Anti Madde Nedir ve Nasıl Üretilir ?

ANTIMADDE NEDİR?
Sıradan madde ile aynı kütleye sahip ancak farklı elektrik yükü, farklı lepton & baryon sayısı ve farklı quantum spin yönüne sahip antiparçacıklardan oluşmuş materyale antimadde denir.Antimadde, sadece bilimkurgu ürünü değildir; gerçektir! Antimadde, normal atom altı parçacıkların zıttı özelliklere sahip atom altı parçacıkları ifade eder; yani antimadde, normal maddenin zıttıdır.
Antimadde madde ile karşılaştığında birbirlerini imha ederek etrafa büyük miktarda enerji saçarlar. Antimadde bombaları ve antimaddeyle çalışan uzay gemileri şimdilik çok düşük olasılıklı kavramlar… Ancak antimadde hakkında kafa yorabileceğimiz pek çok gerçek detay bulunuyor!

Antimadde Nasıl Oluşur?
Büyük Patlama’dan sonra antimadde, normal madde ile bir arada oluşmuştur; fakat antimadde bugün yaşadığımız evrende oldukça nadir bulunur bir haldedir. Bilim insanları, antimadde-madde asimetrisi problemi denen bu olayın nedenini henüz tam olarak bilemiyorlar. Antimaddeyi daha iyi anlamak için, madde hakkında daha çok bilgiye sahip olmamız gerekiyor.

Maddeyi oluşturan tüm parçacıkların temel parçacık olsun ya da olmasın bir antiparçacığı vardır. Örneğin temel bir parçacık olan elektronun antiparçacığına pozitron denir. Bu antimadde parçacığı elektron ile aynı kütleye sahiptir; fakat elektrik yükünün işareti elektron gibi eksi değil artıdır. Protonun ve nötronun antiparçacıklarına ise antiproton ve antinötron denir. Bu parçacıklar da normal proton ve nötron ile aynı kütleye sahiptir; ama elektriksel yükleri zıt işaretlidir.
Normal parçacıkların normal maddeyi oluşturmasına benzer biçimde antiparçacıklar bir araya gelerek antimaddeyi oluşturur. Örneğin bir antiprotonun ve bir pozitronun bir araya gelmesiyle normal hidrojenin antimaddesi olan antihidrojen oluşur. Kuramsal olarak bütün diğer antimadde atomlarının da oluşmasının önünde bir engel yoktur. Ancak helyumdan daha büyük antimadde atomları bugüne kadar ne laboratuvar ortamında üretilebilmiş ne de evrende gözlemlenebilmiştir.

Nasıl üretiliyor?
Yeterince yüksek ısı olan her yerde antimadde üretilebiliyor. Az miktarda antimadde kozmik ışınlarla (uzaydan gelen enerjik parçacıklar) sürekli olarak yeryüzüne yağmaktadır. Bu antimadde parçacıkları atmosfere bir metrekare ile 100 metrekare arasında değişen oranlarda ulaşıyor. Bilim adamları ayrıca fırtınaların üzerinde antimadde üretildiğinin kanıtlarını gördüler.
Reklam
Evrenin derinliklerinde antimadde arayan uzay programları da var. Virgo (Başak) kümesinde küçük bir miktara rastlandı. Kozmik radyasyonda da olduğu tahmin ediliyor. Yüksek Enerjili Antimadde Teleskobu ve NASA’nın Uzay Mekiği Programı ile taşınan Alfa Manyetik Spektrometresi, evrenin derinliklerindeki antimaddeleri tespit etti. Lakin bizler bunu yeryüzünde üretmeyi planlıyoruz. CERN bunun bir adımı.
Bunun dışında içerisinde potasyum-40 olan muzlar da antimadde üretiyor. Bu her 75 dakikada bir oluyor. İnsan vücudunda da potasyum-40 var. Maddeyle temas ettiklerinde yok olduklarından çok kısa ömürlüler.

Antimadde Yapılıyor!

Lawrese tarafından icad edilen parçacık hızlandırıcı makine sikloron ile bir protonu hızlandırarak onlarca megavat enerjiye çıkmasını sağladı. 1954 yılında ekibiyle birlikte inşa ettiği Betatron ile 1955 yılındayken iki elektronu çarpıştırıp antiproton elde etmeyi başardı. Bundan bir yıl sonra da antinötron bulundu.
1965 yılına gelindiğinde hem Cern hem de New Yor’ taki iki çalışma grubundan aynı anda gelen haber antiçekirdek oluşumunun gerçekleştiği ile ilgiliydi. Sonrasında yapılan bütün çalışmaların amacı bu antiçekirdek ve antiparçacıklarla bir antimadde yapılması üzerine oldu.

1995 yılına gelindiğinde Cern şehrindeki Düşük Enerjili Karşıt Proton Çemberi LEAR ismi verilen icat sayesinde antiprotonların yavaşlatılması sağlandı. Böylece pozitron adı verilen artı yüklü elektronla bağ kurması sağlandı. Bunun sonucunda karşıt hidrojen atomu oluştu. 1995 yılı sonlarına gelindiğinde 9 tane karşıt hidrojen atomu oluşmuştu.

Antimadde üretmeyi başaran bilim insanları için yeni bir sorun oluştu. Üretilen antimaddenin depolanması ve saklanması için gerekli olan donanım Penning tarafından yapıldı buna Penning Kapanı adı verildi. Penning kapanı elektro manyetik alanları sayesinde antimaddenin duvarlara çarpmasını engellemektedir. Bu kapanın handikabı da yüksüz olan antinötronlar için fonksiyonsuz olmasıdır. Bu antinötronlar da Loffe kapanı tarafından tutulmaktadırlar.