Аннигиляция знакома многим нам по фантастическим фильмам, которые активно начали снимать в 90-е годы. Там признаком хорошего тона было наделить персонажа так называемым аннигилятором, который позволял превратить противника даже не в пепел, а в ничто.
Были и фильмы, где пытались использовать само явление аннигиляции. Есть одноименный фильм "Аннигиляция", правда там ситуация рассматривается далеко не с физической точки зрения, хотя кино и относится к разряду научной фантастики и ужасов. Некоторые мысли там и правда занятные, а посмотреть фильм полезно и довольно интересно.
Но оказывается, аннигиляция - это не только прием из кино или красивое название. Это ещё и вполне оформившееся физическое явление, которое описывает реально существующий процесс в окружающем мире.
Аннигиляция в физике
Физика описывает этот процесс следующим образом.
Аннигиляция - слово, которое произошло от латинского слова уничтожение. Так называется реакция взаимодействия частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных.
Так сформулировано описание процесса в википедии. На практике это означает, что никакого полного уничтожения при аннигиляции не происходит. Что, в общем-то, и верно. Ведь есть закон сохранения энергии и закон сохранения вещества. Ещё Ломоносов сказал, что "если где чего убыло, то где-то столько же того и прибыло". Ничто не может исчезать бесследно.
Вот и при встрече двух частиц происходит не полное уничтожение, а появление новой частицы или даже группы частиц. Например, при аннигиляции позитрона и электрона на свет рождаются несколько фотонов.
На самом деле, процесс аннигиляции куда более сложен. Мы сейчас рассмотрели только его поверхностное понимание для простоты восприятия в формате "чтения на ночь". Физики изучили его куда на более глубоком и интересном уровне. Для тех, кто хочет погрузиться в глубокие дебри, можно почитать статью на хабре.
Энергия при аннигиляции
Кстати говоря, именно это обстоятельство порождает страх изучения и работы с антиматерией. Если помните, когда на адроном коллайдере начали изучать антиводород, многие боялись, что последствия могут оказаться катастрофическими. Жаль только, что страхи были не совсем обоснованы. Ведь один атом антиводорода может аннигилировать с одним атомом простого водорода и выделить контролируемое количество энергии. Это если вдруг удалось бы найти антиматерию (не дай Бог кстати...Не зря Эйнштейн свои последние труды уничтожил) в большом количестве и соединить с простой материей, там последствия могли бы быть куда более печальными. Начиная от превращения всего сущего в фотоны и кончая неконтролируемым выбросом энергии.
Энергии при аннигиляции выделяется в огромном количестве. Если сравнивать количества энергий при разных известных процессах, то при аннигиляции её выделяется в 270 раз больше, чем при термоядерном синтезе. Слава Богу, что целевое применение аннигиляции сегодня невозможно, так как не удаётся создать и удержать на достаточно долгое время нужное количество антивещества. Хотя, если бы всё ограничилось постройкой новых электростанций, то от изучения явления была бы несомненная польза для человечества.
Кто такие античастицы?
Непонятным тут может являться факт существования античастиц. Это не изучают ни в школе, н ив институте. Не так давно я написал статью про антивещество на канале и там есть объяснение понятия античастица. Ссылка была выше, не будем повторяться.
Если коротко, то во вселенной работает принцип симметрии. Действует он не всегда, ведь антивещество и простое вещество тут не коррелирует. Но для нас он интересен тем, что у каждой частицы существует и античастица. Когда ученые изучали космические лучи, выяснилось, что вместе с ними на Землю прилетает множество античастиц. Среди них самая простая и изученная наукой - позитрон. Это частица, имеющая противоположный электрону заряд. Ещё до обнаружения этих частиц, их существование было предсказано теоретически. Ну а дальше, как мы уже выяснили выше, если античастица встречает частицу, то будет выброс энергии и/или частиц.
Для чего природе нужны античастицы никто пока точно сказать не может, но сам факт их существования известен. Поэтому, описание природы просто воспринимается по принципу "как оно есть" и используется скорее не как явление, требующее объяснения, а как научный факт.
Антиматерия, которая составлена из античастиц - тоже штука скорее фантастическая. Пока её не удавалось увидеть в реальность даже в отдаленных уголках вселенной. Существование было лишь предсказано, а в лабораторных экспериментах удалось получить единичные атомы антивещества. Оно и хорошо :) Ведь существование материи и антиматерии в одной локации может кончиться мы уже знаем чем.
Пожалуйста, подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Сейчас это очень важно, чтобы проект смог выжить!
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
