Har hørt at de termodynamsike forholdene i det tidligere universet var annerledes og at annihileringen mellom antimaterie og materie kan ha fungert annerledes.

Det ser ut til at det ble produsert like mye antimaterie som materie i det tidlige univers. Men det ser også ut til at all den opprinnelige antimaterien har annihilert. En liten asymmetri i annhileringsprosessen forårsaket at en liten rest av materie ble værende igjen. Denne resten tilsvarer ca 10^-9 av den opprinnelige mengden. Ingen observasjoner tyder på at det er store forekomster av antimaterie noe sted i det synlige univers.

 

Jeg mener dessuten at de i 2002 ved CERN klarte å produsere omtrent 50 000 Antihydrogen-atomer.

 

 

Jeg husker ikke noe om antall, men det ble produsert antihydrogenatomer ved CERN sommeren 2002, og da klarte de for første gang å kjøle de ned. Det vil si at de klart å bremse ned til lav hastighet. Antihydrogen var også produsert tidligere, men da fløy de med tilnærmet lysets hastighet inntil de annihilerte. Det som var nytt ved resultatene fra i år var at de ikke bare kjølte ned antihydrogenet, men de klarte faktisk å oppbevare det en liten stund også.

 

 

[GeO]

Det er forresten ikke lengre bare CERN og FERMILAB som lager antimaterie for å studere det, men faktisk finnes det nå såkalte PET-skannere på mange sykehus rundt omkring i hele verden, i Norge finnes det en PET-skanner på Haukeland sykehus i Bergen. PET står for Positron Emission Tomography, og jepp, man framstiller altså positroner (antimaterieelektroner) som brukes for å finne kreftsvulster i pasienter. Dette gjøres daglig.

http://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography

I tillegg til PET-scanneren ved Haukeland i Bergen finnes også to i Oslo, ved Rikshospitalet og Radiumhospitalet. Rikshospitalet var først ute, i 2006, og da visstnok som nest siste land i Europa med å ta i bruk teknologien. En del mener at satsningen på PET-teknologi i Norge bør økes drastisk for bedre å kunne behandle kreftpasienter, da PET-scanning i mange tilfeller er en diagnostiseringsmetode som er røntgen- og MR-baserte metoder overlegen.

 

Vårt Land, mars 2010: Pasientene må vente på PET

Aftenposten, august 2010: PET-skanning: fremtidens diagnostikk

 

I følge artikkelen er også Ullevål universitetssykehus i ferd med å få PET-scanner. Jeg har ikke rukket å sjekke om dette faktisk er kommet i gang.