Utolsó kommentek

  • Comandante en Jefe: Hát igen, mi ennek utánaolvastunk, úgyhogy kihagytuk a követséges mókát. Persze nekünk egyszerűbb ... (2016.01.06. 17:42) Kanossza
  • Comandante en Jefe: @Eino81: Szerintem azért, mert önmagában a prágai reptér utasai kevesen vannak egy metróhoz (jó d... (2015.04.11. 08:01) Bumli: Hegyek alatt, völgyek alatt
  • igi1: Ez ugyanolyan mint a nagy hadron ütköztető csak nem lehet érteni hogy ez egy metró!? (2015.04.09. 14:03) Bumli: Hegyek alatt, völgyek alatt
  • igi1: Ronda és semmilyen legalább vmi színt vittek volna bele... Jó még a némi zöld is segít vmit Az ... (2015.04.09. 13:57) Bumli: Hegyek alatt, völgyek alatt
  • Eino81: Hogy miért Motol felé vitték, azt nem értettük, ha nem kanyarodik le délre, egyenesen elmehettek v... (2015.04.09. 13:39) Bumli: Hegyek alatt, völgyek alatt
  • Utolsó 20

Friss topikok

  • Comandante en Jefe: Hát igen, mi ennek utánaolvastunk, úgyhogy kihagytuk a követséges mókát. Persze nekünk egyszerűbb ... (2016.01.06. 17:42) Kanossza
  • Comandante en Jefe: @Eino81: Szerintem azért, mert önmagában a prágai reptér utasai kevesen vannak egy metróhoz (jó d... (2015.04.11. 08:01) Bumli: Hegyek alatt, völgyek alatt
  • bvb09: Vannak jogos (Geneva) és ésszerűtlen kifogásai a posztolónak. A nyelvünk már csak olyan, hogy beép... (2014.09.02. 09:50) Angol-magyar for Dummies
  • belac++: Alfa137: első tipped a detektálási módra korrekt. Itt egy cikk, ami kicsit többet leír erről a dol... (2014.02.15. 10:28) Repül az antihidrogén, ki tudja hol áll meg... @ CERN
  • ptarjan: Találok ám párhuzamokat a tudománybeli pályázati rendszerrel, publish or perish, stb... Egészen od... (2014.02.10. 16:41) A Dal...

(Nem)lokális emberek

Az életről,
a világmindenségről,
meg mindenről

Címkék

3in1 (3) abszurd (12) anglia (3) angol (4) antianyag (1) apple (3) atom (2) ausztria (8) bamako (1) bank (1) beautiful south (1) bécs (7) bill bryson (1) bkv (7) blog (1) bonn (1) boston (1) bringa (3) britpop (1) brookhaven (1) budapest (15) bumli (10) cern (6) CERN (1) csehország (1) csirke (1) danubius (1) debrecen (1) demszky (2) diehappy evangéliuma (1) egészségügy (2) élet (10) előrehozott választás (1) emacs (9) észak balkán (1) eurovízió (1) fénysebesség (1) fika (2) film (5) fizika (10) foci (1) fordítás (3) fotó (2) fraktál (1) franciaország (1) függővasút (1) gasztronómia (3) gazdaság (2) genf (5) gitár (3) google (2) gyurcsány (1) hejesírás (3) hellókarácsony (2) Higgs (1) hír (1) hivatal (1) hollandia (1) homár (8) hulyek (2) hulyeseg (3) humor (10) index (1) indián (1) internet (4) interplanetaris (1) ital (2) itunes (1) japán (3) kelet (1) kelet ausztria (1) koldus (1) költészet (3) koncert (3) konyhazoom (1) könyv (4) közlekedés (37) krassó (1) kritika (3) kvark gluon plazma (2) labdarúgás (1) latex (1) legenda (1) lengyelország (1) lenovo (1) LHC (1) lhc (2) linux (7) mac (4) madár (1) magyar (4) magyarország (44) magyar október párt (1) malév (2) matematika (2) máv (7) metallica (1) metró (8) mezőgazdaság (1) microsoft (2) Mike Stern (1) mikor lesz végre előrehozott választás? (1) MTV (1) munka (3) nagy britannia (2) naprendszer (1) németország (2) népszavazás (2) neutrínó (1) nobel (3) notes from a big country (1) nyelv (5) oktatás (3) open access (1) open stage székelylend (1) Oy Noz (1) pápa (1) pc (2) pedagogia (1) penzugyek (3) perfect fluid (1) politika (19) posta (2) prága (2) presentation (1) programajánló (1) rádió (1) reform (2) reklám (1) rendszerváltás (1) repülés (14) részecskék (1) sajt (1) sci fi (1) sláger (1) stefan (1) suse (1) szakszervezet (1) számítástechnika (22) szeged (1) sztrájk (5) tech (5) teherautó (1) tej (1) télapó (2) telefon (1) természet (2) thaiföld (1) troli (2) tudomány (11) tűz (1) tv (3) ubuntu (3) újságírás (2) ukrajna (1) upc (1) uránia (1) usa (12) utazás (8) választás (1) vallás (5) válság (1) vasút (14) vélemény (2) vidék (2) világbajnok (1) villamos (3) vitorlázórepülés (1) web2 (1) word (2) zene (18) Címkefelhő

LiBerti pár fotója

Repül az antihidrogén, ki tudja hol áll meg... @ CERN

2014.02.13. 23:18 | belac++ | 8 komment

Címkék: fizika részecskék antianyag CERN LHC Higgs

Nemrég a CERN csendesen lehozott egy hírt, hogy a világon először sikerült antihidrogén-nyalábot előállítani. Az állandóan a Higgs-bozonról szóló hírek tömkelegében ez nem kapott akkora publicitást, pedig az a tény, hogy antianyag létezik legalább annyira fontos kérdéseket feszeget, mint a Higgs-bozon...

image001.jpg

Az antihidrogén egy antiproton (negativ töltésű) és egy antielektron (=pozitron, pozitív töltésű) kötött állapota. A részecskék elektromosan vonzzák egymást, mivel ellentétes töltésűek. A fenti ábra az antihidrogén nyalábot előállító kísérlet elvi sémáját mutatja. Az ábra baloldalán lévő, szürke tekercsekkel körbefogott mágneses csapda az, amiben előbb létrehoznak, majd mágnesekkel fókuszálnak antihidrogén atomokat (az antihidrogén nyalábot kék szín ábrázolja a képen). Ezután egy egy újabb mágneses téren keresztül repülve az ábra jobb szélén levő, sárga színű detektorban regisztrálják az antihidrogén atomok érkezését. Az antihidrogén atomok annihilálnak, amikor a detektor anyagával kölcsönhatnak, így lehet az érkezésüket detektálni. 

De mi értelme van ennek? Az antianyag, antirészecskék tulajdonságait, kölcsönhatásait vizsgálva az egész Unverzumunkra vagy általában a Természet legalappvetőbb törvényeire vonatkozó következtetéseket vonhatunk le. Amíg a Higgs-tér - egyebek mellett - az elemi részecskék tömegeit hívatott magyarázni (de korántsem az atomok tömegét!), addig az antianyag valami olyan fura világba enged bepillantást nyerni, amiben minden a feje tetején áll (átvitt értelemben). 

Az antirészecskék modern elméletét, létezését először Paul A. M. Dirac alkotta, jósolta meg 1930 körül, amikor a kvantummechanikát és a speciális relativitáselméletet összeházasította egy új elméletben (relativiszitikus kvantummechanika). Az elmélet lényege, elnagyolva, hogy ha olyan, a hidrogén atomot leíró egyenletet akarunk alkotni, ami biztosítja, hogy a fény sebessége vonatkoztatási-rendszertől függetlenül állandó (márpedig az), akkor léteznie kell antirészecskéknek! Ezt a következményt Dirac sem látta előre. (És rögtön tegyük is hozzá, hogy a fénysebességgel kapcsolatos elméleti munka - a speciális relativitáselmélet - Einstein érdeme). Tehát gondoljunk bele, mert ezt nem egyszerű megemészteni: van egy, az általunk évezredek óta megismert világ mellett egy antivilág is, ahol minden ellentétes töltésű, tükrözve van (nem végbéltükrözve!), és az idő is visszafele jár... 

A Dirac által megjósolt antirészecskék közül az elsőt (a pozitront) először C. D. Anderson mutatta ki kísérletileg 1932-ben, ezzel igazolva a jóslatot. Az antirészecskék létezése azóta elfogadott tény, azonban érthető módon alapvető és rejtélyes kérdéseket vet fel a létezésük. A következő kérdésekre ugyanis senki nem tudja a választ...

Ha létezik antianyag vagy antirészecske, akkor miért nincs természetes egyensúly az anyag és az antianyag mennyisége között az Univerzumban?

Az alapvető részecskefizikai folyamatokban, kísérletekben (LHC) azt látni, hogy a természet anyag-antianyag szimmetriája látszólag teljesül. Ugyanakkor kozmikus skálán, az általunk látható Univerzumban szinte alig van antianyag. Valamilyen oknál fogva, valami mechanizmus hatására ez a szimmetria megszünhetett valamikor az Univerzum fejlődése során. Vagy az antianyagnak eltérőek a tulajdonságai, vagy valami egyéb folyamat miatt következhetett be ez az aszimmetria. 

Hogyan hat kölcsön az antianyag anyaggal vagy más antianyaggal? 

A természetben négy kölcsönhatást ismerünk: gravitációs-, elektromágneses-, gyenge- és erőskölcsönhatást (erősségük sorrendjében, a leggyengébb a gravitáció). Ahhoz, hogy kimérje valaki az antianyag gravitációs (vagy antigravitációs) tulajdonságát semleges antianyagot kell előállítani, ugyanis a töltött részecskék elektromos kölcsönhatása sokkal erősebb a gravitációnál (bár vannak egyéb elképzelések egy ilyen mérésre vonatkozóan). Az antihidrogén a legegyszerűbb semleges antiatom. Egyátalán nem világos, hogy például egy antihidrogén atom a Föld gravitációs mezejében lefele, vagy felfele esik. Tehát van-e antigravitáció? Érvényes-e Einstein általános relativitáselmélete az antianyagra, vagy korrekcióra szorul? Erről egyelőre senkinek sincs halvány lila gőze sem.

Mi történik, amikor anyag és antianyag annihilál/megsemmisül? 

Einstein óta tudjuk, hogy E=mc^{2}, vagyis a tömeg energiává alakulhat. Amikor anyag és antianyag találkozik akkor a tömegükkel arányos energiájú sugárzássá alakulnak (hogy miért azt nem tudjuk, de kimértük, hogy így van). Milyen részecskék vagy sugárzás keletkezik az annihiláció során? Részben már ismertek ezek a jelenségek, de még nem világos mi történik pontosan atommagok annihilációja során.

Vannak-e távoli, izolált, csak antianyagból álló (anti-)galaxisok?

Egy vicces, de mégis meglepő következménye az antianyag létezésének, hogy ha léteznek antianyagból álló távoli, izolált galaxisok (amit elvileg nem lehet kizárni), amelyekből kijövő fényt detektálni tudjuk teleszkópokkal (és a fény lényegében az egyetlen dolog, amivel közvetlenül láthatóvá válnak), akkor jelenlegi tudásunk szerint nem lehetne eldönteni, hogy azok antianyagból vagy anyagból álló galaxisok-e... Ugyanis a fény (vagy foton) részecske töltés és tömegnélküli, önmaga antirészecskéje; pontosan ugyanolyan fényt bocsátana ki egy antianyag-galaxis, mint egy hagyományos anyaggalaxis… 

De további kérdések: más-e az elektromos és mágneses kölcsönhatás természete, erőssége az antihidrogénben, mint a hidrogénben? Mások-e a kölcsönhatások az antiprotonban, mint a protonban? (A proton és antiproton összetett részecskék.) stb.

Látható, hogy bár már 1932-ben felfedezték, még mindig messze vagyunk attól, hogy megértsük az antianyag természetét. Az következő 5-10 évben a CERN-beli kísérletek a fenti kérdések egy részét várhatóan meg fogják tudni válaszolni. De addig is lehet róla rom-anti-kázni...

A bejegyzés trackback címe:

http://local.blog.hu/api/trackback/id/tr485813425

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

mrbloodbunny · http://mrbloodbunny.blog.hu/ 2014.02.14. 14:53:21

fasza kis írás! bár sokkal több benne a kérdés mint válasz, de ez ugye a témából fakad. ajánlanék egy nagyszerű szkifit a témában: The Giant Claw - www.imdb.com/title/tt0050432/

gyerek67 2014.02.14. 18:44:43

Nekem is nagyon tetszik a cikk, hajrá fizikusok! :)

zsírvezér 2014.02.15. 04:24:47

Minden tiszteletem. Remekbe szabott post.

DieHappy · http://local.blog.hu 2014.02.15. 05:52:30

Az Asacusaban amugy relative nagy a magyar reszvetel.

Forceracer 2014.02.15. 08:43:43

Köszi, de...
Teljesen laikusként kérdezem, hogy ha jelenlegi tudásunk szerint nem lehet eldönteni egy galaxisról, hogy anyagból vagy antianyagból áll, akkor honnan tudjuk hogy a világunkban jóval több az anyag?

alfa137 2014.02.15. 09:22:37

@Forceracer: Jó kérdés. Ha szabad, tippelnék (legfeljebb kijavít majd valaki).
1. tipp: Ha antianyagból áll egy régió, akkor annak a nem-antianyaggal való határoló felületén időnként "összefut" a két anyagfajta. Lehet, hogy az ilyenkor bekövetkező annihilációban születő gamma fotonokra vadásznak. Lehet, hogy van egy statisztika, mely megmutatja, hogy - attól függően, hogy az általunk látott univerzum-"darab" mekkora hányada áll antianyagból - mi mennyi ilyet tudnánk elcsípni. Gondolom az lehet a mondás, hogy annyit sem detektáltak, amennyi akkor jönne épp felénk, ha a látott több milliárd galaxisból csupán egy állna antianyagból.
2. tipp: Nem kizárt, hogy vannak hasonló megfontolások töltött részecskékre is, melyek ilyen-olyan folyamatokban születnek. Ezek ugyan később, mint a fotonok, de szintén ideérhetnek. Ha mondjuk bejutnak egy buborékkamrába (ez láthatóvá teszi a pályájukat) és ott mágneses téren engedik át őket, akkor az eltérülés iránya már árulkodó lehet, mivel tudjuk, hogy a nem-antianyag hogy viselkedik, ha olyan esettel szembesülünk, ami úgy "megy" ahogy várnánk, épp csak ellenkező irányú az eltérülése, akkor tudjuk, hogy az a helyzet, hogy ellenkező előjelű töltéssel bíró "normál" anyag a ludas, magyarán antianyag.
(Az más kérdés, hogy anyag és antianyag között nem csak a töltés előjele tesz különbséget, mert a lényeg, hogy ilyen esetben így lehet lefülelni.)

belac++ 2014.02.15. 10:28:54

Alfa137: első tipped a detektálási módra korrekt. Itt egy cikk, ami kicsit többet leír erről a dologról:
www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/08-160.html

Forceracer: Hogy honnan tudjuk, hogy a világunkban több az anyag: a Földre érkező kozmikus sugárzásból jövő részecskék több mint 99 százléka anyag részecske (főleg protonok). Ha nem az lenne, akkor detektálnánk az annihilációjukat. Távolabb tekintve a fenti cikk leírja, hogy a NASA Chandra űrteleszkópjával ütköző galaxiscsoportokból kijövő sugárzás spektrumát vizsgálták. A belinkelt cikk közlésének időpontjáig nem találtak a talált esetek között olyat, ami anyag-galaxis és antianyag-galaxis ütközésével lenne konzisztens. Ebből következhetne az, hogy akkor az általunk látható világban anyag-dominancia van. De van egy olyan probléma is, hogy ha az Univerzum gyors tágulása során ezek az antianyag-galaxisok távol kerültek az anyag-galaxisoktól, akkor ez a módszer még elvileg nem zárja ki az antianyag-galaxisok létezését.