ההבדל העיקרי בין חומר לאנטי-חומר הוא שלחומר ולאנטי-חומר יש מטענים חשמליים הפוכים.
חומר שולט ביקום שלנו. דברים כמו כוכבי לכת, כוכבים ואנשים עשויים מחומר, אבל יש גם חומר אפל ואנרגיה אפלה שאנחנו לא יכולים לזהות בקלות. עם זאת, מדענים גילו שהחומר מגיע בזוגות. זה אומר; לכל חומר יש אנטי-חומר משלו, שיש לו תכונות זהות למעט המטען החשמלי. לדוגמה, לפרוטון יש מטען חיובי, ואילו לאנטיפרוטון יש מטען שלילי. אבל, יש להם אותה מסה ומאפיינים אחרים.
מה זה עניין?
חומר הוא כל חומר שיש לו מסה ונפח. החומר מורכב מאטומים. אטום מורכב מחלקיקים תת-אטומיים. עם זאת, בדרך כלל אנו רואים באטום את היחידה הבסיסית של החומר. המונח חומר אינו כולל חלקיקים חסרי מסה כגון פוטונים. יתרה מכך, תופעות אנרגיה כמו אור וקול אינן נחשבות כחומר. חומר יכול להתקיים בשלבים שונים: פאזה מוצקה, פאזה נוזלית ופאזה גזית. עם זאת, שלב נוסף של החומר אפשרי; אנו קוראים לזה כמצב הפלזמה. מצב הפלזמה מכיל אטומים, יונים ואלקטרונים חופשיים המורחקים מהאטומים ליצירת היונים.
אטום מכיל גרעין אטום, המכיל פרוטונים וניוטרונים יחד עם כמה חלקיקים תת-אטומיים אחרים, מוקף בענן אלקטרונים. עם זאת, פיזיקת הקוונטים המודרנית קובעת שאטום יכול לפעול גם כחלקיק וגם כגל; אנו קוראים לזה כדואליות גל-חלקיק.
איור 01: מבנה קווארק של פרוטון
בנוסף לשימוש באטומים, או פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים, נוכל להגדיר חומר גם באמצעות לפטונים וקווארקים. אלו הם חלקיקי חומר יסודיים. לפי הגדרה זו, חומר רגיל הוא כל דבר שמורכב מלפטונים וקווארקים. לכן העניין הוא כל דבר שאין בו אנטיפטונים ואנטיקווקים. הלפטונים והקווארקים מתחברים ויוצרים אטומים. אטומים מתאחדים ויוצרים מולקולות. ניתן למנות אטומים ומולקולות כחומר. עם זאת, אלקטרונים הם סוג של לפטונים ופרוטונים וניוטרונים עשויים מחלקיקי קווארק. לכן, כל ההגדרות הללו מובילות לרעיון שחומר הוא כל דבר שיש לו מסה ונפח ולא אנטי-חומר.
מהו אנטי-חומר?
אנטי-חומר הוא החומר המכיל אנטי-חלקיקים התורמים להיווצרות החומר. לכן, אנטי-חומר הוא ההפך מחומר.לדוגמה, פרוטון ואנטיפרוטון הם צמד של חומר ואנטי-חומר, בהתאמה. לזוגות החומר והאנטי-חומר יש אותה מסה אך מטענים חשמליים הפוכים. יש להם כמה הבדלים גם בתכונות הקוונטיות. לְמָשָׁל פרוטון טעון חיובי ואילו לאנטיפרוטון יש מטען שלילי.
איור 02: תצלום חדר ענן של פוזיטרון
התנגשות בין חומר לאנטי-חומר עלולה להוביל להשמדה הדדית. זה אומר שגם החומר וגם האנטי-חומר הופכים לחלקיקים אחרים בעלי אנרגיות שוות. ההשמדה יכולה להוליד פוטונים עזים כמו קרני גמא, ניטרינו ועוד כמה זוגות אנטי-חלקיקים אחרים. עם זאת, רוב האנרגיה המשתחררת מההשמדה היא בצורה של קרינה מייננת.
בדומה לחומר, חלקיקי אנטי-חומר יכולים להיקשר לכל אחד מהם כדי ליצור אנטי-חומר.למשל, פוזיטרון הוא האנטי-חלקיק של האלקטרון, בעוד אנטי-פרוטון הוא האנטי-חלקיק של פרוטון; שני אנטי-חלקיקים אלה יכולים להיקשר ליצירת אטום אנטי מימן. נוכל לסמן את האנטי-חומר באמצעות סימן פס מעל סמל החלקיק על מנת להבחין בינו לבין החומר.
מה ההבדל בין חומר לאנטי-חומר?
ההבדל העיקרי בין חומר לאנטי-חומר הוא שלחומר ולאנטי-חומר יש מטענים חשמליים הפוכים. אנטי-חומר הוא בעצם ההפך מחומר, אבל יש להם תכונות זהות מלבד מטען חשמלי.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין חומר לאנטי-חומר.
סיכום – חומר מול אנטי-חומר
אנטי-חומר הוא ההפך מחומר, אבל יש להם תכונות זהות בנוסף למטען החשמלי. ההבדל העיקרי בין חומר לאנטי-חומר הוא שלחומר ולאנטי-חומר יש מטענים חשמליים הפוכים.
