Ключовата разлика между материята и антиматерията е, че материята и антиматерията имат противоположни електрически заряди.
Материята доминира в нашата вселена. Неща като планети, звезди и хора са направени от материя, но има и тъмна материя и тъмна енергия, които не можем да открием лесно. Учените обаче са открили, че материята идва по двойки. Това означава; цялата материя има своя собствена антиматерия, която има идентични свойства с изключение на електрическия заряд. Например протонът има положителен заряд, докато антипротонът има отрицателен заряд. Но те имат същата маса и други свойства.
Какво е материя?
Материята е всяко вещество, което има маса и обем. Материята се състои от атоми. Атомът се състои от субатомни частици. Въпреки това, ние обикновено разглеждаме атома като основна единица на материята. Терминът материя не включва безмасови частици като фотони. Освен това, енергийни явления като светлина и звук не се считат за материя. Материята може да съществува в различни фази: твърда фаза, течна фаза и газова фаза. Възможна е обаче друга фаза на материята; наричаме го плазмено състояние. Плазменото състояние съдържа атоми, йони и свободни електрони, които се отстраняват от атомите, за да образуват йони.
Атомът съдържа атомно ядро, което съдържа протони и неутрони заедно с някои други субатомни частици, заобиколени от облак от електрони. Съвременната квантова физика обаче твърди, че атомът може да действа и като частица, и като вълна; наричаме това дуалност вълна-частица.
Фигура 01: Кваркова структура на протон
В допълнение към използването на атоми, или протони, неутрони и електрони, можем да дефинираме материята, използвайки също лептони и кварки. Това са елементарни частици материя. Според това определение обикновена материя е всичко, което е съставено от лептони и кварки. Следователно материята е всичко, което не съдържа антилептони и антикварки. Лептоните и кварките се комбинират, за да образуват атоми. Атомите се комбинират, за да образуват молекули. Атомите и молекулите могат да бъдат наречени материя. Електроните обаче са вид лептони, а протоните и неутроните са направени от кваркови частици. Следователно всички тези определения водят до идеята, че материята е всичко, което има маса и обем, а не антиматерия.
Какво е антиматерия?
Антиматерията е материята, съдържаща античастици, които допринасят за образуването на материя. Следователно антиматерията е противоположност на материята. Например протонът и антипротонът са съответно двойка материя и антиматерия. Двойките материя и антиматерия имат еднаква маса, но противоположни електрически заряди. Те имат някои разлики и в квантовите свойства. напр. протонът е положително зареден, докато антипротонът има отрицателен заряд.
Фигура 02: Снимка на облачна камера на позитрон
Сблъсък между материя и антиматерия може да доведе до взаимно унищожение. Това означава, че и материята, и антиматерията се превръщат в други частици с еднаква енергия. Анихилацията може да породи интензивни фотони като гама лъчи, неутрино и някои други двойки частица-античастица. Въпреки това, по-голямата част от енергията, освободена от анихилацията, е под формата на йонизиращо лъчение.
Подобно на материята, частиците антиматерия могат да се свързват с всяка от тях, за да образуват антиматерия. Например, позитронът е античастицата на електрона, докато антипротонът е античастицата на протона; тези две античастици могат да се свържат, за да образуват антиводороден атом. Можем да обозначим антиматерията, използвайки черта над символа на частицата, за да я различим от материята.
Каква е разликата между материята и антиматерията?
Ключовата разлика между материята и антиматерията е, че материята и антиматерията имат противоположни електрически заряди. Антиматерията е основно противоположност на материята, но те имат идентични свойства, различни от електрическия заряд.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между материя и антиматерия.
Обобщение – Материя срещу антиматерия
Антиматерията е обратното на материята, но те имат идентични свойства в допълнение към електрическия заряд. Основната разлика между материята и антиматерията е, че материята и антиматерията имат противоположни електрически заряди.
