Hvorfor sker der så lidt i pinsen?
24. maj 2012 kl. 14:44Vi æder, danser og kommer hinanden ved til jul og påske. Det samme kan man ikke sig om pinsen, men hvorfor egentlig ikke? En læser undrer sig – her er svaret. Læs mere
Antistof fastholdt i 16 minutter
5. juni 2011 kl. 19:00 21 kommentarer
En international forskergruppe på CERN, med en dansk fysiker i spidsen, har som de første i verden holdt antibrintatomer i et jerngreb i godt et kvarter – dermed har fysikerne nu tid nok til at granske, hvad antibrint egentlig er.
Antiatomerne er fanget i en magnetisk fælde. Fælden er cylindrisk og dens "vægge", som er vist med lyse farver, består af et stærkt magnetfelt, som skabes af superledende magneter. Inden i fælden er der vacuum, og magnetfeltet sørger for, at antiatomerne ikke kan bevæge sig ud til vacuumbeholderens sider, hvor de vil blive tilintetgjort i kontakten med almindeligt stof.
Fysikere på CERN får sig nok en kop øl eller to efter at det er lykkes dem at holde antibrintatomer i et jerngreb i op til 16 minutter.
Landvindingen, der er opnået af den internationale forskergruppe ALPHA, er netop publiceret i online-udgaven af det højtprofilerede tidsskrift Nature Physics.
Den samme forskergruppe fik så sent som i november stor medieopmærksomhed efter at have produceret og fastholdt antibrintatomer i 172 millisekunder.
»Vi har øget den tid, antibrint-atomerne bliver fastholdt, betragteligt, og det har stor betydning for vores kommende eksperimenter, « fortæller lektor Jeffrey Hangst fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet, der leder projektet. Han fortsætter:
»Ikke alene sikrer det, at kommende forsøg får de bedste begyndelsesbetingelser, men også, at vi kan gennemføre mange typer af præcisionseksperimenter, der generelt er tidskrævende.«
Antibrint er brints spejlbillede
Fakta
Gorm Andresen, tidligere ph.d.-studerende hos Jeffrey Hangst og nu postdoc ved Aarhus School of Engineering, har udviklet teknikker til at sænke temperaturen på anti-protoner, som udgør kernen i anti-atomerne, til kun 10 grader over det absolutte nulpunkt (-273°).
Jerngrebet ruster fysikerne til at kunne løse én af universets allerstørste gåder, nemlig hvorfor verdensrummet tilsyneladende kun indeholder stof. Ifølge fysikkens fundamentale teorier burde det rumme lige så meget antistof.
Antibrintatomer forsvinder i det øjeblik, de kommer i kontakt med almindeligt stof under udsendelse af energi.
Udfordringen var derfor at bygge en 'fælde’, der forhindrede antibrintatomerne i at komme i kontakt med stof tilstrækkeligt længe til, at man kunne undersøge dem.
ALPHA-gruppen har brugt det meste af et årti på at udvikle en metode og et apparatur, der magter opgaven. Det har været en langsommelig proces, der har krævet en stor portion tålmodighed og kreativitet, og som nu er mundet ud i en forsøgsopstilling, hvis størrelse og kompleksitet overgår de fleste menneskers fatteevne.
Men nu er apparaturet færdigt.
Det har krævet tæt samarbejde at få samlet alle smådele til én velfungerende helhed. Her er det antibrint-fælden, der bliver gjort klar til brug. (Foto: Niels Madsen.)
I november sidste år var forskerne nået så langt med opstillingen, at de kunne bruge den til at producere og indfange antibrint.
Siden da har ALPHA-gruppen nusset om apparaturet i en grad så antallet af atomer, som fælden kan fange i et eksperiment, er øget med en faktor otte. Nu fanger fælden ét atom for hvert forsøg og kan oven i købet holde antibrintatomerne fanget i et helt kvarter, hvilket er endog meget lang tid.
Den lange periode, atomerne bliver fastholdt, sikrer også, at antiatomerne er i deres lavest mulige energitilstand, kaldet grundtilstanden. Det er en fundamental betingelse for at kunne udføre eksperimenter med dem.
»Vi har øget vores følsomhed over for de målinger, vi vil lave omkring 40.000 gange i forhold til resultatet i november. Det betyder, at vi allerede i år kan gå i gang med de første målinger på antiatomernes energiniveauer,« siger den danske fysiker Niels Madsen, der er seniorlektor ved Swansea University i Storbritannien og tilknyttet ALPHA.
Energitilstandene skal kortlægges
En kortlægning af antibrintatomernes energiniveauer er noget, der står højt på forskernes ønskeliste.
Fakta
Aarhus-fysikeren Jeffrey Hangst og hans forskerkollegers arbejde med at fremstille antibrint blev for alvor verdenskendt gennem Dan Browns bestseller ’Engle og Dæmoner’, som blev filmatiseret i 2009.
Med den i hånden har de nemlig en mulighed for direkte at sammenligne et anti-brintatom med et brintatom. Hvis energiniveauerne i de to atomer er fuldstændigt ens, så er det ikke her, at forskerne skal finde forklaringen på antistofs fravær.
»For første gang er det muligt at gennemføre eksperimenter, som kan give os det allerførste kig ind i strukturen af antibrint, som er det første grundstof i det parallelle periodiske system for antistoffer,« fastslår Jeffrey Hangst.
Med hele 16 minutter til rådighed vil forskerne have god tid.
»De fysiske egenskaber, vi ønsker at måle, er i første omgang overgange mellem energitilstande i antibrintatomerne,« fortæller Niels Madsen.
For at kunne nå dertil skal forskerne beskyde et antibrintatom med elektromagnetisk stråling af den rigtige slags, som f.eks. lys eller mikrobølger. Det får atomet til at overgå fra én energitilstand til en anden.
Rammer vi de fastholdte antibrint-atomer med præcis den rigtige mikrobølgefrekvens, undslipper de ’fælden’ og vi vil kunne påvise deres tilintetgørelse – selv for bare et enkelt atom.»I laboratoriet kan vi så i praksis kunne observere og måle overgangen mellem energitilstandene ved at udsætte antibrintatomet for stråling i lang tid og således være sikre på, at overgangen finder sted,« siger Niels Madsen.
De første eksperimenter er udført
ALPHA-gruppen har faktisk allerede gennemført de første eksperimenter med antibrintatomer.
Det har ifølge Niels Madsen og Jeffrey Hangst bl.a. givet ny vigtig information om antibrint-atomernes bevægelse under og efter dannelsen.
»Det næste skridt bliver at studere antistoffets kvantefysiske egenskaber, i første omgang med mikrobølger, dernæst med en højpræcisionslaser. Nedkøles antiatomerne yderligere forventer vi også, at vi kan udforske, hvordan tyngdekraften påvirker antistof, og så er vi for alvor ved at have begreb om, hvad antistof er, og om det adskiller sig fra stof på afgørende områder,« slutter Jeffrey Hangst.
Tekniske finjusteringer gjorde hele forskellen
Efter gennembruddet i november, hvor ALPHA-gruppen fangede de første antiatomer, har forskerne haft en chance for at finjustere opstillingen, så den giver det størst mulige udbytte. En finjustering lyder måske ikke særlig vigtig - men faktisk har det været en forudsætning for at kunne arbejde videre med opstillingen og nå det seneste resultat. Det fortæller seniorlektor Niels Madsen fra Swansea University i Storbritannien.
»Så snart man har fanget mere end nul atomer, kan man justere eksperimentet for at se, om man fanger flere eller færre,« siger han.
»Resultatet i november var i støbeskeen i hele fem år, hvilket i sig selv var en stor kraftanstrengelse. Men den tid har givet en essentiel del af den forståelse, der har været nødvendig for, at vi har kunnet justere eksperimentet, så det nu virker en størrelsesorden bedre,« fastslår han.
Det har altid været et fundamentalt kriterium for ALPHA-gruppens eksperiment, at fælden har et ekstremt godt vakuum, det vil sige et omåde, hvor der ikke er nogen form for partikler til stede, da antistof ikke overlever kontakt med stof. Det har forskerne derfor arbejdet en del med for at få helt på plads. Men udover det har forskerne ikke siden november, gjort nye ting for at øge levetiden.
»Vi har opnået resultaterne ved at udnytte al vores viden om, hvilke parametre der var vigtige - specielt har vi arbejdet meget med en ny teknik, der har været central for det første resultat, autoresonans, men vi er også begyndt at bruge vores evaporative kølingsmetode mere agressivt,« slutter han.
Både autoresonans og evaporativ kølingsmetode er omtalt i en tidligere artikel om projektet her på Videnskab.dk.
Log ind eller opret konto for at skrive kommentarer
Seneste fra Miljø & Naturvidenskab
-
Stævnemøde med Solen: Venuspassage!
Onsdag 6. juni har vi for sidste gang i mere end hundrede år mulighed for at opleve en venuspassage, hvor planeten Venus glider ind foran Solen.Bringes i samarbejde med Tycho Brahe Planetarium -
Sådan undgår hunde hofteledsdysplasi
Hvalpens miljø i opvæksten påvirker udviklingen af hofteledsdysplasi, specielt i tiden fra fødslen til tre måneders alderen, viser norsk forskning. -
Gennembrud i fysik kan føre til nyt syn på magnetisme
Dansk fysiker har i samarbejde med østrigsk forskergruppe tvunget en speciel gas ind i en helt ny tilstand, som aldrig er observeret i naturen. Opdagelsen kan føre til et gennembrud i forståelsen af magnetisme.
Mest læste på Videnskab.dk
Det læser andre lige nu
Spørg Videnskaben
Abonner på vores nyhedsbrev
Seneste nyheder
Seneste kort nyt
Mest sete video
Seneste kommentarer
På forsiden lige nu
To skridt frem - og et tilbage.
Hmm.....
Det er gået op for mig, at Coloumb's lov kun gælder for R1=R2.... i nærområdet.
Med fare for at blive udnævnt som 'arrogant' vil jeg dog mene at fejlen er 'åbenlys'.
'Et skridt tilbage' - da 'det' kræver en revurdering af gældende mat/fys - love.
Matematisk/fysisk interesserede vil vide hvad jeg snakker om, og hvilken problemstilling.
Men God Pinse, da jeg ikke forventer nogen sparring her..
Re: Rummets manglende egenskab
Tålmodighed, Ivar.
Som jeg læser artiklen og referencer, så er man 'kun' nået til ladninger/antiladninger.
'Kun' i citationstegn, for det er et stort skridt, men der er stadig lang vej endnu.
Det bliver rigtig spændende når man når dertil hvor man kan afgøre om der findes:
Anti tyngdekraft
Anti (inerti)Masse
Anti Svar kernekraft
Man kan vel lave den pragmatiske slutning, at hvis en antipartikel skal være et '_totalt_' spejlbillede, så vil alle 3 findes.
Men hvordan vil det opføre sig?
Sender man eks. en proton gennem et magnetfelt, vil den afbøjes i henhold til ladning+inertimasse.
Ændrer man ladningen, vil den afbøjes modsat, men hvis inertimassen er 'negativ' vil denne også afbøjes modsat (af modsat), hvilket vil sige samme retning som en proton.
E=mc2 siger vi, men hvis der findes både masse og anti masse, burde nettoresultatet være=0 idet En=Mn*c2 og Ea=Ma*c2 samt Mn=-Ma => Etot=0.
('n' = normal, og 'a'=anti).
Den svage kernekraft er stærkere end den elektriske+tyngdekraft, så hvis der er en partikel + antipartikel, burde de anihilere øjeblikkeligt.
osv..
Men lad os vente på resultaterne i stedet for at gætte os frem.
(Det ser ud til at gå rimeligt stærkt, så måske skal vi ikke vente længe på resultaterne..?)
Re: Antipartikel spin (til Ivar)
Svar på spørgsmål om antipartikel spin :
Fermioner som positroner of elektroner kan have et af to spin som afhænger helt af deres "forhistorie" - d.v.s. hvordan de er blevet påvirket, og ikke har noget at gøre med om de er partikler eller antipartikler. Neutrinoer er specielle idet de ikke kan eksistere i to forskellige spin-tilstande. Dette kuriosum giver anledning til CP brud, d.v.s. brud på Ladnings-Partitets symmetrien.
Håber det er svar nok.
mvh.
Niels
Rummets manglende egenskab
Niels Madsen,
Først et spørgsmål: Kan man generelt antage at en partikel og dens antipartikel spinner hver deres vej?
I dit svar til Stig skrev du:
"2) Det vides i princippet ikke om der er noget som "antimasse". Men, hvis man antager at Einsteins almene relativitetsteori er korrekt kan man ikke generelt tale om en "tyngdekraft", men må derimod tale om at energiansamlinger krummer rummet. Da masse "blot" en koncentreret udgave af energi, og antipartikler også har masse, og derfor energi, kunne man formode at de krummer rummet og reagerer på rummets krumning på samme måde som stof", citat slut
- Jeg er helt med på at det vanlige tyngdekrafts-begreb ikke holder i flere kosmologiske sammenhænge, og jeg mener heller ikke at Einsteins udlægning holder.
- Rummet har ikke nogen egenskab i sig selv efter min opfattelse og det kan derfor ikke krummes. (Det samme gælder begrebet "tid")
Det er efter min mening bølgerne og partikler (energiansamlinger) I RUMMET som bevæger sig i krumme og cirkulære baner når energiansamlingerne (f. eks. molekylære skyer) bliver aktiveret af kosmiske positive eller negative udladninger som - måske - igen har en indflydelse på hvorvidt energiansamlingerne aktiveres til at dreje den ene eller den anden vej rundt og f. eks. ender op med at danne selv de store hvirvler som galakser viser.
Venligst Ivar - tak for dine øvrige svar.
Re: Antistof egenskaber og masse (til Stig)
Tak for det seriøse svar.
Det er nogle gange 'svært' at kommunikere ;-)
Når jeg skrev 'svært' mente jeg svært at _finde_ ikke ikke som i 'svært tilgængeligt'.
Som det (måske) fremgik at mine spørgsmål, er jeg lidt ude efter empiriske data, og ikke færdigfortolkede data.
Jeg har denne 'S-teori', som jeg synes er 'sjov' at forfølge, men sikkert kun for mig selv.
I denne teori kan jeg sagtens forklare neutrinoer, og antineutrinoer, (B-decay) men ikke som partikler, men energikvanter, der som bekendt har impuls.
Forskellen på disse er impulsens retning, så man kan snakke om P+ og P- 'kvanter'.
Det er stadig på 'dataanalyse' stadiet, men en intrigant tanke (synes jeg), er at rejse spørgsmålet:
Findes neutroner, eller er det i virkeligheden en proton+elektron, hvor elektronen har endnu et energiniveau (tættere på protonen).
Her hæfter jeg mig ved der ikke findes 'fritlevende' neutroner.
Ad 2)
Jeg kender ganske udmærket Einstein's teori, men tesen om 'det krumme rum' holder ikke.
Men hvis vil glemmer 'kvantefeltteorien' beskriver min teori ganske udmærket alle fænomener incl. de 'kvantemekaniske'.
Ad 3)
Da jeg er 'open minded', har jeg i min (computer)model adskilt massevolumen (ansvarlig for tyngdekraft) og inertimasse(ansvarlig for bla. c og 'friktion i rummet').
Det er muligt det viser sig de er ækvivalente, men man bør ikke sætte det som forudsætning.
Nåh, det var lidt snak, men det bliver spændende at høre hvor meget 'anti' anti er, eller om det 'kun er ladninger' - altså om man observerer 'antityngdekraft' eller en total anihilering af brint/antibrint.
Jeg synes det er lidt 'svært' at sætte (fysiske) begreber på "Hvad er en ladning", især da en proton, uagtet meget større 'masse' har samme ladning som en elektron.
Det må vente til 'de mørke vinteraftener' ;-)
Antistof egenskaber og masse (til Stig)
Til det første : Vi har et par af vores artikler som er alment tilgængelige (men ikke letlæselige for udenforstående) :
Langtids holdbare antibrint atomer : http://arxiv.org/abs/1104.4982 [note: tidligere, ikke refereed version]
Detaljer om at fange antibrint og observere det : http://arxiv.org/abs/1105.0037
Derudover har jeg skrevet en lidt mere lætlæselig version (igen på engelsk) der kan findes her :
http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/368/1924/3671.abstract
For at kommer tilbage til dine spørgsmål :
1) Jeg er ikke helt klar over hvad du mener med kun. Men f.eks. elektronens antipartikel er positronen, og de adskiller dig kun ved at have modsat ladning. Derimod er neutrinoens antipartikel, antineutrinoen forskellig ved at have modsat spin (neutrinoer er neutrale). Da neutrioner kun spinner en vej spinner antineutrioner således den modsatte vej. En antiproton består af antiquarker.
2) Det vides i princippet ikke om der er noget som "antimasse". Men, hvis man antager at Einsteins almene relativitetsteori er korrekt kan man ikke generelt tale om en "tyngdekraft", men må derimod tale om at energiansamlinger krummer rummet. Da masse "blot" en koncentreret udgave af energi, og antipartikler også har masse, og derfor energi, kunne man formode at de krummer rummet og reagerer på rummets krumning på samme måde som stof. Det er dog uden rigtigt teoretisk fundament, idet der ikke er en samlet teori der inkluderer både den almene relativitetsteori og kvantefeltteorien. Kvantefeltteorien er den der beskriver antipartikler.
3) Higg's feltet er i princippet det der giver anledning til inertiel masse, og er en (endnu ikke verificeret) del af standardmodellen, så i princippet skulle antistof være beskrevet og have masse på samme måde som stof. Derudover er det værd at huske på at ækvivalensen mellem inertiel masse og gravitationel masse er et postulat i Einsteins beskrivelse. Vi har dog ikke fundet grund til at tvivle på dette postulat i de mange eksperimenter der er lavet siden antagelsen blev lavet.
Hvorfor skal det være så 'svært'?
Nej, ikke 'svært' i den forstand, men hver gang man (jeg) gerne vil dykke ned i faktuelle data, så finder man kun en abstract, og krav om betaling af xx 'penge'.
I forhold til ovenstående artikel er det umuligt at samle referencer/grunddata op uden at investere en 'mindre formue'.
Specielt kunne jeg godt tænke mig at vide:
1) Er det 'kun' ladning/antiladning (aka positroner/antineutroner)
2) Eller masse(volumen)/Anti masse(volumen) (aka tyngdekraft)
3) Eller masse(inerti)/anti masse(inerti) (aka negativ modstand mod bevægelse).
......
Eller sagt på en anden måde er det totalt 'anti', eller er det kun anti elektriske ladninger?
tak
Tak til Niels og alle!
Kommentarerne er "fløde til katten"
Jeg ved at det nok tager nogen tid at formulere sig så også jeg har en chance for at forstå det.
Hilsen Tommy
Stof og Antistof (svar til Ivar)
Du har ramt hovedet på sømmet. Problemet er netop at der skulle være skabt lige meget stof og antistof, men at der ikke er observeret tegn på noget antistof i universet i tilsvarende mængder til hvor meget stof der er (meget langt fra).
Stof og antistof tilintetgør kun hinanden hvis de "rammer" hinanden, så man kan sagtens forestille sig en antistof planet et sted i rummet, sålænge der er meget lidt stof tilbage i samme område.
For at være lidt "kedelig" bør jeg sige at antipartikler på alle måder opfører sig helt normalt som andre partikler der har en ladning og en masse og så videre. Det er kun når de kommer i kontakt med partikler (stof) at der sker noget ekstraordinært - så det er ikke "specielt" svært at arbejde med antipartikler sålænge man holder dem i et vakuum. Det der har være udfordringen for os er at få disse enkelt partikler til at binde sig til hinanden og danne antiatomer, og derefter sørge for at disse antiatomer er så kolde at vi kan holde dem fanget.
mvh.
Niels
Stof og Antistof
1. Ifølge teorien om BB skulle der være skabt lige meget stof og antistof i denne hypotetiske proces.
2. Andre steder hedder det, at” stof og antistof tilintetgør hinanden” - men så kunne der vel ikke være skabt noget som helst andet ved et formodet BB end selve strålingen fra et lysglimt.
Hvor er logikken – hvis der er nogen?
- Er det ikke bare en anden stoflig kvalitet via energitilførslen og ikke noget anti-et-eller-andet af det oprindelige stof man "har fastholdt i 16 min."?
Venligst Ivar
antistof
hubblesite fortalte os at, de sorte masser har eksiteret siden 3000 milliarder aar og kun lader antistof undslippe(frastödning). Antistofferne samlede sig iet punkt(sted),siden frastödningen fra de sorte masser, efter 3000 milliarder aar, var massen af antistoffer, blevet saa stor, at den havde naaet den kritiske masse, en sammentraekning(implosion) derefter en eksplosion
THE BIG BANG, eksplosion havde foraarsaget en transformation af antimaterien til materie
eller rettere sagt anti anti materie, dette er efter min mening en logisk forklaring paa ,hvorfor der ikke findes antistoffer i cosmos idag og hvor vi ikke er blevet opslugt af den sorte masse i centret af vores galakse.
Re: @ Stig
Niels,
Tænk på en sten der ligger i et mindre hul midt på en skråning, blot et lille skub kan få stenen
til at komme ud af hullet
Jo, men det er netop tilførsel af ekstern energi.
Men Niels,
kan vi ikke stoppe denne diskussion, da jeg faktisk har en computermodel, der (også) beskriver dette fænomen.
Glem det,drop det, og hav en god sommer ;-)
(Roger, over and out, men husk energibetragtningerne).
@ Stig
Kerner har energi "oplagret" som potentiel energi i dens binding. Når denne energi
ændres kan de kun ske ved at den omdannes til en anden form for energi, der i dette
tilfælde går til at lave et beta plus henfald. Det er en sammenlignelig process der foregår
i kernefission, hvor man netop splitter en kerne i to dele der tilsammen har mindre bindings
energi end den oprindelige kerne - den overskydende energi undslipper som kinetisk energi
af de to efterladte kerner samt eventuelle neutroner der også kommer ud.
Det er ikke nødvendigt med nogen ekstern energikilde, kernen er i en ustabil ligevægt der gør
at den kan henfalde (betaplus henfaldet igen).
Tænk på en sten der ligger i et mindre hul midt på en skråning, blot et lille skub kan få stenen
til at komme ud af hullet og nu få omdannet alt den potentielle energi der er i at den er på en skråning
til kinetisk energi ved at rulle ned ad bakken. I kvantemekanikkens verden er denne process mulig
uden et lille skub, da stenens "bølgefunktion" kan "se" skråningen selvom den lille fint i et lokalt
minimum.
mvh.
Niels
Re: Betaplus henfald
Niels,
Energien skal komme fra ændringen i kernens bindingsenergi
Jo, men hvor kommer denne energi fra, det er er tale om en ekstern energikilde?
Varme? Mikrobølgestråling? eller?
Da det er i praktisk brug, må det være nemt at besvare....?
Betaplus henfald
Sådanne henfald forekommer rigtigt nok kun når der er tale om en proton i en kerne. Energien skal komme fra ændringen i kernens bindingsenergi (som også skrevet i nævnte wikipedia artikel).
Positroner kan fint flyve frit omkring - sålænge de ikke kommer i kontakt med elektroner, hvilket naturligvis er
svært hvis man ikke lige er i et vakuum.
Re: Hvor kommer antistof fra (svar på diverse)
Niels,
Har du mulighed for at lave en total energibetragtning?
jfr:
Derudover opstår positroner ved beta-plus radioaktivt henfald (beta-plus partiklen er en positron, d.v.s. antielektron) - som er ganske hyppigt forekommende (f.eks. har de fleste hospitaler radioaktive kilder af denne type).
Positroner kan (jfr. gældende teoremer) ikke opstå uden energitilførsel:
http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_decay
citat:
So, unlike β−
, β+
decay cannot occur in isolation, because it requires energy
Godt så, det kræver energi - er det varme, bestråling, eller forekommer denne decay helt af sig selv?
Beskriv også gerne hvor denne energi bliver af, da der ikke findes 'fritflyvende' positroner.
citat:
The difference between these energies goes into the reaction of converting a proton into a neutron, a positron and a neutrino and into the kinetic energy of these particles.
Hvordan kan en negativ energi udmøntes i kinetisk energi jfr:
"converting a proton into a neutron, a positron and a neutrino and into the kinetic energy of these particles."
En neutron er tungere end en proton, så det kræver energi jfr. E=mc2.., en positron kræver 2 gange energi jfr. samme formel, og ovenikøbet har vi overskydende kinetisk energi.........?
Men det altovervejende spørgsmål er: Hvor kommer al denne energi fra?
Hvor kommer antistof fra (svar på diverse)
Til både Tommy og Ivar :
Antipartikler opstår rigtigt nok dynamisk hele tiden når forholdene er til det. Betingelserne er at der er energi nok tilstede og at impulsbevarelsen kan opfyldes. Et simpelt eksempel forkommer i kosmisk stråling som mestendels består af protoner (hvis vi ser bort fra neutrionerne der blot passerer gennem alting uden at efterlade mange spor). Der forkommer også enkelte antiprotoner i den kosmiske stråling. Men antallet af antiprotoner er utroligt lille - så lille at det er konsistent med at de er opstået ved at energetiske protoner i den kosmiske stråling har kollideret med enten baggrundsgas i universet eller med hinanden og derved har dannet en antiproton.
Derudover opstår positroner ved beta-plus radioaktivt henfald (beta-plus partiklen er en positron, d.v.s. antielektron) - som er ganske hyppigt forekommende (f.eks. har de fleste hospitaler radioaktive kilder af denne type).
Problemet, hvis man kan putte de sådan, for disse antipartikler er at de befinder sig i et "normalt" univers, hvor alt omkring dem er lavet af stof og ikke antistof - så inden for ganske kort til vil de møde noget stof og annihilere.
Man har endnu ikke set nogen tegn på at der er større ansamlinger af antistof i universet. Den senest opsendte AMS detektor (til den internationale rumstation) har netop som et af sine mål at undersøge om der er antiheliumkerner i den kosmiske stråling. Antiheliumkerner er tilpas usandsynlige at frembringe at observationen af blot en enkelt i den kosmiske stråling vil påvise eksistensen af store ansamlinger af antistof i universet.
En helt anden måde antistof opstår på er via de såkaldte vakuum fluktuationer, hvor partikel/antipartikel par opstår spontant ud af "ingenting". Disse fluktuationer er dog netop fluktuationer, så partiklerne annihilerer igen næsten med det samme, og man har indtil videre hovedsageligt set indirekte målinger af effekten af disse fluktuationer. En berømt, men udokumenteret, effekt er den såkaldte Hawkinsstråling der skulle komme fra sorte huller, og som, ifølge modellen, opstår ved at et partikel/antipartikel par dannes på event horisonten således at den ene falder ind i "hullet" og den anden slipper væk. Alle disse effekter medvirker dog ikke umiddelbart til at forklare hvorfor der ikke ser ud til at være større ansamlinger af antistof i universet.
Håber det svare på nogle af spørgsmålene.
mvh.
Niels Madsen
Ahh, hva?
Tusind tak for dit svar Sybille!
Jeg er på grund af dit svar på vej ud af en sidetangent, så du behøver slet ikke at svare. MEN
jeg bliver pludselig lidt rundforvirret, når du siger at antistof hele tiden opstår spontant; samt anvender det praktiske begreb: "producerer" antistof til forsøg.
Er vi lidt på vej over i "Steady State" teorien?
Kan almindeligt stof også opstå spontant?
@tommy
Antistof opstår hele tiden spontant i universet, men forsvinder lige så hurtigt igen af den årsag, som du selv fremfører.
I laboratoriet må fysikerne derfor producere et tilstrækkeligt stort antal antibrintatomer og fastholde dem længe nok til, at man kan nå at undersøge dem.
Det har været en del af udfordringen de forgangne år. Da man første gang fremstillede antibrintatomer, skete det på en måde, som gjorde det svært at indfange og fastholde dem. Så derfor har man sidenhen måttet finde en anden måde at producere dem på, der tillod indfangning og fastholdelse (er det ikke rigtigt forstået, Niels og Jeffrey?)
Så det at producere og fastholde antistof i et univers fyldt med stof er en ekstremt stor teknisk udfordring.
Bh Sybille
Hvor kommer det dog fra?
Hvordan får man fat i antistof? Hvis det findes frit, så skulle en "bonderøv" som mig jo mene at det snart ville have mødt almindeligt stof for derfor være "forduftet"!
PS: Løser Ivars opfattelse ikke det problem?
Ladninger
Det virker som noget af et intellektuelt og unaturligt hjernespin på mig.
Citat: "Jerngrebet ruster fysikerne til at kunne løse én af universets allerstørste gåder, nemlig hvorfor verdensrummet tilsyneladende kun indeholder stof. Ifølge fysikkens fundamentale teorier burde det rumme lige så meget antistof.
AD: Jamen verdensrummet indeholder jo ikke kun statiske mængder af stof. Det indeholder også enorme elektromagnetiske energier som påvirker alt stof - både positivt og negativt hvorved partiklers baner udvides og sammentrækkes i en uendelighed.
Fejlslutningen udspringer af at man ikke anskuer alt i kosmos på en dynamisk måde der vekselvirker hele tiden. Det hele er vel bare et spørgsmål om opladning og afladning af atomer?
Antipartikler og antistof er vel kun et spørgsmål om hvorvidt et stof er elektromagnetisk aktiveret eller inaktiveret af positive eller negative ladninger således at det nogle gange kan observeres med eksisterende midler - og nogle gang ikke.
Venligst Ivar