שאלה
- פותח הנושא בריסטו
- פורסם בתאריך
אנטי חומר
אני לא מדען, אבל ננסה: היקום אשר אנו מכירים מורכב מחומר או מאנרגיה. אנטי חומר הוא גורם פיזיקלי, אשר במגע עם חומר רגיל, שניהם הופכים לאנרגיה. מדובר במקור רב עוצמה לאנרגיה ו/או חורבן, אך בינתיים הוא אינו נמצא בהישג יד. לפני כמה שנים היה דיווח על מעבדה באירופה שהצליחה לייצר חלקיקי אנטי חומר לשבריר שנייה (שכן הוא בא במגע עם חומר והפך לאנרגיה). חוסר הסירות בשימוש בכלי זה: כיצד תאחסן אנטי חומר על גבי חללית העשויה מחומר, ביקום העשוי מחומר?
אני לא מדען, אבל ננסה: היקום אשר אנו מכירים מורכב מחומר או מאנרגיה. אנטי חומר הוא גורם פיזיקלי, אשר במגע עם חומר רגיל, שניהם הופכים לאנרגיה. מדובר במקור רב עוצמה לאנרגיה ו/או חורבן, אך בינתיים הוא אינו נמצא בהישג יד. לפני כמה שנים היה דיווח על מעבדה באירופה שהצליחה לייצר חלקיקי אנטי חומר לשבריר שנייה (שכן הוא בא במגע עם חומר והפך לאנרגיה). חוסר הסירות בשימוש בכלי זה: כיצד תאחסן אנטי חומר על גבי חללית העשויה מחומר, ביקום העשוי מחומר?
יצרו אנטי חומר כבר
לפני יותר מ100 שנה יש תצילומים המרהיבים של מה שקורה כש חומר ואנטי חומר מתחברים. לא תמיד החומר מאויין בדרך כלל זה האנטי חומר שמאויין. כדי שתשתחרר הרבה אנרגיה אנחנו צריכים חלקיקים עם "קצת" אנרגיה מאשר אלקטרונים ופרוטנים. אנחנו יכולים ליצור אנטי חומר הבעיה היא להחזיק אותו קיים יותר משבריר שניה. יש תתמונות המרהיבות של שני החלקיקים נעים בצורה ספיראלית שצורבים על פילם. אני יחפש אותם :<
לפני יותר מ100 שנה יש תצילומים המרהיבים של מה שקורה כש חומר ואנטי חומר מתחברים. לא תמיד החומר מאויין בדרך כלל זה האנטי חומר שמאויין. כדי שתשתחרר הרבה אנרגיה אנחנו צריכים חלקיקים עם "קצת" אנרגיה מאשר אלקטרונים ופרוטנים. אנחנו יכולים ליצור אנטי חומר הבעיה היא להחזיק אותו קיים יותר משבריר שניה. יש תתמונות המרהיבות של שני החלקיקים נעים בצורה ספיראלית שצורבים על פילם. אני יחפש אותם :<
צר לי, אבל לא...
ראשית, התוצאה של מפגש בין חלקיק לאנטי-חלקיק היא אניהילציה, או איון בעברית (מלשון אין), היות ושניהם הופכים לאנרגיה. לא ייתכן מצב שבו האחד יהפוך לאנרגיה והשני יישאר. ייתכן מצב ובו זוג חלקיק/אנטי-חלקיק יהפוך לזוג חלקיק/אנטי-חלקיק אחר, מסוג שונה, וישחרר אנרגיה בתהליך. כמו כן, לפני 100 שנים עוד לא הייתה פיסיקה חדשה, ולמען האמת, עוד שנה, ב2005, יחגגו מאה שנים להיווסדות הפיסיקה החדשה, היות וב-1905 פרסם איינשטיין את שתי התאוריות מתוך השלוש של חייו, תורת היחסות הפרטית והאפקט הפוטו-אלקטרי (ועל האפקט הפוטו-אלקטרי זכה בנובל). בשנים אלו עדיין לא היה ידוע כלל מבנה האטום הפנימי (רק ב-1911 הציג ראת'רפורד תאוריה שכזו) ואת האלקטרון לא גילו, רק שנים מאוחר יותר, כך ש"תצלומים של אנטי-חומר" ללא ספק לא קיימים למעלה מ-100 שנים.
ראשית, התוצאה של מפגש בין חלקיק לאנטי-חלקיק היא אניהילציה, או איון בעברית (מלשון אין), היות ושניהם הופכים לאנרגיה. לא ייתכן מצב שבו האחד יהפוך לאנרגיה והשני יישאר. ייתכן מצב ובו זוג חלקיק/אנטי-חלקיק יהפוך לזוג חלקיק/אנטי-חלקיק אחר, מסוג שונה, וישחרר אנרגיה בתהליך. כמו כן, לפני 100 שנים עוד לא הייתה פיסיקה חדשה, ולמען האמת, עוד שנה, ב2005, יחגגו מאה שנים להיווסדות הפיסיקה החדשה, היות וב-1905 פרסם איינשטיין את שתי התאוריות מתוך השלוש של חייו, תורת היחסות הפרטית והאפקט הפוטו-אלקטרי (ועל האפקט הפוטו-אלקטרי זכה בנובל). בשנים אלו עדיין לא היה ידוע כלל מבנה האטום הפנימי (רק ב-1911 הציג ראת'רפורד תאוריה שכזו) ואת האלקטרון לא גילו, רק שנים מאוחר יותר, כך ש"תצלומים של אנטי-חומר" ללא ספק לא קיימים למעלה מ-100 שנים.
תשובה יותר טובה: אנטי-חומר
הסבר פשטני, אבל ברור, אני מקווה... כל הקיים ביקום הוא חומר או אנרגיה. בחומר הכוונה לדברים חומריים, דוגמת כדורי ביליארד, שמשות, קרנפים, כוסות קפה ובני אדם. באנרגיה הכוונה לקרינה אלקטרומגנטית (שהיא למעשה הרבה דברים: חום, אור, קרני רנטגן ועוד) וסוגי אנרגיה אחרים. אנרגיה וחומר הם שני צדדים לאותו מטבע, כפי שניתן לראות ממשוואת הזהות של איינשטיין, בין חומר לאנרגיה: E=mc^2, כמות מסוימת של חומר (כמות קטנה ביותר) שוות ערך לכמות עצומה של אנרגיה. אנרגיה פועלת כתווך, כהשפעה, בין גופי חומר. בצורה קצת יותר מורכבת, אך עדיין פשטנית, ההבדל בין שני צידי המשוואה הוא בין השאר בסוגי החלקיקים ובתכונותיהם - חומר מורכב מחלקיקי חומר, בעלי תכונות מאוד מסוימות (פרוטונים, ניוטרונים, אלקטרונים וכד') ואנרגיה "מורכבת", או יותר נכון מועברת בין חלקיקי חומר, ע"י חלקיקים נושאי-אנרגיה, דוגמת פוטונים (הנושאים את האנרגיה האלקטרו-מגנית, דוגמת האור, מכאן שמם). חלקיק מוגדר ע"פ תכונותיו, ולכל חלקיק יש תכונות שונות, כך מבדילים ביניהם. תכונה אחת היא למשל מטען. ישנם חלקיקים בעלי מטען חשמלי חיובי (פרוטון), ישנם חלקיקים בעלי מטען חשמלי שלישי (אלקטרון) וישנם חלקיקים בעלי מטען ניוטראלי (ניוטרון). לכל חלקיק ישנה מאסה מסוימת. ישנן תכונות רבות נוספות, חלקן הגדול פחות ברורות מאליהן כפי שמטען חשמלי ברור להבנה, תכונות דוגמת ספין. לכל סוג של חלקיק ביקום, קיים חלקיק הזהה לו אף הופכי לו בכל תכונותיו. יש להם את אותה ה"מאסה", אך מטען חשמלי הופכי, ספין הופכי וכד' (למען האמ, גם המאסה היא הופכית, אבל אין לזה משמעות רבה על רגל אחת). כך לפרוטון, ישנו חלקיק בעל מאסה זהה, אך מטען חשמלי שלישי, בשם אנטי-פרוטון. כנ"ל לגבי האלקטרון, יש לו חלקיק מקביל בשם אנטי-אלקטרון (או בשמו המצוי, הפוזיטרון). כאשר חלקיק מסוים מתנגש באנטי-חלקיק שלו, שניהם מתאחדים ובתופעה המכונה אניהילציה, שניהם הופכים מחומר לאנרגיה, קרי, מחלקיקי חומר לחלקיקים נושאי אנרגיה. ישנם מספר דרכים לייצור אנרגיה שאנו מכירים. הדרך הטריוויאלית היא ע"י בעירה - דוגמת מה שקורה בתחנות חשמל רגילות, מכוניות וכד'. בתהלך זה לוקחים חומר מסוים, מבעירים אותו ובמהלך התהליך הוא הופך לומר אחר ומשחרר כמות מסוימת של אנרגיה. ניצולת הוא המונח שמשתמשים בו בכדי לתאר איזה אחוז מהחומר הופך לאנרגיה, בתהליך הפקתה. בבעירה האחוז הוא מזערי, פחות מ-0.1 אחוז. בתהליך של פצצה גרעינית, שהוא שונה מתהליך בעירה, אנו מגיעים לכדי האחוזים הבודדים. בתהליך בו חלקיק בא במגע עם אנטי-חלקיק, כלל החומר השותף לתהליך הופך לאנרגיה, קרי, ניצולת של 100 אחוזים. זאת הסיבה שמדובר במנגנון כ"כ יעיל להפקת אנרגיה, הבעיה היא כמובן לשלוט במנגנון כזה, שכן ללא שליטה מדובר למעשה בפצצה עצומה. בניגוד לנאמר פה, אנטי-חומר חי וקיים. אחת השאלות הגדולות בפיסיקה היא מדוע אנחנו לא רואים הרבה אנטי-חומר ביקום. יחד עם זאת, במידה ואנטי-חומר היה קיים בצורה משמעותית ביקום, היינו רואים הרבה מאוד התפוצצויות עתירות אנרגיה ברחבי היקום, ואנחנו לא רואים כאלו. מסיבה זו התאוריה העכשווית היא כי היקום נוצר עם כמות כמעט זהה של חומר ואנטי-חומר, אולם "קצת יותר" חומר. שניות הראשונות של היקום, כמעט כל החומר התאיין עם האנטי-חומר שנוצר, ונותר מעט מאוד החומר שאנו רואים ביקום. האנטי-חומר שאנו מכירים תוצאתו היא ראשית, מתאוריות בפיסיקה מודרנית שלאחר מכן אומתו במאיצי חלקיקים. מה זותומרת? זה אומר שבמהלך ניסויים במאיצי חלקיקים, הצליחו ליצור אנטי-חומר, ע"י התנגשויות של חלקיקים במהירויות עצומות. אט-אט, במטרה לארגן ניסויים באנטי-חומר, הצליחו לא רק ליצור אלא גם לאגור את האנטי-חומר הזה, בעזרת מיכלים מגנטיים - ממש בדמות אלו ששומרים את האנטי-חומר שמניע את האנטרפרייז. די בגרם אחד של אנטי-חומר ושילובו עם חומר בכדי לאפשר טיסת חללית לכוכב הקרוב לשמש (פרוקסימה קנטאורי, כ-4 שנות אור מאיתנו), אבל אנו אוגרים את האנטי-חומר בכמויות קטנות בהרבה, של אטומים וחלקיקים אלמנטאריים בודדים... לאט-לאט... מקווה שזה היה מספיק ברור.
הסבר פשטני, אבל ברור, אני מקווה... כל הקיים ביקום הוא חומר או אנרגיה. בחומר הכוונה לדברים חומריים, דוגמת כדורי ביליארד, שמשות, קרנפים, כוסות קפה ובני אדם. באנרגיה הכוונה לקרינה אלקטרומגנטית (שהיא למעשה הרבה דברים: חום, אור, קרני רנטגן ועוד) וסוגי אנרגיה אחרים. אנרגיה וחומר הם שני צדדים לאותו מטבע, כפי שניתן לראות ממשוואת הזהות של איינשטיין, בין חומר לאנרגיה: E=mc^2, כמות מסוימת של חומר (כמות קטנה ביותר) שוות ערך לכמות עצומה של אנרגיה. אנרגיה פועלת כתווך, כהשפעה, בין גופי חומר. בצורה קצת יותר מורכבת, אך עדיין פשטנית, ההבדל בין שני צידי המשוואה הוא בין השאר בסוגי החלקיקים ובתכונותיהם - חומר מורכב מחלקיקי חומר, בעלי תכונות מאוד מסוימות (פרוטונים, ניוטרונים, אלקטרונים וכד') ואנרגיה "מורכבת", או יותר נכון מועברת בין חלקיקי חומר, ע"י חלקיקים נושאי-אנרגיה, דוגמת פוטונים (הנושאים את האנרגיה האלקטרו-מגנית, דוגמת האור, מכאן שמם). חלקיק מוגדר ע"פ תכונותיו, ולכל חלקיק יש תכונות שונות, כך מבדילים ביניהם. תכונה אחת היא למשל מטען. ישנם חלקיקים בעלי מטען חשמלי חיובי (פרוטון), ישנם חלקיקים בעלי מטען חשמלי שלישי (אלקטרון) וישנם חלקיקים בעלי מטען ניוטראלי (ניוטרון). לכל חלקיק ישנה מאסה מסוימת. ישנן תכונות רבות נוספות, חלקן הגדול פחות ברורות מאליהן כפי שמטען חשמלי ברור להבנה, תכונות דוגמת ספין. לכל סוג של חלקיק ביקום, קיים חלקיק הזהה לו אף הופכי לו בכל תכונותיו. יש להם את אותה ה"מאסה", אך מטען חשמלי הופכי, ספין הופכי וכד' (למען האמ, גם המאסה היא הופכית, אבל אין לזה משמעות רבה על רגל אחת). כך לפרוטון, ישנו חלקיק בעל מאסה זהה, אך מטען חשמלי שלישי, בשם אנטי-פרוטון. כנ"ל לגבי האלקטרון, יש לו חלקיק מקביל בשם אנטי-אלקטרון (או בשמו המצוי, הפוזיטרון). כאשר חלקיק מסוים מתנגש באנטי-חלקיק שלו, שניהם מתאחדים ובתופעה המכונה אניהילציה, שניהם הופכים מחומר לאנרגיה, קרי, מחלקיקי חומר לחלקיקים נושאי אנרגיה. ישנם מספר דרכים לייצור אנרגיה שאנו מכירים. הדרך הטריוויאלית היא ע"י בעירה - דוגמת מה שקורה בתחנות חשמל רגילות, מכוניות וכד'. בתהלך זה לוקחים חומר מסוים, מבעירים אותו ובמהלך התהליך הוא הופך לומר אחר ומשחרר כמות מסוימת של אנרגיה. ניצולת הוא המונח שמשתמשים בו בכדי לתאר איזה אחוז מהחומר הופך לאנרגיה, בתהליך הפקתה. בבעירה האחוז הוא מזערי, פחות מ-0.1 אחוז. בתהליך של פצצה גרעינית, שהוא שונה מתהליך בעירה, אנו מגיעים לכדי האחוזים הבודדים. בתהליך בו חלקיק בא במגע עם אנטי-חלקיק, כלל החומר השותף לתהליך הופך לאנרגיה, קרי, ניצולת של 100 אחוזים. זאת הסיבה שמדובר במנגנון כ"כ יעיל להפקת אנרגיה, הבעיה היא כמובן לשלוט במנגנון כזה, שכן ללא שליטה מדובר למעשה בפצצה עצומה. בניגוד לנאמר פה, אנטי-חומר חי וקיים. אחת השאלות הגדולות בפיסיקה היא מדוע אנחנו לא רואים הרבה אנטי-חומר ביקום. יחד עם זאת, במידה ואנטי-חומר היה קיים בצורה משמעותית ביקום, היינו רואים הרבה מאוד התפוצצויות עתירות אנרגיה ברחבי היקום, ואנחנו לא רואים כאלו. מסיבה זו התאוריה העכשווית היא כי היקום נוצר עם כמות כמעט זהה של חומר ואנטי-חומר, אולם "קצת יותר" חומר. שניות הראשונות של היקום, כמעט כל החומר התאיין עם האנטי-חומר שנוצר, ונותר מעט מאוד החומר שאנו רואים ביקום. האנטי-חומר שאנו מכירים תוצאתו היא ראשית, מתאוריות בפיסיקה מודרנית שלאחר מכן אומתו במאיצי חלקיקים. מה זותומרת? זה אומר שבמהלך ניסויים במאיצי חלקיקים, הצליחו ליצור אנטי-חומר, ע"י התנגשויות של חלקיקים במהירויות עצומות. אט-אט, במטרה לארגן ניסויים באנטי-חומר, הצליחו לא רק ליצור אלא גם לאגור את האנטי-חומר הזה, בעזרת מיכלים מגנטיים - ממש בדמות אלו ששומרים את האנטי-חומר שמניע את האנטרפרייז. די בגרם אחד של אנטי-חומר ושילובו עם חומר בכדי לאפשר טיסת חללית לכוכב הקרוב לשמש (פרוקסימה קנטאורי, כ-4 שנות אור מאיתנו), אבל אנו אוגרים את האנטי-חומר בכמויות קטנות בהרבה, של אטומים וחלקיקים אלמנטאריים בודדים... לאט-לאט... מקווה שזה היה מספיק ברור.
CaptainOok
New member
קבל ח"ח על ההסבר../images/Emo70.gif../images/Emo11.gif
זה באמת עזר
זה באמת עזר
Copyright©1996-2021,Tapuz Media Ltd. Forum software by XenForo® © 2010-2020 XenForo Ltd.