Belangrijkste verschil - Antimaterie versus donkere materie

Het begrip materie is een van de oudste concepten in de natuurkunde. In de moderne wetenschap zijn er vier soorten materie, namelijk gewone materie, antimaterie, donkere materie en negatieve materie. Het begrip van materie in de moderne natuurkunde is dus enigszins complex. Antimaterie is geen hypothetisch concept. Antideeltjes en deeltjes werden in gelijke hoeveelheid gecreëerd na de oerknal toen het universum begon af te koelen. Bovendien kunnen wetenschappers kunstmatig antideeltjes creëren door hoogenergetische geladen deeltjes te laten botsen. Wanneer antideeltjes en zijn deeltjes of antimaterie en zijn materie elkaar ontmoeten, annihileren ze en zetten hun totale massa om in energie volgens de Einstein-vergelijking E = mc². Donkere materie, anderzijds, nog niet direct waargenomen. Er is echter zeer sterk bewijs gevonden dat het bestaan ​​van donkere materie bevestigt. Dit is de grootste verschil tussen antimaterie en donkere materie. Dit artikel probeert een duidelijke uitleg te geven van antimaterie en donkere materie en het verschil daartussen.

Wat is antimaterie?

Antimaterie is simpelweg het tegenovergestelde van de gewone materie. Antimaterie bestaat uit antideeltjes, terwijl gewone materie uit deeltjes bestaat. De massa van een bepaald deeltje en zijn antideeltje is hetzelfde, maar sommige kenmerken zoals lading, magnetisch moment, spin, baryongetal en leptongetal hebben tegengestelde tekens.

Het moderne aspect van antimaterie begon met de voorspelling van Paul Dirac in 1928. Zijn theorie voorspelde de mogelijkheid van het bestaan ​​van een deeltje met dezelfde massa van een elektron maar gelijke en tegengestelde lading. Deze voorspelling werd bevestigd door Carl D. Anderson in 1932 die de antimaterie ontdekte, de tegenhanger van het elektron genaamd positron (anti-elektron), terwijl hij kosmische straling onderzocht. Dit was het eerste antideeltje dat werd ontdekt.

Volgens het standaardmodel heeft elk deeltje van gewone materie een antideeltje-tegenhanger. Elke quark heeft ook een antimaterie-tegenhanger die antiquark wordt genoemd. Antideeltjes van het elektron, proton en neutron zijn bijvoorbeeld respectievelijk de positronen, antiproton en antineutron.

Het eenvoudigst mogelijke antiatoom is antiwaterstof dat is samengesteld uit een antiproton en een positron. Hoewel wetenschappers nog steeds niet in staat zijn om antinucleï te maken die zwaarder zijn dan antihelium, is volgens de principes van de natuurkunde elke complexe anti-atoomkern mogelijk.

Volgens de theorieën interageert antimaterie via alle vier de fundamentele interacties, namelijk zwaartekracht, elektromagnetische, sterke nucleaire en zwakke interacties. Dus antimaterie buigt ook de ruimte-tijd, net zoals gewone materie dat doet.

Wat is donkere materie?

Hoewel donkere materie niet is ontdekt, is er wel zeer sterk bewijs gevonden dat het bestaan ​​van donkere materie bevestigt. Sommige waarnemingen bevestigen dat er een enorme hoeveelheid materie moet zijn dan wat we in het heelal waarnemen. Als ondersteunend voorbeeld voor het bestaan ​​van donkere materie kan men spiraalstelsels nemen. De rotatiesnelheid van een spiraalstelsel hangt af van zijn massa. Hoe hoger de massa, hoe hoger de snelheid. Zoals wetenschappers hebben waargenomen, zijn de rotatiesnelheden van de meeste spiraalstelsels, inclusief de Melkweg, te hoger dan de verwachte snelheden. Gewoon, de massa van die sterrenstelsels zou te hoger moeten zijn dan de massa die we waarnemen. Deze onzichtbare, niet waarneembare of ontbrekende massa wordt theoretisch beschouwd als donkere materie.

Volgens de theorieën interageert donkere materie alleen via zwaartekracht en zwakke interacties. De zwaartekrachtsinvloed is dus waarneembaar. Maar donkere materie is niet te zien en is moeilijk te detecteren omdat het geen interactie heeft via elektromagnetische en sterke interacties.

Verschil tussen antimaterie en donkere materie

Fundamentele interacties:

Soort zaak	Zwaartekracht interactie	Zwakke interactie	Sterke interactie	Elektromagnetische interactie
antimaterie	Bestaat	Bestaat	Bestaat	Bestaat
Donkere materie	Bestaat	Bestaat	Nee	Nee

Bestaan:

antimaterie: Er zijn antideeltjes ontdekt die kunstmatig kunnen worden gecreëerd door hoogenergetische geladen deeltjes te laten botsen. Antiwaterstof en antihelium zijn ook kunstmatig geproduceerd.

Donkere materie: Tot nu toe is donkere materie niet waargenomen. Maar het bewijs is er. Het concept van donkere materie is dus nog steeds theoretisch.

Overvloed:

antimaterie: Volgens sommige theorieën werden antideeltjes en deeltjes in gelijke hoeveelheden gecreëerd na de oerknal. Het universum dat we vandaag waarnemen is echter bijna volledig vrij van antimaterie. Er is een zeer kleine hoeveelheid antimaterie in het heelal. De reden voor het verdwijnen van antimaterie is nog onbekend.

Donkere materie: Volgens de theoretische berekeningen is de hoeveelheid donkere materie veel hoger dan die van gewone materie in het heelal.

Afbeelding met dank aan:

"Donkere materie" door NASA, ESA, MJ Jee en H. Ford (Johns Hopkins University) - (Public Domain) via Commons Wikimedia