Põhiline erinevus mateeria ja antiaine vahel on see, et ainel ja antiainel on vastupidised elektrilaengud.
Meie universumis domineerib aine. Asjad, nagu planeedid, tähed ja inimesed, on valmistatud ainest, kuid on ka tumeainet ja tumeenergiat, mida me ei suuda kergesti tuvastada. Teadlased on aga leidnud, et aine tuleb paarikaupa. See tähendab; igal ainel on oma antiaine, millel on identsed omadused, välja arvatud elektrilaeng. Näiteks prootonil on positiivne laeng, antiprootonil aga negatiivne laeng. Kuid neil on sama mass ja muud omadused.
Mis on mateeria?
Aine on mis tahes aine, millel on mass ja maht. Aine koosneb aatomitest. Aatom koosneb subatomilistest osakestest. Tavaliselt käsitleme aga aine põhiühikuks aatomit. Mõiste aine ei hõlma massita osakesi, näiteks footoneid. Pealegi ei peeta mateeriaks selliseid energianähtusi nagu valgus ja heli. Aine võib esineda erinevates faasides: tahkes faasis, vedelas faasis ja gaasifaasis. Siiski on võimalik aine teine faas; nimetame seda plasma olekuks. Plasma olek sisaldab aatomeid, ioone ja vabu elektrone, mis eemaldatakse aatomitest ioonide moodustamiseks.
Aatom sisaldab aatomituuma, mis sisaldab prootoneid ja neutroneid koos mõningate teiste subatomaarsete osakestega, mida ümbritseb elektronide pilv. Kaasaegne kvantfüüsika aga väidab, et aatom võib toimida nii osakese kui ka lainena; nimetame seda laine-osakeste duaalsuseks.
Joonis 01: Prootoni kvargi struktuur
Lisaks aatomite või prootonite, neutronite ja elektronide kasutamisele saame ainet määratleda ka leptonite ja kvarkide abil. Need on aine elementaarosakesed. Selle määratluse kohaselt on tavaline aine kõik, mis koosneb leptonitest ja kvarkidest. Seetõttu on asi kõiges, mis ei sisalda antileptoone ja antikvarke. Leptonid ja kvargid ühinevad aatomiteks. Aatomid ühinevad, moodustades molekule. Aatomeid ja molekule võib nimetada aineteks. Elektronid on aga teatud tüüpi leptonid ning prootonid ja neutronid koosnevad kvargiosakestest. Seetõttu viivad kõik need määratlused mõttele, et aine on kõik, millel on mass ja maht, mitte antiaine.
Mis on antiaine?
Antiaine on aine, mis sisaldab antiosakesi, mis aitavad kaasa aine moodustumisele. Seetõttu on antiaine mateeria vastand. Näiteks prooton ja antiprooton on vastav alt mateeria ja antiaine paar. Aine ja antiaine paarid on sama massiga, kuid vastandlikud elektrilaengud. Neil on mõningaid erinevusi ka kvantomadustes. nt. prooton on positiivselt laetud, antiprooton aga negatiivse laenguga.
Joonis 02: Pilvekambri foto positronist
Aine ja antiaine kokkupõrge võib viia vastastikuse hävinguni. See tähendab, et nii aine kui ka antiaine muunduvad teisteks võrdse energiaga osakesteks. Annihilatsioon võib põhjustada intensiivseid footoneid, nagu gammakiirgus, neutriinod ja mõned muud osakeste-osakeste paarid. Kuid suurem osa hävitamisest vabanevast energiast on ioniseeriva kiirguse kujul.
Sarnaselt ainega võivad antiaine osakesed seostuda igaühega, moodustades antiaine. Näiteks positroon on elektroni antiosake, antiprooton aga prootoni antiosake; need kaks antiosakest võivad seonduda, moodustades antivesiniku aatomi. Saame antiainet tähistada osakese sümboli kohal oleva ribamärgiga, et eristada seda ainest.
Mis vahe on ainel ja antiainel?
Põhiline erinevus mateeria ja antiaine vahel on see, et ainel ja antiainel on vastupidised elektrilaengud. Antiaine on põhimõtteliselt aine vastand, kuid neil on identsed omadused peale elektrilaengu.
Allpool infograafikat võetakse kokku mateeria ja antiaine erinevused.
Kokkuvõte – mateeria vs antiaine
Antiaine on mateeria vastand, kuid neil on lisaks elektrilaengule identsed omadused. Peamine erinevus aine ja antiaine vahel on see, et ainel ja antiainel on vastupidised elektrilaengud.
