What happened to antimatter? - Rolf Landua

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Tłumaczenie: Ola Królikowska Korekta: Anna Sobota

Is it possible to create something out of nothing?

Czy można stworzyć coś z niczego?

Or, more precisely, can energy be made into matter?

Albo dokładniej: czy energię można przekształcić w materię?

Yes, but only when it comes together

Tak, ale tylko wtedy, gdy jest razem ze swoim bliźniakiem - antymaterią.

with its twin, antimatter.

And there's something pretty mysterious about antimatter:

W antymaterii jest coś tajemniczego.

Jest jej o wiele mniej niż powinno być.

there's way less of it out there than there should be.

Let's start with the most famous physics formula ever:

Zacznijmy od najsłynniejszego wzoru fizycznego w historii.

E equals m c squared.

E = mc2.

It basically says that mass is concentrated energy,

Ten wzór mówi, że masa to skoncentrowana energia,

and mass and energy are exchangeable,

a masa i energia są wymienne

like two currencies with a huge exchange rate.

jak dwie waluty z ogromnym kursem wymiany.

90 trillion Joules of energy

90 bilionów dżuli energii jest równe 1 gramowi masy.

are equivalent to 1 gram of mass.

But how do I actually transform energy into matter?

Ale jak przekształcić energię w materię?

The magic word is <i>energy density</i>.

Magiczne słowo to “gęstość energii”.

If you concentrate a huge amount

Jeśli skoncentrujemy ogromną ilość energii na małej przestrzeni,

of energy in a tiny space,

new particles will come into existence.

powstaną nowe cząstki.

If we look closer,

Jeśli spojrzymy bliżej,

we see that these particles always come in pairs,

zauważymy, że cząstki te zawsze występują parami

like twins.

jak bliźniacy.

That's because particles always have a counterpart,

To dlatego, że cząstki zawsze mają swój odpowiednik,

an antiparticle,

czyli antycząstki,

and these are always produced

i zawsze powstają w równych ilościach: 50/50.

in exactly equal amounts: 50/50.

To może brzmieć jak science fiction,

This might sound like science fiction,

but it's the daily life of particle accelerators.

ale to codzienność akceleratorów cząstek.

In the collisions between two protons

W zderzeniach dwóch protonów

at CERN's Large Hadron Collider,

w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN-ie

billions of particles and antiparticles

co sekundę powstają miliardy cząstek i antycząstek.

are produced every second.

Consider, for example, the electron.

Weźmy na przykład elektron.

It has a very small mass and negative electric charge.

Ma bardzo małą masę i ujemny ładunek elektryczny.

It's antiparticle, the positron,

Jego antycząstka, pozyton,

has exactly the same mass,

ma taką samą masę, ale dodatni ładunek elektryczny.

but a positive electric charge.

But, apart from the opposite charges,

Ale poza przeciwnymi ładunkami

both particles are identical and perfectly stable.

obie cząstki są identyczne i równoważne.

And the same is true for their heavy cousins,

To samo dotyczy ich ciężkich kuzynów,

the proton and the antiproton.

protonu i antyprotonu.

Therefore, scientists are convinced

Naukowcy są przekonani,

that a world made of antimatter

że świat zbudowany z antymaterii

would look, feel, and smell just like our world.

wyglądałby, czuł i pachniał jak nasz świat.

In this antiworld,

W antyświecie

we may find antiwater,

moglibyśmy znaleźć antywodę,

antigold,

antyzłoto

and, for example,

i na przykład

an antimarble.

antymarmur.

Now imagine that a marble and an antimarble

Teraz wyobraźcie sobie, że marmur i antymarmur

are brought together.

zostają połączone.

These two apparently solid objects

Te dwa pozornie stałe obiekty

would completely disappear

całkowicie by zniknęły,

into a big flash of energy,

przekształcając się w wielki błysk energii,

equivalent to an atomic bomb.

odpowiednik bomby atomowej.

Because combining matter and antimatter

Ponieważ połączenie materii i antymaterii

would create so much energy,

wytworzyłoby tak dużo energii,

science fiction is full of ideas

fantastyka naukowa jest pełna pomysłów

about harnessing the energy stored in antimatter,

o ujarzmieniu energii zmagazynowanej w antymaterii,

for example, to fuel spaceships like Star Trek.

na przykład do napędzania statków kosmicznych typu Star Trek.

After all, the energy content of antimatter

W końcu zawartość energii w antymaterii

is a billion times higher than conventional fuel.

jest miliard razy wyższa niż zwykłego paliwa.

The energy of one gram of antimatter would be enough

Wystarczyłaby energia jednego grama antymaterii

for driving a car 1,000 times around the Earth,

do okrążenia samochodem Ziemi 1000 razy

or to bring the space shuttle into orbit.

lub doprowadzenia promu kosmicznego na orbitę.

So why don't we use antimatter for energy production?

Dlaczego więc nie używamy antymaterii do produkcji energii?

Well, antimatter isn't just sitting around,

Bo antymateria nie czeka,

ready for us to harvest.

aż ją zbierzemy.

We have to make antimatter

Trzeba stworzyć antymaterię,

before we can combust antimatter,

zanim będzie można ją spalić.

and it takes a billion times more energy

Poza tym do produkcji antymaterii potrzeba miliarda więcej energii,

to make antimatter

than you get back.

niż otrzymalibyśmy z powrotem.

But, what if there was some antimatter in outer space

A co by było, gdyby w kosmosie była antymateria

and we could dig it out one day

i pewnego dnia moglibyśmy ją wykopać

from an antiplanet somewhere.

z jakiejś antyplanety?

A few decades ago, many scientists believed

Kilka dekad temu wielu naukowców wierzyło,

that this could actually be possible.

że to może być możliwe.

Obecne obserwacje pokazują,

Today, observations have shown

that there is no significant amount of antimatter

że nie ma znaczącej ilości antymaterii

anywhere in the visible universe,

w widzialnym wszechświecie,

which is weird because, like we said before,

co jest dziwne.

W końcu, jak powiedzieliśmy wcześniej,

there should be just as much antimatter

we wszechświecie powinno być tyle samo materii, co antymaterii.

as there is matter in the universe.

Since antiparticles and particles

Antycząstki i cząstki

should exist in equal numbers,

powinny istnieć w równych ilościach,

this missing antimatter?

więc gdzie jest ta brakująca antymateria?

Now that is a real mystery.

To jest prawdziwa tajemnica.

To understand what might be happening,

Żeby zrozumieć przyczynę,

we must go back to the Big Bang.

musimy wrócić do Wielkiego Wybuchu.

In the instant the universe was created,

W chwili, gdy powstał wszechświat,

a huge amount of energy was transformed into mass,

ogromna ilość energii została przekształcona w masę.

and our initial universe contained

Nasz początkowy wszechświat zawierał

equal amounts of matter and antimatter.

równe ilości materii i antymaterii.

But just a second later,

Ale już sekundę później

most matter and all of the antimatter

większość materii i cała antymateria

had destroyed one another,

zniszczyły się nawzajem,

producing an enormous amount of radiation

wytwarzając ogromną ilość promieniowania,

that can still be observed today.

co można zaobserwować nawet dziś.

Just about 100 millionths

Została tylko około stumilionowa pierwotnej ilości materii

of the original amount of matter stuck around

and no antimatter whatsoever.

i żadnej antymaterii.

"Now, wait!" you might say,

Pewnie powiecie: “Chwila!

"Why did all the antimatter disappear

Dlaczego cała antymateria zniknęła

and only matter was left?"

i pozostała tylko materia?“.

It seems that we were somehow lucky

Wygląda na to, że szczęśliwie dla nas

istnieje niewielka asymetria

that a tiny asymmetry exists

between matter and antimatter.

między materią a antymaterią.

Otherwise, there would be no particles at all

W przeciwnym razie w ogóle nie byłoby cząstek we wszechświecie,

anywhere in the universe

and also no human beings.

więc i żadnych istot ludzkich.

But what causes this asymmetry?

Ale co powoduje tę asymetrię?

Experiments at CERN are trying to find out the reason

Przy pomocy eksperymentów w CERN próbujemy znaleźć przyczynę,

why something exists

dlaczego coś istnieje

and why we don't live in a universe

i dlaczego nie żyjemy we wszechświecie

filled with radiation only?

wypełnionym tylko promieniowaniem.

But, so far, we just don't know the answer.

Póki co nie znamy na to odpowiedzi.