反物質といえば漫画とかで出てくるなんかやばい物質というイメージが強いのではないでしょうか
しかし、現実に反物質というのは存在しています
反物質というのはやばい物質であるのか?
それはイエスでもありノーでもある。
反物質とは?
反物質を知る前に物質について紹介します。
物質とは細かく分けていくと分子になります。
分子とは物質の性質を決める最小単位です。
水であればH2Oという分子構造なのは一般常識です。
更に細かく分けると原子になります。
原子を更に細かくすると
- 原子核
- 電子
この2つになります。
原子核はプラスの電気(電荷)を持っていて
電子はマイナスの電気(電荷)を持っている
これが物質です。
反物質は電子がプラスの電気(電荷)を持っている物質
反物質には陽電子(プラスの電子)が含まれているというわけです。
物質と反物質は電子が持つ電荷がマイナスかプラスかで分かれる。
反物質について分かりやすく解説。
反物質について分かりやすく解説します。
反物質とは何か?
反物質は、通常の物質とは逆の電荷を持つ基本粒子からできています。
例えば、私たちの体や周りのものは陽子、中性子、電子といった粒子からできていますが、反物質はこれらの反対の性質を持つ反粒子から成り立っています。
具体例
- 陽子:通常の物質では陽子は正の電荷を持っています。
- 反陽子:反物質では陽子の反粒子、反陽子があり、これは負の電荷を持っています。
- 電子:通常の物質では電子は負の電荷を持っています。
- 陽電子:反物質では電子の反粒子、陽電子があり、これは正の電荷を持っています。
反物質の特性
反物質は非常に特殊な性質を持っています。
それは、通常の物質と接触するとお互いに消滅し、エネルギーを放出するというものです。
この特性を利用して、高エネルギーの物理実験や未来の宇宙船の推進力として研究されています。
実際の問題点
しかし、反物質を現実的に大量に作ったり、保存したり、制御したりするのは非常に難しいです。
これが反物質を実用化する上での大きな課題となっています。
このように、反物質は科学フィクションの中でよく取り上げられるテーマですが、実際の科学技術としてはまだまだ多くの困難があるのが現状です。
反物質は危険?(対消滅)
反物質は危険な物質なのかと言われたらイエスとも言えるしノーでもある。
反物質は物質と接触すると光になってしまう。
莫大なエネルギーを放出する。
光とはプラス・マイナス関係なく電気を持っていない
プラスの電子とマイナスの電子がぶつかると光子になる。
ただ、人間が反物質を触ったからといってすぐに何かが起こるわけじゃない
同じ分子構造、原子構造のものが接触するとエネルギーになってしまう。
つまり、【物質の水】と【反物質の水】を混ぜようとすると光になってエネルギーを放出するというわけです。
オカルトっぽい解釈をすればドッペルゲンガーみたいなもの
水と水のドッペルゲンガーが触れ合ったらエネルギーになるみたいな
宇宙には反物質はない?
現在の化学では反物質は残っていない
反物質は人間が作らないと存在しない物になっています。
一説には宇宙にあった物質と反物質は触れ合って全てエネルギーになり物質だけが残ったのではないかという説がある。
物質と反物質が半々だったら何も残らなかったんだろうけど何故か物質が残っている。
なんで反物質の量が少ないのかは疑問が残るけど
反物質は粒子加速器で核融合実験を行った時に微量の反物質が確認されています。
すぐにエネルギーになって消滅したけれど存在はしている。
反物質が残っていないのに反物質の存在を予想した化学者がいたというのが驚きですね
反物質を発見したのは誰ですか?
反物質の存在を予期したのは英国の物理学者ポール・ディラックという人物
反物質の存在を証明したのはアメリカの実験物理学者カール・デイビッド・アンダーソンという人物
方程式で反物質を予見したディラック
ポール・ディラック(Paul Dirac)は、イギリスの優れた理論物理学者であり、1902年8月8日に生まれ、1984年10月20日に亡くなりました。
彼は量子力学の分野で重要な貢献をしたことで広く知られています。
ディラックは、量子力学におけるディラック方程式(Dirac Equation)を提案したことで特に有名です。
この方程式は、特殊相対性理論と量子力学を組み合わせた方程式で、電子の運動を記述するものであり、物質と反物質の存在を予言しました。
また、この発見によってディラックは1933年にノーベル物理学賞を受賞しました。
ディラックの業績は量子電磁力学(Quantum Electrodynamics)の発展にも大きな影響を与え、後の素粒子物理学の発展に貢献しました。
彼の貢献は数学的にも優れており、ディラックのデルタ関数(Dirac delta function)やディラック記号(Dirac notation)などの概念は、物理学や数学の分野で広く使用されています。
ディラックはその後も理論物理学の研究を続け、数多くの論文や著作を発表し、物理学界で尊敬を集め続けました。
1928年に光速に近い速度で運動する電子を記述する方程式を書いた。
その時に答えが プラスの値とマイナスの値が出てしまう事を発見した。
この事からディラックは今日では陽電子と言われるもの、「反電子」の存在を示唆した。
実験によって反物質の存在を証明したカール・アンダーソン
1932年には実験家のカール・アンダーソンが反物質の存在を証明した。
カール・デイビッド・アンダーソン(Carl David Anderson)は、アメリカの実験物理学者で、1905年9月3日に生まれ、1991年1月11日に亡くなりました。
彼は物理学の分野で重要な実験を行い、特に陽電子(positron)の発見によって知られています。
アンダーソンは、1932年に陽電子を発見し、その発見によって物理学の理論的予測を裏付け、ポール・ディラックが提案した陽電子の存在を実証しました。
陽電子は通常の電子とは反対の電荷を持つ反粒子であり、これは物質と反物質の存在を示すものでした。
アンダーソンの発見は非常に重要で、この研究によって彼は1936年にノーベル物理学賞を受賞しました。
アンダーソンはその後も高エネルギー物理学の分野で研究を続け、宇宙線や素粒子の性質に関する多くの貢献をしました。
彼の業績は現代物理学の発展に大きく寄与し、彼は物理学コミュニティで高く評価されています。
彼は磁場中を運動する際に電子とは逆方向に曲がる軌跡になること以外は電子と全く同じように振る舞う粒子を発見して、陽電子の存在を確認した。
1950年代にはエネルギーが粒子を作る技術が確立していますが十分な量が作れない状況です。
反電子(陽電子)を作るのは比較的簡単だけど反陽子を作るのが難しいという事らしい
まとめ
反物質とは原子核の陽子や電子が
通常の陽子と電子とは逆の電荷を持つ物質の事です。
反物質は物質が多い世界では存在しにくい
同じ分子構造を持つものと接触すると対消滅するから
天然の反物質はないから反物質は作るしかない
反物質が存在しないのは物質に接触して全部対消滅してしまったから
なぜ、物質が残ったのかは謎
妄想の域だけどなぜ、反物質でしか作れないものが作られた可能性とかどうでしょう?
SFとかの設定で使いやすいよな、ドラゴンボールの気弾とか反物質がある世界なら出来そうで困るwww
ではでは(^ω^)ノシ
この記事もおすすめ