Pagrindinis skirtumas tarp materijos ir antimedžiagos yra tas, kad materijos ir antimedžiagos elektros krūviai yra priešingi.
Mūsų visatoje dominuoja medžiaga. Tokie dalykai kaip planetos, žvaigždės ir žmonės yra pagaminti iš medžiagos, tačiau yra ir tamsiosios medžiagos bei tamsiosios energijos, kurių negalime lengvai aptikti. Tačiau mokslininkai nustatė, kad materija būna poromis. Tai reiškia; visa materija turi savo antimedžiagą, kuri turi identiškas savybes, išskyrus elektros krūvį. Pavyzdžiui, protonas turi teigiamą krūvį, o antiprotonas turi neigiamą krūvį. Tačiau jie turi tą pačią masę ir kitas savybes.
Kas yra materija?
Medžiaga yra bet kokia medžiaga, turinti masę ir tūrį. Medžiaga sudaryta iš atomų. Atomas sudarytas iš subatominių dalelių. Tačiau mes paprastai laikome atomu pagrindiniu materijos vienetu. Sąvoka materija neapima bemasių dalelių, tokių kaip fotonai. Be to, tokie energijos reiškiniai kaip šviesa ir garsas nėra laikomi medžiaga. Medžiaga gali egzistuoti skirtingose fazėse: kietojoje, skystojoje ir dujinėje. Tačiau galima ir kita materijos fazė; mes tai vadiname plazmos būsena. Plazmos būsenoje yra atomų, jonų ir laisvųjų elektronų, kurie pašalinami iš atomų, kad susidarytų jonai.
Atomą sudaro atomo branduolys, kuriame yra protonų ir neutronų kartu su kai kuriomis kitomis subatominėmis dalelėmis, apsuptas elektronų debesies. Tačiau šiuolaikinė kvantinė fizika teigia, kad atomas gali veikti ir kaip dalelė, ir kaip banga; mes tai vadiname bangų dalelių dvilypumu.
01 pav.: Protono kvarko struktūra
Be atomų arba protonų, neutronų ir elektronų, materiją galime apibrėžti ir leptonais bei kvarkais. Tai yra elementarios medžiagos dalelės. Pagal šį apibrėžimą įprasta medžiaga yra viskas, kas sudaryta iš leptonų ir kvarkų. Todėl reikalas yra bet kas, kuriame nėra antileptonų ir antikvarkų. Leptonai ir kvarkai susijungia ir sudaro atomus. Atomai susijungia ir sudaro molekules. Atomai ir molekulės gali būti vadinami medžiaga. Tačiau elektronai yra leptonų tipas, o protonai ir neutronai yra pagaminti iš kvarko dalelių. Todėl visi šie apibrėžimai veda prie idėjos, kad materija yra bet kas, turintis masę ir tūrį, o ne antimedžiaga.
Kas yra antimedžiaga?
Antimedžiaga yra medžiaga, kurioje yra antidalelių, kurios prisideda prie medžiagos susidarymo. Todėl antimedžiaga yra materijos priešingybė. Pavyzdžiui, protonas ir antiprotonas yra atitinkamai materijos ir antimedžiagos pora. Materijos ir antimedžiagos poros turi tą pačią masę, bet priešingus elektros krūvius. Jie taip pat turi tam tikrų kvantinių savybių skirtumų. pvz. protonas yra teigiamai įkrautas, o antiprotonas turi neigiamą krūvį.
02 pav.: Pozitrono nuotrauka debesų kameroje
Materijos ir antimaterijos susidūrimas gali sukelti abipusį susinaikinimą. Tai reiškia, kad medžiaga ir antimedžiaga virsta kitomis dalelėmis, turinčiomis vienodą energiją. Dėl sunaikinimo gali atsirasti intensyvių fotonų, tokių kaip gama spinduliai, neutrinai ir kai kurios kitos dalelių ir antidalelių poros. Tačiau didžioji dalis energijos, išsiskiriančios po anihiliacijos, yra jonizuojančiosios spinduliuotės pavidalu.
Panašiai į materiją, antimedžiagos dalelės gali susijungti su kiekviena ir sudaryti antimedžiagą. Pavyzdžiui, pozitronas yra elektrono antidalelė, o antiprotonas yra protono antidalelė; šios dvi antidalelės gali susijungti ir sudaryti antivandenilio atomą. Antimedžiagą galime pažymėti naudodami juostos ženklą virš dalelės simbolio, kad atskirtume ją nuo materijos.
Kuo skiriasi medžiaga ir antimedžiaga?
Pagrindinis skirtumas tarp materijos ir antimedžiagos yra tas, kad materijos ir antimedžiagos elektros krūviai yra priešingi. Antimedžiaga iš esmės yra materijos priešingybė, tačiau jos turi identiškas savybes, išskyrus elektros krūvį.
Toliau infografijoje apibendrinamas skirtumas tarp materijos ir antimedžiagos.
Santrauka – medžiaga prieš antimedžiagą
Animaterija yra materijos priešingybė, tačiau jos turi identiškas savybes, be elektros krūvio. Pagrindinis skirtumas tarp materijos ir antimedžiagos yra tas, kad materijos ir antimedžiagos elektros krūviai yra priešingi.
