Svar:
Till varje partikel hör en antipartikel. T ex till elektronen hör antielektronen. Denna har samma massa som elektronen men laddningen har motsatt tecken. Antipartiklar finns normalt inte i naturen utan måste skapas med hjälp av acceleratorer eller så skapas de när partiklar i den kosmiska strålningen kommer in i atmosfären. Vissa radioaktiva isotoper skickar också ut antielektroner.

Antielektronen har egentligen oändligt lång livslängd om den får vara ifred, men om den möter en vanlig elektron så förintas båda och två fotoner skapas. Man kan säga att i denna process så övergår massa i strålning.

Antimateria är materia som består av enbart antipartiklar. En antiväteatom t ex består av en antielektron och en antiproton. Skulle vi "släppa loss" en sådan atom skulle den snabbt förintas.

Ett stort problem är varför det finns materia och antimateria i universum. I början vid "big bang" bildades både materia och antimateria men på grund av en liten assymetri så blev det lite mer materia än antimateria.

Du kan läsa mer om dessa saker i t ex "Kvarken och universum" av H-U Bengtsson, G Gustafson och L Gustafson eller i de flesta populära böcker om modern fysik.

I Forskning och Framsteg har Cecilia Jarlskog skrivit artiklar om detta ämne under de senaste åren.

Leta själv i biblioteket! Sök även på Internet med sökord "antimatter".

Se även fråga 523 och fråga 524

Svar:
Alla partiklar har ett "syskon" nämligen antipartikeln. Antipartikeln har samma massa som partikeln men omvänt tecken på laddningen. Tar man en antielektron och en antiproton så får man en antiväteatom. På detta sätt kan man bygga upp antimateria. Vid CERN (det stora europeiska forskningscentret för partikelfysik) har man förra året lyckats tillverka antiväteatomer.

Se även fråga 524 och fråga 124

Svar:
Antimateria har inget med dimension att göra. Man kan säga att antimateria är en sorts spegling av "vanlig materia". Det är samma partiklar med den skillnaden att de har olika tecken på sin laddning. Protoner är negativa och elektroner positiva. Om "vanlig" materia och antimateria skulle stöta ihop så förintas allt. Kvar blir endast strålning. Om det finns antimateria som är isolerat från "vanlig" materia så skulle den se ut precis som vanlig materia.

Se även fråga 523 och fråga 124

Svar:
Antimateria är materia som består uteslutande av antipartiklar. Hittills har man endast lyckats framställa antiväte som består av en antielektron som är bunden till en antiproton.

Försöket att tillverka antiväte utfördes första gången förra året (1996) vid CERN. Man tog två strålar den ena med antiprotoner och den andra med antielektroner och lät dem löpa parallellt. Sedan får strålarna passera ett magnetfält. De laddade partiklarna böjs av medan de oladdade antiväteatomerna som bildats genom att två partiklar "parat ihop sig" fortsätter rakt fram. Någon praktisk användning av denna materia har man ännu inte kommit på.

Nyckelord: antimateria [16];

Svar:
Tyvärr finns det ingen antimateria som jag kan skicka.

Dessutom: Antimateria skickar man bara till riktiga ovänner för den som öppnar paketet förintas!

Nyckelord: antimateria [16];

Svar:
Vi vet ingen bok som behandlar detta område av fysiken utförligt utan det kommer i sammanhang med allmän partikelfysik. Två böcker på svenska:

Lars Bergström och Erik Johansson: Partiklarnas värld, utgiven på Studentlitteratur.

H-U Bengtsson, G Gustafsson och L Gustafson: Kvarken och universum, utgiven på Corona.

För något år sedan publicerades forskningsresultat som visade att man lyckats sammanföra en antielektron och en antiproton till en anti-väteatom. I 1997 års utgåva av "Kosmos" som är utgiven av Svenska fysikersamfundet finns en bra artikel som beskriver framställning av antiväte.

Du kan säkert få tag i denna bok genom biliotek.

Försök hitta mer information om detta i populärvetenskapliga tidskrifter och på Internet.

Lycka till!

/GO

Se även fråga 523 och fråga 524

Svar:
Det är i praktiken omöjligt att göra en sådan bomb. Den enda sättet att idag tillverka antimateria är i stora partikelacceleratorer, men endast i mycket små mängder.

En sådan hypotetisk bomb skulle bli mycket starkare än ett vanligt kärnvapen, kanske 1000 gånger starkare än en "vanlig" bomb med samma massa.

Det skulle bildas väldigt mycket gammastrålning som säkert skulle producera radioaktiva nuklider nära sprängstället. Dessa nuklider skulle stråla under mycket lång tid.

Det skulle inte finnas någon möjlighet att spränga hela jorden.

  Läs I Forskning och Framsteg nr 3 (april) 1996 (Forskning & Framsteg, webbarkivet )finns en bra artikel om antimateria och de försök som gjorts att framställa denna form av materia.
/GO

1, Jag har läst någonstans att gluoner är färgladdade, men inte får ha en neutral färgladdning. Jag har suttit & testat mig fram hur många varianter det kan finnas, men jag får det inte till det antal jag läst om. Jag har läst att det finns 8 varianter, men jag kan inte få till det. Kan ni hjälpa mig med det?

2, Finns det 3 färger, eller 6 färger (med antifärger), kan då vanlig materia ha en antifärg, eller finns det bara i antimateria?

3, Hur många dimensioner räknar fysiker med att det finns? & varför skulle en supersträng ha just 10 dimensioner?

4, I en teori för tiden, sägs imaginär tid kanske vara den universella tiden; hur kombinerar man detta begrepp med tiden?

5, Ifall subkvarkar finns, hur beter dom sig då enligt subkvarksteorin?

6, Vad är Tachyoner för överljushastighets partiklar?
/Hananja R, Grosvad, Finspång

Svar:
1 Gluoner kan finnas i varianterna av typ röd-antigrön. Det finns 6 sådana kombinationer. Dessutom finns det kombinationer av typen röd-antiröd - blå-antiblå som inte är färglösa trots att det verkar så. Enligt kvantmekaniken måste man lägga ihop färgladdningarna enligt vissa symmetrier och de kombinationer man får måste vara oberoende av varandra. Totalt blir det 8 stycken sådana oberoende tillstånd. Det går tyvärr inte att förklara med enkel matematik.

2 Kvarkar i vanlig materia har färg men inte antifärg. Däremot finns det antifärg i det "gluonmoln" som finns inne i nukleonerna. Detta märks inte utanför partikeln eftersom hela systemet (kvarkar + gluoner) är färgneutralt.

3 Supersträngar är rena tankekonstruktioner som rör sig i rum med en tidsdimension och flera rumsdimensioner. Man kan säga att man väljer det antal dimensioner som passar bäst och försöker sedan anpassa det till verkligheten som är fyrdimensionell (en tidsdimension och tre rumsdimensioner).

4 Imaginär tid är ett matematiskt knep som ibland underlättar beräkningar men som inte innebär någon förändring av det fysikaliska tidsbegreppet.

5 Det finns inga tecken som tyder på att det skulle existera subkvarkar.

6 Tachyoner finns endast i teoretiska tankelekar. Dessa partiklar skulle alltid röra sig fortare än ljuset. Det finns inga tecken som tyder på att sådana partiklar finns.
/GO

Ursprunglig fråga:
Hur kommer det sig att kvarkar och antikvarkar kan båda finnas i mesonerna? Varför förintas de inte som om materia möter antimateria?
/Henrik J, Parkskolan, Örnsköldsvik

Svar:
Det här är en mycket intressant fråga.

Jo, det är faktiskt så att kvarken och antikvarken i en meson annihilerar (förintar) varandra. Det sker när mesonen sönderfaller. Det finns ingen stabil meson.

Exempel 1, den neutrala pi-mesonen (har ingen elektrisk laddning)

Den neutrala pi-mesonen består av en kombination av [u och anti-u] och [d och anti-d]. För att kunna begripa detta fullt ut, måste man kunna ganska mycket kvantmekanik. I varje fall finns alla förutsättningar för annihilation, och det sker också nästan omedelbart med elektromagnetisk växelverkan. Den neutrala pi-mesonen är mycket kortlivad, 10^-16 sekunder.

Exempel 2, den positiva pi-mesonen (har positiv elektrisk laddning)

Den positiva pi-mesonen består av [u och anti-d]. Här har vi två olika sorts kvarkar och de kan inte annihilera varandra direkt. En tredje partikel måste vara inblandad för att ta hand om den elektriska laddningen (som måste bevaras). Sönderfallet (kvark-annihileringen) sker genom den s.k. "svaga växelverkan" som, eftersom den är så svag, behöver lång tid på sig. Den positiva pi-mesonen lever 100 miljoner gånger längre än den neutrala.  
/ KS

Nyckelord: annihilation [14]; antimateria [16];

Svar:
Finns det någon svårare fråga? En fysiker är inte bättre på att svara än någon annan. Nu ska vi göra som politikerna; svara på något annat. Den nya frågan är: Varför finns det något överhuvudtaget?

Även om vi inte kan ge det slutliga svaret, kan vi komma en bit på väg. Vi är nu ganska säkra på, att universum startade i en ursmäll (Big Bang). Materia och antimateria borde då ha bildats i exakt lika mängder. Om nu naturlagarna var enkla och symmetriska, borde materien och antimaterien, i ett senare skede, ha förintat varandra nästan fullständigt. Det borde egentligen inte finnas något alls (annat än strålning). Ändå får vi konstatera, att vi sitter i ett universum av materia, antimaterien saknas. Nu kan man visserligen räkna ut, att det mesta faktiskt förintades, bara en tiomiljarddel blev kvar. Inte mycket, men tillräckligt för att vi ska kunna finnas.

Nu är tydligen naturen mera komplicerad än den behövde vara. År 1964 gjordes en upptäckt, som innebär att det finns en liten asymmetri mellan materia ooch antimateria. Den kände ryske fysikern Andrej Sacharov ställde lite senare upp ett antal villkor, som skulle behövt vara uppfyllda, för att denna lilla asymmetri ledde till att det blev något kvar.

I Forskning och Framsteg, nr 7 1998 sidan 10 (Forskning & Framsteg, webbarkivet ), kan du läsa mera. Rubriken på stycket är Brott mot symmetrin funnet. 
/KS/lpe

Svar:
I ditt räkneexempel kommer den förintade materian att övergå i rörelseenergi. Den relativistiska massan för vardera klumpen är därför oförändrad, 1 kg. Du har sammanlagt 2 kg, och det finns inget sätt att trolla med det, så att något skulle kunna uppnå ljushastigheten.

Det finns ett fenomen, där antimateria möter materia, så att vi får en fullständig förintelse, som resulterar i att 2 "partiklar" skickas iväg med ljushastigheten åt motsatt håll. Det inträffar flera hundra gånger per sekund i din kropp. Kosmiska strålningen producerar positroner (antielektroner) i atmosfären. En positron kan bromsas in i din kropp, där den möter en elektron. De förintar varandra, och resultatet blir 2 fotoner (gammastrålar), som går åt motsatt håll med ljusets hastighet.

Uppgift: Beräkna hastigheten på dina klumpar med hjälp av svaret på frågan nedan! 
/KS

Se även fråga 1644

Svar:
Ett svart hål är något mycket enkelt, det kan bara ha 3 egenskaper:

1. Massa

2. Elektrisk laddning

3. Rörelsemängdsmoment

Det består varken av materia eller antimateria. Den man som lancerade begreppet "svart hål", Texasprofessorn John Archibald Wheeler, formulerade sitt berömda "Theorem of no hair", alltså ett svart hål har inget hår!

Det är fullt möjligt att två svarta hål sugs in i varandra, och blir ett. Under den processen utsänds gravitationsstrålning. 
/KS

Svar:
Din fråga är säkert inspirerad av ett svar, som vi skrivit tidigare om materia och antimateria. Poängen var att illustrera att antimateria inte bara är något teoretiskt och exotiskt, utan att den finns just här och just nu. För att besvara din fråga om kroppen blir positivt laddad, måste vi gå in i mera detalj om hur positronerna bildas.

Kosmiska strålningen består huvudsakligen av protoner (vätekärnor), som med nästan ljushastigheten tränger in i jordatmosfären. På kanske 20 km höjd kolliderar protonen med en atomkärna i luften. Kärnan sprängs, och en massa nya partiklar produceras. Ungefär 1/3 är neutrala pi-mesoner, som efter kort tid (10^-16 s) sönderfaller till 2 fotoner, eller gammakvanta. Det är alltså ett slags ljus, men med mycket kortare våglängd och högre energi än vanligt ljus. Dessa fotoner kan sedan reagera med andra kärnor i luften med en process som kallas parbildning. Ur vakuum lyfts ett elektron- antielektron-par, som delar på fotonens energi. Här är svaret på din fråga. Det skapas inte någon positiv laddning. Det blir lika mycket positiv som negativ laddning. Så vitt vi vet är detta en fundamental naturlag.
/KS

Se även fråga 1649

Svar:
Jo, det finns olika sorters neutriner. Här är en lista på alla leptoner man känner till:

elektron, elektronneutrino

myon, myonneutrino

tauon, tauonneutrino

Dessutom finns antipartiklar till var och en av partiklarna ovan. 
/KS

Se även fråga 2563

Svar:
Det handlar säkert om Bells teorem, som handlar just om momentan fjärrkommunikation. Det här är inte spekulationer, fenomenet är experimentellt väl belagt. En viktig sak är, att fenomenet inte kan utnyttjas för att skicka information eller energi. För detta är ljushastigheten en övre gräns. I själva verket är fenomenet på ett djupt plan förknippat men slumpmässigheten i kvantmekaniken.

I svaret på frågan nedan finns en referens till en artikel. 
/KS

Se även fråga 1513

Svar:

1. Om du menar neutral antimateria (antiatomer) rör det sig om några atomer.

2. Det behövs en positron och en elektron. De annihilerar varandra och bildar två gammakvanta (fotoner). Varje sekund händer det hundratals gånger i din kropp.

3. Det går inte att ange någon riktning för elektronen. Dess tillstånd måste beskrivas kvantmekaniskt, och tyvärr kan man inte göra en enkel bild av det.

Vill du ha mera information om kärnfysik och antimateria kan du titta här: The ABC's of Nuclear Science .
/KS/lpe

Avancerad sökning på 'antimateria' i denna databas

Svar:

1. Högenergetiska gammastrålar kan växelverka med materia, och producera en positron och en elektron (parbildning).

2. Ja.

3. Ja, men för att producera antiväte behövs bara en positron och en antiproton.

4. Ja, men inte för de så kallade förmedlarpartiklarna.

5. Gluonerna (8st) är förmedlarpartiklar för den starka växelverkan.

 
/KS

Se även fråga 1012 och fråga 1720

Svar:
Det är alldeles riktigt, enligt Big Bang-modellen bildades lika mycket materia som antimateria. De förintade varandra också i ett senare skede, nästan helt och hållet. Av någon anledning blev det en liten, liten övervikt av materia, en del på 10000 miljoner. Det är denna lilla del som utgör materien i universum. Det finns inga tecken som tyder på, att det skulle finnas antimateria kvar någonstans.

Hur denna asymmetri uppstod, är en av de hetaste frågorna för kosmologer och partikelfysiker. Det finns förslag, men saken kan inte anses vara avgjord.  
/ KS

Se även fråga 1543

Svar:
Det är inte alla egenskaper som blir tvärtom för antimateria.  Av mycket fundamentala symmetriprinciper följer att massan hos en partikel och dess antipartikel är lika, till och med exakt lika. Något undantag är inte känt.

Vad som byter tecken är till exempel elektrisk laddning. Som följd av detta byter också det magnetiska momentet tecken. Sedan finns ett par andra kvanttal som byter tecken. Till exempel har elektronen leptontal +1, medan positronens är -1. Andra exempel är kvarkarnas "flavour" och neutrinons helicitet, men att gå in på det här i detalj skulle nog bli alltför tekniskt.
/KS

Svar:
Ett svart hål har bara 3 egenskaper: massa, elektrisk laddning och rörelsemängdsmoment. Om det bildats av materia eller antimateria är alltså likgiltigt från vårt universum sett.

Princetonprofessorn John Archibald Wheeler har formulerat sitt berömda "Theorem of no hair", alltså att ett svart hål inte har hår. Detta för att ett svart hål bara har dessa 3 egenskaper.

En proton har baryontal +1 och en antiproton har baryontal -1. Baryontalet för en stjärna är lika med antalet protoner och neutroner. Det är alltså ett mycket stort tal. Normalt gäller att baryontalet bevaras, men det gäller inte när ett svart hål bildas. Det svarta hålet har baryontalet 0. Då är det likgiltigt om utgångspunkten var materia eller antimateria. 
/KS

jag frågade förut om antimateria (Partiklar [4092]) där jag påstod att antimateria, t.ex en positron har negativ energi. Ni sa att positronen är positiv men det är väl positronens laddning, inte dens energi, eller? Om antimaterian hade positiv energi så skulle väl alla vanliga partiklar falla ner till lägre energinivåer i enlighet med termodynamiken, eller?

tacksam för svar
/Mårten S, fruängsskolan, sthlm

Svar:
Det är inte så att antimateria är tvärtom i alla avseenden. Elektronen och positronen har samma massa. Det har påvisats med en noggrannhet av en del på 10000000. Elektronen är den lättaste av de laddade leptonerna, så den har inget att sönderfalla till. Positronen är dess antipartikel, den är lika tung och har därmed samma energi som elektronen (positiv).

Laddning och leptontal är olika för elektronen och positronen.
/KS

Se även fråga 4092

Nu när jag har fått svar på min senaste fråga (Partiklar [4104]) så undrar jag varför varje partikel har en antipartikel och varför en vanlig partikel, t.ex en elektron, som träffar på sin antipartikel, försvinner och blir energi?

Jag trodde det var så att antipartiklarna var en avsaknad av en partikel med negativ energi och att när en vanlig partikel fanns i närheten så gjorde den sig av med sin energi som sköts ut som två fotoner och både den vanliga partikeln och antipartikeln verkade försvinna för att det inte längre fanns någon avsaknad av en negativ partikel för att den vanliga partikeln hade uppfyllt hålet (avsaknaden alltså)?

Men det är tydligen inte så som jag trodde, så jag undrar hur det egentligen är?

Tack på förhand.
/Mårten S, fruängsskolan, sthlm

Svar:
Antimateria skulle ha precis samma egenskaper som vanlig materia. Vi kan till exempel inte med spektrallinjerna avgöra om Sirius består av materia eller antimateria. Nu har vi, med lite mera invecklade resonemang, kommit fram till att antimateria inte finns i vårt universum. Det enda sätt vi känner till att producera den är genom energirika processer.

Än en gång, antipartiklarnas energi är positiv.

Sök på antimateria i denna databas!
/KS

Se även fråga 124 och fråga 4104

Svar:
Sök på antimateria och vit dvärg i denna databas!
/KS

Svar:
Någon antimateria finns troligen inte i vårt universum. Den enda antimateria man hittat, är de partiklar som bildas i högenergetiska kollisioner. De blir inte långlivade.
/KS

Svar:
Om det är länken nedan du har hittat, kan vi förklara det. Där talas om "moln av antimateria", men det är något missvisande. Här rör det sig om moln av joniserad gas, där det finns både elektroner och positroner, alltså partiklar och antipartiklar. Positronerna är nybildade i högenergetiska processer, och de kommer snart att förintas. Det är faktiskt strålningen från deras förintelse som vi kan mäta.

Med antimateria menar man i allmänhet materia som består av positroner och antikärnor. Någon sådan har man inte hittat. Däremot har man lyckats tillverka några antivätekärnor vid acceleratorlaboratoriet CERN.
/KS

Se även fråga 4882

1 http://www.astro.uu.se/astnews/1997/Juli/97Jul2.html

Svar:
Nej, det går åt kolossala mängder energi för att producera antimateria. Där finns inget att vinna. Sök på antimateria i denna databas!
/KS

Se även fråga 3557 och fråga 3308

Svar:
Antipartiklar förutsades teoretiskt av Dirac på 30-talet. Den första antipartikeln (positronen) hittades strax efteråt. Antiprotonen framställdes första gången på 50-talet. Antimateria skulle på avstånd uppföra sig som vanlig materia, samma spektrallinjer till exempel. Det är teoretiskt möjligt att antimateria skulle kunna bilda himlakroppar. Gör man en noggrann analys av astrofysikaliska data, visar det sig att antimateria knappast finns i vårt universum. Denna asymmetri mellan materia och antimateria är faktiskt en av de stora gåtorna om vårt universum. Om man skulle lyckas framställa större mängder antimateria, har man ett förvaringsproblem. Vanlig materia går inte att använda.
/KS

Svar:
Slå gärna på materia i Nationalencyklopedin . Där finns en bra artikel av Tor-Ragnar Gerholm. Det har dock hänt en del, framför allt inom kosmologin, sen den skrevs. Det är faktiskt inte enkelt att säga vad materia är.

En viktig egenskap hos materien är att den har massa och tyngd (behöver inte vara samma sak). Under begreppet "materia" faller då både vanlig materia och antimateria. Vad som är bekymmersamt är, att vi numera vet, att bara 10% av materien i Universum kan vara vanlig materia. Vad de övriga 90% består av, vet vi helt enkelt inte. Det är inte antimateria i vanlig mening. Vi känner av den okända materien genom gravitationen, på något annat sätt märks den inte (hittills).

Antimateria förutades av Dirac år 1930, då han fick 2 lösningar (med olika tecken) för vissa ekvationer. Två år senare upptäcktes antielektronen (=positronen). Antipartiklar har vissa egenskaper motsatta jämfört med vanliga partiklar, till exempel elektrisk laddning.

Antimateria i stor skala finns inte någonstans i Universum, därom råder stor enighet.

Sök på antimateria och mörk materia i denna databas. Där finns en hel del information.
/KS

Svar:
Vi har varit inne på det här tidigare. Den neutrala K-mesonen är den enda partikel man har hittat, där materia och antimateria uppför sig olika. Det kallas CP-brottet, och skillnaden är mycket liten. Det finns en förklaring till detta som ryms inom standardmodellen. Andra okända effekter kan inte uteslutas. Därför är det mycket angeläget att undersöka effekten hos andra partiklar. Den som ligger närmast är den neutrala D-mesonen, som innehåller en B-kvark. Tre olika acceleratorer är helt inriktade på detta. De kallas B-fabriker (B-factories). Kolla länken!
/KS

Se även fråga 5143 och fråga 1543

1 http://www.cerncourier.com/main/article/40/8/2

Svar:
Fotonen hör till gruppen "förmedlarpartiklar", och de har inga antipartiklar. I den modell som förenar elektromagnetisk och svag växelverkan har fotonen en "kollega" (Z^o) som är mycket tung. Den väger lika mycket som 90 protoner. Sök på förmedlar i denna databas, så får du veta mera.
/KS

Svar:
Man kan i princip inte, med hjälp av ljuset, avgöra om en stjärna består av materia eller antimateria. Man har inte påvisat någon annihilationsstrålning från någon del av universum. En noggrann analys av detta faktum gör att vi kan dra slutsatsen att antimateria inte finns i den del av universum som vi kan överblicka.

Att Big Bang lämnade ett universum som är asymetriskt, är ett mycket intressant problem för partikelfysiker och kosmologer. Intensiv forskning pågår. 0.9999999999 av materien annihilerades verkligen i Big Bang, men 0.0000000001 blev kvar, och det är vanlig materia. Varför?
/KS

Svar:
Spinn har i sig inget tecken. När det kombineras med ett annat rörelsemängdsmoment, kan det ske parallellt eller antiparallellt, och det betecknas med + respektive -. Detta funkar på samma sätt för partiklar och antipartiklar. Det är inte bara laddningen som skiljer. Neutrinen har leptontalet +1, medan antineutrinen har leptontalet -1.
/KS

Se även fråga 8440

Oppkvarken har visstnok 9,8 elektronmasser, og nedkvarken 15,7. Hvordan har det seg da at de alltid omtales som punkter, som om de ikke hadde volum? Et proton skal bestå av to oppkvarker og en nedkvark. Hvis du da legger sammen disse massene, gjør de ikke opp for protonmassen. Hvorfor ikke? Protonet har ikke noe masse i seg selv? Som en vegg rundt kvarkene? Og gluonene veier vel ingen ting? Takker for svar
/Vanja M, Horten vgs, Horten

Svar:
Såvitt vi vet går inte elektronen att dela. Den uppfattas som en äkta elementarpartikel.

De lätta kvarkarnas massor ska du inte ta allvarligt på. Det finns inga metoder att direkt mäta dem, och olika sätt att beräkna dem ger olika resultat. Protonens valenskvarkar är som du skriver, men protonens inre struktur är mycket mera komplicerad än så. Vi skickar en bild från CERN Courier, som visar vad man måste ta hänsyn till vid en approximativ beräkning av protonens spin. Visste du att 5% av dig är antimateria?
/KS

1 http://www.cerncourier.com/main/article/41/9/18/2/cerndes2_9-01

Svar:
Det här är ett intressant problem. Man tycker kanske att familj 2 och 3 är helt onödiga och ointressanta. Faktum är att utan dessa familjer hade vi inte funnits till, ja universum hade varit helt tomt på vanlig materia.

Man har anlednig att tro att universum till en början var symmetriskt med avseende på materia och antimateria. Vid ett visst tillfälle uppstod en liten asymmetri, och där var familj 2 och 3 inblandade. Sedan förintades (annihilerades) det mesta, det återstår bara 0.0000000001, och det är vad vi består av.

Sedan till din egentliga fråga. Normalt sönderfaller en familj 3 partikel till en familj 2 partikel, som i sin tur söderfaller till en familj 1 partikel. Dessa sönderfall sker med svag växelverkan varför dessa partiklar lever mycket längre än om de hade kunnat sönderfalla med stark växelverkan.

Du kanske förstår att detta resonemang är något förenklat, men vi kan inte vara alltför invecklade här. Se vidare t.ex. Standardmodellen - bilden nedan på det tre familjerna av elementarpartiklar är från denna sajt.

Se även fråga 1543

Nyckelord: standardmodellen [24];

Svar:
Hade man skapat en rejäl klump antimateria, hade man fått tänka sig för. Nu rör det sig om några få atomer, så om de annihileras (förintas) med vanlig materia händer inga farligheter.

Man har faktiskt ännu (år 2002) inte lyckats fånga in några antivätekärnor. Vad man visat genom signalerna från annihilationen, är att det var fråga om antivätekärnor, bestående av en antiproton och en positron. 130 st såg man i det första försöket.
/KS

Se även fråga 10853 och fråga 9598

Svar:
Visst annihileras kvarkar och antikvarkar. En pimeson består av sådana partiklar, och den sönderfaller genom kvarkannihilation.

Det är riktigt att ungefär 5% av vanlig materia består av antimateria. Ungefär 10% består av kvark-antikvarkpar som hela tiden uppstår och annihileras. De kallas sjökvarkar.

Se även fråga 9266

Svar:
Antimateria är lika stabil som vanlig materia. Det följer av den förmodligen mest fundamentala princip som fysiken har, nämligen det så kallade CPT-teoremet. Om materia möter antimateria, förintas båda. Sedan tycks antimateria (i klump) inte alls finnas i vårt universum. Det en intressant sak, se nedan.
/KS

Se även fråga 1543

Har jag förstått det här rätt?? tex om en proton består av kvarkar. Då består en antiproton av antikvarkar? och en antikvark en kvark som har omvända kvanttal (baryontal, leptontal, färg, isospinn, särhet, hyperladdning, elektriskladdning)

Var kan man läsa om projektet med att tillverka antiväte? Jag har redan boken "kosmos 1997".

Mvh /Michael Lindahl
/Michael L

Svar:
Säger man att en proton består av tre kvarkar är det en mycket förenklad bild. 5% av protonen är faktiskt antikvarkar. Leptontalet är irrelevant för kvarkar, de är ju inte leptoner. Sök gärna på antimateria i denna databas.
/KS

Se även fråga 9255 och fråga 9747

1 http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/factory/AM-factory00.html

Svar:
Thomas! Ja, definitionen på materia är ganska luddig (liksom för ovanlighetens skull din fråga ). materia ger ingen modern definition utan mest historia. Wikipedia är också försiktig:

Unfortunately, for scientific purposes, "matter" is somewhat loosely defined. It is normally defined as anything that has mass and takes up space.

Jag skulle säga allt med massa utom elektromagnetisk strålning och kraftfält. Men har det någon betydelse? Alla vet ju ändå vad man menar. Materia är något man kan peta på. Antimateria skall man emellertid inte peta på!
/Peter E

Ursprunglig fråga:
Vad är anti-partiklar och vad är dom till för?
/hanna b, kanalskolan, skellefteå

Svar:
All materia i universum är uppbyggd av partiklar. Atomer t.ex. har en kärna av protoner och neutroner som är omgiven av elektroner. Protonerna och neutronerna består i sig av ännu mindre partiklar, s.k. kvarkar. Till varje partikel finns en antipartikel - elektronen har en antielektron (även kallad positron), protonen har en antineutron, osv. Antipartiklarna har samma massa som partikeln men laddningen har motsatt tecken.

Antipartiklar finns normalt inte i fria i naturen, men kan skapas i laboratoriet t.ex. med hjälp av acceleratorer. Man tror dock att i det ögonblick vårt universum skapades i Big Bang (den stora smällen) fanns det lika mycket partiklar som antipartiklar, men på något sätt (som vi ännu inte förstår i detalj) förstördes nästan all antimateria efter en mycket kort tid.

Vad de är till för är svårt att svara på - fysiken sysslar normalt inte med frågan "varför?" utan hellre med "hur?"! Klart är dock att universum är fyllt av symmetrier, och antipartiklarnas egenskaper gör dem till spegelbilder av den vanliga materien.

Läs mer om antipartiklar på Antimatter Academy under länk 1 nedan.
/Margareta H

Se även fråga 124 och fråga 525

Nyckelord: antimateria [16];

1 http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/academy/AM-travel00.html

Svar:
Ja, det är helt riktigt! Man kan ju inte förvara antimateria i en behållare gjord av vanlig materia, så man gör en "flaska" med hjälp av magnetiska och elektriska fält.

Läs mer om hur man gör detta i praktiken och om intressanta projekt där man vill studera egenskaperna hos antiväte på Antimatter Academy, länk 1 nedan.
/Margareta H

Se även fråga 1039 och fråga 10854

1 http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/factory/AM-factory00.html

Finns det några antipartiklar i vår del av universum?
/Karin J, Kulla

Svar:
Varför måste du kunna besvara den? Många har klarat sig utmärkt utan att veta svaret . Jag skall försöka i varje fall.

Ja, men de är ganska kortlivade eftersom det finns gott om materia som kan annihilera dem. Antipartiklarna kan bildas t.ex. genom radioaktivt sönderfall (beta⁺-sönderfall) eller av kosmisk strålning som träffar atmosfären.

Det finns antagligen inte mer antimateria i någon del av universum. Om det fanns skulle man se annihilationsstrålning (för elektroner 511 keV) från gränsskikten mellan materia och antimateria. Man tror i stället att det var en liten obalans (1 del på 10⁹) mellan materia/antimateria från början. Se vidare länk 1 nedan.
/Peter E

1 http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/

Svar:
Hejsan Nyfiken! Visst kan man bevara antimateria (antipartiklar) om de bara inte sönderfaller. För antiprotoner har man en ring med magneter (LEAR) i vilken man kan lagra dem nästan hur länge som helst. För stabila partiklar som antiprotoner är hela tricket att inte låta dem kollidera med protoner/neutroner. Det gör man genom att med magneter (antiprotonen har ju negativ laddning) tvinga dem att gå runt runt i ett vakuumrör.

Se mer om antimatera på CERNs site: Antimatter och nedanstående länk.
/Peter E

Nyckelord: antimateria [16];

Avancerad sökning på 'antimateria' i denna databas

Jag har läst att mesoner fungerar som atomkärnans klister och håller samman protoner och neutroner! Då ingår mesonerna alltså i atomens massa?

Pimesonen kan ju ha antingen positiv, negativ eller neutral laddning! Då borde ju den laddningen ingå i atomens laddning?

Mesoner består ju av en kvark och en antikvark! Då består alltså vår materia av antimateria? Och då förintas alltså en mycket liten del av vår materia hela tiden?
/Gustav K, Västervik

Svar:
Ja, men mesonerna existerar så kort tid att de inte "märks" pga Heisenbergs obestämdhetsrelation .

Naturligtvis. En proton kan t.ex. skicka ut en pi+ och förvandlas till en neutron. En neutron kan fånga upp pi+ och bli en proton. Nukleonerna kan alltså byta karaktär genom att utbyta mesoner.

Skapas och förintas, ja. Vakuum är i själva verket ständigt uppdykande och försvinnande partiklar/antipartiklar, se vakuum .
/Peter E

Ursprunglig fråga:
Hej! Materia och antimateria trivs ju inte ihop utan annihileras till strålning. Mesoner består av en kvark och en antikvark. Men kan de då alls existera? Eller är anti i antikvarkar av annan innebörd än anti i antimateria? Annihilerar även elektronneutriner och deras antineutriner?
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
Ja det kan tyckas konstigt att antipartiklar inte annihilerar varandra, men det finns andra saker som måste bevaras, t.ex. laddning. Låt oss titta på den först upptäckta mesonen, p-mesonen eller pionen.

Den neutrala pionen består som synes i nedanstående figur av en up-kvark och en anti-up-kvark eller en ner-kvark och en anti-ner kvark (i själva verket är pionen en kombination av dessa). Dessa kan utan problem annihilera precis som en elektron och en positron. Kvar blir bara två fotoner med hög energi. Eftersom det är en elektromagnetisk process går den mycket snabbt - medellivslängden för p⁰ är 10^-16 sekunder.

De laddade pionerna är kombinationer av en kvark och en anti-kvark av en annan typ. Den negativa pionen består av en ner-kvark och en anti-upp-kvark. Denna kombination kan inte annihilera eftersom kvark och anti-kvark är av olika typ. Dessutom kan det inte bli bara strålning kvar eftersom laddningen måste bevaras. Den negativa pionen måste därför sönderfalla med den svaga växelverkan via den intermediära bosonen W^-. Detta tar mycket längre tid, och jämfört med p⁰ är p^- "nästan stabil" med en livslängd på 10^-8 sekunder. Se vidare Pion .

Såvitt jag förstår kan elektronneutriner annihilera med anti-elektronneutriner men sannolikheten att de skall växelverka är mycket liten.

Se även fråga 1424

Nyckelord: annihilation [14]; antimateria [16]; kvark [12];

Ursprunglig fråga:
Hej! Massa är klart definierat, men vad är materia? Finns någon definition som mera precis än definition av tid, som ju undandrar sig närmare definition. Finns litteratur(på svenska)?
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
Enligt Nationalencyklopedin är materia det som alla föremål består av. Den långa artikeln materia av Tor Ragnar Gerholm (min ungdoms hjälte som populärvetenskaplig författare) är utmärkt - jag kan knappast uttrycka det bättre. Se även svaret från KS fråga 11568 och en bra Wikipedia-artikel Matter som behandlar många olika aspekter på begreppet (motsvarande svenska artikel är patetisk).

Enligt Nationalencyklopedin är antimateria materia som består av antipartiklar i form av antiatomer till skillnad från vanlig materia som består av atomer. Fysikaliska processer och fenomen är desamma i antimateria som i materia. Men materia och antimateria måste hållas helt åtskiljda för att inte förinta varandra. Antimateria finns därför inte naturligt i någon mängd i vårt solsystem, vår galax eller vår galaxhop. I stora smällen-modellen för universums uppkomst (big bang) antas materia och antimateria från början skapas i lika mängd; senare processer leder till materians dominans. I laboratorier har små mängder antimateria kunnat framställas.

Massa definieras i fråga 16048 . Massa är enligt den speciella relativitetsteorin ekvivalent med energi.

Energi är mer svårdefinierat, men det medför förändring, rörelse, eller någon form av uträttat arbete. Energi kan vara lagrad (potentiell energi eller lägesenergi) eller något som överförs.

Arbete definieras i fråga 13327 . Se även diskussionen i länk 1.
/Peter E

Nyckelord: materia [6]; antimateria [16];

1 http://pediaa.com/difference-between-energy-and-matter/

Ursprunglig fråga:
Hej, jag håller på med ett skolarbete som har temat "värmeenergi", och har två frågor om det inte är för mycket begärt:

1. Vilken värmekapacitivitet/Cp har is?

2. Fungerar detta?:

En liter flytande vattens värmeenergi, 0 grader celsius:

Värmeenergi i J=1kg*273ΔT*is värmekapacitivitet

Jag räknade inte med energin som krävs för att isen ska smälta, eftersom den inte bidrar till värmeenergin(?).

Om denna "formel" inte fungerar, hur räknar man då ut ett föremåls värmeenergi?
/Axel K, MariaMontessoriskolan, Lund

Svar:
Axel!

1 Den specifika värmekapaciteten för is är 2.1 kJ/kg.K. Det frigörs alltså 2.1 kJ när man sänker temperaturen en grad hos 1 kg is.

2 Nej, det är inte meningsfullt. Även om det i princip enligt termodynamikens första huvudsats (energins bevarande) finns energi att hämta ur is om man kyler ner det till absoluta nollpunkten så saknar det mening pga termodynamikens andra huvudsats: värme går från en varmare kropp till en kallare. När det gäller möjligheten att ge energi är alltså temperaturen viktig: ju högre temperatur desto högre energipotential.

En kropps värmeenenergi är alltså inget som är direkt givet, utan det beror på processen med vilken man extraherar energin. Att få energi genom att kyla is låter inte särskilt lovande. Tänk t.ex. på att det faktiskt kostar energi att frysa köttbullarna som blev över trots att du tar ut värmeenergi från dem. (Värmeenergin går till uppvärmning av huset.)

Låt oss ta ett exempel. Det extrema energiinnehållet är om man har en bit materia med massan 1 kg. Om man har tillgång till 1 kg antimateria (som i Dan Browns bok Änglar och demoner) skulle man kunna frigöra

2*mc² = 2*c² = 2*(3*10⁸)² = 18 10¹⁶ J

Detta motsvarar den energi som ett kärnkraftverk med effekten 1000 MW utvecklar under 6 år. Enda problemet är att det kostar mångdubbelt denna energi att producera ett kg antimateria .

Se vidare Thermodynamics och Termodynamik .
/Peter E

Nyckelord: termodynamik [17]; antimateria [16];

Men är det inte så att energi och massa i själva verket är samma sak? Dvs, värmer jag t.ex. upp en bit materia ökar den väl princip i vikt enligt E=mc^2, vilket inte stämmer med idén om värme och massa som olika former av energi.

Om jag har rätt, skulle man ju vilja kunna skriva saker som 1 kg = 9e16 J, med det fungerar inte riktigt med en dimensionslös konstant eftersom kilogram och joule har olika dimensioner. Skulle man kunna göra något åt det, t.ex. börja mäta massa Joule? Finns det något mindre opraktiskt sätt?
/Mattias B, Hersby gymnasium, Lidingö

Svar:
Mattias! Jag tycker inte uttrycket att 'massan är en form av energi' är bra. Jag föredrar att säga att 'massa och energi är ekvivalenta' genom uttrycket E=mc². Anledningen är att massa är något som definieras av gravitation medan energi är något som har potential att utföra arbete. Vilomassa har inte detta direkt - för att utnyttja hela potentialen i vilomassan behöver vi antimateria (som i Dan Browns bok Änglar och demoner).

Din invändning mot slutet visar att man får problem om man säger att energi och massa är samma sak. Men med ekvivalensen E=mc² får vi

[J] = [kg*m²/s²] = [Nm] = [J]

Även om vi lätt kan räkna om kg till joule enligt ovan är detta som du säger inte praktiskt. I allmänhet är det ju bara en mycket liten del av massan vi kan omsätta i energi!
/Peter E

1 http://sv.wikipedia.org/wiki/Speciella_relativitetsteorin#Massa.2C_r.C3.B6relsem.C3.A4ngd_och_energi

Ursprunglig fråga:
Hej! I CERN har det producerats antimateria, enligt tidningsrapporter. Har antimateriepartiklarna samma kvanttal som vanlig materia? Följer antimaterian Paulipricipen? Hur skiljer/påvisar man en neutron från en antineutron, de är ju båda oladdade?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Thomas! Det nya är att man lyckats "klä på" antiprotoner med positroner och alltså lyckats framställa ett litet antal (38) anti-väteatomer. Det innebär att man kan studera övergångar i anti-väte och jämföra dem med väte. Standardmodellen säger att egenskaperna skall vara exakt desamma med undantag för laddningen. Antipartiklar följer Pauliprincipen mot andra identiska antipartiklar, mot motsvarande partiklar saknar Pauliprincipen mening.

Man alltså lyckats framställa en liten mängd oladdad antimateria. Än så länge inte tillräckligt för att scenariot i Dan Browns bok (och filmen) Änglar och demoner skall bli verklighet!

Neutronen har t.ex. ett magnetiskt moment. Anti-neutronen har det motsatta eftersom kvarkarna har annan laddning. Neutronen har kvarksammansättningen ddu (laddning -1/3,-1/3,+2/3). Antineutronen har sammansättningen d_antid_antiu_anti (laddning +1/3,+1/3,-2/3).

Se vidare "over the top" artikeln länk 1 och den mer sansade pressreleasen länk 2.
/Peter E

Nyckelord: standardmodellen [24]; antimateria [16]; kvark [12];

1 http://www.theregister.co.uk/2010/11/18/cern_antimatter_bomb/
2 http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2010/PR22.10E.html

Ursprunglig fråga:
Kan man skapa något ämne som ger mer energi eller är kraftigare än kärnkraft?
/Anette J, Gamla Uppsala skola, Uppsala

Svar:
Bra fråga som faktiskt inte tycks vara besvarad här!

Energiproduktion är en process där man vinner energi genom att massan i sluttillståndet är mindre än massan i begynnelsetillståndet. Differensen i massa ger genom Einsteins formel E=mc² en energi som kan uttnyttjas.

För mekaniska och kemiska energikällor är det inte meningsfullt eller brukligt att tala om en mass-skillnad eftersom den är omätbart liten, se fråga 17491 . För kärnreaktioner är mass-skillnaden emellertid fullt mätbar.

För traditionell kärnenergi (fission av uran) är mass-skillnaden ungefär 0.3%. För fusion (sammanslagning av lätta ämnen) är mass-skillnaden maximalt 0.7%.

För att få en energikälla gäller det alltså att hitta en process där sluttillståndet har mycket mindre massa (= energi) än begynnelsetillståndet.

Det finns bara en känd process som ger bättre energiutbyte än fusion: att låta en massa falla ner i ett svart hål. Då kan man teoretiskt utvinna 50% av vilomassan som energi, se fråga 14367 . Detta är knappast realistiskt i praktiken, så vi får nog vara nöjda med fission och fusion!

Den ultimata energikällan vore naturligtvis antimateria. Antimateria finns emellertid inte tillgängligt utan måste tillverkas, se fråga 16650 .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [26]; kärnenergi [19];

Det verkar som om antimateria är anledningen till detta. Så vitt jag förstår är det för att de har motsatt dragningskraft. Men om det bara fanns en bestämnd mängd antimateria i vårt universum så drar jag slutsatsen att det till slut skulle sakta av och stanna upp. Och så är ju inte fallet. Det expanderar snabbare och snabbare hela tiden. Så om antimateria är anledningen så måste mängden hela tiden öka.

I så fall; kommer den nya antimaterian från stjärnornas kärnreaktioner?

Om svaret är ja uppstår ännu en fråga. Jag undrar om antimaterian kommer från resterna av partiklarna som krockar och slås sönder inuti stjärnor, eller ger kanske dessa händelser upphov till så mycket frisläppt energi att “viruella” partiklar bryts loss från sin tillfälliga existens i och går in i den "verkliga" världen. Och eftersom allt skapas i par så uppstår inte bara vanliga partiklar, utan också antipartiklar.

(Med “virtuella” så menar jag de partiklar som lyckas undfly naturens lagar genom att försvinna precis efter att de uppstått ur “tomma intet”. Man får fram dem genom att slå till dem tillräckligt snabbt med en spegel, så att de får tillräckligt med energi att inta den "verkliga världen".)

Jag är faktiskt osäker på om dethär är frågor som man ens vet svaret på ännu. Om forskarna inte har det så är det väldigt osannolikt att jag har rätt, men det är ju alltid värt ett försök.
/Joanna L, Vibyskolan, Viby, Sollentuna

Svar:
Joanna! Intressanta funderingar du har! Vad du säger om gravitationskraften mellan materia och antimateria är inte korrekt. Även denna kraft är attraktiv. Alla egenskaper hos antipartiklar är tvärtom UTOM gravitationen.

Det som får universums expansion att accelerera är något man kallar mörk energi. Men man har ingen aning om vad mörk energi egentligen är. Det kan ha något att göra med vakuumenergi och virtuella partiklar. Som synes av Vacuum_energy är teorierna vad gäller detta inte så bra .
/Peter E

1 Hur gör man antimateria?

2 Hur kan man jobba med antimateria utan att allt exploderar?

3 Varför exploderar antimateria och vanlig materia om de kommer i kontakt med varandra?

4 Kan det bildas planeter stenar och solar av antimateria?

5 Det verkar finnas en massa olika teorier om varför det finns mer materia än antimateria.

Vilken av dem är troligast?

6 Finns det andra sorters materia?
/Ronja B, färe, osby

Svar:
Ronja! Jag skall försöka.

1 Man accelererar partiklar med hjälp av en accelerator, se accelerator och Particle_accelerator . Ofta använder man kolliderare där man låter pariklarna gå runt åt båda hållen och kollidera i några punkter. Vid kollisionerna bildas partikel/antipartikelpar i en process som kallas parbildning .

2 Om bara antipartiklarna är stabila (t.ex. antiprotoner) räcker det att hålla dem separerade från materia. För detta lagrar man antipartiklarna i en Lagringsring som är ett lufttomt rör med magneter. För antiprotoner hade man på CERN en ring som kallades LEAR Low_Energy_Antiproton_Ring .

3 Om en partikel och en antipartikel kommer nära varandra så förintar de varandra i en process som kallas annihilation . Energin blir till gammastrålning eller partikel/antipartikelpar.

4 I princip ja, om antimaterian är separerad från materian. Men det är ganska säkert att det inte finns stora mängder antimateria i universum.

5 Ja, det finns flera teorier, men ingen allmänt accepterad och de är alla svåra att förstå. Man kan säga att om det inte varit ett litet överskott av materia så hade vi inte funnits för att kunna fundera på detta. Universum hade bestått av bara strålning. De teorier som finns är inte lätta att förstå: Baryon_asymmetry .

6 Nej, inte enligt standardmodellen (se fråga 18849 ) som är allmänt accepterad.

Se vidare 16426 , 17502 och nedanstående länkar.
/Peter E

Nyckelord: antimateria [16]; annihilation [14]; parbildning [7];

Svar:
Karin! Varför är tjejer så intresserade av domedagsscenarios?

Det är väl ingen större risk det händer, men det skulle utvecklas så mycket energi att jorden skulle sprängas i bitar.
/Peter E

Finns det några användningsområden man skulle kunna använda antimateria som?

Har hört om att antiprotoner kanske kan bota cancer och något om antimateria bomber (som verkar lite sci-fi just nu för att vi bara kan skapa antimatreia i mycket små mängder just nu, vad jag har uppfattat).

Till skillnad från det, finns det några andra användningsområden?
/Angelina M, Schillerska Gymnasiumet, Göteborg

Svar:
Angelina! Nej, det är inte sannolikt. Man borde i så fall observera annihilationsstrålning (t.ex. 0.511 MeV från elektroner/positroner), och det gör man inte. Mycket energetiska objekt som kvasarer skulle kunna generera positroner, men inga har observerats, se länk 2. Men där är det nog frågan om att temperaturen är så hög att partiklar/antipartiklar skapas och annihilerar.

Man vet helt enkelt inte varför det är ett litet överskott (1 del på 10⁹) av partiklar över antipartiklar, se Baryon_asymmetry .

Någon användning annat än för vetenskapliga experiment, finns knappast ännu. Bomber låter som Dan Brown, se fråga 17502 . För cancerbehandling är det möjligt men det låter dyrt även om det skulle kunna ge mycket höga doser specifikt till inre organ, se länk 1 nedan.

Se även Antiproton#Modern_experiments_and_applications , fråga 16426 och Antimateria .
/Peter E

Nyckelord: antimateria [16];

1 http://physicsworld.com/cws/article/news/2006/nov/03/antiprotons-excel-at-cancer-treatment
2 https://www.bu.edu/blazars/paperstodownload/3c120annih.pdf

Ursprunglig fråga:
Jag har läst lite om att Cern utvecklar så kallade anti-materialås. På ett ungefär, hur fungerar dom och hur långt har man kommit?

Varför ökar inte massan i partiklarna,som accelereras upp i Cern,mot det oändliga när partiklarna närmar sej ljusets hastighet? Enligt relativitets teorin borde det väl vara så?
/Jörgen B, Kista

Svar:
Jag antar du menar antimateriefälla ("antimatter trap"). Det finns flera sådana, se länk 1, men ALPHA-projektet är det senaste och mest avancerade. Anläggningen är ganska komplex, men i princip håller man fast antiväte med elektriska och magnetiska fält. Man kan nu hålla fast antiväteatomer i princip hur länge som helst.

Avsikten är att studera om det finns några skillnader i växelverkan mellan materia och antimateria. Än så länge har man inte funnit någon skillnad, se t.ex. länk 2. Videon nedan beskriver uppställningen.

Partiklarna ökar visst sin massa när de accelereras. Det är anledningen till att man måste använda en synkrocyklotron i stället för en traditionell cyklotron med konstant accelerationsfrekvens, se Synchrocyclotron och Cyclotron . När partiklarna når riktigt höga energier ökas hastigheten mycket lite. I stället blir den ökande rörelseenergin till ökad relativistisk massa hos partikeln.
/Peter E

Nyckelord: antimateria [16]; accelerator [7];

1 http://home.web.cern.ch/topics/antimatter
2 http://home.web.cern.ch/about/updates/2014/06/cerns-alpha-experiment-measures-charge-antihydrogen

Svar:
Det går tillbaka till Benjamin Franklins studier av statisk elektricitet. Man trodde att elektricitet var ett ämne som man kunde ha brist på (-) eller överskott på (+). Eftersom man har två laddningar av olika slag (lika repellerar och olika attraherar varandra) har det egentligen ingen betydelse vilken som kallas positiv och vilken som kallas negativ.

Ett problem med definitionen är konventionen att en ström går från + till -. I en krets med ledningar av metall sker laddningstransporten med elektroner som går från - till +. Om man i stället har laddningstransport i t.ex. ett plasma, en elektrolyt eller en halvledare, kan man ha laddningstransport med både positiva och negativa laddningsbärare, där de positiva laddningsbärarna går i den konventionella strömmens riktning.

Att vi har negativa elektroner i stället för elektronens positiva antipartikel positronen förklaras av att det i Big Bang skapades ett litet överskott (1 del på 10⁹) av materia i förhållande till antimateria. Det finns ännu ingen teori som förklarar detta på ett tillfredsställande sätt.

Se vidare länk 1 och Electric_charge#History .
/Peter E

Nyckelord: elektrisk krets [7];

1 http://www.austincc.edu/wkibbe/truth.htm

Ursprunglig fråga:
Om materia och antimateria träffar varandra bildas bara fotoner. Innebär detta att den minsta beståndsdelen i universum (all materia) är fotoner ? Då blir diskussionen om andra minsta beståndsdelar onödig eller ? Tex om det är kvarkar, strängar mm ? Allt består i grunden av fotoner ?
/Göran A, Kungsbacka

Svar:
Annihilation uppstår när en partikel möter en antipartikel, och materia transformeras till energi i någon form.

Annihilation avser processer där en subatomär partikel kolliderar med sin antipartikel och förintas. Den totala energin som frigörs då (den massekvivalenta energin plus partiklarnas rörelseenergi) omvandlas direkt till elektromagnetisk strålning (QED) och i vissa fall till nya subatomära partiklar (QCD). Partikeln och dess antipartikel har exakt motsatta kvanttal och deras summa försvinner, så att också den resulterande skurens nya partiklar har i sin helhet kvanttal som är lika med noll.

Sluttillståndet kan alltså förutom fotoner även innehålla t.ex. kraftförmedlingspartiklarna gluoner eller W/Z.

Nej, mörk materia kan inte vara fotoner eftersom dessa växelverkar med materia genom partiklarnas laddning. Själva definitionen av mörk materia är ju att den inte växelverkar med materia på annat sätt än genom gravitationen.

Se även fråga 12396 19254 och mörk materia .
/Peter E

Nyckelord: annihilation [14]; mörk materia [17]; QED [7];

Om vi är uppbyggda av energi i grunden och består av materia som man kan ta på, är antimateria då det man inte kan ta på dvs själen osv ? Hade inte det på något vis kunnat förklara var all antimateria tagit vägen?

Sen tänkte jag att om allt nu är uppbyggt av energi och vi kan använda oss av energi för att ändra andra saker som också består av energi, skulle inte då tex telepati vara möjlig i teorin ? Då tankar i sig består av energi dvs
/Marlene G, Livet, Kungsbacka

Svar:
Jag antar du syftar på Einsteins ekvivalens mellan materia och energi, E=mc². Det betyder inte att massa och energi är samma sak, bara att man (med vissa restriktioner) kan förvandla massa till energi och tvärtom.

Vid big bang var det ett litet överskott av materia som finns kvar, antimaterien försvann och blev energi.

Jo, man kan använda energin, men det finns, som sagt, mycket strikta begränsningar i energiomvandlingar.

Detta har inget med telepati att göra. De flesta anser att telepati är en pseudovetenskap, se fråga 14237 och 15455 .
/Peter E

Är den attraherande eller repellerande.

Är graviationen attraherande mellan två partiklar av antimateria.
/benny b, livets, finspång

Svar:
Gravitationen har bara en "laddning", så det finns ingen "antigravitation". Antimateria utövar alltså samma attraherande kraft både på materia och antimateria. Detta är den allmänt accepterade hypotesen bland fysiker. Den experimentella stödet för detta är emellertid fortfarande mycket svagt, se Gravitational_interaction_of_antimatter . Orsaken till att kunskapen är så begränsad är att antipartiklar och partiklar annihilerar (förintas) när de kommer nära varandra. Dessutom är de flesta partiklar laddade, vilket gör det svårt att mäta den mycket svaga gravitationen i närvaro av den relativt starka elektromagnetiska kraften.

Den elektromagnetiska kraften har som alla vet två laddningar, positiv och negativ. Den starka kraften (färgkraften) har tre laddningar, röd, grön och blå.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9]; antimateria [16]; annihilation [14];

Ursprunglig fråga:
Vilka är de största utmaningarna i astrofysiken idag?
/Emanuel B, Jensen, Västerås

Svar:
En mycket omfattande fråga, men det finns en bra sammanställning på List_of_unsolved_problems_in_physics#Astronomy_and_astrophysics .

Om vi inkluderar kosmologi finns ett antal problem: List_of_unsolved_problems_in_physics#Cosmology_and_general_relativity .

Vilka som är de största utmaningarna är upp till var och en. Personligen skulle jag säga att de viktigaste är:

* Vad är mörk materia och mörk energi? Se fråga 12396 och 7258 .

* Hur värms solkoronan upp till 2 miljoner grader? Se fråga 20564 .

* Förståelsen för hur supernovor exploderar är inte fullständig. Se fråga 9964 .

* Varför är det en diskrepans mellan förekomsten av ⁷Li från teoretiska räkningar med big bang och mätningar på mycket gamla stjärnor? Se Big_Bang_nucleosynthesis#Measurements_and_status_of_theory .

* Baryonasymmetri. Varför finns det mycket mer materia än antimateria i universum? Se fråga 19209 .

* Problemet med den kosmologiska konstanten. Varför orsakar vakuumenergin inte en stor kosmologisk konstant? Se fråga 20330 .

Det är som synes en lång lista med brister i vår förståelse! Betyder detta att vi egentligen förstår mycket lite av fysiken? Nej absolut inte, det finns mycket mer fysik som är mycket väl förstådd! Se dock fysik, förståelse av .

Här är en ganska omfattande lista på problem som lösts nyligen: List_of_unsolved_problems_in_physics#Problems_solved_in_recent_decades
/Peter E

Nyckelord: fysik, förståelse av [17]; fysik [10];

Ursprunglig fråga:
Hej! I vakuum bildas och förintas ständigt partiklar, materia och antimateria, och det sker så snabbt att vi inte "ser det". Hur snabbt är det? Är det ett mättekniskt problem eller ett principiellt? (Kan vi någonsin kolla om modellen stämmer?)
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Virtuella partiklar kan inte observeras direkt - endast indirekt, se nedan. Det du beskriver kallas vakuumfluktuationer. Dessa möjliggöres av Heisenbergs obestämdhetsrelation:

Heisenbergs obestämdhetsrelation är en fundamental del av kvantmekaniken, se länk 1. Den medför en grundläggande obestämbarhet i samtidig mätning av position/rörelsemängd eller energi/tid:

Dx * Dp = ℏ/2 = h/(4p) (1)
DE * Dt = ℏ/2 = h/(4p) (2)

Där h är Plancks konstant 6,626·10−34 J·s (Plancks_konstant )

Det är konstantens litenhet (h är mycket nära noll) som gör att obestämdheten bara märks för kvantmekaniska system.

Ja, obestämdhetsrelationen är mycket väl etablerad, så här hade Einstein fel! Det mest direkta beviset är att man kan mäta vidd (energiosäkerhet) och livstid (tidsosäkerhet) för atomära och nukleära system, och dessa uppfyller sambandet (2) ovan.

Man kan observera osäkerheten i energi för kortlivade tillstånd som uppvisar en ändligt vidd, se länk 2 och fråga 19253 .

Existensen av vakuumfluktuationer bekräftas av Casimireffekten som är en makroskopisk effekt orsakad av kvantmekanik, se Casimireffekten .

Se även Vacuum_state .
/Peter E

Nyckelord: vakuum [9]; Heisenbergs obestämdhetsrelation [12]; kvantmekanik [30];

1 https://sv.wikipedia.org/wiki/Osäkerhetsprincipen
2 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/parlif.html

Skriv de ord du vill söka på i sökfältet ovan och klicka på sökknappen. Uteslut ord genom att sätta - (minus) före ordet. Ordgrupper definieras med hjälp av "...". Sökningar är oberoende av stora och små bokstäver.

Exempel:

helium "kalle anka"

Sök på 'helium' och ordgruppen 'kalle anka'

orgelpipa

Sök på 'orgelpipa'

orgel -gitarr

Sök på 'orgel' men inte 'gitarr'