Het belangrijkste verschil tussen materie en antimaterie is dat materie en antimaterie tegengestelde elektrische ladingen hebben.
Materie domineert ons universum. Dingen zoals planeten, sterren en mensen zijn gemaakt van materie, maar er zijn ook donkere materie en donkere energie die we niet gemakkelijk kunnen detecteren. Wetenschappers hebben echter ontdekt dat materie in paren voorkomt. Dat betekent; alle materie heeft zijn eigen antimaterie, die identieke eigenschappen heeft, behalve de elektrische lading. Een proton heeft bijvoorbeeld een positieve lading, terwijl een antiproton een negatieve lading heeft. Maar ze hebben dezelfde massa en andere eigenschappen.
Wat is materie?
Materie is elke stof die een massa en een volume heeft. De materie is opgebouwd uit atomen. Een atoom is opgebouwd uit subatomaire deeltjes. We beschouwen het atoom echter meestal als de basiseenheid van materie. De term materie omvat geen massaloze deeltjes zoals fotonen. Bovendien worden energiefenomenen zoals licht en geluid niet als materie beschouwd. Materie kan in verschillende fasen bestaan: vaste fase, vloeibare fase en gasfase. Er is echter een andere fase van de materie mogelijk; we noemen het de plasmatoestand. De plasmatoestand bevat atomen, ionen en vrije elektronen die van atomen worden verwijderd om de ionen te vormen.
Een atoom bevat een atoomkern, die protonen en neutronen bevat, samen met enkele andere subatomaire deeltjes, omgeven door een wolk van elektronen. De moderne kwantumfysica stelt echter dat een atoom zowel als deeltje als als golf kan werken; we noemen dit golf-deeltjes dualiteit.
Figuur 01: Quarkstructuur van een proton
Naast het gebruik van atomen, of protonen, neutronen en elektronen, kunnen we materie ook definiëren met leptonen en quarks. Dit zijn elementaire deeltjes materie. Volgens deze definitie is gewone materie alles wat is samengesteld uit leptonen en quarks. Daarom gaat het om alles wat geen antileptonen en antiquarks bevat. Leptonen en quarks combineren om atomen te vormen. Atomen combineren om moleculen te vormen. Atomen en moleculen kunnen worden genoemd als materie. Elektronen zijn echter een soort leptonen en protonen en neutronen zijn gemaakt van quarkdeeltjes. Daarom leiden al deze definities tot het idee dat materie alles is met een massa en een volume en niet antimaterie.
Wat is antimaterie?
Antimaterie is de materie die antideeltjes bevat die bijdragen aan de vorming van materie. Daarom is antimaterie het tegenovergestelde van materie. Proton en antiproton zijn bijvoorbeeld respectievelijk een paar materie en antimaterie. Het materie- en antimaterieparen hebben dezelfde massa maar tegengestelde elektrische ladingen. Ze hebben ook enkele verschillen in kwantumeigenschappen. bijv. een proton is positief geladen terwijl een antiproton een negatieve lading heeft.
Figuur 02: Een foto van een wolkkamer van een positron
Een botsing tussen materie en antimaterie kan leiden tot wederzijdse vernietiging. Het betekent dat zowel materie als antimaterie worden omgezet in andere deeltjes met gelijke energieën. De vernietiging kan aanleiding geven tot intense fotonen zoals gammastralen, neutrino's en enkele andere paren van deeltjes en antideeltjes. Het grootste deel van de energie die vrijkomt bij vernietiging is echter in de vorm van ioniserende straling.
Net als bij materie kunnen antimateriedeeltjes zich met elk ervan binden om antimaterie te vormen. Een positron is bijvoorbeeld het antideeltje van het elektron, terwijl antiproton het antideeltje van een proton is; deze twee antideeltjes kunnen binden om een antiwaterstofatoom te vormen. We kunnen de antimaterie aanduiden met een staafteken boven het symbool van het deeltje om het van materie te onderscheiden.
Wat is het verschil tussen materie en antimaterie?
Het belangrijkste verschil tussen materie en antimaterie is dat materie en antimaterie tegengestelde elektrische ladingen hebben. Antimaterie is in feite het tegenovergestelde van materie, maar ze hebben identieke eigenschappen behalve elektrische lading.
Hieronder infographic vat het verschil tussen materie en antimaterie samen.
Samenvatting – Materie versus antimaterie
Antimaterie is het tegenovergestelde van materie, maar ze hebben identieke eigenschappen naast de elektrische lading. Het belangrijkste verschil tussen materie en antimaterie is dat materie en antimaterie tegengestelde elektrische ladingen hebben.
