Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Zajímavé problémy současné fyziky a spolupráce FJFI na nich. ANTIHMOTA Šaur Miroslav.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Zajímavé problémy současné fyziky a spolupráce FJFI na nich. ANTIHMOTA Šaur Miroslav."— Transkript prezentace:

1 Zajímavé problémy současné fyziky a spolupráce FJFI na nich. ANTIHMOTA Šaur Miroslav

2 Obsah prezentace Základní údaje o antihmotě Základní údaje o antihmotě Způsoby výroby antihmoty Způsoby výroby antihmoty Hlavní experimenty Hlavní experimenty

3 Základní informace o antihmotě I Antičástice má stejnou hmotnost, spinové číslo, dobu života a izospin, avšak její náboj a magnetický moment jsou opačné Antičástice má stejnou hmotnost, spinové číslo, dobu života a izospin, avšak její náboj a magnetický moment jsou opačné Každá částice má svůj anti-protějšek, výjimku tvoří foton a graviton – jsou sdruženy sami k sobě Každá částice má svůj anti-protějšek, výjimku tvoří foton a graviton – jsou sdruženy sami k sobě Některé částice mají vlastní, speciální název: Některé částice mají vlastní, speciální název: elektron – pozitron Většina částic se však označuje předponou "anti" a vlnovkou "~" nad symbolem částice Většina částic se však označuje předponou "anti" a vlnovkou "~" nad symbolem částice

4 Základní informace o antihmotě II Pozitron Poprvé predikována Paulem Diracem který předpověděl existenci pozitronu(1931), který byl v roce 1932 pozorován C. D. Andersonem(v roce 1936 objevuje i mion) Pozitron Poprvé predikována Paulem Diracem který předpověděl existenci pozitronu(1931), který byl v roce 1932 pozorován C. D. Andersonem(v roce 1936 objevuje i mion) Diracova rovnice: m – klidová hmotnost částice (relativistický invariant) m – klidová hmotnost částice (relativistický invariant) c – rychlost světla c – rychlost světla h – redukovaná Planckova konstanta h – redukovaná Planckova konstanta γμ – Diracovy γ matice γμ – Diracovy γ matice σ - parciální derivace σ - parciální derivace

5 Základní informace o antihmotě III Anihilace I Dochází při setkání částice s její odpovídající anti-částicí Při tomto jevu dochází k přeměně původních částic na nosiče elementárních vazbových sil které odnášejí vzniklou energii NEDOCHÁZÍ TEDY K ČISTÉMU „ZNIČENÍ“ PŮVODNÍCH ČÁSTIC Příklad: Při reakci elektronu a pozitronu vznikají dva fotony každý o energii 0.5MeV

6 Základní informace o antihmotě IV Anihilace II Zároveň dochází k zachování základních zákonů fyziky – k zákonu zachování energie Zároveň dochází k zachování základních zákonů fyziky – k zákonu zachování energie Jedná se však o absolutní energii dané částice Jedná se však o absolutní energii dané částice S čím vyšší energií částice do reakce vstupují, tím „exotičtější“ částice jsou produktem – například páry lepton- antilepton, pár kvark-antikvark, … S čím vyšší energií částice do reakce vstupují, tím „exotičtější“ částice jsou produktem – například páry lepton- antilepton, pár kvark-antikvark, …

7 Hlavní metody výroby antihmoty I Základní částice Výroba základní anti-částic je relativně jednoduchá Pozitrony vznikají rozkladem zářené beta, tudíž lze najít pouze vhodný radioaktivní izotop Anti-protony se produkují srážkami protonů s velmi těžkými jádry při rychlostech blízkých rychlosti světla

8 Hlavní metody výroby antihmoty II Výroba anti-vodíku Anti-vodík je základním prvkem používaným pro experimenty Anti-vodík je základním prvkem používaným pro experimenty První jeho syntetizace se povedla v roce 1996 První jeho syntetizace se povedla v roce 1996 Hlavní postup je zpomalení anti- protonů a pozitronů natolik, aby se mezi nimi mohli vytvořit vazebné síly a tak došlo k vytvoření atomu anti- vodíku Hlavní postup je zpomalení anti- protonů a pozitronů natolik, aby se mezi nimi mohli vytvořit vazebné síly a tak došlo k vytvoření atomu anti- vodíku Ke zpomalení dochází v přístroji zvaném „zpomalovač“ – opak urychlovače Ke zpomalení dochází v přístroji zvaném „zpomalovač“ – opak urychlovače Částice jsou zpomalovány do teplot blízkých absolutní nule Částice jsou zpomalovány do teplot blízkých absolutní nule

9 Hlavní experimenty ALPHA "Antihydrogen Laser PHysics Apparatus„ ALPHA "Antihydrogen Laser PHysics Apparatus„ ASACUSA " Atomic Spectroscopy and Collisions using Slow Antiprotons„ ASACUSA " Atomic Spectroscopy and Collisions using Slow Antiprotons„ ATRAP "Cold Antihydrogen for Precise Laser Spectroscopy„ ATRAP "Cold Antihydrogen for Precise Laser Spectroscopy„ AEGIS „Antihydrogen experiment gravity interferometry spectroscopy “ AEGIS „Antihydrogen experiment gravity interferometry spectroscopy “

10 Hlavní experimenty Společné cíle Všechny výše popsané experimenty s antihmotou mají stejný základní cíl – experimentálně ověřit proč došlo k porušení CP-symetrie, potažmo CPT- teorému Všechny výše popsané experimenty s antihmotou mají stejný základní cíl – experimentálně ověřit proč došlo k porušení CP-symetrie, potažmo CPT- teorému

11 Hlavní experimenty ALHPA a ATRAP Hlavním cílem projektu je pomocí spektrografických metod zjistit zda vodík a anti-vodík mají stejné vlastnosti Hlavním cílem projektu je pomocí spektrografických metod zjistit zda vodík a anti-vodík mají stejné vlastnosti Anti-vodík je používán z důvodu že se jedná o nejjednodušší anti- prvek Anti-vodík je používán z důvodu že se jedná o nejjednodušší anti- prvek

12 Hlavní experimenty ALHPA a ATRAP Anti-protony a positrony jsou vpuštěny do „pasti“, kde dochází k jejich reakci Anti-protony a positrony jsou vpuštěny do „pasti“, kde dochází k jejich reakci Celý experiment se opakuje v 100s intervalech Celý experiment se opakuje v 100s intervalech

13 Hlavní experimenty ASACUSA Hlavní metodou projektu ASACUSA je spektrografické měření vlastností anti- protonového hélia Hlavní metodou projektu ASACUSA je spektrografické měření vlastností anti- protonového hélia Anti-protonové hélium je běžný atom hélia kde jeden z elektronů je nahrazen anti-protonem Anti-protonové hélium je běžný atom hélia kde jeden z elektronů je nahrazen anti-protonem Výroba tohoto atomu je vcelku jednoduchá, stačí „pouze“ nasměrovat anti-proton a atom hélia na sebe, anti-proton nahradí elektron Výroba tohoto atomu je vcelku jednoduchá, stačí „pouze“ nasměrovat anti-proton a atom hélia na sebe, anti-proton nahradí elektron U většiny prvků by došlo k okamžitému pádu anti-elektronu do jádra, hélium je však vyjímkou U většiny prvků by došlo k okamžitému pádu anti-elektronu do jádra, hélium je však vyjímkou V 3% případů anti-protonové hélium má životnost až několik milióntin sekundy V 3% případů anti-protonové hélium má životnost až několik milióntin sekundy

14 Hlavní experimenty AEGIS Hlavním cílem projektu AEGIS je změření gravitačního zrychlení na antivodík Hlavním cílem projektu AEGIS je změření gravitačního zrychlení na antivodík Bude tak zjištěno, zda antihmota reaguje s gravitačním polem stejně jako klasická hmota a tak se chová dle CP-symetrie Bude tak zjištěno, zda antihmota reaguje s gravitačním polem stejně jako klasická hmota a tak se chová dle CP-symetrie Na tomto projektu spolupracuje skupina pod vedením RNDR. Vojtěcha Petráčeka, CSc. Na tomto projektu spolupracuje skupina pod vedením RNDR. Vojtěcha Petráčeka, CSc.

15 Možnosti využití antihmoty V současné době se využívá v Pozitronové emisní tomografie V současné době se využívá v Pozitronové emisní tomografie Možnosti využívání antihmoty jako zdroje energie jsou v současné době nemožné Možnosti využívání antihmoty jako zdroje energie jsou v současné době nemožné Stejně tak možnosti pro vojenské využití Stejně tak možnosti pro vojenské využití

16 Zdroje n/antimatter/factory/AM-factory00.html n/antimatter/factory/AM-factory00.html n/antimatter/factory/AM-factory00.html n/antimatter/factory/AM-factory00.html odik/svetantisvet.html odik/svetantisvet.html


Stáhnout ppt "Zajímavé problémy současné fyziky a spolupráce FJFI na nich. ANTIHMOTA Šaur Miroslav."

Podobné prezentace


Reklamy Google