1 / 23

De voorspelling van antimaterie

De voorspelling van antimaterie. Paul Dirac voorspelde het bestaan van het positron in 1928. Dirac’s vergelijking impliceert: positron massa = elektron massa positron lading = + e. Dirac. AntiDirac. De voorspelling van antimaterie. De enige vergelijking in Westminster Abbey?. e.

kyria
Download Presentation

De voorspelling van antimaterie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. De voorspelling van antimaterie Paul Dirac voorspelde het bestaan van het positron in 1928 Dirac’s vergelijking impliceert: positron massa = elektron massa positron lading = +e

  2. Dirac AntiDirac De voorspelling van antimaterie De enige vergelijking in Westminster Abbey?

  3. e e + - Wat is antimaterie? Elektronen en positronen annihileren en produceren g-straling (energie) E = mc2 • Energie en materie zijn equivalent • Energie kan naar materie getransformeerd worden en vica versa.

  4. De ontdekking van antimaterie Anderson (1932) ontdekte het door Dirac voorspelde positron

  5. Neem 1 gram antimaterie Dit levert E = 2mc2Waarom factor 2? = 2(0.001 kg)(3x108 m/s)2 = 1.8 x 1014 J aan energie!!! Energieverbruik per persoon per jaar 150 GJ/jaar = 1.5 x 1011 J/jaar Antimaterie Antimaterie is meest efficiënte energiedrager

  6. CERN 1996: 9 antiatomen gemaakt CERN experiment ATHENA in 2002: 50.000 antiatomen waterstof gemaakt Star Trek’s warp drive? Alle antiatomen op CERN gemaakt in een jaar: 100 W lamp, kwartier Het ATHENA experiment op CERN

  7. Voor ieder deeltje bestaat er een antideeltje. Tegenovergestelde eigenschappen: bijvoorbeeld de lading, e- en e+. Maak deeltjes en antideeltjes uit energie volgens E = mc2. Als een deeltje en antideeltje van dezelfde soort elkaar ontmoeten, dan verdwijnen ze in een flits van pure energie. Dit heet annihilatie. De vrijgekomen energie volgt ook uit E = mc2. Antimaterie

  8. Ring van 27 km omtrek 100 meter onder de grond 4 interactie punten waar protonen botsen Grootste versnellers staan op CERN - Geneve

  9. Annihilatie produceert energie - mini Big Bang g g e- e+ Positron antimaterie Elektron (materie) g g Deeltjes en antideeltjes worden geproduceerd Elektron-positron botsingen E = mc2

  10. E=mc2: creatie van Materie en Antimaterie Als materie uit energie wordt gemaakt, dan wordt er altijd evenveel antimaterie geproduceerd

  11. Big Bang Cosmology Evenveel materie & antimaterie Materie domineert!

  12. Expansie van sterrenstelsels Edwin Hubble in 1929 expansie Big Bang Nucleosynthese CBR – Kosmische microgolf achtergrondstraling Big Bang 24% primeordial 4He Gamow (1948) materie 0.04 kritisch Bell Telephone Lab. in 1965

  13. Ontdekking v/h nagloeien 1965 Penzias & Wilson

  14. Hubble Deep Field – overal materie Proton/foton 1/109 NRC HANDELSBLAD Woensdag 12 februari 2003

  15. Speuren naar antimaterie in het universum • Omringend universum wordt door materie gedomineerd: • Afwezigheid van anti-nuclei in kosmische straling in ons sterrenstelsel • Geen annihilatiestraling van sterrenstelsels in botsing met antimaterie Alpha Magnetic Spectrometer

  16. Speuren naar antimaterie in het universum Het zichtbare universum wordt door materie gedomineerd!

  17. Waar is de antimaterie gebleven? • In 1966 liet Andrei Sakharov zien dat creatie van netto baryongetal vereist: • Processen met schending van baryongetal (bijv. protonverval) • Geen evenwichtstoestand tijdens expansie van het universum • Schending van C en CP symmetrieen

  18. Materie-antimaterie asymmetrie • In 1964 werd ontdekt dat het radioactive verval van antimaterie een klein verschil vertoont met het verval van materie (CP schending). • Sindsdien is de voortgang in ons begrip erg traag geweest: • experimenten zijn uiterst moeilijk (VU – SLAC, CERN); • astronomie is een waarnemende wetenschap, geen experimentele (we kunnen de Big Bang niet herhalen). • MAAR we hebben geleerd dat de materie-antimaterie asymmetrie enkel kan optreden indien er drie paar quarks bestaan.

  19. Nobel Price in Physics 2008 Yoichiro Nambu Makoto Kobayashi Toshihide Maskawa "for the discovery of the mechanism of spontaneous broken symmetry in subatomic physics" "for the discovery of the origin of the broken symmetry which predicts the existence of at least three families of quarks in nature"

  20. Evolutie met materie-antimaterie symmetrie Uiteindelijk zal zulk een universum enkel uit fotonen bestaan (dat is bijna het geval voor ons Universum – kosmische microgolf achtergrond)

  21. Een Universum met asymmetrie Misschien veranderde een in elke 109 antiquarks in een quark tijdens de geboorte van ons Universum Na de materie-antimaterie annihilatie bleef een kleine hoeveelheid materie over (ongeveer een proton voor 109 fotonen)

  22. Relatie met het heelal • BigBang scenarium • Gebruik laboratorium experimenten om de fysica wetten vast te leggen voor de condities van het beginnend heelal • >10-10 s na t = 0…

  23. De Big Bang Wat er gebeurde op tijden voor 10-10 s na de Big Bang is onzeker

More Related