हम बताते हैं कि एंटीमैटर क्या है, इसकी खोज कैसे हुई, इसके गुण, पदार्थ से अंतर और यह कहां पाया जाता है।
एंटीमैटर क्या है?
कण भौतिकी में, एंटीमैटर किस प्रकार का पदार्थ होता है?प्रति-कण, के बजाएकणों साधारण। यह एक कम बार आने वाला प्रकार है मामला.
एंटीमैटर सामान्य पदार्थ से बहुत मिलता-जुलता है, केवल अंतर में है आवेश कणों की और कुछ क्वांटम संख्याओं में। इस प्रकार, एक प्रतिइलेक्ट्रॉन, जिसे भी कहा जाता हैपॉज़िट्रॉन, यह इलेक्ट्रॉन का प्रतिकण है, जिसमें आवेश को छोड़कर समान गुण होते हैं, जो धनात्मक होता है। दूसरी ओर, एंटीन्यूट्रॉन तटस्थ (न्यूट्रॉन की तरह) होते हैं, लेकिन उनके चुंबकीय क्षण विपरीत होते हैं। अंत में, एंटीप्रोटॉन प्रोटॉन से इस मायने में भिन्न होते हैं कि वे नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं।
बातचीत करके, एंटीमैटर और मैटर कुछ ही क्षणों के बाद एक-दूसरे का सफाया कर देते हैं, जिससे भारी मात्रा में निकल जाता हैऊर्जा उच्च-ऊर्जा फोटॉन (गामा किरण) और अन्य प्राथमिक कण-प्रतिकण जोड़े के रूप में।
के अध्ययन मेंशारीरिक के अनुरूप प्रतीकों पर एक क्षैतिज पट्टी (मैक्रो) का उपयोग करके कणों और एंटीपार्टिकल्स के बीच अंतर किया जाता हैप्रोटोन (पी),इलेक्ट्रॉन (ई) औरन्यूट्रॉन (एन)।
एंटीपार्टिकल्स से बने परमाणु प्राकृतिक रूप से मौजूद नहीं होते हैं प्रकृति क्योंकि वे साधारण पदार्थ से नष्ट हो जाएंगे। परमाणुओं के निर्माण के उद्देश्य से किए गए प्रयोगों में केवल बहुत कम मात्रा में सफलतापूर्वक बनाया गया है।
एंटीमैटर की खोज
एंटीमैटर के अस्तित्व को 1928 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक (1902-1984) द्वारा सिद्धांतित किया गया था, जब उन्होंने सिद्धांतों को मिलाकर एक गणितीय समीकरण तैयार किया था सापेक्षता अल्बर्ट आइंस्टीन और क्वांटम भौतिकी नील्स बोहर द्वारा।
इस कठिन सैद्धांतिक कार्य को सफलतापूर्वक हल किया गया और वहां से यह निष्कर्ष निकला कि इलेक्ट्रॉन के समान एक कण होना चाहिए लेकिन एक सकारात्मक विद्युत आवेश के साथ। इस पहले एंटीपार्टिकल को एंटीइलेक्ट्रॉन कहा जाता था और आज यह ज्ञात है कि एक साधारण इलेक्ट्रॉन के साथ इसकी मुठभेड़ पारस्परिक विनाश और फोटॉन (गामा किरणों) की पीढ़ी की ओर ले जाती है।
इसलिए, एंटीप्रोटॉन और एंटीन्यूट्रॉन के अस्तित्व के बारे में सोचना संभव था। डिराक के सिद्धांत की पुष्टि 1932 में हुई थी, जब कॉस्मिक किरणों और साधारण पदार्थ के बीच बातचीत में पॉज़िट्रॉन की खोज की गई थी।
तब से एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रतिइलेक्ट्रॉन का पारस्परिक विनाश देखा गया है। उनकी बैठक एक प्रणाली का गठन करती है जिसे . के रूप में जाना जाता है पॉज़िट्रोनियम, आधा जीवन कभी भी 10-10 या 10-7 सेकंड से अधिक नहीं होता है।
इसके बाद, बर्कले कण त्वरक (कैलिफ़ोर्निया, 1955) में आइंस्टीन के सूत्र का पालन करते हुए उच्च-ऊर्जा परमाणु टकरावों के माध्यम से एंटीप्रोटॉन और एंटीन्यूट्रॉन का उत्पादन करना संभव था। ई = एम.सी2 (ऊर्जा बराबर द्रव्यमान द्वारा प्रकाश कि गति वर्ग)।
इसी तरह, 1995 में यूरोपीय परमाणु अनुसंधान संगठन (CERN) की बदौलत पहला परमाणु-विरोधी प्राप्त हुआ। ये यूरोपीय भौतिक विज्ञानी एक एंटीमैटर हाइड्रोजन या एंटीहाइड्रोजन परमाणु बनाने में कामयाब रहे, जो एक एंटीप्रोटोन की परिक्रमा करने वाले पॉज़िट्रॉन से बना था।
एंटीमैटर गुण
एंटीमैटर पर हाल के शोध से पता चलता है कि यह सामान्य पदार्थ की तरह ही स्थिर है। हालाँकि, इसके विद्युत चुम्बकीय गुण पदार्थ के विपरीत होते हैं।
इसका गहराई से अध्ययन करना आसान नहीं था, एक प्रयोगशाला में इसके उत्पादन में शामिल भारी मौद्रिक लागत (लगभग 62,500 मिलियन अमरीकी डालर प्रति मिलीग्राम) और इसकी बहुत कम अवधि को देखते हुए।
प्रयोगशाला में एंटीमैटर निर्माण का सबसे सफल मामला लगभग 16 मिनट तक चला। फिर भी, इन हाल के अनुभवों ने इस अंतर्ज्ञान को जन्म दिया है कि पदार्थ और एंटीमैटर में समान गुण नहीं हो सकते हैं।
एंटीमैटर कहाँ पाया जाता है?
यह एंटीमैटर के रहस्यों में से एक है, जिसके लिए कई संभावित स्पष्टीकरण हैं। की उत्पत्ति के बारे में अधिकांश सिद्धांत ब्रम्हांड स्वीकार करें कि शुरुआत में वे मौजूद थे अनुपात पदार्थ और एंटीमैटर की तरह।
हालाँकि, वर्तमान में देखने योग्य ब्रह्मांड केवल साधारण पदार्थ से बना हुआ प्रतीत होता है। इस परिवर्तन के लिए संभावित स्पष्टीकरण पदार्थ और एंटीमैटर के साथ बातचीत की ओर इशारा करते हैं काला पदार्थ, या के दौरान उत्पादित पदार्थ और एंटीमैटर की मात्रा के बीच एक प्रारंभिक विषमता के लिए महा विस्फोट.
हम जो जानते हैं वह यह है कि प्राकृतिक एंटीपार्टिकल प्रोडक्शन हमारे ग्रह के वैन एलन रिंग्स में होते हैं। ये वलय सतह से लगभग दो हजार किलोमीटर की दूरी पर स्थित होते हैं और इस तरह से प्रतिक्रिया करते हैं जब गामा किरणें टकराती हैं वायुमंडल बाहरी।
यह एंटीमैटर आपस में चिपक जाता है, क्योंकि उस क्षेत्र में खुद को नष्ट करने के लिए पर्याप्त सामान्य पदार्थ नहीं है, और कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि इस संसाधन का उपयोग एंटीमैटर को "निकालने" के लिए किया जा सकता है।
एंटीमैटर किसके लिए है?
मानव उद्योगों में एंटीमैटर का अभी तक बहुत अधिक व्यावहारिक उपयोग नहीं हुआ है, क्योंकि यह बहुत अधिक है लागत और मांग प्रौद्योगिकी जिसका तात्पर्य इसके उत्पादन और संचालन से है। हालांकि, कुछ एप्लिकेशन पहले से ही एक वास्तविकता हैं।
उदाहरण के लिए, पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) स्कैन किया जाता है, जिसने सुझाव दिया है कि कैंसर के उपचार में एंटीप्रोटोन का उपयोग संभव है और शायद वर्तमान प्रोटॉन तकनीकों (रेडियोथेरेपी) की तुलना में अधिक प्रभावी है।
हालांकि, एंटीमैटर का मुख्य अनुप्रयोग के स्रोत के रूप में है ऊर्जा. आइंस्टीन के समीकरणों के अनुसार, पदार्थ और एंटीमैटर के विनाश से इतनी ऊर्जा निकलती है कि एक किलो पदार्थ / एंटीमैटर का विनाश किसी भी चीज़ की तुलना में दस अरब गुना अधिक उत्पादक होगा। रासायनिक प्रतिक्रिया और परमाणु विखंडन से दस हजार गुना अधिक।
यदि इन प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित और उपयोग किया जा सकता है, तो सभी उद्योग और यहां तक कि परिवहन भी बदल जाएगा। उदाहरण के लिए, दस मिलीग्राम एंटीमैटर एक अंतरिक्ष यान को तक प्रेरित कर सकता है मंगल ग्रह.