Hmota a antihmota

Hmota

Hmota je atribút substancie a entít prejavujúci sa pokojovou hmotnosťou alebo silovým poľom. Pre zjednodušenie je hmota súhrnný názov poľa a látky. Práve hmota je jedinou podstatou vesmíru, je z nej tvorený, rovnako ako všetko ostatné v ňom. Je neskutočne rozmanitá všetkými vlastnosťami, hoci podľa rôznych kritérií sa často niektoré častice, ako fotóny, nepovažujú za jej súčasť. Naopak, v širšom zmysle zahŕňa aj antihmotu. Podľa teórie relativity nie je ani žiadny rozdiel medzi hmotou a energiou, pretože z hmoty sa môže vytvárať energia a opačne.

Vznik hmoty

Pri Veľkom tresku sa uvoľnilo veľké množstvo energie a práve vďaka tomu sa v práve vzniknutom časopriestore nahromadil veľký počet elementárnych častíc. V takzvanej hadrónovej ére: medzi 10−32 a 10−4 sekundami po Veľkom tresku vznikli prvé stabilné protóny a neutróny. V leptónovej ére - sekundu po Veľkom tresku vznikli prvé stabilné elektróny. Až do tejto doby sa hmota a antihmota navzájom ničili, no napokon zostala stabilná hmota. V nasledujúcej dobe trvajúcej milión rokov sa formovali izotopy vodíka, až po nej nastala dodnes trvajúca éra hmoty. Z vodíkových mračien vznikli galaxie a hviezdy, v ktorých postupne prebiehalo tvorenie látok, ktoré dnes poznáme.

Antihmota

Antihmota je časť hmoty, ktorá sa ale skladá z antičastíc hmoty (opačných častíc ku časticiam hmoty) namiesto častíc. Každá častica hmoty má svoju antičasticu, tie plnia v antihmote rovnakú funkciu ako častice v hmote. Antihmota je teda zrkadlovým obrazom hmoty. Na antičastice síce rovnako pôsobí gravitácia a majú rovnakú hmotnosť, no elektrický náboj majú opačný ako častice.

Pri stretnutí hmoty s antihmotou môžu nastať dve rôzne udalosti. Môže dôjsť k pružnému (elektickému) rozptylu, pri ktorom sa obe častice rozptýlia rôznymi smermi. V druhom prípade dôjde k nepružnému rozptylu: Vzniká častica zvaná mezón. Táto častica je veľmi nestabilná a existuje len zlomok sekundy kým nedôjde k anihalácií. Anihilácia je proces, pri ktorom obe formy hmoty zaniknú a premenia sa na iné formy alebo vzniknú častice hmoty a antihmoty identické s pôvodným párom. Antičastice vznikajú v prírode bežne materializáciou z kozmického žiarenia. Majú však spravidla krátku životnosť, lebo rýchlo anihilujú s okolitou hmotou vesmíru. Pri anhilácií zrejme vzniká gama žiarenie.

Galaxie či hviezdy tvorené z antihmoty neboli pozorované a nepredpokladá sa, že by antihmota dokázala vôbec tvoriť, práve kvôli nestálosti. Dá sa rozpoznať iba pri anhilácií s hmotou, pri ktorej má iné žiarenie. Inak nie je od hmoty opticky odlíšiteľná.

V urýchľovači častíc je možné hmotu vyrobiť. Doteraz boli vytvorené iba atómy antivodíka, ktoré boli extrémne výbušné a nestále (čo je, koniec koncov, aj vodík). Preto je nutné uskladňovať ich vo vákuu, aby nám neanihilovali ani nespôsobili možné škody.

Antihmota je najsilnejší nám známy zdroj energie - jedna jej kvapka by dokázala zásobovať energiou New York City celý deň. Nespôsobuje pri tom ani znečistenie či radiáciu. Bohužiaľ v súčasnosti sú možnosti jej využitia veľmi malé. Zatiaľ je náročné ju skladovať či pracovať s ňou, či ju vôbec pozorovať. Napriek tomu môže byť jedným z najdôležitejších medzníkov v histórií deň, keď ju budeme môcť využívať.