More Related Content
Similar to Materie si antimaterie (20)
Materie si antimaterie
- 1. Elev: Popa Claudia-Gabriela Clasa: a XII-a tiin釘e ale naturii Profesor 樽ndrumtor: Ghi釘 Apostol MATERIE I ANTIMATERIE
- 2. Neutrino sau neutrinul este o particul elementar neutr cu spinul 1/2, extrem de uoar, totui cu masa mai mare ca 0, ce particip doar 樽n procesele intermediate de interaciunile slabe i gravitaionale. Neutrino este un lepton. Simbolul su este litera greac 僚 (n sau niu). Existena acestuia a fost postulat de fizicianul Wolfgang Pauli 樽n 1930. Pauli a postulat 樽n 1930 necesitatea existenei unei particule pentru a reda unele caracteristici observate la dezintegrarea a neutronilor care puneau sub semnul 樽ntrebrii legile de conservare a energiei i momentului cinetic. La Congresul Solvay din 1933, Pauli a susinut c aceasta se explic prin faptul c nucleul radioactiv ar emite 樽n acelai timp cu electronul i o alt particul care, la sugestia lui Enrico Fermi, a obinut numele de neutrino, ceea ce 樽nseamn 樽n italian "micul neutron". NEUTRINO SI ANTINEUTRINO
- 3. Pe cale experimental, neutrinul i antiparticula asociat, antineutrin , au fost puse 樽n eviden 樽n 1956 de ctre Tsung-Dao Lee i Chen Ning Yang. Sunt cunoscute trei tipuri de neutrino: cel electronic, 僚e cel miuonic, numit i neutrino miu (亮), 僚亮 cel tauonic, numit i neutrino tau (), 僚. Fiecare neutrino, la interaciunea cu alte particule, se poate transforma numai 樽n leptonul asociat. Neutrinii sunt la fel de rsp但ndii 樽n Univers ca i fotonii i sunt creai 樽n: dezintegrarea beta, captura electronilor i cea a miuonilor, la dezintegrarea particulelor elementare. Totui, proprietatea specific a neutrinului este interaciunea sa deosebit de slab cu materia: este cea mai slab interaciune din toate interaciunile cunoscute ale fizicii nucleare. De aceea, dei este foarte rsp但ndit, detectarea neutrinului este extrem de dificil, el put但nd s strbat prin toate corpurile normale (cum ar fi o macromolecul, un obiect metalic, corpul omenesc, soarele, norii cosmici intergalactici), dar fr a interaciona cu acestea i fr a 樽nt但mpina vreo piedic. NEUTRINO SI ANTINEUTRINO
- 4. MATERIA Materia (lat. materia = stof, substan) este un termen general pentru toate elementele care ne 樽nconjoar i din care suntem alctuii i noi. Din punctul de vedere al fizici, materia este sub form de substan sau c但mp. Trsturile caracteristice care definesc materia sunt: masa, necesarul de spaiu, structura intern i energia termic intern a materiei: T=temperatura absolut; m=masa c=capacitatea specific termic (Ridicarea temperaturii determin creterea energiei cinetice moleculare). Materia este compus din particule divizibile ca atomi, care se grupeaz form但nd molecule. Atomii la r但ndul lor sunt alctuii din protoni, neutroni i electroni numite i particule elementare care sunt frecvent numite materie.
- 5. Proprietile materiei sunt: Masa 樽n sistemul SI este kilogramul, fiind determinat de fora de gravitaie Volumul este mrimea locului ocupat 樽n spaiu fiind exprimat de ex. 樽n m3 Structur exprim felul construciei unui sistem de ex. structura cristalin Cantitate 樽n sistemul SI unitatea cantitii 樽n chimie este molul Energie caloric este o mrime ce depinde de natura materiei MATERIA
- 6. Antimaterie este termenul folosit pentru definirea opusului materiei formate din protoni, neutroni i electroni. n acelai fel 樽n care termenul zi definete at但t perioada de 12 ore de lumin, c但t i perioada de 24 de ore care include noaptea, termenul materie este folosit pentru definirea at但t opusului antimateriei c但t i totalitatea de materie i antimaterie existent 樽n univers. Antimateria este format din antiparticule. Dac atomii din care se compun obiectele folosite de oameni sunt alctuii din protoni, electroni i neutroni, aa- ziii anti-atomi vor fi formai din antiprotoni, antielectroni (pozitroni) i antineutroni. Antiparticula difer de particul prin faptul c are o sarcin opus particulei, dar are masa egal cu aceasta. Dac o particul intr 樽n coliziune cu antiparticula sa, cele doua se anihileaz, emi但nd raze gamma, fotoni de 樽nalt energie. n 1928, Paul Dirac a intuit existena antimateriei. C但nd materia i antimateria se 樽nt但lnesc, acestea reacioneaz violent. Materia i antimateria dispar (se anihileaz), ls但nd 樽n urma lor o form de energie, stabilizat de obicei ulterior ca foton de 樽nalt energie ( raze gamma). O scrutare de pe Pm但nt a radiaiei cosmice ar putea ajuta la detectarea unor asemenea raze i deci la identificarea unei zone de grani 樽ntre un tr但m de materie i unul de antimaterie. Deoarece 樽nc nu s-a descoperit acest tip de radiaie 樽n intensiti mari, 樽nc nu s-au descoperit zone din Univers formate majoritar din antimaterie. ANTIMATERIA
- 7. Conform oamenilor de tiin, la formarea universului au fost create dou cantiti egale de materie i antimaterie. Ar fi trebuit, deci ca cele dou cantiti s se anihileze reciproc. Datorit unui fapt 樽nc necunoscut, acest lucru nu s-a 樽nt但mplat, iar cantitatea de antimaterie 樽n univers este 樽n prezent foarte redus. La o secund dup Big Bang, c但nd temperatura era de ordinul zecilor de miliarde de grade Kelvin, universul coninea 樽n cea mai mare parte fotoni, electroni i neutrini, precum i antiparticulele lor, dar i protoni i neutroni, 樽n cantiti mai reduse. Materia i antimateria au coexistat deci fr s se anihileze la puin timp dup Big Bang. n universul timpuriu exista un echilibru 樽ntre perechile de electroni i pozitroni care se ciocneau pentru a crea fotoni i procesul invers. Ele se anihilau continuu gener但nd lumin din care se forma, din nou, materie i antimaterie. Aceste fenomene de creare de materie i antimaterie pornind de la lumin, i de anihilare generatoare de lumin sunt observabile 樽n laboratoarele de fizic nuclear. ANTIMATERIA
- 8. n acea prim secund dup Big Bang, cantitile de materie i antimaterie au fost aproximativ egale, cu o diferen foarte mic. Aceast diferen a fost 樽n favoarea materiei obinuite. Datorit rcirii care a survenit 樽n urma expansiunii universului, materia i antimateria s-au anihilat fr a se mai reconstitui. Pe msur ce temperatura universului a sczut, echilibrul s-a modificat deci 樽n favoarea producerii de fotoni. n cele din urm, cei mai muli electroni i pozitroni din univers s-au anihilat, ls但nd numai relativ puini electroni prezeni azi. Totul dispare, 樽n afara unei mici cantiti de materie. Acest rest rezult din infima superioritate numeric a materiei. El constituie 樽ntreaga materie pe care o cunoatem i universul vizibil de astzi galaxii, roiuri i super-roiuri de galaxii. ANTIMATERIA
- 9. Se pune urmatoarea intrebare: De ce la inceputurile Creatiei a ramas o parte de materie NEANIHILATA de antimateria sa? Unde este toata antimateria care se presupune ca ar fi trebuit sa rezulte din reactiile care au existat la inceputurile universului cunoscut? De ce nu s-au anihilat reciproc si perfect simetric materia cu antimateria cand universul pe care il vedem azi era in formare? Fenomenul este pus pe seama existentei unei asimetrii in conditiile extreme de la inceputurile formarii universului cunoscut. S-a emis ipoteza ca pentru fiecare 10 miliarde de particule anihilate de antiparticulele lor, o particula a supravietuit anihilarii. Desi procentul pare infim, a fost suficient pentru a creea toata materia pe care o vedem ca exista azi in cadrul universului observabil. ANTIMATERIE
- 10. Sunt multe teorii care incearca sa explice asimetria. Una dintre cele mai interesante este numita bariogeneza electroslaba. Aceasta explicatie are legatura cu faptul ca in perioadele incipiente ale Universului cunoscut azi, datorita temperaturilor incomensurabil de mari, forta nucleara slaba si forta electromagnetica erau unificate intr- o forta nediferentiata care, pe masura ce universul se racea, se desfacea si incepea sa se manifeste tot mai mult sub forma celor doua forte elementare individuale cunoscute azi. In cadrul acestui proces, chiar si fenomenele cunoscute si atestate in prezent de fizica particulelor elementare (legile fizicii cuantice) permiteau existenta unor derogari de la ceea ce observam ca se intampla in sfera transformarilor energie-materie din nucleele stelare si galactice: existenta unei asimetrii nemaintalnite, pe o perioada de timp suficient de mare incat sa permita nasterea unui nucleu stabil de materie din care mai apoi sa poata evolua intregul univers. ANTIMATERIA
- 11. Obinerea antimateriei 樽n laborator Astrofizicienii confirm c nu exist antimaterie 樽n cantiti semnificative 樽n sistemul solar, printre stelele Galaxiei, i nici 樽n galaxiile vecine. n ceea ce privete o posibil existen a unor anti-galaxii la distane foarte 樽ndeprtate, nu se poate afirma nimic. Antimateria poate fi produs pe Pm但nt: 樽n acceleratoare de particule, fie prin ciocnirea unor fascicule de particule subatomice cu inte fixe, sau cu alte fascicule de particule, fie prin ciocnirea materiei i antimaterie (protoni cu antiprotoni sau electroni cu pozitroni); prin descompuneri radioactive de nuclee atomice. Un astfel de nucleu este folosit pentru tehnica de imagistic medical denumit scanare PET sau tomografie cu emisie de pozitroni; c但nd particule cosmice de 樽nalt energie (asemenea celor provenind de la Soare care se numesc v但nt solar) se lovesc de nuclee din atmosfera Pm但ntului. Ele se anihileaz foarte repede cu particulele de materie din jurul lor, rezult但nd noi particule sau lumin. ANTIMATERIA
- 12. Unde exist antimaterie? n afara unor regiuni ale Universului apar釘in但nd unor galaxii 樽ndeprtate, zone 樽n care oamenii de tiin釘 presupun c au localizat antimaterie, pe Terra antiparticulele pot fi produse i studiate 樽n acceleratoarele de particule cum sunt cele de la CERN, din Elve釘ia. Antiparticula corespunztoare electronului, pozitronul, ne este destul de la 樽ndem但n. Are aceeai mas ca i electronul, numai c este 樽ncrcat pozitiv din punct de vedere electric. Producerea de pozitroni presupune fie folosirea unor acceleratoare de particule de dimensiuni relativ mici, 樽n cadrul crora, atunci c但nd particulele elementare sunt accelerate la viteze apropiate de viteza luminii, se genereaz pozitroni 樽n urma ciocnirilor care se petrec, fie generarea pe cale artificial a unor izotopi radioactivi care emit pozitroni 樽n momentul 樽n care sufer procesul de descompunere de tip beta-plus (asemenea compui chimici sunt folosi釘i i 樽n cadrul tomografului cu emisie de pozitroni). C但nd un pozitron 樽nt但lnete un electron, cele 2 particule se anihileaz, rezult但nd astfel energie sub form de radia釘ie de tip gama. ANTIMATERIA
- 13. Se poate folosi antimateria pentru a construi bombe, pentru propulsia vehiculelor spa釘iale sau pentru a genera energie ? Filmele de anticipa釘ie propun metode de propulsie 樽n spa釘iul cosmic bazate pe reac釘ia dintre materie i antimaterie. Teoretic este posibil dar nu este un scenariu realist, cel pu釘in nu 樽n viitorul apropiat. Pentru a realiza aa ceva ar fi nevoie de cantit釘i enorme de antimaterie, imposibil de gsit sau produs pe cale experimental aici, pe Pm但nt. Procedura de ob釘inere a antimateriei este extrem de costisitoare i mai exist i impedimentul generat de anihilarea foarte rapid a antiparticulelor la contactul cu particulele de materie obinuit. Acceleratoarele de particule existente au generat p但n acum pozitroni 樽n cantit釘i de ordinul nanogramelor. Costurile sunt at但t de ridicate c ar fi nevoie de resurse financiare comparabile cu Produsul Intern Brut al Statelor Unite ale Americii de la nivelul anului 2004 pentru a produce un gram de antimaterie. ANTIMATERIA
- 14. Cercetri 樽n domeniu n august 2000, laboratoarele CERN din Geneva, Elveia au finalizat construcia unei "fabrici de antimaterie". Scopul acesteia este de a crea atomi de antihidrogen. Problema este c aceti atomi, odat sintetizai, se pot anihila intr但nd 樽n contact cu materie. Aceast problem ar putea fi rezolvat cu ajutorul unor "capcane" magnetice 樽n vacuum, aa-zisele capcane Penning, care s previn asemenea coliziuni. ANTIMATERIA S-au detectat mici cantiti de antimaterie 樽ntr-o zon de Univers dominat de departe de materie. Antimateria se 樽nt但lnete foarte uor cu materia care o 樽nconjoar, cu care se anihileaz, rezult但nd raze gamma. Aceast lumin a fost detectat 樽nc din 1978 ca provenind din centrul galaxiei noastre. Cercetrile au continuat i acum fizicienii propun un mecanism pentru a explica apariia acestei antimaterii. Aceasta antimaterie exist pentru foarte scurt timp, lovindu- se repede de materie i anihil但ndu-se. Observarea acestei lumini a permis astronomilor s detecteze prezena acestei antimaterii
- 15. Posibile utilizri ale antimateriei Rachetele, aa cum au evoluat p但n 樽n prezent, pot transporta oameni pe lun i exist o posibilitate ca 樽n viitor s se ajung i pe alte corpuri cereti apropiate. ns pentru voiajul intre dou sisteme solare, propulsia chimic nu este suficient. Pentru a ajunge la cea mai apropiat stea folosind propulsia chimic, ar fi necesari 5 ani de cltorie continu cu o vitez comparabil cu viteza luminii, i deci i o cantitate foarte mare de combustibil. Recent s-a descoperit c energia produs de anihilarea unei cantiti mici de materie cu antimaterie, este cu mult mai mare dec但t cea produs de procesul chimic al combustiei. O cantitate minuscul de antimaterie anihilat poate furniza foarte mult energie, conform ecuaiei celebre a lui Albert Einstein, E = mc2, ceea ce 樽i sporete i valoarea financiar. ANTIMATERIA
- 16. http://ro.wikipedia.org/wiki/Antimaterie http://www.descopera.org/de-ce-exista-mai-multa-materie- decat-antimaterie/ http://www.scientia.ro/stiinta-la-minut/54-scintilatii- stiintifice-fizica/90-ce-este-antimateria-.html http://ro.wikipedia.org/wiki/Antineutron http://ro.wikipedia.org/wiki/Neutron Google imagini BIOGRAFIE