| Strona główna | Mapa serwisu | English version |
 |
 Starożytność |
Nowożytność |
Inne |
| Nowożytność > Paul Dirac |
| Paul Adrien Dirac (8.08.1902 - 20.10.1984) |
| Narodowość: Anglik Nagroda Nobla: 1933 r. W 1928 roku Paul Dirac formułuje równanie opisujące fermiony o spinie ½. Jest ono kwantowomechaniczne i zgodne ze szczególną teorią względności (relatywistyczne, obowiązujące także dla prędkości stanowiących istotny ułamek c). Od swego odkrywcy, nosi ono nazwę równania Diraca. Najważniejszy wniosek, płynący z równania, jest zawarty we wzorze na energię, będącym jego rozwiązaniem: E2 = m02c4 + p2c2 Rozwiązanie to nieco zaskoczyło Diraca. Wynikało z niego, że np. elektron powinien mieć w przyrodzie odpowiednik odpowiadający ujemnej energii, ale istnienie antyelektronu było tylko hipotezą. W tamtym czasie nie obserwowano takich cząstek, było więc możliwe, że drugie rozwiązanie jest „puste” czyli przyroda nie realizuje go. Ale już w 1932 roku okazało się, że nie jest ono „puste”. C.D. Anderson odkrywa wtedy cząstkę o takiej samej masie jak elektron, lecz przeciwnym ładunku. Zostaje ona nazwana pozytonem i jest to pierwsza odkryta antycząstka. Później, w 1955 roku odkryto antyproton, powstający w wyniku zderzeń protonów i neutronów o bardzo wysokich energiach, a w 1956 r. – antyneutron. W równaniu Diraca zawarta była zatem informacja o istnieniu antymaterii. Różni się ona od odpowiadającej materii przede wszystkim znakiem ładunku (jeśli go ma) i momentu magnetycznego. Ma natomiast identyczną masę i czas życia. Antymateria łączy się z materią w procesie anihilacji z wytworzeniem czystej energii: wysokoenergetycznych fotonów. Nie ma w tym procesie żadnych odpadków. Nie jest kwestią pewną czy Wszechświat w całości zbudowany jest z materii, czy gdzieś na jego odległych krańcach istnieją antymaterialne światy. Jest właściwie pewne, że całe galaktyki lub gromady galaktyk zbudowane są jednolicie: albo całkowicie z materii albo antymaterii, bo nie obserwuje się na ich obszarze rozległych źródeł promieniowania pochodzącego z anihilacji, jakie w przeciwnym wypadku musiałoby istnieć. Poza tym, promieniowanie kosmiczne, jakie dociera do Ziemi składa się głównie z materii, co wzmacnia nasze przekonanie, że sąsiednie Galaktyki zbudowane są z tego samego budulca, co nasza. Sam Dirac był zwolennikiem poglądu o istnieniu antymaterii we Wszechświecie. Wysunął go w 1933 r. Dość popularny jest jednak pogląd o istnieniu w całym Wszechświecie tylko materii. Jest on oparty na obserwacjach rozpadu mezonów K0. Okazuje się, że antymaterialny odpowiednik K0 rozpada się o 7 przypadków na 1000 rzadziej niż K0. Uważa się więc, że na początku Wszechświata istniała taka sama ilość materii i antymaterii, ale przeważały rozpady w wytworzeniem kwarków i leptonów nad rozpadami z wytworzeniem ich antyodpowiedników. Materia łączyła się z antymaterią tworząc fotony, a ten nadmiar materii, który pozostał, buduje teraz Wszechświat. Antymateria anihilując z materią wytwarza czystą energię. Cała masa znika i zamienia się w energię promienistą. Dla porównania, spalanie węgla lub ropy naftowej „zużywa” tylko 0,000 001 masy paliwa. Czy dałoby się więc za pomocą antymaterii rozwiązać problem energetyczny świata ? Podobno 1 kg antymaterii dostarczyłby tyle energii, ile zużywa dziennie całe USA lub tyle, ile rocznie zużywa do prywatnego użytku 2 mln przeciętnych Europejczyków. Trzeba jednak pamiętać, że antymateria nie jest dostępna w przyrodzie, przynajmniej na Ziemi. Trzebaby ją produkować, a to kosztowałoby ogromne ilości energii. Poza tym wyprodukowanie 1 grama antymaterii przez najlepsze obecnie akceleratory, zajęłoby im kilka milionów lat. Następnym problemem z antymaterią jest jej przechowywanie. Ona anihilowałaby ze ścianami każdego materialnego zbiornika. Trzebaby ją więc zawieszać w próżni, a to też kosztuje. |
Strona Ewy Izdebskiej 2c
| Poczet Fizyków |
