Nøkkelforskjellen mellom materie og antimaterie er at materie og antimaterie har motsatte elektriske ladninger.
Materie dominerer universet vårt. Ting som planeter, stjerner og mennesker er laget av mater, men det er også mørk materie og mørk energi vi ikke lett kan oppdage. Forskere har imidlertid funnet ut at materie kommer i par. Det betyr; all materie har sin egen antimaterie, som har identiske egenskaper bortsett fra den elektriske ladningen. For eksempel har et proton en positiv ladning, mens et antiproton har en negativ ladning. Men de har samme masse og andre egenskaper.
Hva er materie?
Materie er ethvert stoff som har en masse og et volum. Stoffet består av atomer. Et atom er bygd opp av subatomære partikler. Imidlertid betrakter vi vanligvis atom som den grunnleggende enheten for materie. Begrepet materie inkluderer ikke masseløse partikler som fotoner. Dessuten anses energifenomener som lys og lyd ikke som materie. Materie kan eksistere i forskjellige faser: fast fase, flytende fase og gassfase. Imidlertid er en annen fase av saken mulig; vi kaller det plasmatilstanden. Plasmatilstanden inneholder atomer, ioner og frie elektroner som fjernes fra atomer for å danne ionene.
Et atom inneholder en atomkjerne, som inneholder protoner og nøytroner sammen med noen andre subatomære partikler, omgitt av en sky av elektroner. Imidlertid sier moderne kvantefysikk at et atom kan fungere både som en partikkel og som en bølge; vi kaller dette bølge-partikkel-dualitet.
Figur 01: Quark Structure of a Proton
I tillegg til å bruke atomer, eller protoner, nøytroner og elektroner, kan vi også definere materie ved å bruke leptoner og kvarker. Dette er elementære partikler av materie. I følge denne definisjonen er vanlig materie alt som er sammensatt av leptoner og kvarker. Derfor er saken alt som ikke inneholder antileptoner og antikvarker. Leptoner og kvarker kombineres for å danne atomer. Atomer kombineres for å danne molekyler. Atomer og molekyler kan kalles materie. Imidlertid er elektroner en type leptoner og protoner og nøytroner er laget av kvarkpartikler. Derfor fører alle disse definisjonene til ideen om at materie er alt som har en masse og et volum og ikke antimaterie.
Hva er antimaterie?
Antimaterie er stoffet som inneholder antipartikler som bidrar til dannelsen av materie. Derfor er antimaterie det motsatte av materie. For eksempel er proton og antiproton et par av henholdsvis materie og antimaterie. Materie- og antimaterieparene har samme masse, men motsatte elektriske ladninger. De har også noen forskjeller i kvanteegenskaper. f.eks. et proton er positivt ladet mens et antiproton har en negativ ladning.
Figur 02: Et skykammerfotografi av en positron
En kollisjon mellom materie og antimaterie kan føre til gjensidig utslettelse. Det betyr at både materie og antimaterie omdannes til andre partikler med like energier. Utslettelse kan gi opphav til intense fotoner som gammastråler, nøytrinoer og noen andre partikkel-antipartikkel-par. Imidlertid er størstedelen av energien som frigjøres fra utslettelse i form av ioniserende stråling.
I likhet med materie kan antimateriepartikler binde seg til hver for å danne antimaterie. For eksempel er et positron antipartikkelen til elektronet, mens antiproton er antipartikkelen til et proton; disse to antipartiklene kan binde seg til et antihydrogenatom. Vi kan betegne antimaterie ved å bruke et strektegn over partikkelens symbol for å skille den fra materie.
Hva er forskjellen mellom materie og antimaterie?
Nøkkelforskjellen mellom materie og antimaterie er at materie og antimaterie har motsatte elektriske ladninger. Antimaterie er i utgangspunktet det motsatte av materie, men de har identiske egenskaper bortsett fra elektrisk ladning.
Infografikken nedenfor oppsummerer forskjellen mellom materie og antimaterie.
Summary – Matter vs Antimatter
Antimaterie er det motsatte av materie, men de har identiske egenskaper i tillegg til den elektriske ladningen. Hovedforskjellen mellom materie og antimaterie er at materie og antimaterie har motsatte elektriske ladninger.
