Работу выполнила

Содержание

Слайд 2

Антиматерия — материя,
состоящая из античастиц

Антиматерия — материя, состоящая из античастиц

Слайд 3

о
позитрон – антиэлектрон, предсказанный теоретически Дираком, был найден в космических лучах К.

о позитрон – антиэлектрон, предсказанный теоретически Дираком, был найден в космических лучах
Андерсоном в 1932 году.
(Нобелевская премия –1936 г.)
антипротон – в 1955 году (Чемберлен, Сегре, Ипсилантис).
(Нобелевскую премию получили Э. Сегре и О. Чемберлен в 1959 г.)

Обнаружение первых античастиц

Слайд 4

Первые искусственные античастицы –
ядра антидейтерия,
содержащие антипротон и антинейтрон,
были синтезированы

Первые искусственные античастицы – ядра антидейтерия, содержащие антипротон и антинейтрон, были синтезированы
в 1965 году
(Leiderman и др.) в Европейской лаборатории физики элементарных частиц
(CERN, Женева, Швейцария) и Брукхейвенской национальной лаборатории (США)

Слайд 5

Затем ядра антигелия-3
(два антипротона и антинейтрон) и
антитрития (антипротон и два

Затем ядра антигелия-3 (два антипротона и антинейтрон) и антитрития (антипротон и два
антинейтрона) были синтезированы в 1969 году Ю. Прокошкиным и др. на 70-ГэВ протонном ускорителе в Институте физики высоких энергий (Протвино, СССР)

Слайд 6

В ЦЕРНе на низкоэнергетическом антипротонном кольце интернациональная команда под руководством Вальтера Элерта

В ЦЕРНе на низкоэнергетическом антипротонном кольце интернациональная команда под руководством Вальтера Элерта
(W.Oelert) синтезировала в 1995 году первые девять атомов антивещества – антиводорода в результате столкновений антипротонов и атомов ксенона
(антипротоны полетали через газообразный ксенон примерно 3 миллиона раз в секунду)

Схема установки, позволившей впервые получить атомы антиводорода

Слайд 7

В 1996 году в Национальной ускорительной Ферми лаборатории (Fermi National Accelerator Laboratory,

В 1996 году в Национальной ускорительной Ферми лаборатории (Fermi National Accelerator Laboratory,
Batavia, USA) также были получены антиатомы водорода.

Атомы антиподы:
водород и антиводород

Слайд 8

При прохождении через атом ксенона антипротон затрачивал часть своей энергии на создание

При прохождении через атом ксенона антипротон затрачивал часть своей энергии на создание
пары электрон-позитрон, а в достаточно редких случаях близости скоростей антипротона и позитрона возникал антиатом водорода:
Эти антиатомы существовали биллионные доли секунды на протяжении около десяти метров, после чего аннигилировали с обычным веществом. Получаемый в результате аннигиляции сигнал и служил подтверждением создания атомов антивещества.

Слайд 9

Впервые «собрать» из субатомных античастиц атомы антиматерии в 2002 году сотрудникам CERN
Изучая

Впервые «собрать» из субатомных античастиц атомы антиматерии в 2002 году сотрудникам CERN
антиатомы, физики рассчитывают прояснить вопрос о недостатке антивещества во Вселенной, но до сих пор ученым не удавалось удерживать антиводород от аннигиляции с "обычной" материей достаточное для изучения время.

Слайд 10

В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества.
Для

В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества.
этого ученые охлаждали облако, содержащее около 30000 антипротонов, до температуры 200 К (-73,150 С), и облако из 2*106 позитронов до температуры 40 К (- 233,150 С).
Физики охлаждали антивещество в ловушке Пеннинга, встроенной внутрь ловушки Иоффе-Питчарда. В общей сложности было поймано 38 атомов, которые удерживались 172 мс.

Ловушка Пеннинга

Слайд 11


Потери
Потери энергии за единицу времени составляют
где q, m, ε - соответственно

Потери Потери энергии за единицу времени составляют где q, m, ε -
заряд, масса и энергия частицы, с – скорость света

Слайд 13

Объединению античастиц помогает и лазер

В 1991 г. экспериментально наблюдалось явление лазерно –

Объединению античастиц помогает и лазер В 1991 г. экспериментально наблюдалось явление лазерно
стимулированной рекомбинации электронов и протонов , приводящее к образованию атомов водорода.
При этом использовалось либо излучение СО2 лазера, либо длинный импульс лазера на красителе.

Слайд 14

По той же схеме можно стимулировать рекомбинацию позитрона и антипротона.

По той же схеме можно стимулировать рекомбинацию позитрона и антипротона.

Слайд 15

Ученые из ATHENA Collaboration регистрировали атомы антиводорода при высвобождении их из ловушки,

Ученые из ATHENA Collaboration регистрировали атомы антиводорода при высвобождении их из ловушки,
когда они аннигилировали при взаимодействии с ее стенками.
Всего было зарегистрировано около 130 случаев аннигиляции атомов антиводорода, что (по оценке) соответствует примерно 50000 образовавшимся атомам.

Слайд 16

Ученые из ATRAP Collaboration смогли зарегистрировать атомы антиводорода без какого-либо фонового сигнала

Ученые из ATRAP Collaboration смогли зарегистрировать атомы антиводорода без какого-либо фонового сигнала

Слайд 17

В мае 2011 года результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить — на

В мае 2011 года результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить — на
этот раз было поймано 309 антипротонов, которые удерживались 1000 секунд. Дальнейшие эксперименты по удержанию антивещества призваны показать наличие или отсутствие для антивещества эффекта антигравитации.

Слайд 18

При взаимодействии вещества и антивещества их масса превращается в энергию. Такую реакцию

При взаимодействии вещества и антивещества их масса превращается в энергию. Такую реакцию
называют аннигиляцией.
Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи выделится приблизительно 1,8×1017 ДЖ энергии, что эквивалентно энергии выделяемой при взрыве 42,96 Мт тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба» (вес ~ 20 т), соответствовало 57 Мт. Следует отметить, что порядка 50% энергии, выделившейся при аннигиляции (реакции пары нуклон-антинуклон), выделяется в форме нейтрино, которые практически не взаимодействуют с веществом.

Слайд 19

В космосе позитроны рождаются при взаимодействии с веществом гамма-квантов и энергичных частиц

В космосе позитроны рождаются при взаимодействии с веществом гамма-квантов и энергичных частиц
космических лучей, а также при распаде некоторых типов этих частиц. Таким образом, часть первичных космических лучей составляют позитроны, так как в отсутствие электронов они стабильны. В некоторых областях Галактики обнаружены аннигиляционные гамма-линии, доказывающие присутствие позитронов.