Antipartiklar, kva veit vi?

[aspic]

As the topic says, lurer eg på kor mykje fakta vi veit om antipartiklar? Eg vart veldig facinert av dette "fenomenet" då vi nettopp hadde om det i fysikken. Der stod det at dei hadde klart å laga eit atom av desse antipartiklane (Hydrogen?), men at dette stoffet hadde annhilert iløpet av ekstremt kort tid (grunna kontakt med andre stoff).

 

No ska vi leika litt med teorien, kva kan vi eventuelt bruka antipartiklar/antimaterie til? (Dette om vi hadde klart å lage store mengder av det og evt. klart å oppbehaldt desse mengdane). Eg ser for meg at ein reell bruksmåte ville ha vore å "oppløyst" atomavfall og andre øydeleggjande stoff.. Ville dette ha vore mogeleg? Og korleis vil antimaterie sjå ut? Samme som det gitte stoffet, berre med inverse fargar? Ikkje veit eg..

[SeaLion]

Undervisningen er tydeligvis ikke spesielt oppdatert på dette området. For allerede i dag brukes antimaterie daglig på mange sykehus, bl.a Rikshospitalet og Radiumhospitalet i Oslo, for å påvise kreftsvulster. Teknikken heter positronemisjonstomografi (PET-skanning) og positronene som framstilles og brukes i denne teknikken er antimaterieelektroner.

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

[aspic]

Ah.. =) Nei, læreboka vår byrjar vel å dra på åra.. Er det andre bruksområder for dette? Då tenker eg på ting som allerede er satt ut i praksis..

[SeaLion]

I PET-skanningen anhilerer positronene med elektroner (de utsletter hverandre) straks etter at de oppstår. Resultatet er to fotoner som skytes ut i hver sin retning, og det er disse lysglimtene som oppfanges av PET-skanneren. Man oppbevarer altså ikke positronene på forhånd, de skapes av et radiaktivt stoff (fluor18) inne i vevet.

 

Men man kunne tenke seg at det går an å oppbevare større mengder antipartikler, positive eller negative, inne i et kraftig magnetfelt. Altså ikke hele antiatomer, for de er jo som oftest magnetisk nøytrale, men skyer med positroner eller antiprotoner burde være mulig å oppbevare for bruk senere.

 

På CERN (på grensa mellom Sveits og Frankrike) og Fermilab (i USA) har det blitt framtilt forholdsvis mye antimaterie etterhvert, men de har kun brydd seg om å registrere partiklenes eksistens før de forvant, og ikke av å prøve å oppbevare de for senere bruk. Uansett, selv med årevis med kjernekollisjoner som har resultert i forholdsvis store mengder antimaterie, pluss alle verdens PET-skannere, så er den samlede vekten av alt dette mindre enn et milliardedels gram.

 

Så å studere antimateriens utseende i forhold til tilsvarende materie, se det har ikke vært mulig (enda). Men antagelig ser antimaterie ut akkurat som materie.

 

Kosmologer tror forresten at Det store smellet (Big Bang) skapte omtrent like store mengder materie og antimaterie, og at dagens univers er restene av det ørlille overskuddet med materie. Hadde balansen mellom materie og antimaterie vært motsatt, så hadde dagens univers bestått av antimaterie, og materie hadde vært det mystiske stoffet for dagens forskere. Men det snodige er at det i det hele tatt oppstod litt mere av det ene eller andre. Hadde det vært helt likt med materie og antimaterie etter Det store smellet, så hadde de ikke fantes noe univers i det hele tatt i dag. Kosmologene spekulerer derfor på om det finnes visse vesentlige forskjeller på materie og antimaterie som altid fører til overskudd av den ene materietypen etter et stort smell.

[aspic]

Takker for meget utfyllande svar SeaLion, vanvittig forståelig beskrevet =) Men er det ikkje ein partikkel dei leitar etter i CERN no då? (Higgs partikkel eller noko?) Så om dei finn denne, vil store delar av gåta rundt big-bang falle på plass?

[SeaLion]

Jo Higgs-bosonet står absolutt for tur. På CERN leter de ikke akkurat for øyeblikket, for der rev de ned den forrige akseleratoren for noen år siden og er i ferd med å bygge en ny. Den nye skal visstnok bli ferdig i løpet av året, og da vil en av oppgavene de gyver løs på være jakten på nettopp Higgs-bosonet. På Fermilab i USA kan det hende at de muligens fant et spor av denne partikkelen rett før Jul, men målingen kan også være en målefeil, så helt sikre er de ikke.

 

Higgs-bosonets oppgave er i følge den såkalte Standardmodellen å gi atomene deres faktiske vekt og å overføre gravitasjon. Higgs-bosonet forventes derfor å veie 100 ganger så mye som et proton (et proton veier 1 gigaelektronvolt). Det de fant på Fermilab var imidlertid en hump på en målekurve som på grunn av plasseringen på kurven kan tyde på at Higgs-bosonet veier omtrent 160 ganger så mye som et proton, og det stemmer ikke med Standardmodellens forutsigelser. Grunnen til at dette skaper mye frustrasjon for tiden er fordi Standardmodellen hittil har klart å forutsi og beskrive alle de kjente elementærpartiklene svært nøyaktig.

 

Men Fermilab-resultatet kan som sagt også være en målefeil, så før man får flere måleresultater så vet ikke kjernefysikerne om det faktisk var et spor av et virkelig Higgs-boson som usanerne fant på slutten av fjoråret, eller om det var en målefeil. Derfor er det store forventninger til den nye CERN-akseleratoren når den kommer i drift.

Endret 14. mai 2007 av SeaLion

[Valkyria]

vi kan også bruke antimaterie til science fiction romflyvninger...

husker det stod noe om det i Illustrert vitenskap...

 

for å illustrere hvordan det funker, bruker vi Allmektige Paint!

 

Antimasse blir skutt på masse som ligger i et seil av uran fra en beholder i sonden.

antimassen ødelegger massen, og det blir frigjort enormt mye energi (E = mc^2)

Energien reflekteres av seilet, og driver sonden framover i GANSKE så stor hastighet....

siden antimassen er antimasse for den røde massen, overlever uranet.

[SeaLion]

siden antimassen er antimasse for den røde massen, overlever uranet.

I såfall burde det gå greit å oppbevare et antimateriestoff i ei vanlig glassflaske, så lenge antimateriestoffet ikke var antimaterieglass. Dessverre er det ikke sånn det fungerer. Antimateriehydrogen vil derfor asimilere materieuran (vanlig uran) like mye som antimaterieuran asimilerer materieuran.

[Me sjøl]

[snip]

 

Grunnen til at dette skaper mye frustrasjon for tiden er fordi Standardmodellen hittil har klart å forutsi og beskrive alle de kjente elementærpartiklene svært nøyaktig.

8608170[/snapback]

Såvidt jeg vet har ikke standardmodellen forutsagt massene til de forskjellige elementærpartiklene. Disse har man vært nødt til å finne ut av eksperimentelt.

[Valkyria]

siden antimassen er antimasse for den røde massen, overlever uranet.

I såfall burde det gå greit å oppbevare et antimateriestoff i ei vanlig glassflaske, så lenge antimateriestoffet ikke var antimaterieglass. Dessverre er det ikke sånn det fungerer. Antimateriehydrogen vil derfor asimilere materieuran (vanlig uran) like mye som antimaterieuran asimilerer materieuran.

8621176[/snapback]

i og med at glass er en legering av stein, tinn og masse andre gøye stoffer, inneholder den hydrogenatomer. hydrogenatomene her blir tillintetgjort, og hele glasse vil bli føkket opp.

dessuten er det mer enn antihydrogen antistoffer. for hver partikkel fins det også en antipartikkel. (mener å huske det ikke var noen unntak )

f eks har elektronet ett positron som antipartikkel... hydrogen finns i veldig mange stoffer, og derfor er det vanskelig å lage antipartikkler som ikke ødeleger omgivelsene.

 

[dravisher]

Sikker på det der Valkyria? Et antimaterieatom består jo av en negativt ladd kjerne og positivt ladde positroner rundt, og uansett hvilke grunnstoffer det er snakk om vil kjernene tiltrekke hverandre og kræsje inn i hverandre. Hva skulle hindre at dette skjedde når antimaterieatomet har forskjellig atomnummer fra det vanlige atomet?

[SeaLion]

siden antimassen er antimasse for den røde massen, overlever uranet.

I såfall burde det gå greit å oppbevare et antimateriestoff i ei vanlig glassflaske, så lenge antimateriestoffet ikke var antimaterieglass. Dessverre er det ikke sånn det fungerer.

i og med at glass er en legering av stein, tinn og masse andre gøye stoffer, inneholder den hydrogenatomer. hydrogenatomene her blir tillintetgjort, og hele glasse vil bli føkket opp.

La meg ta et annet eksempel siden du tydeligvis er en flisespikker.

 

Hvis beholderen var laget av rent gull og stoffet oppi var antimateriekarbon, så er min påstand at positronene og elektronene i de to stoffene vil asimilere hverandre. I tillegg vil protonene i gullet og antimaterieprotonene i karbonet asimilere hverandre.

 

Forresten: Finnes det antimaterienøytroner? Eller er de helt like vanlige nøytroner? Hvis det siste er tilfellet vil vel de eneste restene av dette beholdereksperimentet være en en haug med nøytroner, forutsatt at antallet protoner i gullbeholderen var likt med antallet antimaterieprotoner i antimateriekarbonet.

[dravisher]

Et vanlig nøytron består av to ned-kvarker og en opp-kvark, mens et antinøytron består av to "anti-ned-kvarker" og en "anti-opp-kvark" (aner ikke hvordan det skal skrives ). Jeg regner med de annihileres på lik linje med de andre partiklene, men jeg er ikke sikker. Siden det ikke er noen elektrisk tiltrekning mellom dem er det kanskje ikke like sannsynlig at nøytroner og antinøytroner møtes, men når vi snakker om to atomkjerner så gjør de kanskje det.

[Valkyria]

da dret jeg meg ut ja

 

husker ikke så mye om akkurat det emnet, men det var noe i den duren...