Kľúčový rozdiel medzi hmotou a antihmotou je v tom, že hmota a antihmota majú opačné elektrické náboje.
Hmota dominuje nášmu vesmíru. Veci ako planéty, hviezdy a ľudia sú vyrobené z hmoty, ale existuje aj temná hmota a temná energia, ktoré nedokážeme ľahko odhaliť. Vedci však zistili, že hmota prichádza v pároch. To znamená; všetka hmota má svoju antihmotu, ktorá má identické vlastnosti okrem elektrického náboja. Napríklad protón má kladný náboj, zatiaľ čo antiprotón má záporný náboj. Majú však rovnakú hmotnosť a iné vlastnosti.
Čo je hmota?
Hmota je akákoľvek látka, ktorá má hmotnosť a objem. Hmota sa skladá z atómov. Atóm sa skladá zo subatomárnych častíc. Za základnú jednotku hmoty však zvyčajne považujeme atóm. Termín hmota nezahŕňa bezhmotné častice, ako sú fotóny. Okrem toho sa energetické javy ako svetlo a zvuk nepovažujú za hmotu. Hmota môže existovať v rôznych fázach: tuhá fáza, kvapalná fáza a plynná fáza. Je však možná iná fáza hmoty; nazývame to plazmatický stav. Plazmatický stav obsahuje atómy, ióny a voľné elektróny, ktoré sú odstránené z atómov, aby vytvorili ióny.
Atóm obsahuje atómové jadro, ktoré obsahuje protóny a neutróny spolu s niektorými ďalšími subatomárnymi časticami, obklopené oblakom elektrónov. Moderná kvantová fyzika však tvrdí, že atóm môže pôsobiť ako častica aj ako vlna; nazývame to ako dualita vlny a častíc.
Obrázok 01: Kvarková štruktúra protónu
Okrem použitia atómov alebo protónov, neutrónov a elektrónov môžeme definovať hmotu aj pomocou leptónov a kvarkov. Sú to elementárne častice hmoty. Podľa tejto definície je obyčajná hmota čokoľvek, čo sa skladá z leptónov a kvarkov. Ide teda o čokoľvek, čo neobsahuje antileptóny a antikvarky. Leptóny a kvarky sa spájajú a vytvárajú atómy. Atómy sa spájajú a vytvárajú molekuly. Atómy a molekuly možno pomenovať ako hmotu. Elektróny sú však druhom leptónov a protóny a neutróny sú vyrobené z kvarkových častíc. Preto všetky tieto definície vedú k myšlienke, že hmota je čokoľvek, čo má hmotnosť a objem, a nie antihmota.
Čo je antihmota?
Antihmota je hmota obsahujúca antičastice, ktoré prispievajú k tvorbe hmoty. Preto je antihmota opakom hmoty. Napríklad protón a antiprotón sú párom hmoty a antihmoty. Páry hmoty a antihmoty majú rovnakú hmotnosť, ale opačné elektrické náboje. Majú tiež určité rozdiely v kvantových vlastnostiach. napr. protón je nabitý kladne, zatiaľ čo antiprotón má záporný náboj.
Obrázok 02: Fotografia pozitrónu v oblačnej komore
Kolízia hmoty a antihmoty môže viesť k vzájomnému zničeniu. Znamená to, že hmota aj antihmota sa premieňajú na iné častice s rovnakými energiami. Anihilácia môže spôsobiť vznik intenzívnych fotónov, ako sú gama lúče, neutrína a niektoré ďalšie páry častica-antičastice. Väčšina energie uvoľnenej z anihilácie je však vo forme ionizujúceho žiarenia.
Podobne ako hmota, častice antihmoty sa môžu viazať s každou a vytvárať antihmotu. Napríklad pozitrón je antičastica elektrónu, zatiaľ čo antiprotón je antičastica protónu; tieto dve antičastice sa môžu viazať a vytvárať atóm antivodíka. Antihmotu môžeme označiť pomocou čiarového znaku nad symbolom častice, aby sme ju odlíšili od hmoty.
Aký je rozdiel medzi hmotou a antihmotou?
Kľúčový rozdiel medzi hmotou a antihmotou je v tom, že hmota a antihmota majú opačné elektrické náboje. Antihmota je v podstate opakom hmoty, ale má rovnaké vlastnosti okrem elektrického náboja.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi hmotou a antihmotou.
Zhrnutie – hmota verzus antihmota
Antihmota je opakom hmoty, ale okrem elektrického náboja má rovnaké vlastnosti. Kľúčový rozdiel medzi hmotou a antihmotou je v tom, že hmota a antihmota majú opačné elektrické náboje.
