Rozdíl mezi hmotou a antihmotou

klíčový rozdíl mezi hmotou a antihmotou je to hmota a antihmota mají opačné elektrické náboje.

V našem vesmíru dominuje hmota. Věci, jako jsou planety, hvězdy a lidé, jsou vyrobeny z mate, ale existují také temná hmota a temná energie, kterou nemůžeme snadno odhalit. Vědci však zjistili, že záležitost přichází ve dvojicích. To znamená; veškerá hmota má svůj vlastní antihmota, která má stejné vlastnosti s výjimkou elektrického náboje. Například proton má kladný náboj, zatímco antiproton má záporný náboj. Mají však stejnou hmotnost a další vlastnosti.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to hmota 
3. Co je antihmota
4. Porovnání bok po boku - hmota vs. antihmota v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co se děje?

Hmota je jakákoli látka, která má hmotnost a objem. Věc se skládá z atomů. Atom je tvořen subatomovými částicemi. Obvykle však atom považujeme za základní jednotku hmoty. Termín hmota nezahrnuje bezhmotné částice, jako jsou fotony. Navíc energetické jevy, jako je světlo a zvuk, nejsou považovány za hmotu. Hmota může existovat v různých fázích: pevná fáze, kapalná fáze a plynná fáze. Je však možná další fáze hmoty; pojmenujeme to jako stav plazmy. Plazmový stav obsahuje atomy, ionty a volné elektrony, které jsou odstraněny z atomů za vzniku iontů.

Atom obsahuje atomové jádro, které obsahuje protony a neutrony spolu s některými dalšími subatomovými částicemi, obklopené oblakem elektronů. Moderní kvantová fyzika však uvádí, že atom může působit jako částice i jako vlna; to nazýváme dualitou vlnových částic.

Obrázek 01: Struktura kvarků protonu

Kromě použití atomů nebo protonů, neutronů a elektronů můžeme hmotu definovat také pomocí leptonů a kvarků. Jsou to elementární částice hmoty. Podle této definice je obyčejná hmota vše, co se skládá z leptonů a kvarků. Proto jde o vše, co neobsahuje antileptony a antikvarky. Leptony a kvarky se spojují a vytvářejí atomy. Atomy se spojí a vytvoří molekuly. Atomy a molekuly lze pojmenovat jako hmota. Elektrony jsou však typem leptonů a protony a neutrony jsou vyrobeny z kvarkových částic. Proto všechny tyto definice vedou k myšlence, že hmota je cokoli, co má hmotnost a objem a ne antihmotu.

Co je antihmota?

Antihmota je látka obsahující antičástice, které přispívají k tvorbě hmoty. Antihmota je proto opakem hmoty. Například proton a antiproton jsou dvojice látek a antihmoty. Páry hmoty a antihmoty mají stejnou hmotnost, ale opačné elektrické náboje. Mají také určité rozdíly v kvantových vlastnostech. např. proton je kladně nabitý, zatímco antiproton má záporný náboj.

Obrázek 02: Fotografie cloudové komory pozitronu

Kolize mezi hmotou a antihmotou může vést k vzájemnému zničení. To znamená, že se hmota i antihmota přemění na jiné částice se stejnou energií. Annihilace může vést k intenzivním fotonům, jako jsou gama paprsky, neutrina a některé další páry částic a antičástic. Většina energie uvolněné po zničení je však ve formě ionizujícího záření.

Podobně jako látka, částice antihmoty se mohou s každou vázat, aby vytvořily antihmotu. Například pozitron je antičástice elektronu, zatímco antiproton je antičástice protonu; tyto dvě antičástice se mohou vázat za vzniku antihydrogenního atomu. Můžeme označit antihmotu pomocí sloupcového znaku nad symbolem částice, abychom jej mohli odlišit od hmoty.

Jaký je rozdíl mezi hmotou a antihmotou?

Klíčovým rozdílem mezi hmotou a antihmotou je to, že hmota a antihmota mají opačné elektrické náboje. Antihmota je v podstatě opakem hmoty, ale má stejné vlastnosti jiné než elektrický náboj.

Níže infographic shrnuje rozdíl mezi hmotou a antihmotou.

Shrnutí - Matter vs Antimatter

Antihmota je opakem hmoty, ale kromě elektrického náboje mají stejné vlastnosti. Klíčovým rozdílem mezi hmotou a antihmotou je to, že hmota a antihmota mají opačné elektrické náboje.

Odkaz:

1. „Věc.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10. prosince 2019, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „Protonová kvarková struktura“ Autor: Jacek rybak - Vlastní práce (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia
Autor: Carl D. Anderson (1905-1991) - Anderson, Carl D. (1933). „Pozitivní elektron“. Fyzický přehled 43 (6): 491-494. DOI: 10.1103 / PhysRev.43.491 (public domain) přes Commons Wikimedia