Weißt du, was Antimaterie ist?

in de-stem •  21 days ago

Zuerst möchte ich die gesamte deutschsprachige STEM-Gemeinschaft begrüßen. Ich studiere Naturwissenschaften (Chemie) und lerne seit zwei Jahren Deutsch. Ich halte es für eine schöne, exotische und wichtige Sprache in der Welt der Wissenschaft. Ich wollte schon lange einen Artikel auf Deutsch schreiben, ich habe es endlich geschafft, ich hoffe wirklich, dass es dir gefällt und ich entschuldige mich für die grammatikalischen Fehler, die du in diesem Artikel hast. Ich hoffe, dass ich bald über Themen schreiben kann, die etwas weiter fortgeschritten sind, so dass ich manchmal dieses wertvolle Vokabular weiter lernen werde.

Ich persönlich bin der Meinung, dass Wissenschaft universell sein sollte, deshalb schreibe ich gerne in verschiedenen Sprachen, ich bin der Meinung, dass wissenschaftliches Lernen Sprachbarrieren abbauen sollte. Ich freue mich sehr, meinen ersten Artikel auf Deutsch zu schreiben.



(Lizenz: Gemeingut, Autor: geralt) Quelle: Pixabay

Weißt du, was Antimaterie ist?

Ich bin sicher, dass viele von euch in Science-Fiction-Filmen, Büchern, Videos, im Internet; haben über Antimaterie gehört oder gelesen.

Dieses Thema wurde von wissenschaftlichen Multiplikatoren und auch von Filmproduzenten weit verbreitet, in denen sie Geschichten geschrieben haben, in denen Antimaterie ein neuartiges Thema ist, das in Zukunft mit dem Menschen umgehen kann, uns wird die Antimaterie immer als eine seltsame Manifestation von Energie gezeigt, die es dem Menschen (unter Verwendung einer hoch entwickelten Technologie) ermöglicht, außergewöhnliche Dinge zu tun, Aktivitäten, die erst in der Zukunft zu sehen sind. Aber obwohl viele nicht wissen, dass die Antimaterie real ist, existiert und keine neue Erfindung ist, wurde sie sogar zu Beginn des Universums, in der großen Explosion, im Urknall geschaffen. Sicherlich ist diese Art von Materie auf unserem Planeten wirklich sehr knapp.

Elektrische Ladung von Partikeln und Antiteilchen - (Lizenz: CC BY-SA 3.0, Autor: Anynobody) Quelle:Wikimedia Commons

Eine Besonderheit dieser Art von Materie ist, dass sie aus Antiteilchen besteht: Für ein Wasserstoffatom, das aus einem Proton und einem Elektron besteht, besteht das "Antiwasserstoff"-Atom aus einem Antiproton und einem Antielektron (allgemein Positron genannt), denken viele Menschen, dass die Tatsache, ein Antiteilchen zu sein, einfach darin besteht, die entgegengesetzte Ladung zu haben, sagen, dass, wenn das Elektron negativ geladen ist, das Positron positiv geladen wird und dies ist weitgehend wahr, aber es definiert nicht vollständig, was ein Antiteilchen bedeutet. Ein Beispiel dafür ist das Neutron, hat eine neutrale Ladung und hat doch sein Antiteilchen das Antineutron, also wie kann das möglich sein, was definiert ein Teilchen als das Antiteilchen eines anderen Teilchens? Diese Definition ist wirklich tief und gehorcht den Gesetzen der Quantenphysik, wird durch die Einführung noch mehr elementarer Teilchen, die Quarks, die Neutronen auf einer niedrigeren Ebene zusammensetzen, dh sind Teilchen noch kleiner als Protonen, und Neutronen erklärt, und angesichts der Konfiguration dieser Quarks werden Neutronen oder Antineutronen erzeugt....

Ein sehr wichtiges Merkmal dieses physikalischen Phänomens ist, dass, wenn wir Antiproton mit einem Proton kollidieren lassen, diese beiden eine große Menge an Energie vernichten und freisetzen, d.h. wenn die Materie die Anti-Materie berührt, werden beide zerstört. Wenn wir zum Beispiel in einer Box 10 Elektronen platzieren (stellen Sie sich eine gemeinsame Box vor, diesmal werde ich Sie nicht bitten, sich eine eindimensionale Box vorzustellen, wie es Physiker normalerweise tun) und lassen Sie die Zeit verstreichen. Im Laufe der Zeit werden die Elektronen immer noch da sein und sich gegenseitig abstoßen. Wenn wir nun in diesem Kasten 3 Antielektronen platzieren, werden diese drei Antielektronen irgendwann mit einem Elektron in Kontakt kommen, so dass wir mit der Zeit (wir wissen nicht, wie sehr dies die statistische Physik definiert) 7 Elektronen haben werden, d.h. 3 Antielektronen werden 3 Elektronen zerstört haben. Natürlich werden wir am Ende alles keine Box und nur 7 Elektronen haben, denn die Tatsache, dass sie zerstört werden, wird viel Energie erzeugen, die einen Teil der Box zerstören kann. Unter Missachtung der Tatsache, dass wenig oder viel Energie produziert wird, ist es wichtig, die Inkompatibilität dieser beiden Arten von Materie in unserem Universum deutlich zu machen.


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Energiebilanz des Prozesses erklärt. "Energie wird nicht erzeugt oder zerstört." Wir können diese Daten mit der von Einstein vorgeschlagenen Beziehung Masse - Energie berechnen - Dieses Bild wurde mit dem Programm PowerPoint 2016 bearbeitet und verarbeitet. Box: (Lizenz: Gemeingut, Autor: Jjuni) Quelle: Pixabay und Energie:(Lizenz: Gemeingut, Autor: OpenClipart-Vectors) Quelle: Pixabay


Elektrische Ladung von Partikeln und Antiteilchen - (Lizenz: CC BY-SA 2.0, Autor: Tom Purves) Quelle:Wikimedia Commons

Ich lade Sie ein, die theoretische Berechnung durchzuführen, wie viel Energie in diesem Prozess freigesetzt wird, ich hoffe auf die Kommentare.🤓

Obwohl viele Menschen es nicht glauben, ist Gold nicht die teuerste Sache in dieser Welt, weder Platin, noch Öl, geschweige denn Diamant, es wurde berechnet, dass die teuerste chemische Spezies auf dem Planeten heute Antimaterie ist, da nur ein Milligramm (nicht einmal ein Gramm) Antimaterie bis zu $62500 kosten könnte. Es ist der teuerste Stoff der Welt, weil die Produktion von Antimaterie zusätzlich zum enormen Energieverbrauch wirklich schwierig ist, denn wie ich bereits sagte, wird sie zerstört, wenn sie mit der auf unserem Planeten vorhandenen Materie in Berührung kommt, dann ist es wirklich teuer, eine Ausrüstung zu entwickeln, die diese Art von Materie speichern kann, denn für dieses elektromagnetische Feld ist es notwendig, die Antiteilchen von der Umgebung, die sie umgibt, zu isolieren, da dies der einzige Weg ist, um ihre Zerstörung zu verhindern. Es ist bekannt, dass von allen erzeugten Antimaterien nur 1% angemessen geschützt werden können, die restlichen 99% werden im Rahmen des künstlichen Entstehungsprozesses zerstört. (Wird derzeit am CERN durchgeführt).

Der große Nutzen, den sie in der Zukunft haben kann, ist die Erzeugung von Energie, denn wenn sie mit der gemeinsamen Materie zerstört wird, setzt sie eine große Menge an Energie frei, die durch die berühmte Gleichung von Albert Einstein gegeben ist. Die erzeugte Energie entspricht der Masse der im Prozess betrachteten Materie, multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Auf den ersten Blick könnten wir denken, dass ein Elektron mit einem Antielektron nicht so viel Energie erzeugen könnte, und es ist wahr, aber wir wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit eine ziemlich große Zahl ist und auch quadriert wird, so dass wir berechnen können, dass die Energie, die durch ein Kilo erzeugt wird, wirklich riesig ist, ist etwa 8,99 x 10 ^16 J. Beim Kauf der Hiroshima-Pumpe wurde eine Energiefreisetzung in Höhe von 54,4 x 10^12 J mit einem Gewicht von ca. 4400 kg erreicht.



Eigene Autorenschaft

So wird beispielsweise geschätzt, dass nur 10 mg Antimaterie benötigt werden, um ein Schiff von hier zum Mars zu bringen. Allerdings muss auch die Energieabgabe durch Wärmeübertragung, Neutrinoerzeugung usw. berücksichtigt werden. Dennoch sollte die Menge an Treibstoff, die in Zukunft benötigt wird, um ein Schiff von hier zum Mars zu bringen, 30 mg nicht überschreiten, weshalb für die Zukunft geplant ist, die Antimaterie zusammen mit der gewöhnlichen Materie die große Treibstoffquelle zu sein, um deren Nutzung zu optimieren und Energie ohne Nebenwirkungen wie Umweltverschmutzung zu erzeugen, so dass das große Versprechen der Antimaterie die Energiequelle ist (die dem Menschen bisher am stärksten bekannt sein könnte). Hoffen wir jedoch, dass diese Nutzung immer voll und ganz der Evolution des Menschen auf diesem Planeten dient und nicht der Zerstörung, denn wie wir gesehen haben, war die Kerntechnik für die Energieerzeugung sehr nützlich, aber leider wurde sie auch für Kriegszwecke eingesetzt, in Kriegen zur Tötung des "Feindes". Es wäre sehr gefährlich, Antimaterie für Kriegszwecke zu verwenden, da ihre Macht viel größer ist und die größte Gefahr in den Händen des Menschen auch die größte Gefahr darstellen könnte.


(Lizenz: Gemeingut, Autor: Stevebidmead) Quelle: Pixabay

Wie ich bereits sagte, ist dies lediglich eine Schätzung, wie die Zukunft aussehen könnte, denn im Moment ist der Prozess der Antimateriegewinnung extrem teuer und kompliziert. Darüber hinaus sind die für die Lagerung verwendeten Technologien noch nicht vollständig entwickelt (sie haben eine relativ geringe Ausbeute), da die derzeit erzeugte Antimaterie nur eine Glühbirne für einige Minuten beleuchten konnte....

Wir warten immer noch auf die großen Entwicklungen, die uns die Zukunft bringen wird, Sie entscheiden, ob Sie Zuschauer oder Regisseur werden. Jeden Tag können wir etwas Neues lernen.


(Lizenz: Gemeingut, Autor: Geralt) Quelle: Pixabay

Danke fürs Lesen.


Literaturangaben:

Alle Bilder meiner Autorenschaft wurden mit dem PowerPoint 2016-Programm bearbeitet und verarbeitet. .

  • P. A. Tipler and R. A. Llewellyn, “Modern Physics,” 5th Edition, W. H. Freeman and Company, New York, 2007.

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Mach ihnen keine Sorgen, ich verstehe dich. Ehrlich gesagt, wenn ich es studiere, in einem Institut meiner Universität. Ich habe diese Informationen in Quellen anderes Sprachen gefunden, aber ich habe versucht, sie selbst zu übersetzen. Viele Grüße

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Sehr interessant! :)

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Gracias por su interesante artículo sobre antimateria.
Las explicaciones eran muy comprensibles.
Les deseo todo el éxito en aprender alemán.
Gracias y un montón de saludos.

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Muchas gracias por sus buenos deseos @chruuselbeeri. Yo también espero leer pronto contenido suyo. Saludos!