I vy máte doma… antihmotu
Tajemná antihmota
Když se antihmota setká s normální hmotou, obě látky navzájem anihilují. Uvolní se přitom velké množství energie ve formě záření, říká definice.
V našem vesmíru se moc antihmoty nenalézá - a je to určitě naše štěstí. Pokud by bylo antihmoty tolik, že by neustále docházelo k většímu počtu anihilací, nevznikl by ve vesmíru život - už jen kvůli neustálému vlivu silného záření.
Existenci antihmoty popsal v roce 1928 anglický fyzik Paul Dirac. Zkombinoval kvantovou mechaniku a speciální teorii relativity - a z rovnic mu vycházelo řešení se zápornou energií. Řešení mohlo být buď nesmyslné, nebo představovat zatím neznámý druh částic - antičástice.
První antičástice byla objevena hned čtyři roky poté - v roce 1932 se o to zasloužil americký fyzik Carl David Anderson. Ten jí dal také název - pozitron, jednalo se totiž o kladně nabitou částici - antičástici elektronu.
K dnešnímu dni umějí fyzici vyrobit nejen jednotlivé částice, ale dokonce i skutečnou antihmotu - i když se jedná jen o nejjednodušší chemický prvek - antivodík. Ten se skládá z jednoho pozitronu a jednoho jádra antiprotonu. A nejen to. Vědci umí tento antiprvek nejen vyrobit, ale také zachytit a zkoumat. Zjistili například, že má stejné vlastnosti jako vodík.
Praktické využití pozitronu
Zatímco je výroba antihmoty skutečně exotická a jsou k ní potřeba komplikované přístroje (urychlovače, magnetické pasti, atd.), jednotlivé pozitrony se dají vyrobit překvapivě jednoduše. Tak jednoduše, že se už začaly využívat v lékařské diagnostice. Vyšetřují se jimi metabolické procesy, záněty nebo třeba nádory.
Metoda se jmenuje PET - pozitronová emisní tomografie.
Pacientovi se vpíchne neškodný radioaktivní přípravek, obsahující například radioaktivní izotop fluor-18. Ten pak při rozpadu emituje pozitron, který na místě vzniku okamžitě narazí na elektron. Obě částice anihilují a vzniknou dvě světelná kvanta (fotony).
Oba fotony mají energii 511 keV (toto množství energie odpovídá hmotnosti elektronu podle Einsteinovy rovnice). Pohybují se přesně opačným směrem a procházejí tělem téměř bez překážek.
Detektor ve tvaru prstence, který obklopuje pacienta, tyto fotony registruje a sčítá. Počítač pak na základě naměřených dat vypočítá, kolik přípravku se dostalo do kterých částí těla.
Metoda dává výsledky podobné jako rentgen, je ale daleko šetrnější. Touto metodou se dá registrovat prakticky každý vzniklý pozitron, zatímco u rentgenového přístroje je potřeba velké množství fotonů.
Vaše domácí antičástice
Pozitrony máte mimochodem i vy - přímo doma. Může za to jeden z izotopů poměrně běžného chemického prvku - draslíku.
Na rozdíl od radioaktivního izotopu fluoru-18, který se vyrábí těsně před lékařským vyšetřením, se draslík-40 vyskytuje na Zemi už od jejího vzniku. Má relativně dlouhý poločas rozpadu - kolem 1,28 miliardy roků. To znamená, že od vzniku naší planety uběhly zatím jen asi tři poločasy rozpadu. Zůstala ho tedy zhruba osmina původního množství - dost na to, aby se běžně nacházel všude kolem nás.
Draslík-40 se rozpadá na argon-40, pozitron a neutrino. Každý rozpad tedy vygeneruje jeden pozitron - částici antihmoty.
V přírodním draslíku je tohoto radioaktivního izotopu obsaženo jen malé množství - kolem 0,0119 %. To znamená, že jeden gram přírodního draslíku má aktivitu 31,6 Bq draslíku-40. Jinými slovy - během jedné vteřiny se v jednom gramu draslíku statisticky rozpadá 31,6 jader.
Draslík nejspíše doma neskladujete - jistě ale máte (alespoň čas od času) doma … banány. Ty obsahují poměrně vysoké množství draslíku a právě proto jsou zdrojem antičástic. U banánu se dá očekávat, že vyzáří jeden antielektron každých zhruba 75 minut. Velký trs banánů na vás tedy zásobí poměrně značným množstvím antičástic - a nepotřebuje k tomu ani komplikovaná a drahá zařízení jako například urychlovač v CERNu.
To ale ještě není všechno.
I my sami obsahujeme draslík. V těle běžného člověka by se mělo nacházet přibližně 170 gramů tohoto chemického prvku. Znamená to, že v našem těle dochází každou vteřinu ke zhruba 5000 rozpadům jader draslíku-40. Vzniklé pozitrony samozřejmě pohltí okolní hmota, takže anihilují s jejími elektrony. Ale zhruba každých 20 minut dojde k rozpadu blízko povrchu těla, takže každý člověk vyzařuje přibližně tři pozitrony za hodinu.
V přeplněném vlaku nebo metru máte tedy antihmotu (antičástice) přímo na dosah.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (2) - proč jsou vlastně děti zlobivé?
V tomto díle blogového seriálu o barvě minerálů se dozvíte, kdo nebo co způsobuje tzv. alochromatismus, idiochromatismus a pseudochromatismus. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Atentát na Fica. Slovenského premiéra postřelili
Slovenského premiéra Roberta Fica ve středu postřelili. K incidentu došlo v obci Handlová před...
Fico je po operaci při vědomí. Ministr vnitra mluví o občanské válce
Slovenský premiér Robert Fico, který byl terčem atentátu, je po operaci při vědomí. S odkazem na...
Fica čekají nejtěžší hodiny, od smrti ho dělily centimetry, řekl Pellegrini
Zdravotní stav slovenského premiéra Roberta Fica je stabilizovaný, ale nadále vážný, řekl po...
Pozdrav z lůžka. Expert Antoš posílá po srážce s autem palec nahoru
Hokejový expert České televize Milan Antoš, kterého v neděli na cestě z O2 areny srazilo auto, se...
Novotný je na vyhazov z ODS. Výroky o Slováčkové překročil hranici, řekl Benda
Starosta Řeporyjí Pavel Novotný překročil hranice, které by se překračovat neměly, kritizoval v...
U Charkova jde vše podle plánu, město zatím dobýt nechceme, tvrdí Putin
Ruské síly podle prezidenta Vladimira Putina v Charkovské oblasti postupují podle plánu. S dobytím...
Fico je při vědomí, odebrali mu odumřelou tkáň. Čeká ho další operace
Slovenský premiér Robert Fico je při vědomí, v závažném, ale stabilizovaném stavu, řekla šéfka...
Nova i Prima zahajují předvolební vysílání, nabídnou debaty i rozhovory s lídry
Televize Nova a Prima přešly do volebního režimu. Nova startuje v pátek odpoledne na TN Live první...
Piráti plánují boj s dezinformacemi. Putin má zájem ovlivnit eurovolby, míní
Dezinformace jsou podle vládních Pirátů jednou z pěti největších hrozeb pro nadcházející...
Rozdáváme samoopalovací fluid ZDARMA
Toužíte po dokonalé letní barvičce bez rizika spálení? Vyzkoušejte lehký přírodní samoopalovací krém na obličej i tělo od Manufaktury. Zapojte se...
- Počet článků 976
- Celková karma 19,42
- Průměrná čtenost 1320x