imported>Д.Ильин: /* Свойства */ иллюстрирование

2026-02-18T09:00:30Z

Свойства: иллюстрирование

Новая страница

[[Файл:Антиводород.svg|thumb|250px|''Структура атома антиводорода'']]
'''Антивещество́''' — [[вещество]], состоящее из [[античастица|античастиц]], [[Фундаментальная частица|стабильно]] не образующееся в [[Природа|природе]] (наблюдательные данные не свидетельствуют об обнаружении антивещества в [[Млечный Путь|нашей Галактике]] и [[Вселенная|за её пределами]]{{sfn|Власов|с=153|1966}}).

Ядра атомов антивещества, синтезированные учёными, состоят из антипротонов и антинейтронов, а оболочки — из позитронов{{sfn|Файнберг|2005}}.

При взаимодействии вещества и антивещества происходит их [[аннигиляция]], при этом образуются высокоэнергетические [[фотон]]ы или пары частиц-античастиц.

В наблюдаемой нами части Вселенной существенных скоплений{{прояснить}} антивещества не обнаружено{{sfn|Файнберг|2005}}, однако ведутся споры о том, состоит ли [[Вселенная]] почти исключительно из вещества, и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом.
''Асимметрия вещества и антивещества'' во Вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики (см. [[Барионная асимметрия Вселенной]]); предполагается, что асимметрия возникла в первые доли секунды после [[Большой взрыв|Большого Взрыва]].

== Получение ==
В 1965 году группа под руководством [[Ледерман, Леон Макс|Л. Ледермана]] наблюдала{{где}} события образования ядер антидейтерия{{sfn|Файнберг|2005}}.
В 1970 году группа учёных под руководством [[Прокошкин, Юрий Дмитриевич|Ю. Д. Прокошкина]] из [[Институт физики высоких энергий|Института физики высоких энергий]] (г. [[Протвино]]) зарегистрировала несколько событий образования ядер{{sfn|Файнберг|2005}}.

В [[1970]]—1974 группой под руководством [[Прокошкин, Юрий Дмитриевич|Ю. Д. Прокошкина]] на [[У-70|ускорителе в Протвино]] были получены и более тяжелые антиядра — [[тритий|трития]] (изотоп водорода)<ref>''Б. С. Ишханов, Кэбин Э. И.''[http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/xx5.htm Физика ядра и частиц, XX век — гл. «Античастицы»] {{Wayback|url=http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/xx5.htm |date=20161027184151 }} // Ядерная физика в Интернете</ref>, [[Гелий|гелия]] (антигелий-3){{sfn|Файнберг|2005}}.

В [[2001 год]]у в [[ЦЕРН]]е был синтезирован атом [[антиводород]]а{{sfn|Файнберг|2005}}, состоящий из позитрона и антипротона. В последние годы антиводород был получен в значительных количествах{{Каких}} и было начато детальное изучение его свойств.

В [[2010 год]]у физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества. Для этого ученые охлаждали облако, содержащее около 30 тысяч [[антипротон]]ов, до температуры 200 [[кельвин (единица)|кельвинов]] (−73,15 [[градус Цельсия|градуса Цельсия]]), и облако из 2 миллионов [[позитрон]]ов до температуры 40К (минус 233,15 градуса Цельсия). Физики охлаждали антивещество в [[ловушка Пеннинга|ловушке Пеннинга]], встроенной внутрь [[ловушка Иоффе-Питчарда|ловушки Иоффе — Питчарда]]. В общей сложности было поймано 38 [[атом]]ов, которые удерживались 172 миллисекунды<ref>[http://lenta.ru/news/2010/11/18/antimatter/ «Физики впервые поймали в ловушку атомы антивещества.»] {{Wayback|url=http://lenta.ru/news/2010/11/18/antimatter/ |date=20101121153253 }}: [[Лента.Ру]], 18.11.2010, 12:45:23.</ref>.

В мае [[2011 год]]а результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить — на этот раз было поймано 309 антипротонов, которые удерживались 1000 секунд. Дальнейшие эксперименты по удержанию антивещества призваны показать наличие или отсутствие для антивещества эффекта [[Антигравитация|антигравитации]]<ref>[http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/26709/ «Antihydrogen Trapped For 1000 Seconds»] {{Wayback|url=http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/26709/|date=20110504161346}}: [[The Physics arXiv Blog]], 02.05.2011</ref>.

=== Стоимость ===
Антивещество известно как самая дорогая субстанция на Земле — по оценкам [[НАСА]] 2006 года, производство [[миллиграмм]]а позитронов стоило примерно 25 миллионов [[Доллар США|долларов США]]<ref>{{cite web|date=2006|title=New and Improved Antimatter Spaceship for Mars Missions|url=http://www.nasa.gov/exploration/home/antimatter_spaceship.html|publisher=[[NASA]]|access-date=2009-09-28|archive-url=https://www.webcitation.org/617jP8XOS?url=http://www.nasa.gov/exploration/home/antimatter_spaceship.html|archive-date=2011-08-22}}</ref>. По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил бы 62,5 триллиона долларов<ref>{{cite web|date=1999-04-12|title=Reaching for the stars: Scientists examine using antimatter and fusion to propel future spacecraft|url=http://science.nasa.gov/newhome/headlines/prop12apr99_1.htm|publisher=[[NASA]]|access-date=2008-08-21|archive-url=https://www.webcitation.org/617jPj8pM?url=http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1999/prop12apr99_1/|archive-date=2011-08-22}}</ref>. По оценке CERN 2001 года, производство [[нанограмм]]а (миллиардной доли грамма) антивещества (объём, использованный CERN в столкновениях частиц и античастиц в течение десяти лет) стоило несколько сотен миллионов [[Швейцарский франк|швейцарских франков]]<ref>{{cite web|date=2001|title=Questions & Answers|url=http://livefromcern-archive.web.cern.ch/livefromcern-archive/antimatter/FAQ1.html|publisher=[[CERN]]|access-date=2008-05-24|archive-url=https://www.webcitation.org/617jQFYGy?url=http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/FAQ1.html|archive-date=2011-08-22}}</ref>.

== Свойства ==
[[Файл:Antihelium-4.svg|thumb|255пкс|Структура атома антигелия]]
По современным представлениям, силы, определяющие структуру материи ([[сильное взаимодействие]], образующее [[атомное ядро|ядра]], и [[электромагнитное взаимодействие]], образующее [[атом]]ы и [[молекула|молекулы]]), совершенно одинаковы ([[Симметрия (физика)|симметричны]]) как для частиц, так и для античастиц. Это означает, что структура антивещества должна быть идентична структуре обычного вещества{{sfn|Файнберг|2005}}.

Свойства антивещества полностью совпадают со свойствами обычного вещества, рассматриваемого через зеркало (зеркальность возникает вследствие [[Закон сохранения чётности|несохранения чётности]] в [[Слабое взаимодействие|слабых взаимодействиях]]){{sfn|Широков|с=345|1972}}.

При взаимодействии вещества и антивещества происходит их [[аннигиляция]]{{sfn|Файнберг|2005}}, при этом образуются высокоэнергетические [[фотон]]ы или пары частиц-античастиц (порядка {{nobr|50 %}} энергии при аннигиляции пары нуклон-антинуклон выделяется в форме [[нейтрино]]{{Нет АИ|17|11|2013}}, которые практически не взаимодействуют с веществом). Аннигиляция медленных нуклонов и антинуклонов ведёт к образованию нескольких π-мезонов, а аннигиляция электронов и позитронов — к образованию γ-квантов{{sfn|Файнберг|2005}}. В результате последующих распадов π-мезоны превращаются в γ-кванты{{sfn|Файнберг|2005}}.

При взаимодействии {{nobr|1 кг}} антивещества и {{nobr|1 кг}} вещества выделится <math>E = m c^2 = 2 \cdot (3\cdot 10^8)^2 \approx 1{,}8 \cdot 10^{17}~</math> [[Джоуль|джоулей]] энергии, что эквивалентно энергии, выделяемой при взрыве 42,96 [[Тротиловый эквивалент|мегатонн]] [[тротил]]а и значительно больше энергии, чем при [[Термоядерная реакция|термоядерной реакции]] образования [[Гелий|гелия]] из более лёгких ядер. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «[[Царь-бомба]]» (масса {{nobr|26,5 т),}} при взрыве высвободило энергию, эквивалентную ~57—58,6 [[Тротиловый эквивалент|мегатоннам]]. Теллеровский предел для термоядерного оружия подразумевает, что самый эффективный выход энергии не превысит 6 [[Тротиловый эквивалент|кт]]/кг массы устройства{{Нет АИ|19|7|2021}}.

В 2013 году эксперименты проводились на опытной установке, построенной на базе вакуумной ловушки ALPHA. Учёные провели измерения движения молекул антиматерии под действием гравитационного поля Земли. И хотя результаты оказались неточными, а измерения имеют низкую статистическую надёжность, физики были удовлетворены первыми опытами по прямому измерению гравитационного взаимодействия антиматерии.

В ноябре 2015 года международная группа физиков на американском [[коллайдер]]е [[RHIC]] экспериментально доказала идентичность структуры вещества и антивещества путём точного измерения сил взаимодействия между антипротонами, оказавшимися в этом отношении неотличимыми от обычных протонов<ref>{{Cite web |url=http://ria.ru/science/20151104/1313180260.html |title=Физики впервые измерили силу взаимодействия частиц антиматерии |access-date=2015-11-05 |archive-date=2015-11-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20151104191743/http://ria.ru/science/20151104/1313180260.html |url-status=live }}</ref>.

В 2016 году учёным коллаборации {{нп5|ALPHA (эксперимент)|ALPHA||ALPHA experiment}} впервые удалось получить оптический спектр атома антиводорода, при этом отличий спектров антиводорода и водорода не обнаружено<ref>[https://ria.ru/atomtec/20161219/1484024133.html Специалисты ЦЕРН впервые измерили оптический спектр антиматерии] {{Wayback|url=https://ria.ru/atomtec/20161219/1484024133.html |date=20161222152714 }} // РИА, 19.12.2016</ref><ref>[https://www.gazeta.ru/science/news/2016/12/20/n_9476789.shtml Учёные впервые получили спектр антиматерии] {{Wayback|url=https://www.gazeta.ru/science/news/2016/12/20/n_9476789.shtml |date=20161222153315 }} // 20.12.2016</ref>.

Также проводятся наблюдения для обнаружения массивных скоплений антивещества во Вселенной, таких как антизвезды, но наблюдаемых свидетельств их существования не было обнаружено<ref name="NJ052017">''Зураб Силагадзе'' [https://www.nkj.ru/archive/articles/31232/ Увидеть антизвезду] {{Wayback|url=https://www.nkj.ru/archive/articles/31232/ |date=20180117145251 }} // [[Наука и жизнь]]. — 2017. — № 5.</ref>.

В 2023 году учёным коллаборации {{нп5|ALPHA (эксперимент)|ALPHA||ALPHA experiment}} удалось экспериментально доказать, что [[антигравитация|антигравитации]] не существует, или если точнее, что [[гравитация]] оказывает на антиматерию влияние в том же направлении, что и на обычную материю, то есть притягивает её, а не отталкивает<ref>{{Cite web |url=https://rg.ru/2023/09/29/eksperiment-cern.html |title=Эксперимент CERN доказал, что антигравитации не существует - Российская газета |access-date=2023-10-03 |archive-date=2023-10-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20231003104737/https://rg.ru/2023/09/29/eksperiment-cern.html |url-status=live }}</ref>.

== В поп-культуре ==
* По сюжету книги [[Браун, Дэн|Дэна Брауна]] «[[Ангелы и демоны]]» из [[ЦЕРН]]а был украден большой образец антивещества, при помощи которого представители тайного ордена [[Иллюминаты|Иллюминатов]] хотели взорвать город-государство [[Ватикан]]<ref name="CERN-FAQ">{{cite web |url=http://public.web.cern.ch/public/en/Spotlight/SpotlightAandD-en.html |title=Spotlight: Angels and Demons |date=2004-10 |format=FAQ |website= |publisher=[[CERN]] |lang=en |description=Вопросы и ответы |archive-url=https://web.archive.org/web/20071213101955/http://public.web.cern.ch/public/en/Spotlight/SpotlightAandD-en.html|archive-date=2007-12-13 }}</ref>.

== См. также ==
{{Навигация|Тема=Антивещество|Викисловарь=антивещество}}
* [[Антимир]]
* [[Материя (физика)]]
* [[Нерешённые проблемы современной физики]]
* [[Antiproton Decelerator]]
* [[Аннигиляционное оружие]]

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Литература ==
* {{книга|автор=Власов Н. А.|заглавие=Антивещество|место=М.|издательство=[[Атомиздат]]|год=1966|страниц=184|ref=Власов}}
* {{книга|автор=[[Широков, Юрий Михайлович|Широков Ю. М.]], [[Юдин, Николай Прокофьевич|Юдин Н. П.]]|заглавие=Ядерная физика|место=М.|издательство=[[Наука (издательство)|Наука]]|год=1972|страниц=670|isbn=|ref=Широков}}
* {{БРЭ |статья=Антивещество|автор= [[Файнберг, Владимир Яковлевич|Файнберг В. Я.]]|том= 2|страницы=39|ref= Файнберг|ссылка= https://old.bigenc.ru/physics/text/696109|архив= https://web.archive.org/web/20230103210857/https://bigenc.ru/physics/text/696109|архив дата= 2023-01-03}}
* ''Зельдович Я. Б., Новиков И. Д.'' Строение и эволюция Вселенной. {{М.}}, 1975.

== Ссылки ==
* [http://focus.ua/tech/187704 Физики заявили о готовности экспериментировать с антиматерией] — 2011
* {{cite web|url=http://postnauka.ru/video/25886|title=История открытия антиматерии|author=Пахлов, Павел|date=2014-05-23|publisher=[[postnauka.ru]]}}
* {{cite web|url=http://postnauka.ru/video/18876|title=Различие свойств материи и антиматерии|author=Пахлов, Павел|date=2014-03-06|publisher=[[postnauka.ru]]}}

{{Внешние ссылки}}
[[Категория:Нерешённые проблемы современной физики]]
[[Категория:Квантовая теория поля]]
[[Категория:Антивещество| ]]

Антивещество - История изменений

imported>Д.Ильин: /* Свойства */ иллюстрирование