Frage:
Wie sieht Antimaterie aus?
Catzmuze
2016-11-26 21:22:39 UTC
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Ich habe im Fernsehen Simulationen von Antimaterie gesehen.Wurde jemals Antimaterie fotografiert?

Das waren wahrscheinlich keine Simulationen;Es handelte sich wahrscheinlich um Darstellungen von Antimaterie, die von Künstlern mithilfe von Computern erstellt wurden
Wenn "aussehen wie" genauer gesagt würde, würde es die Diskussion ein bisschen mehr fokussieren.Wenn es so aussieht wie in "erkannt", haben Sie eine Antwort erhalten;Wenn es so aussieht wie in "Sehen ohne Hilfe oder nur mit optischer Hilfe", haben Sie eine andere Antwort erhalten.Betrachten Sie eine Erkennung in einer Blasenkammer als ein Foto davon oder möchten Sie genügend Material für ein Bild eines makroskopischen Objekts?Dies würde einige der in den Antworten dargestellten Probleme klären.Dies ist ein Beispiel für "einfache Fragen können komplizierte Antworten haben".
Sechs antworten:
fffred
2016-11-26 21:30:24 UTC
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Die Gesamtmenge an Antimaterie, die jemals auf der Erde erzeugt wurde, reicht nicht einmal aus, um mit dem Auge sichtbar zu sein, daher ist es schwer zu beantworten.

Wenn jedoch ein Bündel Antimaterie als stabiles festes oder flüssiges Material verfügbar wäre, gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass es anders aussehen würde.In der Tat ist die Wechselwirkung mit sichtbarem Licht ziemlich genau dieselbe wie bei der üblichen Materie, sodass sie gleich aussehen würde.

Update: Wie die Kommentare erklären, entspricht das Aussehen eines Antimateriestücks dem seiner Materie.Daher kann es jede Farbe, Textur, Glanz usw. haben.

Wir könnten hinzufügen, dass der Grund dafür ist, dass das Photon sein eigenes Antiteilchen ist, daher können wir annehmen, dass es mit Antimaterie genauso interagieren würde wie mit Materie.
Zu sagen, es würde genauso aussehen wie normale Materie, gibt mir kein klares Bild.Wäre es grau, grün, glänzend, matt, flüssig, gasförmig, fest?Oder könnten wir, was ich aus den anderen Antworten hier ableiten kann, Antimaterie (mit einer enormen Menge an Energie usw.) theoretisch so anordnen, dass sie physikalisch mögliche Formen / Zustände / Eigenschaften hat, die wir wollen, wie wir es mit Materie tun?In welchem Fall wäre die Antwort: "Es kann wie alles aussehen, was Sie wollen?"
@Pedro ja, letzteres.Ich stimme zu, es wäre besser, wenn diese Antwort dies ausdrücklich sagt, aber das ist es, was es bedeutet.
@Pedro ist * Materie * grau, grün, glänzend, matt, flüssig oder fest usw.?Sehen Sie, dass * Materie * eine breite Kategorie ist und dass keine Materie eine davon ist?Antimaterie ist genau das gleiche.Ein Apfel aus Antimaterie würde anders aussehen als ein Eiswürfel aus Antimaterie.
@Pedro Eine Wolke aus Anti-Wasserstoff würde wie eine Wolke aus Wasserstoff aussehen, d. H. Sie wäre unsichtbar.Eine Wasserpfütze würde wie eine Wasserpfütze aussehen.Ein Anti-Pedro würde wie ein Pedro aussehen.
Farbe & Glanz, ja.Bei Textur geht es darum, wie es sich anfühlt, wenn Sie es berühren, und Antimaterie reagiert ganz anders auf Berühren :-)
[Also so etwas?] (Http://static2.fjcdn.com/comments/Antimatter+62+5+trillion+dollars+gram+_f62254194ba0a865a2cff697333c593f.png)
@Simon Ein Anti-Simon oder ein Anti-Ich in einem Anti-Labor würde es wahrscheinlich fühlen können.
Selbst wenn alle ** gleich ** sind, kann ich mir ein Experiment vorstellen, um sie zu unterscheiden.Es würde Licht auf Metalle reflektieren (oder Dinge leuchten lassen).Licht (auf Metallen) wird von einer vibrierenden Elektronenwolke reflektiert, die durch das elektrische Feld eines Photons verursacht wird.Ein elektrisches Feld, das ein Elektron * auf und ab * vibriert, würde dazu führen, dass ein Anti-Elektron (Positron) * auf und ab * vibriert und eine Phasendifferenz von 180 ° aufweist. Ist dieses Experiment möglich?Darf jemand zeigen, dass es unmöglich ist?Ich bin gespannt darauf, von Ihnen zu hören.
@J.Manuel wie wäre es mit Polarisation von Licht.Wie sollte das Licht anders polarisiert werden, wenn es sich durch einen hypothetischen Antimaterie-Polarisationsfilter bewegt?Oder wie würde sich das von Antimaterie reflektierte Licht beim Durchlaufen eines Materiepolarisationsfilters von dem von der entsprechenden Materie reflektierten Licht unterscheiden?
@Adwaenyth Ich dachte auch über Polarisation nach, aber es schien mir nur, dass es ein Prozess war, der etwas * komplexer * zu visualisieren war als diese einfache 180º-Phasendifferenz.Aber alles, was wir sagen, beinhaltet eine Art Instrumentierung;es wäre nicht möglich, mit bloßem Auge einen Lichtphasendifferenz zu "sehen" :-)
@Luaan "obwohl die Positronenhülle weitaus massiver wäre als die Elektronenhülle aus Gold?"- was?Nicht, was?Was?Warum ist Ihrer Meinung nach die Annahme wahr, dass Positronen eine andere Masse als Elektronen haben?Denken Sie, dass Positronen Protonen sind oder so?
@Yakk Das war ein komischer Ausrutscher.Ich würde gerne behaupten, dass dahinter eine klügere Idee steckt, aber ich glaube nicht, dass das stimmt :)
Pieter
2016-11-26 21:31:10 UTC
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Antimaterie sieht genauso aus wie Materie.Experimentell gibt es keinen Unterschied zwischen den Spektrallinien von Antiwasserstoff und gewöhnlichem Wasserstoff.Gleiches Emissionsspektrum.

Das Photon ist ein eigenes Antiteilchen.Es interagiert auf die gleiche Weise mit Materie wie mit Antimaterie.

PS: Der jüngste Nature-Artikel von Ahmadi et al. gibt eine Obergrenze von $ 2,10 ^ {- 10} $ an: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/pdf/nature21040.pdf

anna v
2016-11-26 22:54:07 UTC
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Wie sieht ein Proton aus?

proton enter image description here

Da das Kaon mit einem Proton im Wasserstoff interagiert hat, erzeugt die Strahlspur ganz rechts einen Sprühnebel von 4 Spuren. Die länger hervorgehobene Spur ist deutlich dunkel - sie hat eine höhere Anzahl von Blasen pro Zentimeter erzeugt als beispielsweise die Strahlspuren; Dies sagt uns, dass es sich langsamer bewegt. (Für Details klicken Sie hier.) Solche Spuren sind ein häufiges Merkmal in Blasenkammerbildern und bedeuten normalerweise Protonen.

Wie sieht ein Antiproton aus?

antiproton enter image description here

Die dunklen Linien in diesem Bild werden von geladenen Teilchen erzeugt, die sich ihren Weg durch flüssiges Deuterium bahnen.

Die hervorgehobene Spur ist ein Antiproton, das im Zerfall von erzeugt wird ein Antilambda in ein Antiproton und ein Pion

In der oberen linken Ecke des Bildes vernichtet sich dieses Antiproton mit einem Protonenbestandteil eines Deuterons und erzeugt einen 6-zackigen Vernichtungsstern. (Wenn es ein Neutron getroffen hätte, müsste die Anzahl der Zinken aus Ladungserhaltung ungerade sein.)

Was ein Proton von einem Antiproton in den Blasenkammern unterscheidet, ist zunächst die Ladung. Ein Antiproton kann viel Energie freisetzen, die das Proton nicht kann.

Abschließend wurden Protonen und Antiprotonen fotografiert, also ja, Antimaterie wurde fotografiert. Es gab Tausende und Abertausende solcher Bilder bei der Untersuchung von Elementarteilchenwechselwirkungen.

Bearbeiten Sie nach Beobachtung in den Kommentaren, dass diese Spuren wie Fußabdrücke und nicht wie Fotos der Partikel sind.

Was ist ein Foto? Es ist eine permanente Registrierung der Form in zwei Dimensionen durch die Wechselwirkung von gestreuten Photonen mit dem Film

Die obigen Spuren sind viel mehr als Fußabdrücke, sie sind aufeinanderfolgende Formen der Form und Masse des vorbeiziehenden Teilchens (deshalb wissen wir, dass es sich um ein Proton nach Masse handelt, wie die Ionisationsabhängigkeit zeigt).Sie sind die Wechselwirkung durch Photonenaustausch des vorbeiziehenden Teilchens.Mikroskopisch ist jedes Delta (x) der Spur ein Foto des Partikels und der Film ist der Wasserstoff der Kammer, der dann fotografiert wird.Es ist also ein Foto von einem Foto.

Dies sind keine Fotografien von Antiprotonen, sondern von ihren weitaus größeren * Effekten *.Es wäre, als würde man sagen, dass ein Foto von Kondensstreifen dasselbe ist wie ein Foto des UFO, das sie produziert hat.
Wenn Sie beweisen könnten, dass es UFO gibt.Wir haben Beweise dafür, dass ein Antiproton existiert (siehe diese Spuren am Ende).Alles, was wir sehen, ist ein Proxy. Ich sehe diesen Bildschirm, weil Photonen auf meine Netzhaut treffen und von meinem Gehirn als "Bildschirm mit Buchstaben" interpretiert werden.Tatsächlich sagen mir Fotos von Kondensstreifen, dass ein Flugzeug vorbeigefahren ist.Auf Partikelebene sind dies die Fotos, die wir machen können, Protonen oder Antiprotonen.
Abgesehen von (schlechten) erkenntnistheoretischen Tangenten ist ein Foto Ihrer Fußabdrücke nicht dasselbe wie ein Foto von Ihnen, unabhängig davon, was Ihr Gehirn tut.;)
Beachten Sie, dass in Safari (zumindest für mich) die Glanzlichter nicht über den Bildern liegen, sondern auf der rechten Seite.
@BrockAdams Nun, eine Form ist ein dreidimensionales "Foto", viel mehr Informationen als ein Fußabdruck, und die Spuren in der Kammer sind Formen. So registriert / fotografiert das kollektive Material "interagierende Photonen".
Ich mag den Punkt in der Antwort, dass es davon abhängt, was Sie auf die Antimaterie "schauen".Wenn Sie das Antimaterieteilchen "betrachten", indem Sie seine Spur in einem Materendetektor analysieren, werden Sie auf jeden Fall sehen, dass es Antimaterie ist.Wie andere Antworten zeigten, werden Photonen Ihnen den Unterschied nicht sagen.Ich wünschte, jemand würde in die Antwort aufgenommen, wie würde der Wissenschaftler wissen, ob es eine Antimaterie-Galaxie gibt.
@Magicsowon Wenn Materie auf Antimaterie trifft, zerfällt sie in zwei sehr spezifische Energiephotonen, die sich jeweils im Massenmittelpunkt mit der Energie der Masse befinden.d.h. e + e- zu zwei Photonen oder pp_bar zu zwei Photonen.Astrophysiker suchen nach diesen spezifischen Peaks, insbesondere nach Antiprotonen, die von Galaxien ausgehen, und haben sie nicht gefunden.Diese sind erkennbar http://adsabs.harvard.edu/full/1971A%26A....15..206S.Eine Suche mit der NASA wird durchgeführt http://adsabs.harvard.edu/full/1971A%26A....15..206S
In beiden "Bildern" sehe ich links das schwarz / weiß / graue Bild und rechts daneben einen "Bogen" in einer violetten Farbe.Im ersten "Bild" (dem "Wie sieht ein Proton aus?" - Bild) stelle ich fest, dass sich über dem violetten "Bogen" ein kleiner violetter "Punkt" ("Blob") befindet.Wenn ich die "grauen" und "violetten" Bilder überlagere, sehe ich auf dem "grauen" Bild nichts, was dem lila "Blob" entspricht.1) Ist dieser kleine "Blob" ein Artefakt, das nicht da sein sollte?2) Wenn ich die Bilder "grau" und "lila" ("Proton") überlagere, stimmt der lila Bogen nicht "ganz" mit dem grauen überein. Ist dies beabsichtigt?
@KevinFegan Dies sind Fehler im Prozess des Klärens des "Protons" (Antiproton) für Personen, die nicht an das Scannen von Bildern gewöhnt sind.Diese Rahmen wurden höchstwahrscheinlich mit Fotos und Zeichnungen hergestellt, da die Daten aus (neuesten) ~ 1970 stammen.
@BrockAdams Nicht ganz.Wir sehen nur die Effekte - das Licht, das Ihr Auge erreicht, ist das Ergebnis einer Interaktion zwischen dem Objekt, das Sie betrachten, und dem Licht, das auf irgendeine Weise mit ihm interagiert hat.Der einzige schwierige Teil hier ist, dass Sie sehr kleine Mengen von Partikeln (oft nur eine) betrachten, die kein großes "Bild" bilden - aber Sie können trotzdem alle einzelnen Interaktionen verfolgen, die Sie sehen könnenSchlussfolgerungen über das Ganze.Und all die winzigen Wechselwirkungen, die wir sehen können, sagen uns, dass Antimaterie genauso elektromagnetisch wie normale Materie interagiert, also sollte sie gleich aussehen.
@Magicsowon Ich hätte hinzufügen sollen, dass ein Antimaterie-Galaxientreffen in unserem Universum mit größtenteils Materie Materie im Grenzflächenvakuum treffen würde, die Vernichtung erzeugen und die Photonensignatur von Antimaterie geben würde.https://www.scientificamerican.com/article/how-do-we-know-that-dista/
@BrockAdams UFOs hinterlassen keine Kondensstreifen.Dafür sind sie viel zu technologisch fortgeschritten.:-)
schöne Bilder, aber du solltest dir nicht widersprechen - stattdessen mache die Antwort zu einem zusammenhängenden richtigen Ganzen.Verwenden Sie nicht das Wort "Bearbeiten", wir können Änderungen im Post-Verlauf sehen, wenn wir möchten.Sie können meine Nachricht als veraltet markieren, wenn Sie fertig sind.
@AaronHall und der Widerspruch ist?
Bei @AaronHall's ging es um Ihren Satz * "Bearbeiten Sie nach Beobachtung in den Kommentaren, dass diese Spuren wie Fußabdrücke und nicht wie Fotos der Partikel sind." *
Die einzig mögliche Bedeutung von "Wie sieht ein Proton aus?" Ist genau so, wie AnnaV sagt.Es ist völlig bedeutungslos, ein subatomares Teilchen zu "sehen";Das Satzfragment "Wie sieht ein Proton aus?" kann möglicherweise nur ähnlich interpretiert werden wie "Wie sieht Liebe aus?" oder "Wie sieht die Architektur des Softwarepakets aus?".Oft "aussehen wie?"kann nur von einem anderen Konzept beantwortet werden (z. B. einer Tabelle, einem Diagramm, einem Plan oder einem anderen Konzept).
AccidentalFourierTransform
2016-11-26 23:35:50 UTC
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Carl David Anderson erhielt einen Nobelpreis für das Fotografieren eines Positrons:

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

(Quelle: The Positive Electron von C. D. Anderson).Anmerkung: Das Bild ist eine Fotografie des Pfades des Positrons, wie es in einer Wolkenkammer zu sehen ist.

Zum Vergleich ist die Spur eines Elektrons, das Antiteilchen des Positrons,

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

(Quelle: Energies of Cosmic-Ray Particles, von C.D. Anderson)

Ich empfehle, Andersons Artikel zu lesen, wenn Sie an Fotos der Spur verschiedener Partikel interessiert sind, z. B. $ \ alpha $ Partikel:

$ \ hspace {60pt} $ enter image description here

In jedem Fall ist die allgemeine Botschaft klar: Partikel und Antiteilchen verlassen dieselbe Spur, mit Ausnahme des Vorzeichens ihrer Krümmung (die durch die elektrische Ladung bestimmt wird).

Ja, aber in Ihrem ersten Satz haben Sie gesagt, dass er einen Nobelpreis für das Fotografieren eines Positrons erhalten hat, nicht für das Fotografieren des Pfades eines Positrons. Vielleicht möchten Sie ihn bearbeiten, um ihn klarer zu gestalten.Dies ist so, als würde man ein Bild eines Kondensstreifen veröffentlichen, wenn man gefragt wird, wie ein bestimmter Jet aussieht
@AccidentalFourierTransform Da Sie es bearbeitet haben, ohne anzugeben, dass es sich um eine Edition handelt, werde ich meinen vorherigen Kommentar entfernen, da er jetzt seltsam aussieht.
Yakk
2016-11-29 02:15:11 UTC
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Antimaterie-Antimaterie-Wechselwirkungen sind nach unserem Kenntnisstand der Physik chemisch identisch mit Materie-Materie-Wechselwirkungen. Jede Symmetriebrechung ist so gering, dass sie auf menschlicher Ebene keine beobachtbaren Auswirkungen hätte.

Die Wechselwirkung mit Photonen ist ebenfalls identisch.

Die einzige wichtige Art und Weise, wie es anders interagiert, ist die Materie-Antimaterie-Reaktion, bei der es eine große Menge Energie vernichtet und freisetzt.


Die kurze Antwort lautet also: Es sieht nach Materie aus. Aber es sieht nur nach einer Sache aus, wenn sie vollständig von der Materie isoliert ist.

Dies ist sehr schwierig.

Nehmen wir an, wir hätten einen 1 kg schweren Block Antimaterie-Gold im interstellaren Raum im harten Vakuum mit einer Teilchendichte von 10 Wasserstoffatomen pro cm ^ 3 bei 100 K (in einem "Filament" aus Gas im interstellaren Raum).

Es würde einen Würfel von knapp 4 cm auf einer Seite mit einer Oberfläche von etwa 100 cm 2 bilden.

Die Schallgeschwindigkeit im Weltraum beträgt ca. 100 km / s. Dies ist ungefähr die Geschwindigkeit, mit der sich die Atome im interstellaren Medium bewegen.

Dies gibt uns:

  100 km / s * 100 cm ^ 2 * 1,7 * 10 ^ -24 g / cm ^ 3 * c ^ 2
 

das sind 0,15 Watt.

So leuchtet ein 1 kg schwerer Würfel Anti-Gold bei einer Hitze von 0,15 Watt in einem harten Vakuum. Im erdnahen Raum wäre es aufgrund des Sonnenwinds einige Male heller.

Auf der Erde oder in einer unter Druck stehenden Atmosphäre ist es etwas heller: 3 * 10 ^ 17 Watt.

Ein im Weltraum schwebender Anti-Gold-Block würde also meistens wie Gold aussehen. Zumindest bis Sie es mit den Rückständen Ihrer Raketentriebwerke gestört haben.

Nur die "Schallgeschwindigkeit im Raum" kommentieren - dort gibt es keine Schallwellen.Ansonsten stimme ich zu.
@Pieter Es gibt und kann Schallwellen geben.Sie sind im Maßstab von Sonnensystemen oder viel größer in der Wellenlänge.Nicht sehr "klang" (da die Frequenzen etwas lächerlich niedrig sind), aber es sind Druckwellen, die sich durch ein Medium ausbreiten.Die Grundidee ist, dass die Schallwelle mit der höchsten Frequenz in einem Medium der mittlere freie Weg von Partikeln in diesem Medium ist.Druckwellen oberhalb dieser Wellenlänge (und unterhalb der implizierten Frequenz) können sich "wie" anhören.In der Nähe der Erde gibt es so etwas wie eine monatelange Frequenz als höchste Frequenz.Oder vielleicht bin ich auf Crack.
Das ist extremer Infraschall :)
Aber Sie scheinen die Geschwindigkeit zu überschätzen.Atomwasserstoff würde eine Schallgeschwindigkeit erzeugen, die nur etwa fünfmal schneller ist als in Luft.Und es geht auch nur mit der Quadratwurzel der Temperatur.
Beschrieben in [dieser Frage] (http://physics.stackexchange.com/q/162184/27542) (mit Antworten)
PNDA
2016-12-21 08:17:36 UTC
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Nach einem kürzlich durchgeführten Experiment sieht es genauso aus wie normale Materie (oder sie interagieren zumindest auf die gleiche Weise mit dem Lichtspektrum).

Papier: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature21040.html

Digest: http://www.iflscience.com/physics/light-spectrum-of-antimatter-observed-for-the-first-time/



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