Ключевое различие между материей и антиматерией заключается в том, что материя и антиматерия имеют противоположные электрические заряды.
Материя доминирует в нашей Вселенной. Такие вещи, как планеты, звезды и люди, состоят из материи, но есть также темная материя и темная энергия, которые нам нелегко обнаружить. Однако ученые обнаружили, что материя приходит парами. Это означает; у всей материи есть своя антиматерия, обладающая идентичными свойствами, за исключением электрического заряда. Например, протон имеет положительный заряд, а антипротон - отрицательный. Но у них одинаковая масса и другие свойства.
Что такое Материя?
Материя – это любое вещество, имеющее массу и объем. Материя состоит из атомов. Атом состоит из субатомных частиц. Однако мы обычно рассматриваем атом как основную единицу материи. Термин материя не включает безмассовые частицы, такие как фотоны. Более того, энергетические явления, такие как свет и звук, не рассматриваются как материя. Вещество может находиться в разных фазах: твердой, жидкой и газообразной. Однако возможна и другая фаза материи; мы называем это состоянием плазмы. Состояние плазмы содержит атомы, ионы и свободные электроны, которые удаляются из атомов, образуя ионы.
Атом содержит атомное ядро, которое содержит протоны и нейтроны вместе с некоторыми другими субатомными частицами, окруженными облаком электронов. Однако современная квантовая физика утверждает, что атом может действовать и как частица, и как волна; мы называем это корпускулярно-волновым дуализмом.
Рисунок 01: Кварковая структура протона
В дополнение к использованию атомов или протонов, нейтронов и электронов, мы можем определить материю также с помощью лептонов и кварков. Это элементарные частицы материи. Согласно этому определению, обычная материя - это все, что состоит из лептонов и кварков. Следовательно, материей является все, что не содержит антилептонов и антикварков. Лептоны и кварки объединяются, образуя атомы. Атомы объединяются, образуя молекулы. Атомы и молекулы можно назвать материей. Однако электроны относятся к типу лептонов, а протоны и нейтроны состоят из кварковых частиц. Следовательно, все эти определения приводят к мысли, что материя - это все, что имеет массу и объем, а не антиматерия.
Что такое антивещество?
Антиматерия – это материя, содержащая античастицы, которые способствуют образованию материи. Следовательно, антиматерия является противоположностью материи. Например, протон и антипротон - это пара материи и антиматерии соответственно. Пары вещества и антивещества имеют одинаковую массу, но противоположные электрические заряды. Они также имеют некоторые различия в квантовых свойствах. например протон заряжен положительно, а антипротон - отрицательно.
Рисунок 02: Фотография позитрона из камеры Вильсона
Столкновение материи и антиматерии может привести к взаимной аннигиляции. Это означает, что и материя, и антиматерия превращаются в другие частицы с одинаковой энергией. Аннигиляция может породить интенсивные фотоны, такие как гамма-лучи, нейтрино и некоторые другие пары частица-античастица. Однако большая часть энергии, высвобождаемой при аннигиляции, находится в форме ионизирующего излучения.
Подобно материи, частицы антиматерии могут связываться друг с другом, образуя антиматерию. Например, позитрон - это античастица электрона, а антипротон - античастица протона; эти две античастицы могут связываться с образованием атома антиводорода. Мы можем обозначить антиматерию, используя знак полосы над символом частицы, чтобы отличить ее от материи.
В чем разница между материей и антиматерией?
Ключевое различие между материей и антиматерией заключается в том, что материя и антиматерия имеют противоположные электрические заряды. Антиматерия в основном противоположна материи, но они обладают идентичными свойствами, кроме электрического заряда.
Ниже в инфографике представлена разница между материей и антиматерией.
Резюме – Материя против Антиматерии
Антиматерия противоположна материи, но они обладают идентичными свойствами помимо электрического заряда. Ключевое различие между материей и антиматерией заключается в том, что материя и антиматерия имеют противоположные электрические заряды.
