Tipărire
Categorie: Fizica nucleară şi fizica particulelor
Accesări: 4785

Medicina a descoperit de ceva vreme cum să utilizeze antimateria pentru a realiza imagini de înaltă rezoluţie ale organismului uman. Pe de altă parte, dată fiind uriaşa energie care poate fi eliberată ca urmare a reacţiei dintre materie şi antimaterie, antimateria ar putea constitui combustibilul viitorului, atunci când vorbim despre alimentarea rachetelor spaţiale. Vă invităm să citiţi în a doua parte a articolului dedicat antimateriei, alte cinci lucruri pe care, probabil, nu le ştiaţi despre aceasta.

 

10 lucruri pe care nu le ştii despre antimaterie (p.1)


6. Antimateria este studiată în deceleratoarele de particule


Cu certitudine aţi auzit de acceleratoarele de particule, dar aţi auzit şi de deceleratoare? La CERN se găseşte şi Deceleratorul de antiprotoni, care poate capta şi încetini antiprotoni pentru a le studia proprietăţile şi comportamentul.

În acceleratoare de particule circulare, cum este LHC (Large Hadron Collider, CERN) particulele primesc un plus de energie după fiecare rotaţie completă. Acceleratoarele funcţionează după principiul opus: acestea sunt încetinite după fiecare rotaţie.

7. Neutrinii ar putea fi propriile antiparticule

O particulă de materie şi partenerul său alcătuit din antimaterie au sarcini diferite, fiind astfel uşor de identificat. Neutrinii, particule cu masă aproape zero care interacţionează rar cu materia, nu au sarcină. Fizicienii cred că neutrinii ar putea fi particule Majorana, o clasă ipotetică de particule ce sunt propriile antiparticule.

Proiecte ca Majorana demonstrator şi EXO-200 au scopul de a determina dacă neutrinii sunt particule Majorana, încercând să identifice un comportament denumit "neutrinoless double-beta decay" (Neutrinoless double-beta decay este o dezintegrare a nucleului atomic în care doi neutroni se transformă în doi protoni şi doi electroni. Acest proces nu a fost încă observat şi nu se ştie dacă are loc în natură. Dacă această dezintegrare chiar are loc, neutrinul este propria antiparticulă, iar neutrinii ar oferi o explicaţie (şi un mecanism) pentru dezechilibrul materie-antimaterie din Univers. n.tr.).

Anumite nuclee se dezintegrează simultan, eliberând doi electroni şi doi neutrini. Dacă neutrinii ar fi propriile antiparticule, ei s-ar anihila după dubla dezintegrare, iar fizicienii ar observa doar electronii.

Descoperirea neutrinilor Majorana ar putea explica de ce există asimetria materie-antimaterie. Fizicienii au avansat ipoteza că neutrinii Majorana pot fi ori grei, ori uşori. Cei uşori există astăzi, iar cei grei au existat imediat după Big Bang. Aceşti neutrini Majorana grei s-ar fi dezintegrat asimetric, ducând la un uşor excedent de materie.


8. Antimateria este utilizată în medicină

Tomografia cu emisie de pozitroni (PET - positron emission topography) foloseşte pozitroni pentru a produce imagini de mare rezoluţie a organismului. Izotopi radioactivi care emit pozitroni (ca cei găsiţi şi în banane) sunt ataşaţi unor substanţe chimice, cum ar fi glucoza. Aceste substanţe sunt injectate în sânge, unde sunt descompuse în mod natural de organism, eliberând pozitroni ce se ciocnesc de electroni din organism şi se anihilează. Această anihilare produce raze gama care sunt utilizate pentru a construi imagini.

Cercetătorii din proiectul ACE (CERN) au studiat antimateria ca un potenţial candidat de utilizat în terapia anticancer. Cercetătorii din domeniul medicinei au descoperit deja că pot ţinti tumorile cu fascicule de particule care vor elibera energie doar după ce trec prin ţesuturile sănătoase. Utilizarea antiprotonilor adaugă un plus de energie. Această tehnică s-a dovedit eficientă în testele pe hamsteri, dar cercetători trebuie să dovedească eficienţa şi pe celulele umane.


9. Antimateria ce ar fi putut anihila toată materia ar putea există unde prin spaţiul cosmic

O modalitate prin care fizicienii încearcă să rezolve asimetria materie-antimaterie este de a căuta antimateria rămasă după Big Band prin spaţiu.

Spectrometrul Magnetic Alfa (Alpha Magnetic Spectrometer) este un detector de particule fixat pe Staţia Spaţială Internaţională (ISS) care are rolul de a detecta particule de antimaterie. AMS conţine câmpuri magnetice ce curbează traiectoria particulelor cosmice pentru a separa materia de antimaterie. Detectoarele AMS evaluează şi identifică particulele pe măsură ce acestea trec.

Coliziuni ale rezelor cosmice produc în mod obişnuit pozitroni şi antiprotoni, dar probabilitatea de a crea un atom de antiheliu este foarte scăzută pentru ar fi necesară o cantitate enormă de energie. Aceasta înseamnă că observarea unui singur nucleu de antiheliu ar fi o dovadă puternică pentru existenţa unei cantităţi mari de antimaterie undeva în Univers.


10.Cercetăm cum am putea alimenta navetele spaţiale cu antimaterie

O cantitate mică de antimaterie poate produce o cantitate enormă de energie, fiind, aşadar, un excelent "carburant" pentru vehiculele viitorului.

Propulsia cu antimaterie este ipotetic posibilă; limitarea majoră constă în colectarea unei cantităţi suficiente de antimaterie.

Nu există în prezent nicio tehnologie disponibilă pentru a produce ori colecta antimaterie în cantităţile necesare pentru a asigura propulsia unei navete spaţiale.

Totuşi, un număr mic de cercetători au desfăşurat studii, simulând stocarea şi propulsia cu ajutorul antimateriei. Printre aceştia: Ronan Keane şi Wei-Ming Zhang (Western Reerve Academy şi Kent STate University), dar şi Marc Weber şi colegii acestuia (Washington State University).

Într-o zi, dacă ne vom da seama cum să creăm ori să colectăm cantităţi mari de antimaterie, studiile acestora ar putea ajuta la proiectarea unor călătorii interstelare pe baza propulsiei cu antimaterie.

Traducere după   ten-things-you-might-not-know-about-antimatter, cu acordul editorului.