Phản vật chất là chất liệu của tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. Trong quyển sách và bộ phim Thiên thần và Ác quỷ (Angels and Demons), giáo sư Langdon phấn đấu cứu lấy thành thị trấn Vatican trước một vụ nổ bom phản vật chất. Phi thuyền vũ trụ Enterprise trong phim Star Trek sử dụng sức đẩy phân hủy vật chất-phản vật chất để du hành nhanh hơn ánh sáng.

Bạn đang xem: Antimatter là gì

Phản vật chất cũng là vật liệu của thực tiễn. Những hạt phản vật chất phần nhiều y hệt với đối hạt vật chất của chúng, ngoại trừ là chúng mang điện tích và spin trái dấu. Lúc phản vật chất gặp vật chất, chúng tức tốc hủy nhau thành nguồn năng lượng .

Trong lúc bom phản vật chất và phi thuyền sử dụng sức đẩy phản vật chất thì mang chút thổi phồng, vẫn mang nhiều thực tế về phản vật chất sẽ giúp khai sáng cho tế bào não của bạn.

1. Lẽ ra phản vật chất đã hủy hết vật chất trong vũ trụ sau Vụ nổ To

Theo lí thuyết Big Bang, vụ nổ to đã tạo ra vật chất và phản vật chất với lượng ngang nhau. Lúc vật chất và phản vật chất gặp nhau, chúng hủy nhau, chẳng để lại gì ngoài nguồn năng lượng. Vì thế, trên nguyên tắc, lẽ ra tất cả chúng ta ko sống sót .Nhưng tất cả chúng ta sống sót. Và trong chừng mực mà những nhà vật lí hoàn toàn mang thể nói được, nguyên do duy nhất là chính bới, vào phút chót, đã mang thêm một hạt vật chất trong mỗi tỉ cặp vật chất-phản vật chất. Những nhà vật lí vẫn đang nỗ lực lý giải sự bất đối xứng này .

2. Phản vật chất ở sắp bạn hơn bạn nghĩ

Những lượng nhỏ phản vật chất liên tục trút xuống Trái đất dưới dạng tia ngoài hành tinh, những hạt nguồn năng lượng cao tới từ ngoài hành tinh. Những hạt phản vật chất này đi tới khí quyển của tất cả chúng ta ở tỉ lệ từ chưa tới một hạt trên mét vuông tới hơn 100 hạt trên mét vuông. Những nhà khoa học đã nhìn thấy vật chứng của sự sinh tạo phản vật chất phía trên những đám mây giông .Nhưng những nguồn phản vật chất còn ở sắp nhà bạn hơn. Chẳng hạn, chuối sản sinh phản vật chất, phóng thích một positron – tương tự phản vật chất của electron – trong mỗi khoảng chừng 75 phút. Hiện tượng này xảy ra vì trong chuối mang chứa một lượng nhỏ potassium-40, một đồng vị xuất hiện trong tự nhiên của potassium ( Kali ). Lúc potassium-40 phân hủy, đôi lúc nó nhả ra một positron .Thân thể của tất cả chúng ta cũng mang chứa potassium-40, tức là những positron cũng được khung hình bạn phát ra. Phản vật chất phân hủy tức thời lúc xúc tiếp với vật chất, vì vậy những hạt phản vật chất này mang thời hạn sống rất ngắn .

3. Con người chỉ tạo ra được những lượng nhỏ phản vật chất

Những phân hủy phản vật chất-vật chất mang năng lực phóng thích nguồn năng lượng rất to. Một gam phản vật chất hoàn toàn mang thể tạo ra một vụ nổ ngang tầm với bom hạt nhân. Tuy nhiên, con người chỉ mới hoàn toàn mang thể tạo ra những lượng phản vật chất rất là rất ít .Toàn bộ phản proton từng được tạo ra tại máy gia tốc hạt Tevatron ở Fermilab cùng lại chỉ mang 15 nano gam. Những phản proton được tạo ra tại CERN thì chừng 1 nano gam. Tại DESY ở Đức, tính cho tới nay mang xê dịch 2 nano gam positron được tạo ra .Nếu cho hàng loạt phản vật chất mà con người từng tạo ra phân hủy song song, thì nguồn năng lượng phóng thích chẳng đủ để đun một tách trà .Khó khăn nằm ở chỗ hiệu suất cao và giá bán sản xuất và chứa trữ phản vật chất. Chế tạo 1 gam phản vật chất yên cầu nguồn năng lượng khoảng chừng 25 triệu tỉ kWh và tiêu tốn hơn một triệu tỉ đô la Mỹ .

4. Với dòng gọi là bẫy phản vật chất

Để thăm dò và nghiên cứu phản vật chất, bạn cần ngăn nó phân hủy với vật chất. Những nhà khoa học đã tạo ra những cách làm việc làm đó .Những hạt phản vật chất mang điện như positron và phản proton hoàn toàn mang thể được giữ trong những dụng cụ gọi là bẫy Penning. Những dòng bẫy này hoàn toàn mang thể ví như những chiếc máy gia tốc nhỏ bé. Bên trong bẫy, những hạt hoạt động xoắn ốc xung quanh từ trường và điện trường ngăn chúng va chạm với thành bẫy .Nhưng bẫy Penning ko hoạt động tiêu khiển so với những hạt trung hòa như phản hydrogen. Bởi vì chúng ko mang điện, nên những hạt này ko hề giam giữ được bằng điện trường. Thay vậy, chúng được giữ trong bẫy Ioffe, trong đó từ trường mạnh dần về mọi hướng. Những hạt bị mắc kẹt trong những vùng mang từ trường yếu nhất, y hệt như một viên bi lăn vòng quanh tại đáy bát .

Từ trường Trái đất cũng tác dụng như một loại bẫy phản vật chất. Những phản proton đã được tìm thấy trong những vùng bao quanh Trái đất gọi là vòng đai bức xạ Van Allen.

Xem thêm: Chỉ Báo “ Full Margin Là Gì ? Lúc Nào Nhà Đầu Tư Nên Sử Dụng

5. Phản vật chất mang thể rơi lên

Những hạt phản vật chất và vật chất mang cùng khối lượng nhưng khác nhau ở những đặc thù như điện tích và spin. Mô phỏng Chuẩn Dự kiến lực mê hoặc mang tính năng như nhau lên vật chất và phản vật chất ; tuy nhiên, điều này chưa từng được tận mắt chứng kiến. Những thí nghiệm như AEGIS, ALPHA và GBAR đang nỗ lực xác nhận Dự kiến này .Việc quan sát tính năng của lực mê hoặc lên phản vật chất ko dễ như việc ngắm một quả táo từ trên cây rơi xuống. Những thí nghiệm này cần giữ phản vật chất trong một dòng bẫy và làm nó chậm lại bằng cách làm lạnh nó xuống những nhiệt độ sắp sát ko độ tuyệt đối. Và chính do lực mê hoặc là lực yếu nhất trong những lực cơ bản, do đó những nhà vật lí phải sử dụng những hạt phản vật chất trung hòa trong những thí nghiệm này để tránh sự nhiễu loạn do lực điện gây ra .

6. Phản vật chất được nghiên cứu trong những máy giảm tốc hạt

Bạn từng nghe nói tới máy gia tốc hạt, nhưng bạn mang biết còn mang dòng gọi là máy giảm tốc hạt ko ? CERN mang một cỗ máy gọi là Máy giảm tốc Phản proton, một vòng trữ hoàn toàn mang thể bắt giữ và làm chậm những phản proton để nghiên cứu và thăm dò đặc thù và hành trạng của chúng .Trong những máy gia tốc tròn như Máy Va chạm Hadron To, những hạt nhận một cú hích nguồn năng lượng mỗi lần hoàn thành một vòng xoay. Những máy giảm tốc hoạt động tiêu khiển trái lại ; thay vì tăng nguồn năng lượng, những hạt nhận một cú hích ngược làm chậm véc tơ vận tốc tức thời của chúng .

7. Neutrino mang thể là phản hạt của riêng chúng

Mỗi hạt vật chất và đối hạt phản vật chất của nó mang điện tích trái dấu, nên chúng thuận tiện phân biệt được. Những neutrino, những hạt phần nhiều ko khối lượng và hiếm lúc tương tác với vật chất, ko mang điện tích. Những nhà khoa học tin rằng chúng hoàn toàn mang thể là những hạt Majorana, một họ hạt giả thuyết là phản hạt riêng của chúng .Những dự án Bất Động Sản như Minh chứng Majorana và EXO-200 mang tiềm năng xác lập xem những neutrino mang là hạt Majorana hay ko bằng cách tìm kiếm một hành trạng gọi là phân rã beta kép ko neutrino .Một số hạt nhân phóng xạ tự phát phân rã, phóng thích hai electron và hai neutrino. Nếu những neutrino là phản hạt của riêng chúng, thì chúng sẽ phân hủy nhau sau phân rã beta kép, và những nhà khoa học sẽ chỉ quan sát thấy những electron .Việc tìm kiếm những neutrino Majorana hoàn toàn mang thể giúp lý giải vì sao sống sót sự bất đối xứng phản vật chất-vật chất. Những nhà vật lí nêu giả thuyết rằng những neutrino Majorana hoàn toàn mang thể nặng hoặc nhẹ. Những neutrino nhẹ sống sót lúc bấy giờ, còn những neutrino nặng chỉ sống sót ngay sau Big Bang. Những neutrino Majorana nặng này phân hủy bất đối xứng, dẫn tới sự thừa một tí ít vật chất được cho phép thiên hà của tất cả chúng ta sống sót .

8. Phản vật chất được sử dụng trong y khoa

PET ( Chiếu chụp positron ) sử dụng hai positron để tạo ra ảnh phân giải cao của khung hình. Những đồng vị phóng xạ phát xạ positron ( giống như đồng vị xuất hiện trong quả chuối ) được đính với những hóa chất như glucose mà khung hình sử dụng tự nhiên. Những chất này được tiêm vào máu, trong đó chúng tự nhiên phân rã, phóng thích positron tới gặp electron trong khung hình và phân hủy. Những phân hủy đó tạo ra tia gamma được sử dụng để dựng lại hình ảnh .Những nhà khoa học tại dự án Bất Động Sản ACE ở CERN đã thăm dò và nghiên cứu phản vật chất với vai trò là một ứng viên tiềm năng để điều trị ung thư. Những chưng sĩ phát hiện rằng họ hoàn toàn mang thể chiếu xạ những khối u bằng những chùm hạt sẽ phóng thích nguồn năng lượng của chúng sau lúc bảo đảm an toàn đi qua mô khỏe mạnh. Sử dụng những phản proton bổ trợ thêm một xung năng lượng nữa. Kĩ thuật tỏ ra kiến hiệu ở những tế bào chuột đồng, nhưng những nhà nghiên cứu chưa từng triển khai khảo nghiệm trên tế bào người .

9. Phản vật chất lẽ ra ngăn chúng ta tồn tại mang thể vẫn đang ẩn náu trong ko gian

Một cách mà những nhà khoa học theo đuổi nhằm mục đích giải bài toán bất đối xứng phản vật chất-vật chất là tìm kiếm phản vật chất còn sót lại từ thời Big Bang .Quang đãng từ phổ kế Alpha ( AMS ) là một máy dò hạt lắp ráp trên Trạm Vũ trụ Quốc tế tìm kiếm những hạt này. AMS chứa từ trường làm bẻ cong đường đi của những hạt thiên hà để phân tích vật chất khỏi phản vật chất. Những detector của nó ước định và nhận dạng những hạt lúc chúng đi qua .Những va chạm tia vũ trụ đều đặn sản sinh positron và phản proton, nhưng Xác Suất tạo ra một nguyên tử phản helium là hết sức thấp chính bới nó yên cầu lượng nguồn năng lượng rất to. Điều này mang tức là việc quan sát thấy dù chỉ một hạt nhân phản helium thôi cũng là vật chứng can đảm và mạnh mẽ cho sự sống sót của một lượng to phản vật chất ở đâu đó trong ngoài hành tinh .

10. Con người thật sự đang nghiên cứu cách khai thác nhiên liệu phản vật chất cho phi thuyền vũ trụ

Chỉ một tí phản vật chất cũng hoàn toàn mang thể sản sinh một nguồn năng lượng khổng lồ, biến nó thành một nguyên vật liệu thông dụng cho những phương tiện đi lại đi lại thuộc về tương lai trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng .

Sức đẩy tên lửa phản vật chất trên lí thuyết là mang thể; hạn chế là việc thu gom đủ phản vật chất để nó hoạt động.

Xem thêm: Roa Là Gì, Ý Nghĩa Của Roa Là Gì? Ý Nghĩa Và Công Thức Tính Roa Chính Xác Nhất

Hiện nay chẳng mang kỹ thuật tiên tiến sẵn mang nào để sản xuất hàng loạt hay thu gom phản vật chất trong thể tích thiết yếu cho ứng dụng này. Tuy nhiên, một số ít ít nhà nghiên cứu đã thực thi những thăm dò và nghiên cứu mô phỏng về sức đẩy và chứa trữ phản vật chất. Trong số này mang Ronan Keane tại Viện Hàn lâm Western Reserve và Wei-Ming Zhang tại Đại học Kent State, và Marc Weber cùng những đồng sự tại Đại học Washington. Một ngày nào đó, nếu tất cả chúng ta hoàn toàn mang thể tìm ra phương pháp sản xuất hoặc thu gom những lượng to phản vật chất, thì những thăm dò và nghiên cứu của họ hoàn toàn mang thể giúp sự du hành giữa những sao sử dụng sức đẩy phản vật chất trở thành hiện thực.

Source:
Category: