反物質とは何か、どのように発見されたか、その性質、物質との違い、どこで発見されたかを説明します。
反物質とは何ですか？
素粒子物理学では、反物質はで構成される物質の種類です反粒子、 それ以外の粒子 普通。頻度の低いタイプです 案件.
反物質は一般的な物質と非常に似ていますが、唯一の違いは 電荷 粒子のそしていくつかの量子数で。したがって、陽電子とも呼ばれます陽電子、 正の電荷以外は同じ性質を持つ電子の反粒子です。一方、反中性子は（中性子のように）中性ですが、それらの磁気モーメントは反対です。最後に、反陽子は負に帯電しているという点で陽子とは異なります。
相互作用することにより、反物質と物質はしばらくすると互いに消滅し、大量の物質を放出しますエネルギー 高エネルギー光子（ガンマ線）および他の素粒子と反粒子のペアの形で。
の研究で物理的 粒子と反粒子は、対応する記号の上に水平バー（マクロ）を使用して区別されます。プロトン （p）、電子 （e）および中性子 （n）。
反粒子で構成された原子は、自然には存在しません 自然 彼らは普通の事柄で全滅するからです。反原子の形成を目的とした実験では、ごくわずかな量しかうまく作成されていません。
反物質の発見
反物質の存在は、1928年に英国の物理学者Paul Dirac（1902-1984）が、 相対性理論 アルバートアインシュタインと 量子物理学 ニールス・ボーア著。
この困難な理論的研究は首尾よく解決され、そこから、電子に類似しているが正の電荷を持つ粒子がなければならないという結論が得られました。この最初の反粒子は反電子と呼ばれ、通常の電子との遭遇が相互消滅と光子（ガンマ線）の生成につながることが今日知られています。
したがって、反陽子や反中性子の存在を考えることができました。ディラックの理論は、宇宙線と通常の物質との相互作用で陽電子が発見された1932年に確認されました。
それ以来、電子と反電子の相互消滅が観察されてきました。彼らの会議は、として知られているシステムを構成します ポジトロニウム、 半減期が10-10または10-7秒を超えることはありません。
その後、バークレー粒子加速器（カリフォルニア、1955年）では、アインシュタインの次の式に従って、高エネルギー原子衝突によって反陽子と反中性子を生成することが可能でした。 E = m.c2 （エネルギーは等しい 質量 沿って 光の速度 二乗）。
同様に、1995年には、欧州原子核研究機構（CERN）のおかげで最初の反原子が得られました。これらのヨーロッパの物理学者は、反陽子を周回する陽電子で構成された反物質水素または反水素原子を作成することに成功しました。
反物質特性
反物質に関する最近の研究は、それが通常の物質と同じくらい安定していることを示唆しています。ただし、その電磁特性は物質の特性と逆です。
実験室での生産にかかる莫大な金銭的コスト（作成されたミリグラムあたり約62,500百万米ドル）とその非常に短い期間を考えると、それを詳細に研究することは容易ではありませんでした。
実験室での反物質生成の最も成功したケースは約16分続きました。それでも、これらの最近の経験は、物質と反物質がまったく同じ特性を持っていないかもしれないという直感につながりました。
反物質はどこにありますか？
これは反物質の謎のひとつであり、多くの説明があります。の起源についての理論のほとんど 宇宙 最初は彼らが存在していたことを受け入れる プロポーション 物質や反物質のようなもの。
しかし、現在、観測可能な宇宙は通常の物質だけで構成されているように見えます。この変化について考えられる説明は、物質および反物質と 暗黒物質、または物質量と反物質の間に生成された反物質の間の最初の非対称性 ビッグ・バン.
私たちが知っていることは、自然の反粒子生成が私たちの惑星のヴァンアレンリングで行われているということです。これらのリングは表面から約2000kmに位置し、ガンマ線が 雰囲気 外観。
この地域にはそれ自体を全滅させるのに十分な通常の物質がないため、この反物質は凝集する傾向があり、一部の科学者はこの資源を使用して反物質を「抽出」できると考えています。
反物質とは何ですか？
反物質は非常に高いため、人間の産業ではまだ多くの実用的な用途がありません 費用 と要求の厳しい テクノロジー それはその生産と取り扱いを意味します。ただし、特定のアプリケーションはすでに現実のものです。
たとえば、陽電子放出断層撮影（PET）スキャンが実行されます。これは、癌治療における反陽子の使用が可能であり、おそらく現在の陽子技術（放射線療法）よりも効果的であることを示唆しています。
ただし、反物質の主な用途は、 エネルギー。アインシュタインの方程式によると、物質と反物質の消滅は非常に多くのエネルギーを放出するので、1キロの物質/反物質の消滅はどのものよりも100億倍生産的です 化学反応 核分裂の1万倍です。
これらの反応を制御して活用できれば、すべての産業、さらには輸送さえも変化します。たとえば、10ミリグラムの反物質が宇宙船を最大まで推進する可能性があります 火星.