Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvað er andefni?

Með þessum texta er einnig svarað spurningu Andra Pálssonar, "Er andefni framleitt einhvers staðar?" og spurningu Þorvaldar S. Björnssonar, "Er andefni til?"

Já, andefni er til. Það myndast til dæmis í öreindahröðlum og þegar geimgeislar rekast á efniseindir. Andefni er eins konar spegilmynd venjulegs efnis. Efnið er samsett úr öreindum og hver þeirra á sér andeind sem hefur sama massa og upphaflega eindin en til að mynda gagnstæða rafhleðslu. Nokkrar óhlaðnar eindir eru þó andeindir sjálfra sín.

Breski eðlisfræðingurinn Paul Dirac (1902-1984) sagði fyrir um tilvist andefnis árið 1930. Ári síðar, 1931, fann bandaríski eðlisfræðingurinn Carl D. Anderson (1905-1991) fyrstu andeindina í tengslum við geimgeisla. Það var svokölluð jáeind sem er andeind rafeindarinnar. Andeindir annarra öreinda, svo sem andróteind og andnifteind, hafa síðan fundist í tilraunum hver af annarri.

Andeindir öreinda eru daglegt brauð í öreindahröðlum nútímans þar orkumiklar öreindir rekast á og ýmsar nýjar eindir myndast við árekstrana. Menn hafa einnig getað byggt upp einfalda atómkjarna úr andefni, svo sem andtvíeind sem er samsett úr andróteind og andnifteind og andeindir mismunandi helínkjarna. En smíði andefnis af manna höndum eru takmörk sett vegna þess hve erfitt er að beisla það eða hemja innan um venjulegt efni.

Þegar öreind og samsvarandi andeind koma saman eyðast þær og orkan sem fólgin var í kyrrstöðumassa þeirra losnar úr læðingi ásamt hreyfiorkunni sem þær kunna að hafa haft fyrir áreksturinn. Þessi orka kemur yfirleitt fram sem orkumiklar ljóseindir með hárri tíðni, það er að segja sem svokallaðir gammageislar, eða þá að aðrar öreindir geta myndast. Ef andeind og öreind eru á sveimi á svipuðum slóðum eru slík hvörf fremur líkleg og því geta andeindir yfirleitt ekki verið lengi innan um venjulegt efni.

Hins vegar eru kraftarnir sem verka milli andeinda innbyrðis nær alveg eins og kraftarnir milli samsvarandi öreinda. Andeindir geta því myndað andefni alveg á sama hátt og venjulegar öreindir mynda efni. En vegna fyrrnefndrar tilhneigingar eindar og andeindar til að eyða hver annarri er sambúð efnis og andefnis afar erfið og þess ekki að vænta að þau finnist hvort innan um annað í náttúrunni. Við eigum til dæmis alls ekki von á því að finna andefni í náttúrunni hér á jörðinni, í sólkerfinu eða í nágrenni þess.

Menn hafa lengi velt því fyrir sér að ef til vill væru til eins konar eyjar úr andefni úti í geimnum. Á skilunum þar sem slíkt svæði mætir svæði með venjulegu efni yrði til þrýstingur sem kæmi í veg fyrir að gagnkvæmt eyðing efnis og andefnis yrði of ör. Þetta hugsa menn sér svipað og þegar vatnsdropi svífur nokkra stund yfir heitri eldavélarplötu vegna þess að einangrandi lag af vatnsgufu myndast milli hans og plötunnar.

Flestir vísindamenn telja um þessar mundir að í upphafi vega í Miklahvelli hafi verið nokkurn veginn jafnmikið af efni og andefni. Þau hafi hins vegar eytt hvort öðru í sprengingunni miklu. Dálítill afgangur hefur þó orðið af því sem við köllum efni og það sé því allsráðandi í heiminum í dag. Líklegt er að nánari skýringa á þessum forgangi efnis umfram andefni sé að leita í því að andefnið er þrátt fyrir allt ekki nákvæm spegilmynd efnis. Þetta er þó enn nokkuð á huldu og er verið að rannsaka það nánar.

Ýmsir hafa velt því fyrir sér hvort ekki verði unnt að nota eyðingu efnis og andefnis sem orkugjafa til að knýja geimför og er fjallað nánar um það í svari sama höfundar við spurningunni Hvers vegna er andefni lýst sem svo góðu eldsneyti í vísindaskáldskap?

Lesefni, á ensku:

Tvö svör við sömu spurningu á spurningavef bandaríska tímaritsins Scientific American.

Útgáfudagur

28.5.2000

Spyrjandi

Ritstjórn, Andri Pálsson og
Þorvaldur S. Björnsson

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er andefni?“ Vísindavefurinn, 28. maí 2000. Sótt 19. október 2018. http://visindavefur.is/svar.php?id=470.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 28. maí). Hvað er andefni? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=470

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er andefni?“ Vísindavefurinn. 28. maí. 2000. Vefsíða. 19. okt. 2018. <http://visindavefur.is/svar.php?id=470>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Gunnhildur Óskarsdóttir

1959

Gunnhildur Óskarsdóttir er dósent í kennslufræði við Deild kennslu- og menntunarfræði við Háskóla Íslands. Rannsóknir hennar hafa einkum beinst að námi og kennslu ungra barna í grunnskóla, náttúrufræðikennslu og kennaramenntun.