Nyckelskillnaden mellan materia och antimateria är att materia och antimateria har motsatta elektriska laddningar.
Materia dominerar vårt universum. Saker som planeter, stjärnor och människor är gjorda av mater, men det finns också mörk materia och mörk energi som vi inte lätt kan upptäcka. Men forskare har funnit att materia kommer i par. Det betyder; all materia har sin egen antimateria, som har identiska egenskaper förutom den elektriska laddningen. Till exempel har en proton en positiv laddning, medan en antiproton har en negativ laddning. Men de har samma massa och andra egenskaper.
Vad är materia?
Materia är vilken substans som helst som har en massa och en volym. Materien består av atomer. En atom är uppbyggd av subatomära partiklar. Men vi betraktar vanligtvis atom som materiens grundläggande enhet. Termen materia inkluderar inte masslösa partiklar som fotoner. Dessutom betraktas energifenomen som ljus och ljud inte som materia. Materia kan existera i olika faser: fast fas, flytande fas och gasfas. Men en annan fas av materien är möjlig; vi kallar det plasmatillståndet. Plasmatillståndet innehåller atomer, joner och fria elektroner som avlägsnas från atomerna för att bilda jonerna.
En atom innehåller en atomkärna, som innehåller protoner och neutroner tillsammans med några andra subatomära partiklar, omgiven av ett moln av elektroner. Men modern kvantfysik säger att en atom kan agera både som en partikel och som en våg; vi kallar detta våg-partikeldualitet.
Figur 01: Quark Structure of a Proton
Förutom att vi använder atomer, eller protoner, neutroner och elektroner, kan vi också definiera materia med leptoner och kvarkar. Dessa är elementära partiklar av materia. Enligt denna definition är vanlig materia allt som består av leptoner och kvarkar. Därför är saken allt som inte innehåller antileptoner och antikvarkar. Leptoner och kvarkar kombineras för att bilda atomer. Atomer kombineras för att bilda molekyler. Atomer och molekyler kan benämnas som materia. Elektroner är dock en typ av leptoner och protoner och neutroner är gjorda av kvarkpartiklar. Därför leder alla dessa definitioner till idén att materia är allt som har en massa och en volym och inte antimateria.
Vad är antimateria?
Antimateria är den materia som innehåller antipartiklar som bidrar till bildningen av materia. Därför är antimateria motsatsen till materia. Till exempel är proton och antiproton ett par av materia respektive antimateria. Materia- och antimateriaparen har samma massa men motsatta elektriska laddningar. De har också vissa skillnader i kvantegenskaper. t.ex. en proton är positivt laddad medan en antiproton har en negativ laddning.
Figur 02: Ett molnkammarefotografi av en Positron
En kollision mellan materia och antimateria kan leda till ömsesidig förintelse. Det betyder att både materia och antimateria omvandlas till andra partiklar med samma energier. Förintelsen kan ge upphov till intensiva fotoner som gammastrålar, neutriner och några andra partikel-antipartikelpar. Men majoriteten av energin som frigörs från förintelse är i form av joniserande strålning.
I likhet med materia kan antimateriapartiklar binda till var och en och bilda antimateria. Till exempel är en positron elektronens antipartikel, medan antiproton är antipartikeln till en proton; dessa två antipartiklar kan binda till en antiväteatom. Vi kan beteckna antimateria med ett streck över partikelns symbol för att skilja den från materia.
Vad är skillnaden mellan materia och antimateria?
Nyckelskillnaden mellan materia och antimateria är att materia och antimateria har motsatta elektriska laddningar. Antimateria är i grunden motsatsen till materia, men de har identiska egenskaper förutom elektrisk laddning.
Infografiken nedan sammanfattar skillnaden mellan materia och antimateria.
Sammanfattning – Matter vs Antimatter
Antimateria är motsatsen till materia, men de har identiska egenskaper utöver den elektriska laddningen. Den viktigaste skillnaden mellan materia och antimateria är att materia och antimateria har motsatta elektriska laddningar.
