Forum Rosja-Polska Forum Rosja-Polska
3131
BLOG

ANTYMATERIA

Forum Rosja-Polska Forum Rosja-Polska Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 18

Na początku było słowo, a Słowo było u Boga, i Bogiem było Słowo. Ono było na początku u Boga. Wszystko przez Nie się stało, a bez Niego nic się nie stało, co się stało.” Wszyscy znamy ten tekst.

  Niebyt nie istniał wtedy, ani byt nie istniał.

Nie było też przestrzeni, ani czasu, ani ruchu żadnego.
Była ciemność, ciemnością od początku okryta.
Śmierć nie istniała wówczas, ani nieśmiertelność.

Przez własną moc On tylko był.
I nic innego nigdzie poza Nim nie było.
Przez Jego myśl byt z niebytu się wyłonił.
Zarodek Wszechświata się pojawił.
Ten Który Jest światłością go uczynił.
I tak się Wszechświat stał.

                                                                                         /z bakisty Zbigawie/

Uczeni mówią to samo, tylko językiem współczesnej fizyki.

Na początku nie było niczego. Z tej nicości, w jakiś sposób powstało wszystko. Z tej pustki, z tego NIC, czy też z punktu osobliwego, wyłoniła się materia, energia, przestrzeń, czas, świadomość, umysł. Powstało wszystko, co może zaobserwować człowiek i powstało to wszystko po to, abyśmy mogli zaistnieć my.

Lecz co powstało najpierw?

13,7 miliarda lat temu w wielkim wybuchu znanym jako Bing Bang powstały dwa rodzaje cząstek: materia i antymateria. Jeśli ich ilości byłyby równe, to nasz Wszechświat powinien być wypełniony wyłącznie światłem.

Oczywiście tak się nie stało. Zamiast tego, nasz wszechświat jest zdominowany przez gwiazdy, galaktyki, czarne dziury, pulsary, planety i księżyce - wszystko składa się z cząstek materii. Co się naprawdę stało podczas Wielkiego Wybuchu, który doprowadził do dominacji materii nad antymaterią? Jak wyjaśnić, dlaczego Słońce świeci, dlaczego galaktyki są w ruchu, i dlaczego żyjemy? Przecież istniejemy!

Trzeba przyjąć, że ilości cząstek materii i antymaterii były różne! A dlaczego nie powstały w równej ilości oba rodzaje cząstek?

Jest to wielką tajemnicą. Jeszcze w1967 roku, rosyjski dysydent i uczony Andriej Sacharow sformułował trzyprawdopodobne warunki, które musiałyby zostać spełnione, aby ten brak równowagimógł wystąpić. Jednak do tej pory nad rozwiązaniem tej tajemnicy zastanawiają się uczeni na ponad stu poważnych Uniwersytetach proponując różne modele.

Przecież antymateria we Wszechświecie, jeśli by występowała w równej ilości powinna ulec anihilacji i wszechświat nie stanowiłby już miejsca, w którym możemy istnieć. Co się dzieje z wchodzącą w kontakt antymaterią można zobaczyć na poniższej animacji.

W swoim czasie Albert Einstein zastanawiał się jak zapisać swoją słynną formułę. Niełatwe postawił sobie zadanie! Zastanawiał się długo.

 W końcu jednak napisał swoją powszechnie już znaną, słynną formułę prawidłowo:

E = mc 2

Co ta słynna i tajemnicza formuła oznacza? Wydaje się nam, że wiemy, ale czy na pewno zdajemy sobie sprawę z tego, o czym mówi ta formuła?

Masa razy prędkość światła do kwadratu równa się energii. To jest ogromna liczba. Prędkość światła w przybliżeniu wynosi 300 tys.km/sek. Formuła mówi, że masa i energia są sobie równoważne i mogą być wzajemnie przekształcane w siebie.

Jaką energię możemy otrzymać z 1kg masy? Policzmy:

1kg x 300 000 0002 m/sek = 90 000 000 000 000 000 dżuli

Jest to równoważne 25 000 000 000 kWh (kilowatogodzin) energii elektrycznej, czyli 25 mld kWh. To wystarczająco dużo energii do zasilania 47 564 688 żarówek 60 watowych przez cały rok. Tak więc, jak to dość łatwo zauważyć, tylko jeden kilogram materii jest równoznaczny z ogromną ilość energii.Unicestwienie jednego atomu wodoru z jego odpowiednikiem z antymaterii spowodowałoby wyprodukowanie energii wystarczającej do zasilania 4 żarówek przez cały rok.

Jednak okazuje się, że w praktyce nie ma sposobu na przekształcenie materii całkowicie w energię.

 Mówi się czasem w opowiadaniach science fiction o antymaterii jako źródle energii dla statków kosmicznych. Cóż, okazuje się, że antymateria to nie tylko fantastyka naukowa. Antymateria jest faktycznie rzeczywistością. Ale co to jest? Po prostu, antymateria jest przeciwieństwem normalnej materii. Dla każdego "normalnej" cząstki materii istnieje antycząstka. Mogą istnieć antyelektrony, które są jak elektrony, ale zamiast ładunku ujemnego, posiadają ładunek dodatni. Nazywane są pozytonami. Antyprotony są naładowane ujemnie, a protony dodatnio. Antyneutrony są neutralne, tak jak neutrony, ale różnią się właściwością zwaną spinem.

Gdy antymateria zetknie się z materią, następuje konwersja ich masy w energię w gwałtownej eksplozji. I jest to jedyny znany sposób, aby masę całkowicie przekształcić w energię.

Antymateria jest "lustrzanym" odbiciem materii. Każda poznana cząstka elementarna ma swój odpowiednik "lustrzany", czyli antycząstkę.

Gdyby przyjąć, że w trakcie Wielkiego Wybuchu powstało tyle samo materii co antymaterii to by oznaczało, że nadal utrzymuje się ta równowaga.

Jednak tak nie jest - obserwuje się śladowe ilości antymaterii. Antymateria mogła "zniknąć" tylko w procesie anihilacji, czyli spotkania się ze swoją "lustrzaną" cząstką i zgodnie z równaniem E=mc2 zamienić w energię fotonów. Jeśli jednak było tyle samo materii i antymaterii, to oznacza, że proces anihilacji nie był symetryczny i z jakiegoś powodu powstała „niewielka” nadwyżka materii, z której to powstały gwiazdy, planety, galaktyki i my.

To pytanie pozostaje jeszcze bez odpowiedzi i ma kluczowe znaczenie i zrozumienie podstawowych praw fizyki i wszechświata.

Zapewne zaraz po wielkim wybuchu ilości materii i antymaterii nie były dokładnie równe.

ANIHILACJA→ ←ANIHILACJA

 We owe our existence to the triumph of matter over antimatter. For every billion particles of antimatter there were a billion and one particles of matter and it was the one extra particle in each volume that was enough to build the universe.

Na 10 miliardów cząstek antymaterii było o jedną cząstkę materii więcej. Cała antymaterią i prawie cała materia przekształciła się w energię. Lecz mieliśmy szczęście - dzięki tej jednej cząstce materii więcej na 10 miliardów cząstek antymaterii nie istnieją w tym naszym miejscu przestrzeni wyłącznie fotony, a istniejemy my i nasz obserwowalny Wszechświat.

 BIG BANG

Eksperymenty w fizyce cząstek elementarnych wykazują jednak, że materia i antymateria są zawsze produkowane w równych ilościach. Sugeruje to, że tak samo powinno się dziać we wczesnym Wszechświecie z jego ekstremalnymi energiami. Ale jeżeli tak było, to dlaczego antymateria nie zanihilowała całej materii, pozostawiając we Wszechświecie wyłącznie energię w postaci fotonów? Wydaje się, że musiała wtedy istnieć jednak mała, lecz istotna, asymetria między materią a antymaterią. Naszą jedyną wskazówką co do pochodzenia tej asymetrii jest naruszenie symetrii między cząstkami i antycząstkami, znane jako naruszenie tzw. symetrii ładunkowo – przestrzennej CP. Zrozumienie tego efektu ma być nierozerwalnie związane z faktem istnienia trzech rodzin cząstek (kwarków z leptonami), o czym nie będę tu pisał.

A może istnieje "Antywszechświat" zbudowany z antymaterii? Przecież do niedawna uważano, że wszystkie procesy elementarne zachodzą identycznie jak ich odpowiedniki, w których zamieniono cząstki na antycząstki i odbito lustrzanie współrzędne przestrzenne. Fizycy, badając promieniowanie kosmiczne, poszukują skupisk antymaterii w kosmosie - wciąż bezskutecznie. Dlaczego w obserwowanym przez nas Wszechświecie dominuje materia? Czy jest to nadal jedno z bardziej intrygujących pytań fizyki i kosmologii? A może nastąpiła po Big Bangu jakaś separacja materii i antymaterii i powstały wszechświat i antywszechświat?

A może antymateria „uciekła” do innego wymiaru czasoprzestrzeni lub na inną branę, które istnieją według superteorii strun zwanej M-teorią? A może żyjemy na 4-wymiarowej branie czasoprzestrzennej, która jest zanurzona w 5-wymiarowj czasoprzestrzeni i cała antymateria znajduje się w tym piątym, niewidocznym wymiarze? Chyba nie! To raczej niemożliwe!

Wróćmy jednak do antymaterii. Na podstawie niedawnego stanu wiedzy i współczesnych możliwości technologicznych, dla wyprodukowania ½ grama antymaterii przy możliwości jej bezpiecznego przechowywania potrzeba by 10 milionów lat. A przybliżony koszt jej uzyskania wynosiłby 300 miliardów dolarów za miligram.

Wiadomości prasowe z CERN (Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych):

- „W 1995 w Europejskim Laboratorium Fizyki Cząstek (CERN) otrzymano po raz pierwszy atomy antymaterii. W czasie trwającego 3 tygodnie eksperymentu, polegającego na bombardowaniu atomów ksenonu antyprotonami. W wyniku eksperymentu otrzymano 9 atomów antywodoru.”

- 2010.11.18: „Naukowcom z genewskiego CERN po raz pierwszy udało się uwięzić antymaterię, a dokładniej cząsteczki antywodoru.Naukowcom udało się stworzyć 38 cząsteczek antywodoru i przytrzymać je przez około dwie dziesiąte sekundy w specjalnej pułapce magnetycznej. Wyniki ich eksperymentów publikuje najnowszy numer tygodnika „Nature”.

A czy w kosmosie jest antymateria? – zapytacie. Być może istnieją antygalaktyki, antygwiazdy, antyplanety wypełnione antyżyciem – wszystko zbudowane z antymaterii. W różnych procesach mogą się pojawiać różne cząstki i właśnie dzisiaj 16 maja 2011 roku, gdy piszę te słowa, słucham odliczania do startu promu Andeavour. Właśnie teraz finalizuje się wielki projekt amerykańskiego noblisty z 1976 roku, fizyka - prof. Samuela Tinga. Wykrywacz antymaterii i ciemnej materii Alpha Magnetic Spectometer (AMS), wyruszył na pokładzie promu kosmicznego Endeavour na Międzynarodową Stację Kosmiczną ISS. Właśnie realizuje się Samuel Ting’s Space Odyssey.  Ten marzyciel zaczął tworzyć swój śmiały projekt kosmiczny już dawno temu. AMS po wyniesieniu na orbitę i zamontowaniu na stacji kosmicznej będzie poszukiwał także tajemniczej ciemnej energii, która stanowi ponad 80% materii Wszechświata, o czym pisałem w mojej notce DARK ENERGY 

AMS-02 location on space station

Prof. Ting za pomocą AMS zamierza także szukać śladów pierwotnej antymaterii naszego Wszechświata – echa Big Bangu, z którego wyłonił się nasz Wszechświat i my sami. Zbudowany pod nadzorem prof. Tinga Alpha Magnetic Spectometer (AMS) za kwotę 2 miliardów dolarów poprzez konsorcjum 60 instytucji i 600 naukowców z wielu krajów świata, dociera już zapewne do stacji kosmicznej i rozpocznie niedługo swą pracę planowaną na 10 lat. Trzeba mieć nadzieję, że dokona nowych, znaczących i ważnych odkryć dzięki nadzwyczajnej czułości AMS-02 w zakresie badania strumienia naładowanych cząstek tworzących promieniowanie kosmiczne.

 

Co my z tego będziemy mieli? Prof. Ting mówi: „Od odkrycia do efektu zawsze jest potrzebny okres czasu, który może zmienić życie wszystkich obywateli”. Ten uparty i wytrwały uczony, już od 1993 r myślał o stworzeniu AMS, który jest narzędziem – sondą poszukującą jeszcze nieznanych zjawisk we Wszechświecie. Mark Sistilli nadzorujący projekt AMS-02 z ramienia NASA mówi: „To nie tylko ekscytujące, co możemy zobaczyć w przestrzeni kosmicznej, ale też wielka niewiadoma”…”Co to jest ciemna energia i z czego się składa? Czy są jakieś gwiazdy i galaktyki z antymaterii? Może Big Bang nie wytworzył tyle samo antymaterii i materii? Nikt nie wie.”

Jest jeszcze jedno potencjalne zastosowanie antymaterii. Antymateria może być bronią. Wymarzoną bronią okresu zimnej wojny – czystą bombą, bez skażenia radioaktywnego! Przecież wtedy znika problem MAD: Mutually Assured Destruction!

Harold Gerrish z NASA i inni oceniają, że technologia i nowe pułapki antyprotonów mogą obniżyć cenę do około 5.000 dolarów za mikrogram antymaterii. Także ilość możliwej do wyprodukowania w roku antymaterii może się zwiększyć dziesięciokrotnie.

Generałowie z United States Air Force i z Ministerstwa Obrony Rosji, już myślą o tej najpotężniejszej broni przestrzeni kosmicznej! Już gry wojenne nawet prowadzą i „biali” niszczą statki kosmiczne „czerwonych”, chociaż ci „czerwoni” nie mają jeszcze możliwości wyprodukowania antymaterii. (Jeśli ktoś tych czerwonych ma ochotę kojarzyć z siłami zbrojnymi Rosji, to proszę bardzo, może to czynić na własną odpowiedzialność. „Czerwoni” nie mają możliwości wytwarzania antymaterii, ale ich wybitni uczeni opracowali statki kosmiczne zwane grawicapami, które podobno już intensywnie poszukują ciemnej energii w kosmosie. Być może zostanie napisana i o tym będzie traktowała notka: „Ściśle tajne! Grawicapy latają w kosmosie.-Совершенно секретно! Гравицапы летают в космосе”.

Nie wiedzą jednak wszyscy, co może stanowić ochronę statku kosmicznego przed strumieniem antymaterii. A przecież jest elementarna i prosta możliwość obrony. Już wiadomo, że w okresie cywilizacji galaktycznej każdy statek kosmiczny będzie wyposażony w technologię kokonu z ciemnej energii, nieprzenikalnej dla żadnego rodzaju materii, strumienia antymaterii, czy też pola.

Lecz już dzisiaj uczeni myślą o statkach kosmicznych wykorzystujących antymaterię. Oto specyficzna wizja konstrukcji takiego statku, bezpiecznego dla astronautów ze względno na powstające w procesie anihilacji promieniowanie gamma.

Silnik takiego statku w locie na marsa zużywałby zaledwie kilka miligramów paliwa. Niewątpliwie nadejdzie czas, że takie statki będą regularnie kursowały w naszym systemie planetarnym. I nie będzie to nawet za milion lat, a znacznie wcześniej. Skoki wiedzy i rewolucje naukowo – techniczne doprowadzą nieuchronnie do zbudowania na planecie Ziemia, być może już w następnym wieku, cywilizacji planetarnej!

Wszak jest to warunek niezbędny i konieczny dla dalszego istnienia ludzkości! Żyjemy w epoce, gdy ludzkość stawia pierwsze kroki w kierunku realizacji swoich wielkich marzeń – rozpoczęcia zasiedlania najbliższych systemów planetarnych…. Jeszcze lat 100 - 200 i będziemy mogli spacerować po ścieżkach na dalekich planetach.

A już na koniec posłuchajcie Antimatter „Psalms”:

The beginning of the universe
Is the mother of all things.
Knowing the mother, one also knows the sons.
Knowing the sons, yet remaining in touch with the mother,
Brings freedom from the fear of death.

                                                                                                                        /Lao Tse, The Tao Te Ching/

                                                                                                                         16.05.2011

Zbigwie

Uwaga! Kto ma ochotę może przeczytać jeszcze więcej na temat antymaterii:

Appendix– fragment tekstu z bakisty Zbigawie, a dokładniej z opowiadania „Ofir w galaktyce Trójkąta".

 

"Империализм - зло и глупость. Он вредит интересам народа России. (...) "На Украине произошло народное восстание против коррумпированной и воровской власти. Ядром этого восстания были Киев и западные области страны, но его поддержала (молчаливо) и большая часть юго-востока, иначе бы сейчас Янукович не проводил странных пресс-конференций в Ростове-на-Дону. На эту тему есть политическое заявление партии, которую я возглавляю. У народа есть право на восстание в условиях, когда другие политические методы борьбы исчерпаны. Не буду долго рассусоливать. Два примера о том, что такое "власть Януковича": а) сын Януковича, бывший стоматологом, стремительно превратился в долларового миллиардера. Что может ещё лучше иллюстрировать чудовищную коррупцию? б) Премьер-министр Азаров, из-за которого во многом и начался «Майдан", долго втирал всем про ужасный Запад, иностранное влияние и "гей-ропу", а сам после отставки, быстро свалил жить в Австрию, где у его семьи поместье и банковские счета. Что может лучше иллюстрировать чудовищное лицемерие? Хоть ты из Донецка, хоть ты из Львова - нормальный человек понимает, что такую власть надо менять. Вор Янукович решил, что тех, кто им недоволен, надо бить по голове. А потом решил, что в них надо стрелять. Вот и оказался в Ростове. (...) "Oczywiście, że są między naszymi krajami i drażliwe tematy ale o nich jest głośno i trwa taki jakby wyścig, kto komu bardziej dokopie. Uważam, że dużo lepsza jest rozmowa na zasadzie - owszem, to i tamto się wydarzyło ale i wydarzyło się też to i to. Po prostu na samych konfliktach pokoju się nie zbuduje, trzeba pokazywać też i to, że możemy razem coś pozytywnego zdziałać, że są sprawy które potrafią nas łączyć, że między nami była nie tylko nienawiść i krzywdy. Mamy momenty w historii które Rosjan i Polaków zbliżają, mamy i takie które dzielą. O tych drugich mówi się dużo, o tych pierwszych prawie nic. Stawia się pomnik najeźdźcom z Armii Czerwonej, a nie honoruje się rosyjskich żołnierzy sojuszniczych, ginących w obronie niepodległej Polski i niepodległej białej Rosji. " PSZCZELARZ http://bezwodkinierazbieriosz.salon24.pl/283223,kaukaskie-termopile-6tej-kompanii-6#comment_4049311 **************************************************** *******************************************************

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie