Phản vật chất là gì? Các loại phản vật chất bạn cần biết

Nhiều người đặt câu hỏi về khái niệm “Phản vật chất” và có thắc mắc liệu nó có thực sự tồn tại hay không. Tuy nhiên, để giải đáp thắc mắc này, chúng mình đã nghiên cứu và tổng hợp thông tin trong bài viết dưới đây để cung cấp cho các bạn câu trả lời tốt nhất. Hãy cùng tìm hiểu và tự tìm ra câu trả lời cho mình nhé!

Khái niệm phản vật chất là gì?

Phản vật chất” được sử dụng trong lĩnh vực vật lý học, được tạo ra từ các phản hạt cơ bản như phản electron, phản neutron,…

Trong phản vật chất, các phản hạt antiparticle có khối lượng tương đương với các hạt cơ bản đã được biết đến, tuy nhiên chúng có trạng thái ngược dấu so với các hạt này. Chẳng hạn, phản electron hay positron có khối lượng bằng electron nhưng mang điện tích dương.

Khi các phản hạt antiparticle kết hợp với các hạt cơ bản tương ứng, ví dụ như phản proton kết hợp với electron sẽ hình thành hydrogen. Tuy nhiên, khi phản vật chất va chạm với vật chất, chúng sẽ tự hủy hoại lẫn nhau và giải phóng các photon có năng lượng lớn, được gọi là tia gamma hoặc cặp vật chất-phản vật chất.

Giải đáp phản vật chất có thật không?

Phản vật chất bắt nguồn từ ý tưởng của con người vào năm 1930, được truyền cảm hứng từ bộ phim “Du hành giữa các vì sao”, trong đó phi thuyền không gian được đẩy đi với tốc độ nhanh hơn cả vận tốc ánh sáng nhờ vào nhiên liệu có năng lượng cao. Phản vật chất đã được khám phá sau khi người ta tìm thấy chúng ở những thiên hà xa xôi vào thời nguyên sinh của vũ trụ. Điều này không chỉ bắt nguồn từ trí tưởng tượng mà còn dựa trên nghiên cứu khoa học của nhà vật lý học người Anh Paul Dirac, người đã giải thích vì sao những vật nhỏ di chuyển với tốc độ càng lớn thì càng có khả năng mang điện tích dương và âm, và các hạt đều có đối hạt cùng tính chất nhưng trái ngược điện tích. Lý thuyết Big Bang cho rằng số lượng vật chất và phản vật chất trong vũ trụ là bằng nhau, nhưng sau khi vụ nổ xảy ra, vật chất có thể lớn hơn phản vật chất một chút.

Trong tháng 10/2002, tại phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân châu Âu, phản nguyên tử hydro được tạo thành từ phản positron và phản proton. Tuy nhiên, quá trình này rất khó và nhu cầu lớn, giá thành của phản hydro và phản heli rất đắt, khoảng 6,25 nghìn tỷ đô la Mỹ cho 1 gram. Để sản xuất 1 phần tỷ gam phản vật chất, số tiền tiêu tốn lên đến vài triệu franc Thụy Sỹ, do đó cung vật chất phản lại thấp hơn cầu. Để đảm bảo thành công của thí nghiệm, các phản nguyên tử được tạo ra bền vững và nhiệt độ môi trường được kiểm soát tuyệt đối, duy trì ở mức -273 độ C, vì nếu nhiệt độ cao, phản nguyên tử sẽ kết hợp lại với nguyên tử và biến mất ngay tức khắc.

Cách tạo ra phản vật chất mới nhất

Các nhà khoa học CERN đã khám phá ra phương pháp tạo ra phản vật chất bằng cách sử dụng công nghệ va chạm nguyên tử. Họ đã xây dựng một đường hầm hình tròn lớn với nhiều bẫy từ bên trong, vừa đủ dài để tăng tốc các hạt nguyên tử lên tốc độ tương đương tốc độ ánh sáng. Khi những hạt này va chạm với mục tiêu, chúng sẽ vỡ thành những mảnh nhỏ nhỏ hơn một nguyên tử. Ngoài ra, một số hạt này bị đẩy ra khỏi bẫy từ.

Tổng lượng phản hạt proton do máy gia tốc Tevatron của Fermilab tạo ra cho đến nay chỉ là 15 nanogram, trong khi tại CERN là xấp xỉ 1 nanogram và tại DESY (Đức) là xấp xỉ 2 nanogram. Trên thực tế, để tạo ra 1 gam phản vật chất cần 25 triệu nghìn tỷ kWh và tiêu tốn hơn 1 nghìn tỷ đô la Mỹ.

Trong tự nhiên, các nhà khoa học cũng đã phát hiện ra sự hình thành phản vật chất trong các đám mây giông lớn. Tuy nhiên, để lưu trữ phản vật chất, nó phải được giữ trong môi trường chân không vì nó phản ứng với bất kỳ vật chất nào mà nó tiếp xúc và không thể lưu trữ trong các vật chứa thông thường.

Sau đây là những chia sẻ từ chúng mình về khái niệm và quá trình tạo ra phản vật chất. Hy vọng thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề và trả lời được câu hỏi “Phản vật chất có thật hay không?”

Đăng bởi: Thục Hạnh