Tärkein ero - Antimatter vs. Dark Matter

Aineen käsite on yksi vanhimmista fysiikan käsitteistä. Nykyaikaisessa tieteessä on neljä ainetyyppiä: tavallinen aine, antiaine, tumma aine ja negatiivinen aine. Joten aineen ymmärtäminen nykyaikaisessa fysiikassa on hieman monimutkaista. Antimateria ei ole hypoteettinen käsite. Hiukkasia ja hiukkasia syntyi yhtä paljon alkuräjähdyksen jälkeen, kun maailmankaikkeus alkoi jäähtyä. Lisäksi tutkijat voivat keinotekoisesti luoda antihiukkasia törmäämällä korkean energian varautuneisiin hiukkasiin. Aina kun hiukkaset ja niiden hiukkaset tai antiaine ja sen aine kohtaavat, ne tuhoutuvat ja muuttavat kokonaismassansa energiaksi Einsteinin yhtälön E = mc mukaisesti². Pimeä aine, toisaalta, ei ole vielä havaittu suoraan. Havaitut erittäin vahvat todisteet kuitenkin vahvistavat pimeän aineen olemassaolon. Tämä on tärkein ero antiaineen ja pimeän aineen välillä. Tässä artikkelissa yritetään selittää selkeästi antiaine ja pimeä aine sekä niiden välinen ero.

Mikä on Antimatter

Antiaine on yksinkertaisesti vastakohta tavalliselle aineelle. Antiaine koostuu antihiukkasista, kun taas tavallinen aine koostuu hiukkasista. Tietyn hiukkasen ja sen antihiukkasen massa on sama, mutta joillakin ominaisuuksilla, kuten varauksella, magneettisella momentilla, spinillä, baryoniluvulla ja leptoniluvulla, on vastakkaisia ​​merkkejä.

Antiaineen moderni osa alkoi Paul Diracin ennustuksella vuonna 1928. Hänen teoriansa ennusti mahdollisuuden hiukkasen olemassaoloon, jolla on sama elektronimassa, mutta sama ja vastakkainen varaus. Tämän ennustuksen vahvisti Carl D.Anderson vuonna 1932, joka löysi antiaineen, elektronin vastineen, nimeltään positroni (antielektroni) tutkiessaan kosmisia säteitä. Tämä oli ensimmäinen havaittu antihiukkas.

Vakiomallin mukaan jokaisella tavallisen aineen hiukkasella on hiukkasvastainen vastine. Lisäksi jokaisella kvarkilla on antiaine -vastine, nimeltään antiquark. Esimerkiksi elektronin, protonin ja neutronin antihiukkaset ovat positronit, antiprotonit ja antineutronit.

Yksinkertaisin mahdollinen antiatomi on anti -vety, joka koostuu antiprotonista ja positronista. Vaikka tiedemiehet eivät vieläkään pysty luomaan antiheliumia raskaampia ytimiä, kaikki monimutkaiset antiatomin ytimet ovat mahdollisia fysiikan periaatteiden mukaisesti.

Teorioiden mukaan antiaine on vuorovaikutuksessa kaikkien neljän perusvuorovaikutuksen eli gravitaation, sähkömagneettisen, vahvan ydinvoiman ja heikon vuorovaikutuksen kautta. Joten antimateria taipuu myös aika-aikaan aivan kuten tavallinen aine.

Mikä on pimeä aine

Vaikka pimeää ainetta ei ole löydetty, on havaittu erittäin vahvoja todisteita, jotka vahvistavat pimeän aineen olemassaolon. Jotkut havainnot vahvistavat, että siellä on oltava valtava määrä ainetta kuin mitä havaitsemme maailmankaikkeudessa. Tukevana esimerkkinä pimeän aineen olemassaolosta voidaan ottaa spiraaligalakseja. Kierregalaksin pyörimisnopeus riippuu sen massasta. Mitä suurempi massa, sitä suurempi nopeus. Kuten tutkijat ovat havainneet, useimpien spiraaligalaksien, mukaan lukien Linnunrata, pyörimisnopeudet ovat liian nopeita odotettua nopeutta. Yksinkertaisesti näiden galaksien massan pitäisi olla liian suuri kuin havaitsemamme massa. Tätä näkymätöntä, havaitsematonta tai puuttuvaa massaa pidetään teoreettisesti pimeänä aineena.

Teorioiden mukaan pimeä aine on vuorovaikutuksessa vain painovoiman ja heikon vuorovaikutuksen kautta. Joten sen painovoima on havaittavissa. Mutta pimeää ainetta ei voi nähdä ja sitä on vaikea havaita, koska se ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisten ja voimakkaiden vuorovaikutusten kautta.

Ero antimatterin ja pimeän aineen välillä

Perusvuorovaikutukset:

Aineen tyyppi	Painovoimainen vuorovaikutus	Heikko vuorovaikutus	Vahva vuorovaikutus	Sähkömagneettinen vuorovaikutus
Antiaine	Olemassa	Olemassa	Olemassa	Olemassa
Pimeä aine	Olemassa	Olemassa	Ei	Ei

Olemassaolo:

Antiaine: Antihiukkasia on löydetty ja ne voitaisiin luoda keinotekoisesti törmäämällä korkean energian varautuneisiin hiukkasiin. Vetyä ja antiheliumia on myös valmistettu keinotekoisesti.

Pimeä aine: Toistaiseksi pimeää ainetta ei ole havaittu. Mutta todisteita löytyy. Pimeän aineen käsite on siis edelleen teoreettinen.

Yltäkylläisyys:

Antiaine: Joidenkin teorioiden mukaan hiukkasia ja hiukkasia syntyi yhtä paljon alkuräjähdyksen jälkeen. Nykyään havaitsemamme maailmankaikkeus on kuitenkin lähes täysin antimateriaaliton. Universumissa on hyvin pieni määrä antimateriaa. Syy antiaineen katoamiseen on edelleen tuntematon.

Pimeä aine: Teoreettisten laskelmien mukaan pimeän aineen määrä on paljon suurempi kuin maailmankaikkeuden tavallisen aineen määrä.

Kuva:

"Pimeä aine", NASA, ESA, M.J. Jee ja H.Ford (Johns Hopkinsin yliopisto) - (Public Domain) Commons Wikimedian kautta