Antimaterija

Prema standardnom modelu, fizičkoj teoriji koja opisuje osnovne gradivne elemente i sile u prirodi, antimaterija je supstanca sastavljena od elementarnih antičestica, za razliku od „obične“ materije koja je sastavljena od elementarnih čestica. Svaka elementarna čestica se odlikuje nekim osobinama (masa, naelektrisanje, spin...) koje je razlikuju od ostalih čestica. Za svaku česticu postoji i odgovarajuća antičestica, čije su neke osobine, poput mase ili spina, jednake, a druge osobine, poput naelektrisanja ili magnetnog momenta, suprotne. Najpoznatiji primer čine elektron i pozitron, čiji su naelektrisanje i magnetni moment suprotni, a sve ostale osobine identične. Materija i antimaterija ne mogu postojati jedna pored druge. Kada se nađu zajedno međusobno se poništavaju (anihilicija) uz oslobađanje velike količine energije u obliku gama zračenja ili drugih čestica.

Postojanje antičestica i antimaterije prvi je postulirao engleski naučnik Pol Dirak (aul Adrien Maurice Dirac), 1902-1984), uvodeći 1928. godine koncept pozitivno naelektrisanog elektrona, tj. pozitrona, čije je postojanje eksperimentalno potvrđeno 1932. Od 1955. godine, kada su pomoću akceleratora čestica uočeni antiproton i antineutron, eksperimentalno je detektovan i čitav niz antičestica. 

Krajem devedesetih godina prošlog veka u CERNu i Fermilabu sintetisan je antivodonik - prvi antiatom. Kod običnog vodonika oko protona koji predstavlja atomsko jegro kruži jedan elektron. Kod antivodonika oko antiprotona kruži antielektron (pozitron).

Kao što kombinacijom čestica nastaje materija tako i kombinacijom odgovarajućih antičestica nastaje antimaterija. Na primer, stabilan atom antivodonika može da nastane vezivanjem pozitrona za antiproton. Njegove osobine bi trebalo da budu identične osobinama običnog vodonika. Zaista, atom antivodonika je proizveden u sudarima antiprotona sa mlazom atoma ksenona. U sudaru antiprotona sa atomskim jezgrom ksenona ponekad dođe do stvaranja para elektron-pozitron. Pri tome, može da se dogodi (mada vrlo retko) da brzina i pravac kretanja novonastalog pozitrona budu bliski brzini i putanji antiprotona. Tada pod uticajem privlačne sile između pozitrona (pozitivne čestice) i antiprotona (negativne čestice) nastaje atom antivodonika. Izolovan atom antivodonika stabilan je koliko i izolovan atom vodonika. Međutim, u sudaru sa običnom materijom dolazi do njegove anihilacije. Pošto se čestice kreću brzinom bliskom brzini svetlosti, vreme života antivodonika u aparaturi reda je veličine 4 × 10-8 s koliko antiatomu treba da prevali desetak metara i anihilira se u sudaru sa zidom aparature. Danas se ulažu veliki napori da se proizvedeni atomi antivodonika zarobe u električnom i magnetnom polju, dakle, da se izoluju od obične materije i tako im se produži vek u meri koja će dozvoliti detaljnije ispitivanje atomskih osobina. Proizvodnjom prvih atoma antivodonika odškrinuta su vrata sistematskom ispitivanju antisveta.

Literatura 
  -{Baur, G. et al. Production of antihydrogen. Phys. Lett. B}- 368, 251–258 (1996).
  -{Blanford, G. et al. Observation of atomic antihydrogen. Phys. Rev. Lett.}- 80, 3037–3040 (1998).
 S. Macura, J. Radić-Perić, ATOMISTIKA, Službeni list, Beograd, 2004., str. 562.

Vanjske veze 

 CERN Webcasts (Realplayer required) 
 Internet stranica CERN-a
 What is Antimatter?  (from the Frequently Asked Questions at the Center for Antimatter-Matter Studies)
 Some interesting FAQs from CERN  that contain lots of information about antimatter aimed at the general reader

Fizika