Elev: Popa Claudia-GabrielaClasa: a XII-a Ştiinţe ale naturiiProfesor îndrumător: Ghiţă Apostol

MATERIE ŞI ANTIMATERIE

Neutrino sau neutrinul este o particulă elementară neutră cu spinul 1/2, extrem de ușoară, totuși cu masa mai mare ca 0, ce participă doar în procesele intermediate de interacțiunile slabe și gravitaționale. Neutrino este un lepton. Simbolul său este l i tera greacă ν (n sau niu).

Existența acestuia a fost postulată de fizicianul Wolfgang Pauli în 1930.

Pauli a postulat în 1930 necesitatea existenței unei particule pentru a reda unele caracteristici observate la dezintegrarea a neutronilor care puneau sub semnul întrebării legile de conservare a energiei și momentului cinetic. La Congresul Solvay din 1933, Pauli a susținut că aceasta se explică prin faptul că nucleul radioactiv ar emite în același t imp cu electron ul și o altă particulă care, la sugestia lui Enrico Fer mi, a obținut numele de neutrino , ceea ce înseamnă în italiană "micul neutron".

NEUTRINO SI ANTINEUTRINO

Pe cale experimentală , neutr inul ș i ant ipar t icula asociată , ant ineutr in , au fost puse în evidență în 1956 de că tre Tsung-Dao Lee ș i Chen Ning Yang .Sunt cunoscute t rei t ipuri de neutr ino: cel e lec tronic , ν e

cel miuonic , numit ș i neutr ino miu (μ) , ν μ

cel tauonic, numit ș i neutr ino tau (τ) , ν τ .Fiecare neutr ino, la interacț iunea cu al te par t icule , se poate t ransforma numai în leptonul asociat .Neutr ini i sunt la fe l de răspândi ț i în Univers ca ș i fotoni i ș i sunt creaț i în : dezintegrarea beta , captura e lec troni lor ș i cea a miuoni lor, la dezintegrarea par t iculelor e lementare. Totuși , proprieta tea specif ică a neutr inului es te interacț iunea sa deosebi t de s labă cu mater ia : es te cea mai s labă interacț iune din toate interac ț iuni le cunoscute a le f iz ic i i nucleare . De aceea, deși es te foar te răspândi t , detec tarea neutr inului es te ext rem de di f ic i lă , e l putând să s t răbată prin toa te corpur i le „normale” (cum ar f i o macromoleculă , un obiect metal ic , corpul omenesc , soarele , nor i i cosmici intergalact ici ) , dar fără a interac ț iona cu acestea ș i fără a întâmpina vreo piedică.

NEUTRINO SI ANTINEUTRINO

MATERIA

Materia (lat. materia = stofă, substanță) este un termen general pentru toate elementele care ne înconjoară și din care suntem alcătuiți și noi. Din punctul de vedere al fizici, materia este sub formă de substanță sau câmp. Trăsăturile caracteristice care definesc materia sunt: masa, necesarul de spațiu, structura internă și energia termică internă a materiei:T=temperatura absolută; m=masa c=capacitatea specifică termică (Ridicarea temperaturii determină creșterea energiei cinetice moleculare).Materia este compusă din particule divizibile ca atomi, care se grupează formând molecule. Atomii la rândul lor sunt alcătuiți din protoni, neutroni și electroni numite și particule elementare care sunt frecvent numite materie.

Proprietățile materiei sunt:Masa în sistemul SI este kilogramul, fiind determinat

de forța de gravitațieVolumul este mărimea locului ocupat în spațiu fiind

exprimat de ex. în m3

Structură exprimă felul construcției unui sistem de ex. structura cristalină

Cantitate în sistemul SI unitatea cantității în chimie este molul

Energie calorică este o mărime ce depinde de natura materiei

MATERIA

Antimaterie este termenul folosi t pentru definirea opusului materiei formate din protoni , neutroni și electroni . În același fel în care termenul zi definește atât perioada de 12 ore de lumină, cât și perioada de 24 de ore care include noaptea, termenul materie este folosit pentru definirea atât opusului antimateriei cât și totali tatea de materie și antimaterie existentă în univers . Antimateria este formată din antipart icule . Dacă atomii din care se compun obiectele folosite de oameni sunt alcătui ți din protoni , electroni și neutroni , așa-zișii ant i-atomi vor f i formați din antiprotoni , ant ielectroni (pozitroni ) și antineutroni . Antiparticula diferă de part iculă prin faptul că are o sarcină opusă part iculei, dar are masa egală cu aceasta. Dacă o particulă intră în coliziune cu antiparticula sa, cele doua se anihilează, emițând raze gamma, fotoni de înal tă energie. În 1928, Paul Dirac a intui t existența antimateriei .Când materia și antimateria se întâlnesc, acestea reacționează violent . Materia și antimateria dispar (se anihi lează), lăsând în urma lor o formă de energie, stabilizată de obicei ul ter ior ca foton de înal tă energie ( raze gamma ) . O scrutare de pe Pământ a radiației cosmice ar putea ajuta la detectarea unor asemenea raze și deci la identif icarea unei zone de graniță între un tărâm de materie și unul de antimaterie. Deoarece încă nu s-a descoperit acest t ip de radiaț ie în intensități mari , încă nu s-au descoperit zone din Univers formate majoritar din antimaterie.

ANTIMATERIA

Conform oamenilor de șt i ință, la formarea universului au fost create două canti tăț i egale de materie ș i ant imaterie. Ar fi trebuit , deci ca cele două canti tăț i să se anihi leze reciproc. Datorită unui fapt încă necunoscut, acest lucru nu s-a întâmplat , iar canti tatea de antimaterie în univers este în prezent foarte redusă.

La o secundă după Big Bang, când temperatura era de ordinul zecilor de miliarde de grade Kelvin, universul conținea în cea mai mare parte fotoni, electroni și neutrini , precum și antipart iculele lor, dar și protoni ș i neutroni, în canti tăț i mai reduse. Materia ș i antimateria au coexistat deci fără să se anihileze la puț in t imp după Big Bang.

În universul t impuriu exis ta un echil ibru între perechile de electroni ș i pozitroni care se ciocneau pentru a crea fotoni ș i procesul invers. Ele se anihilau continuu generând lumină din care se forma, din nou, materie și antimaterie. Aceste fenomene – de creare de materie și ant imaterie pornind de la lumină, și de anihilare generatoare de lumină – sunt observabile în laboratoarele de fizică nucleară.

 

ANTIMATERIA

În acea primă secundă după Big Bang, cantitățile de materie și antimaterie au fost aproximativ egale, cu o diferență foarte mică. Această diferență a fost în favoarea materiei obișnuite. Datorită răcirii care a survenit în urma expansiunii universului, materia și antimateria s-au anihilat fără a se mai reconstitui.

Pe măsură ce temperatura universului a scăzut, echilibrul s-a modificat deci în favoarea producerii de fotoni. În cele din urmă, cei mai mulți electroni și pozitroni din univers s-au anihilat, lăsând numai relativ puțini electroni prezenți azi. Totul dispare, în afara unei mici cantități de materie. Acest rest rezultă din infima superioritate numerică a materiei. El constituie întreaga materie pe care o cunoaștem și universul vizibil de astăzi – galaxii, roiuri și super-roiuri de galaxii.

ANTIMATERIA

Obținerea antimateriei în laboratorAstrofizicienii confirmă că nu există antimaterie în cantități semnificative în sistemul solar, printre stelele Galaxiei, și nici în galaxii le vecine. În ceea ce privește o posibilă existență a unor anti-galaxii la distanțe foarte îndepărtate, nu se poate afirma nimic.Antimateria poate fi produsă pe Pământ: în acceleratoare de particule, fie prin ciocnirea unor fascicule de

particule subatomice cu ținte fixe, sau cu alte fascicule de particule, fie prin ciocnirea materiei și antimaterie (protoni cu antiprotoni sau electroni cu pozitroni);

prin descompuneri radioactive de nuclee atomice. Un astfel de nucleu este folosit pentru tehnica de imagistică medicală denumită scanare PET sau tomografie cu emisie de pozitroni;

când particule cosmice de înaltă energie (asemenea celor provenind de la Soare care se numesc vânt solar) se lovesc de nuclee din atmosfera Pământului. Ele se anihilează foarte repede cu particulele de materie din jurul lor, rezultând noi particule sau lumină.

ANTIMATERIA

Unde există antimaterie?În afara unor regiuni ale Universului aparţinând unor galaxii îndepărtate, zone în care oamenii de şti inţă presupun că au localizat antimaterie, pe Terra antiparticulele pot f i produse şi studiate în acceleratoarele de particule cum sunt cele de la CERN, din Elveţia. Antiparticula corespunzătoare electronului, pozitronul, ne este destul de la îndemână. Are aceeaşi masă ca şi electronul, numai că este încărcat pozitiv din punct de vedere electric. Producerea de pozitroni presupune fie folosirea unor acceleratoare de particule de dimensiuni relativ mici, în cadrul cărora, atunci când particulele elementare sunt accelerate la viteze apropiate de viteza luminii , se generează pozitroni în urma ciocnirilor care se petrec, fie generarea pe cale artif icială a unor izotopi radioactivi care emit pozitroni în momentul în care suferă procesul de descompunere de t ip beta-plus (asemenea compuşi chimici sunt folosiţ i şi în cadrul tomografului cu emisie de pozitroni) . Când un pozitron întâlneşte un electron, cele 2 particule se anihilează, rezultând astfel energie sub formă de radiaţie de t ip gama.

ANTIMATERIA

Se poate folosi antimateria pentru a construi bombe, pentru propulsia vehiculelor spaţiale sau pentru a genera energie ? Filmele de anticipaţie propun metode de propulsie în spaţiul cosmic bazate pe reacţia dintre materie şi antimaterie. Teoretic este posibil dar nu este un scenariu realist, cel puţin nu în viitorul apropiat. Pentru a realiza aşa ceva ar fi nevoie de cantităţi enorme de antimaterie, imposibil de găsit sau produs pe cale experimentală aici, pe Pământ. Procedura de obţinere a antimateriei este extrem de costisitoare şi mai există şi impedimentul generat de anihilarea foarte rapidă a antiparticulelor la contactul cu particulele de materie obişnuită. Acceleratoarele de particule existente au generat până acum pozitroni în cantităţi de ordinul nanogramelor. Costurile sunt atât de ridicate că 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

Cercetări în domeniu În august 2000, laboratoarele CERN din Geneva, Elveția au finalizat

construcț ia unei "fabrici de ant imaterie". Scopul acesteia este de a crea atomi de antihidrogen. Problema este că acești atomi, odată sintet izați , se pot anihila intrând în contact cu materie. Această problemă ar putea fi rezolvată cu ajutorul unor "capcane" magnetice în vacuum, așa-zisele capcane Penning , care să prevină asemenea coliziuni.

ANTIMATERIA

S-au detectat mici cantități de antimaterie într-o zonă de Univers dominată de departe de materie. Antimateria se întâlnește foarte ușor cu materia care o înconjoară, cu care se anihilează, rezultând raze gamma. Această lumină a fost detectată încă din 1978 ca provenind din centrul galaxiei noastre. Cercetările au continuat și acum fizicienii propun un mecanism pentru a explica apariția acestei antimaterii. Aceasta antimaterie există pentru foarte scurt timp, lovindu-se repede de materie și anihilându-se. Observarea acestei lumini a permis astronomilor să detecteze prezența acestei antimaterii

Posibile utilizări ale antimaterieiRachetele , așa cum au evoluat până în prezent, pot

transporta oameni pe lună și există o posibil itate ca în viitor să se ajungă și pe alte corpuri cerești apropiate. Însă pentru voiajul intre două sisteme solare, propulsia chimică nu este suficientă. Pentru a ajunge la cea mai apropiată stea folosind propulsia chimică, ar fi necesari 5 ani de călătorie continuă cu o viteză comparabilă cu viteza luminii, și deci și o cantitate foarte mare de combustibil .

Recent s-a descoperit că energia produsă de anihilarea unei cantități mici de materie cu antimaterie, este cu mult mai mare decât cea produsă de procesul chimic al combustiei . O cantitate minusculă de antimaterie anihilată poate furniza foarte multă energie, conform ecuației celebre a lui Albert Einstein, E = mc2, ceea ce î i sporește și valoarea financiară.

ANTIMATERIA

http://ro.wikipedia.org/wiki/Antimateriehttp://www.descopera.org/de-ce-exista-mai-multa-mat

erie-decat-antimaterie/http://www.scientia.ro/stiinta-la-minut/54-scintilatii-sti

intifice-fizica/90-ce-este-antimateria-.htmlhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Antineutronhttp://ro.wikipedia.org/wiki/NeutronGoogle imagini

BIOGRAFIE