Антивещество

материя, построенная из античастиц (См. Античастицы). Ядра атомов вещества состоят из протонов и нейтронов, а электроны образуют оболочки атомов. В А. ядра состоят из Антипротонов н Антинейтронов, а место электронов в их оболочках занимают Позитроны.

Согласно современным теориям, ядерные силы, обусловливающие устойчивость атомных ядер, одинаковы для частиц и античастиц. То же можно сказать и об электромагнитных и обменных силах, благодаря которым существуют устойчивые конфигурации электронов в атомах и молекулах: т. к. заряды всех античастиц противоположны зарядам соответствующих частиц, отрицательно заряженные ядра антиатомов притягивают позитроны точно так же, как ядра притягивают электроны в атомах. Поэтому вся иерархия строения вещества из частиц должна быть осуществима и для А., состоящего из античастиц. В 1965 впервые было экспериментально доказано, что из античастиц могут строиться комплексы того же типа, что и из частиц. Группа американских физиков под руководством Л. Ледермана получила на ускорителе и зарегистрировала первое антиядро — антидейтрон (связанное состояние антипротона и антинейтрона). В 1969 в экспериментах на ускорителе протонов с энергией 70 Гэв (Серпухов) советские физики (руководитель Ю. Д. Прокошкин) зарегистрировали ядра антигелия-3, состоящие из 2 антипротонов и антинейтрона.

Поскольку законы физики одинаковы для частиц и античастиц, возникает вопрос, не имеются ли во Вселенной в целом равные количества вещества и А. В наблюдаемой нами части Вселенной не обнаружено сколько-нибудь существенных скоплений А. В частности, антипротонов и антиядер нет в космических лучах. Однако важный для астрофизики и космологии вопрос о распространённости А. во Вселенной пока остаётся открытым.

1. а́нтивещество́;
2. антивещества́;
3. антивещества́;
4. антивеще́ств;
5. антивеществу́;
6. антивещества́м;
7. а́нтивещество́;
8. антивещества́;
9. антивещество́м;
10. антивещества́ми;
11. антивеществе́;
12. антивещества́х.

-а́, ср. физ.

Материя, построенная из античастиц.

ср.

Материя, образованная из античастиц (в физике).

АНТИВЕЩЕСТВО - материя, построенная из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов, а атомные оболочки построены из позитронов. Скопления антивещества во Вселенной пока не обнаружены. На ускорителях заряженных частиц получены ядра антидейтерия и антигелия.

АНТИВЕЩЕСТВО, вещество, построенное из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов, а роль электронов играют позитроны. Предполагают, что в первые моменты образования Вселенной антивещество и вещество присутствовали в равных количествах, но по мере дальнейшего расширения Вселенной число античастиц стало стремительно уменьшаться. По современным данным (в доступной наблюдению части Вселенной), какие-либо небесные тела, целиком построенные из антивеществ, отсутствуют. Отдельные частицы антивеществ образуются в космических процессах и быстро исчезают вследствие аннигиляции с частицами вещества. В лабораторных условиях получены и исследованы ядра антидейтерия и антигелия.

ср.;
физ. antimatterс. antimatter.

antimatter

антивеществоGegenkörper

антивеществоabwehrstoff

с. физ.

antimatière f

с. физ.

antisubstancia f

с.

antimateria f

АНТИВЕЩЕСТВО

материя, построенная из античастиц. Ядра атомов в-ва состоят из протонов и нейтронов, а эл-ны образуют оболочки атомов. В А. ядра состоят из антипротонов и антинейтронов, а место эл-нов в их оболочках занимают позитроны.

Согласно совр. теории, яд. силы, обусловливающие устойчивость ат. ядер, и эл.-магн. и обменные силы, благодаря к-рым существуют устойчивые конфигурации эл-нов в атомах и молекулах, одинаковы для ч-ц и античастиц. Поэтому вся иерархия строения в-ва из ч-ц должна быть осуществима и для А. В 1965 впервые было экспериментально доказано, что из античастиц могут строиться комплексы того же типа, что и из ч-ц. Группа физиков под руководством амер. физика Л. Ледермана получила на ускорителе и зарегистрировала первое антиядро — антидейтрон (связ. состояние антипротона и антинейтрона). В 1969 в экспериментах на ускорителе протонов с энергией 70 ГэВ (Серпухов) сов. физики (руководитель Ю. Д. Прокошкин) зарегистрировали ядра антигелия-3; в 1974 были зарегистрированы ядра антитрития. Сколько-нибудь существ. скоплений А. во Вселенной пока не обнаружено, однако важный для астрофизики и космологии вопрос о распространённости А. во Вселенной остаётся открытым.

АНТИВЕЩЕСТВО, вещество, состоящее из античастиц, тождественных с обычными частицами по всем параметрам, кроме ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА, СПИНА И МАГНИТНОГО МОМЕНТА, которые у них имеют обратный знак. Когда античастица, например, позитрон (антиэлектрон), антипротон или антинейтрон встречаются с соответствующими обычными частицами, они обе аннигилируют. Возможно, хотя и маловероятно, что существуют звезды или галактики, состоящие целиком из антивещества. см. также ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

вещество, состоящее из атомов, ядра которых имеют отрицательный электрический заряд и окружены позитронами - электронами с положительным электрическим зарядом. В обычном веществе, из которого построен окружающий нас мир, положительно заряженные ядра окружены отрицательно заряженными электронами. Обычное вещество, чтобы отличать его от антивещества, иногда называют койновеществом (от греч. койнос - обычный). Однако в русской литературе этот термин практически не употребляется. Следует подчеркнуть, что термин "антивещество" не совсем правилен, поскольку антивещество - тоже вещество, его разновидность. Антивещество обладает такими же инерционными свойствами и создает такое же гравитационное притяжение, как и обычное вещество. Говоря о веществе и антивеществе, логично начать с элементарных (субатомных) частиц. Каждой элементарной частице соответствует античастица; обе имеют почти одинаковые характеристики, за исключением того, что у них противоположный электрический заряд. (Если частица нейтральна, то античастица также нейтральна, но они могут различаться другими характеристиками. В некоторых случаях частица и античастица тождественны друг другу.) Так, электрону - отрицательно заряженной частице - соответствует позитрон, а античастицей протона с положительным зарядом является отрицательно заряженный антипротон. Позитрон был открыт в 1932, а антипротон - в 1955; это были первые из открытых античастиц. Существование античастиц было предсказано в 1928 на основе квантовой механики английским физиком П.Дираком. При столкновении электрона и позитрона происходит их аннигиляция, т.е. обе частицы исчезают, а из точки их столкновения испускаются два гамма-кванта. Если сталкивающиеся частицы движутся с небольшой скоростью, то энергия каждого гамма-кванта составляет 0,51 МэВ. Эта энергия есть "энергия покоя" электрона, или его масса покоя, выраженная в единицах энергии. Если же сталкивающиеся частицы движутся с большой скоростью, то энергия гамма-квантов будет больше за счет их кинетической энергии. Аннигиляция происходит и при столкновении протона с антипротоном, но процесс в этом случае протекает гораздо сложнее. В качестве промежуточных продуктов взаимодействия рождается ряд короткоживущих частиц; однако спустя несколько микросекунд как окончательные продукты превращений остаются нейтрино, гамма-кванты и небольшое число электрон-позитронных пар. Эти пары в конечном итоге могут аннигилировать, создавая дополнительные гамма-кванты. Аннигиляция происходит и при столкновении антинейтрона с нейтроном или протоном. Коль скоро существуют античастицы, возникает вопрос, не могут ли из античастиц образовываться антиядра. Ядра атомов обычного вещества состоят из протонов и нейтронов. Самым простым ядром является ядро изотопа обычного водорода 1H; оно представляет собой отдельный протон. Ядро дейтерия 2H состоит из одного протона и одного нейтрона; оно называется дейтроном. Еще один пример простого ядра - ядро 3He, состоящее из двух протонов и одного нейтрона. Антидейтрон, состоящий из антипротона и антинейтрона, был получен в лаборатории в 1966; ядро анти-3He, состоящее из двух антипротонов и одного антинейтрона, было впервые получено в 1970. Согласно современной физике элементарных частиц, при наличии соответствующих технических средств можно было бы получить антиядра всех обычных ядер. Если эти антиядра окружены надлежащим числом позитронов, то они образуют антиатомы. Антиатомы обладали бы почти в точности такими же свойствами, как и обычные атомы; они образовали бы молекулы, из них могли бы формироваться твердые тела, жидкости и газы, в том числе и органические вещества. Например, два антипротона и одно ядро антикислорода вместе с восемью позитронами могли бы образовать молекулу антиводы, сходную с обычной водой H2O, каждая молекула которой состоит из двух протонов ядер водорода, одного ядра кислорода и восьми электронов. Современная теория элементарных частиц в состоянии предсказать, что антивода будет замерзать при 0° С, кипеть при 100° С и в остальном вести себя подобно обычной воде. Продолжая такие рассуждения, можно прийти к выводу, что построенный из антивещества антимир был бы чрезвычайно сходен с окружающим нас обычным миром. Этот вывод служит отправной точкой теорий симметричной Вселенной, основанных на предположении, что во Вселенной равное количество обычного вещества и антивещества. Мы живем в той ее части, которая состоит из обычного вещества. Если привести в соприкосновение два одинаковых куска из веществ противоположного типа, то произойдет аннигиляция электронов с позитронами и ядер с антиядрами. При этом возникнут гамма-кванты, по появлению которых можно судить о происходящем. Поскольку Земля по определению состоит из обычного вещества, в ней нет заметных количеств антивещества, если не считать мизерного числа античастиц, рождающихся на больших ускорителях и в космических лучах. То же самое относится и ко всей Солнечной системе. Наблюдения показывают, что в пределах нашей Галактики возникает лишь ограниченное количество гамма-излучения. Отсюда ряд исследователей делают вывод об отсутствии в ней сколько-нибудь заметных количеств антивещества. Но этот вывод не бесспорен. В настоящее время нет способа определить, например, состоит ли данная близкая звезда из вещества или антивещества; звезда из антивещества испускает точно такой же спектр, как и обычная звезда. Далее, вполне возможно, что разреженное вещество, заполняющее пространство вокруг звезды и тождественное веществу самой звезды, отделено от областей, заполненных веществом противоположного типа - очень тонкими высокотемпературными "слоями Лейденфроста". Таким образом, можно говорить о "ячеистой" структуре межзвездного и межгалактического пространства, в которой каждая ячейка содержит либо вещество, либо антивещество. Эту гипотезу подкрепляют современные исследования, показывающие, что магнитосфера и гелиосфера (межпланетное пространство) имеют ячеистую структуру. Ячейки с разной намагниченностью и иногда также с разными температурой и плотностью разделены очень тонкими токовыми оболочками. Отсюда следует парадоксальный вывод, что указанные наблюдения не противоречат существованию антивещества даже в пределах нашей Галактики. Если раньше не было убедительных аргументов в пользу существования антивещества, то теперь успехи рентгеновской и гамма-астрономии изменили положение. Наблюдались явления, связанные с огромным и часто в высшей степени беспорядочным выделением энергии. Вероятнее всего, источником такого энерговыделения была аннигиляция. Шведский физик О. Клейн разработал космологическую теорию, основанную на гипотезе симметрии между веществом и антивеществом, и пришел к выводу, что процессы аннигиляции играют решающую роль в процессах эволюции Вселенной и формирования структуры галактик.

Становится все более очевидным, что основная альтернативная ей теория - теория "большого взрыва" - серьезно противоречит данным наблюдений и центральное место при решении космологических проблем в ближайшем будущем, скорее всего, займет "симметричная космология". Роли антивещества в проблемах космологии посвящена книга автора Миры - Антимиры: Антиматерия в космологии (1966).

См. также

КОСМОЛОГИЯ;

ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ.

ЛИТЕРАТУРА

Вайнберг С. Первые три минуты. М., 1981 Силк Дж. Большой взрыв. М., 1982 Девис П. Суперсила; поиски единой теории природы. М., 1989

АНТИВЕЩЕСТВО́ -а; ср. Физ. Материя, построенная из античастиц.

◁ Антивеще́ственный, -ая, -ое.

* * *

материя, построенная из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов, а атомные оболочки построены из позитронов. Скопления антивещества во Вселенной пока не обнаружены. На ускорителях заряженных частиц получены ядра антидейтерия и антигелия.

* * *

АНТИВЕЩЕСТВО́, материя, построенная из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов, а атомные оболочки построены из позитронов. Скопления антивещества во Вселенной пока не обнаружены. На ускорителях заряженных частиц получены ядра антидейтерия и антигелия. В 2002 на ускорителе ЦЕРНа(см. ЕВРОПЕЙСКИЙ ЦЕНТР ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ) в Женеве получено 50 тыс. атомов антиводорода.

материя (вещество), образованная из античастиц. Ядра антиатомов должны состоять из антипротонов и антинейтронов, а легкие оболочки из позитронов (антиэлектронов). Современная астрономия и астрофизика не исключают возможность существования ряда активных ядер галактик и самих галактик из антивещества (в согласии с наблюдательными данными конца XX века).

АНТИВЕЩЕСТВО — материя, состоящая из античастиц (см.). Вопрос о распространённости А. во Вселенной пока остаётся открытым.