Атом антиводорода в фуллерене С-60?

 
+
-
edit
 

Teacher

новичок
Что будет с атомом антиводорода помещённого в центр фуллерена(например, С-60)?
Не будет ли молекула фуллерена своеобразной капсулой для антивещества? Или даже при незначительном контакте электронных и позитронных оболочек происходит аннигиляция?
 
+
-
edit
 

valture

опытный

недавно на мембране писали , что антивещество собираются хранить в высокопористом кремнии в эл.поле .... :blink:
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Teacher
Что будет с атомом антиводорода помещённого в центр фуллерена(например, С-60)?
 


Проаннигилирует нахрен. Сначала, вероятно, аннигилируется позитрон, а уж потом ничем не прикрытый антипротон. Хотя по уму, надо посмотреть на сечения, чтобы разобраться, кто исчезнет первым. Но в любом случае антиводород - не жилец.
 
+
-
edit
 

Teacher

новичок
Проаннигилирует... ??? Ну, на счет электрона я еще могу себе представить как это может произойти. А каким образом антипротон сможет добраться до ядра атома углерода (у него ведь имеется 6 электронов на орбите) да и скорость у антипротона почти нулевая. По идее при невысоких температурах электронные оболочки фуллерена должны удерживать антипротон в центре фуллерена. ИМХО.

 

au

   
★★
Торопитесь вы все с выводами :) Глядите новости про антивещество. Ключевые слова не "антиводород", а "позитроний" и "протоний".



New limits for exotic molecules


It is not possible to make a hydrogen-antihydrogen molecule

// physicsweb.org
 


<< previous article News for June 2005
New limits for exotic molecules

23 June 2005

The production of large numbers of antihydrogen atoms in recent years has led to renewed interest in the interactions of matter with antimatter. What happens, for instance, when a hydrogen atom meets an antihydrogen atom? In particular, can they form a molecule? The answer to this second question is a definite no according to two theoretical physicists in Germany who have derived the first analytical expression for the stability of matter-antimatter molecules (Phys. Rev. Lett. 94 223402).

Dima Gridnev and Carsten Greiner of the Institute of Theoretical Physics in Frankfurt considered systems that contain two positive particles and two negative particles interacting with each other through electrical or Coulomb forces. Starting with a proton, an antiproton, an electron and a positron, for instance, it is possible to form two stable atoms: hydrogen, which contains a proton and an electron, and antihydrogen, which contains an antiproton and a positron. However, Gridnev and Greiner show that these two atoms cannot form a molecule because there is no molecular state with an energy that is less than the combined energy of the individual atoms.

Building on an idea by the Austrian physicist Walter Thirring and using variational methods, Gridnev and Greiner showed that molecules can only form in such systems if a certain function of the four masses is greater than a particular value. They go on to show that the hydrogen-antihydrogen molecule is not stable, and that replacing the hydrogen atom with heavier isotopes (deuterium and tritium) does not make it stable either. Moreover, other exotic systems, such as muonium-antimuonium, are also unstable.

"The hydrogen-antihydrogen molecule is unstable because the proton and antiproton get too close together and are therefore seen as a neutral combination by the other particles," Gridnev told PhysicsWeb. Instead, when hydrogen and antihydrogen meet the result is protonium (a bound state of a proton and an antiproton) and positronium (an electron-positron bound state).

"There are two nice features about the result," Gridnev adds. "First, our result is analytical, so no numerical calculations are needed. Second, it is very easy to use - just substitute the particle masses [into the equation] and check if the system is unstable."
 
RU Андрей Суворов #26.06.2005 10:57
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

au> Торопитесь вы все с выводами :) Глядите новости про антивещество. Ключевые слова не "антиводород", а "позитроний" и "протоний".

au> "The hydrogen-antihydrogen molecule is unstable because the proton and antiproton get too close together and are therefore seen as a neutral combination by the other particles," Gridnev told PhysicsWeb. Instead, when hydrogen and antihydrogen meet the result is protonium (a bound state of a proton and an antiproton) and positronium (an electron-positron bound state).

Про позитроний было известно давно, и давно известно, что время жизни до аннигиляции одной из разновидностей - не помню, правда, орто-позитрония или пара-позитрония, на несколько порядков больше, чем у другой, из-за квантовых запретов, но, всё равно, оно составляет единицы миллисекунд для короткоживущего изомера и секунды, в лучшем случае, минуты, для долгоживущего.

Думаю, что с протонием та же ситуация, только частицы в ~2000 раз тяжелее. Это даёт надежду на ещё большее время жизни. Вопрос, в какой степени масса входит во время жизни такого образования? Если в первой - не канает. Ну, будем мы иметь час. В квадрате - уже можно долететь до Альфы Центавра. В кубе - можно вернуться. В показателе степени - протоний может быть и стабильным...

Но протоний - это материал, по свойствам не похожий ни на что. Роль электронных оболочек в нём выполняют ядерные частицы, а, значит, размер облака в тысячу раз меньше. Объем, соответственно, в миллиард.

Ван-дер-ваальсовы силы будут вызывать слипание молекул протония при их столкновениях, а, значит, температура конденсации протониевого газа весьма высока. С другой стороны, температура затвердевания будет весьма и весьма низкой...
 

au

   
★★
Эти типы пишут что аналитически просчитывают стабильность этих молекул. К ним вопросы и посылайте :) Адреса можно в сети найти.

У меня есть необоснованное ощущение что если не просто сидеть и смотреть как эти молекулы разваливаются, а как пытаться как-то на них воздействовать, то можно найти способы продления их жизни до интересных величин.

А ещё у меня есть несколько обоснованная уверенность что ВСЕ работы по сколько-нибудь стабильному антивеществу будут иметь поддержку, ибо амы проболтались что хотят с ним оружие иметь в перспективе, ибо чистая гамма в больших количествах.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
au
Ключевые слова не "антиводород", а "позитроний" и "протоний".
 


Не удивили ;) Беда в том, что время жизни позитрония - от 10-10 с (парапозитроний) до 10-7 с (ортопозитроний). Сколько будет жить протоний? Это вопрос. С одной стороны, по идее, сечения аннигиляции для пары протон-антипротон (аннигиляция обусловлена сильными взаимодействиями) должны быть меньше, чем для пары электрон-позитрон (аннигиляция обусловлена вроде бы в первую очередь электромагнитным взаимодействием). Но с другой стороны, в протонии расстояние между античастицами в 2000 раз меньше, чем в позитронии - значит, вероятность протуннеллировать до нужного расстояния выше (полная аналогия с мюонным катализом). Так что, по всей видимости, даже если время жизни протония каким-то чудом окажется выше, то ненамного, и наверняка не дотянет даже до микросекунд. Похожая ситуация и с атомом антиводорода в фуллерене. Антипротон - штука квантовая, его пси-функция размазана, и так или иначе достает до ядер углерода. Поэтому в результате туннельного эффекта он рано или поздно обязательно проаннигилирует. Сколько времени проживет - надо считать, но явно время будет не макроскопическим. Секунды, может, и набегут, но до Альфы Центавра смотаться не успеем, для таких целей нужен антиводородный лед в магнитном поле.

У меня есть необоснованное ощущение что если не просто сидеть и смотреть как эти молекулы разваливаются, а как пытаться как-то на них воздействовать, то можно найти способы продления их жизни до интересных величин.
 


Ну, это уже даже не нанотехнология, а даже и не знаю как назвать...
 
DE K. Gornik #26.06.2005 13:41
+
-
edit
 

K. Gornik

втянувшийся

С одной стороны, по идее, сечения аннигиляции для пары протон-антипротон (аннигиляция обусловлена сильными взаимодействиями) должны быть меньше, чем для пары электрон-позитрон (аннигиляция обусловлена вроде бы в первую очередь электромагнитным взаимодействием).
 


Да. Поэтому время жизни протония МЕНЬШЕ. Сильная аннигиляция идет гораздо быстрее, потому что сильная. Протоний будет жить примерно столько, сколько надо свету, чтобы пересечь его диаметр. Если и больше, то не намного.

Похожая ситуация и с атомом антиводорода в фуллерене. Антипротон - штука квантовая, его пси-функция размазана, и так или иначе достает до ядер углерода. Поэтому в результате туннельного эффекта он рано или поздно обязательно проаннигилирует.
 


Да, примерно так. Атом удерживается в молекуле больше за счет принципа Паули, который запрещает электронным оболочкам пересекаться "слишком сильно". А отрицательный антипротон электронных оболочек не имеет. Он отталкивает электроны и притягивается к ядрам. Так что долго он не проживет.

 
+
-
edit
 

Teacher

новичок
Т.е. создать из обычного вещества достаточно глубокую потенциальную яму для антипротона никак не выйдет? Обидно :(
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
K. Gornik
Сильная аннигиляция идет гораздо быстрее, потому что сильная.
 


А конкретной величины сечений не знаете случаем? Я глянул наспех - не нашел, не нашел даже сечения для пары позитрон-электрон, хотя точно когда-то его видел.

Протоний будет жить примерно столько, сколько надо свету, чтобы пересечь его диаметр.
 


Чего-то уж сильно быстро...

Он отталкивает электроны и притягивается к ядрам. Так что долго он не проживет.
 


По идее, он даже может заместить какой-либо из электронов. И станет еще ближе к ядру.

Teacher
Т.е. создать из обычного вещества достаточно глубокую потенциальную яму для антипротона никак не выйдет? Обидно
 


Да не переживайте, это не такая большая потеря. Если антивещества хватает - то антиводородный лёд со всех точек зрения лучше.
 
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

а вы знаете я тут прикинул, все очень неплохо получается.
чтобы "растолкать" электроны и пробиться к ядру антипротону надо преодолеть потенциальный барьер. Для атома водорода можно прикинуть что высота барьера ~10 эв . Для углерода наверно побольше. Ширина барьера порядка толщины электронного облака вокруг ядра
dl ~ 1-2 a0 (для водорода, для С - больше)

тогда проницаемость барьера D~exp(-2/h*dl*sqrt(2*m*(U-E))) , (интеграл заменен характерными значениями)
не совсем ясно с энергией антипротона. Размеры полости фуллеренов до десятка ангстрем. энергия частицы локализованной в такой области как минимум E~h2/mL2 (малые доли эВа), а как максимум порядка энергии кулоновского взаимодействия с электронными оболочками фуллерена. Максимум врядли может превышать несколько эв , иначе фуллерен просто порвало бы кулоновскими силами на британский флаг и задача не имела б смысла. для определенности бралось E=3 эВ.
наконец по аналогии с альфа-распадом получаем W=v/L*D - вероятность проникновения за барьер в секунду времени, v- скорость с которой антипротон "носится" между стенками, v=sqrt(2E/m)
Если подставить все цифры , то получается что D в пределах 10-16...10-30 , смотря что подставлять под экспоненту , а w~10-3 ... 10-15 или меньше . Все это ОЧЕНЬ приблизительно , но указывает на макроскопические времена жизни антипротона в фуллерене (тысячи секунд ,а может и годы) . Интересно отметить , что если б там был электрон , то время туннелирования однозначно было очень малым (наносекунды) , ввиду малой массы оного.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Mathieus
чтобы "растолкать" электроны и пробиться к ядру антипротону надо преодолеть потенциальный барьер.
 


Дык а зачем ему расталкивать электроны? Вполне может какой-то из них "заменить" - и пойдет скакать вниз по уровням. Мюон же даже на 1s-уровень садится без труда, где у него пси-функция наполовину в ядре застревает.
 
+
-
edit
 

sibnick

новичок
Teacher> Что будет с атомом антиводорода помещённого в центр фуллерена(например, С-60)?
Teacher> Не будет ли молекула фуллерена своеобразной капсулой для антивещества? Или даже при незначительном контакте электронных и позитронных оболочек происходит аннигиляция? [»]

А зачем такая экзотика как фуллерен? Почему бы просто не взять что-нибудь по проще, какую-нибудь соль где в узлах решетки находятся ионы, и не попытаться заменить в узлах решетки одни ионы на другие? Например, в NaCl вместо иона Cl подставить антипротон (хотя лучше что-нибудь потяжелее).
 

KBOB

опытный

au> А ещё у меня есть несколько обоснованная уверенность что ВСЕ работы по сколько-нибудь стабильному антивеществу будут иметь поддержку, ибо амы проболтались что хотят с ним оружие иметь в перспективе, ибо чистая гамма в больших количествах.

Американцы слили лапшу на уши, а вы и верите.
Ни какого оружия из антивещества не получается :D , для создания антивещества нужно затратить в миллион раз больше энергии чем выделится при его анигиляции.
Это вам не плутоний который существует в готовом виде!

Раньше пользовался системой DOS и проблем с безопасностью не было, а тут поставил Windows и кто-то залез ко мне в компьютер!
 
+
-
edit
 

Bredonosec

аксакал
★★★☆
KBOB> Это вам не плутоний который существует в готовом виде! [»]
- Мне почему-то до сих пор казалось, что плутоний вырабатывался в реакторах из урана. В военных - специально для этого предназначенных, и гражданских - как побочный продукт/отходы.
(именно поэтому условием строительства АЭС в странах, не обладающих ядерными технологиями, является вывоз отходов = отработанного топлива на родину.)
 
RU Татарин #27.06.2005 12:28  @KBOB#27.06.2005 11:10
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
KBOB>> Это вам не плутоний который существует в готовом виде! [»]
Bredonosec> - Мне почему-то до сих пор казалось, что плутоний вырабатывался в реакторах из урана. В военных - специально для этого предназначенных, и гражданских - как побочный продукт/отходы.
(именно поэтому условием строительства АЭС в странах, не обладающих ядерными технологиями, является вывоз отходов = отработанного топлива на родину.)
[»]

По сравнению со сложностями получения АМ, плутоний - все равно что существует. :)
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
LT Bredonosec #27.06.2005 13:37  @Татарин#27.06.2005 12:28
+
-
edit
 

Bredonosec

аксакал
★★★☆
Татарин> По сравнению со сложностями получения АМ, плутоний - все равно что существует. :) [»]
А, ну ежели фигурально, то не спорю! :)
 
RU KBOB #27.06.2005 14:40  @Татарин#27.06.2005 12:28
+
-
edit
 

KBOB

опытный

Татарин>> По сравнению со сложностями получения АМ, плутоний - все равно что существует. :) [»]
Bredonosec> А, ну ежели фигурально, то не спорю! :) [»]

Затраты энергии на выделение урана из руды и получение из него плутония несравнимы с затратами энергии на получение антивещества для бомба того же тротилового эквивалента. Даже сделать бомбу одинаковой мощности из обычного тротила будет проще, чем из антивещества.
При современной эффективности получения антиводорода в миллионы раз проще.

Но антивещество не имеет конкурентов в качестве ракетного топлива с рекордно высоким УИ. Вот для этого его и собираются получат.

Раньше пользовался системой DOS и проблем с безопасностью не было, а тут поставил Windows и кто-то залез ко мне в компьютер!
 

au

   
★★
KBOB> Американцы слили лапшу на уши, а вы и верите.

Они обозначили свой интерес и его мотивацию, потихоньку этим занимаются, и при этом не сильно интересуются мнением "критиков," сотрясающих воздух. Просчитанный риск в подобных проектах — вполне благородное дело. Будут результаты — всё оправдается, а не будет — не велика потеря.
А насчёт энергии — ваша фраза не имеет смысла. Затраты энергии на производство первых ядерных бомб тоже как-бы "не оправдывались" энергетически. Только вот оружие — это не электростанция, и у него другая концепция использования энергии.
 

au

   
★★
KBOB> Даже сделать бомбу одинаковой мощности из обычного тротила будет проще, чем из антивещества.

Вы действительно не понимаете проблем с ЯО? У него проблема с ПРИМЕНИМОСТЬЮ, а именно с радиоактивным заражением. Если эта проблема исчезает, ЯО становится автоматически применимым в обычной войне и без неприемлемых последствий. Какой интерес проявят военные к такой перспективе, если она возникнет — догадайтесь сами.

KBOB> Но антивещество не имеет конкурентов в качестве ракетного топлива с рекордно высоким УИ. Вот для этого его и собираются получат.

А вот с этим облом-с ждёт. На эти дела денег ждать будут долго, в отличие от оружия. Рекордно высокий УИ мало кого интересует в среде тех, кто может его оплатить.
 
RU Dem_anywhere #27.06.2005 15:52
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

au> Вы действительно не понимаете проблем с ЯО? У него проблема с ПРИМЕНИМОСТЬЮ, а именно с радиоактивным заражением. Если эта проблема исчезает, ЯО становится автоматически применимым в обычной войне и без неприемлемых последствий. Какой интерес проявят военные к такой перспективе, если она возникнет — догадайтесь сами.
Попалание в атом гамма-кванта с энергией аннигиляции протона - вряд ли сильно лучше попадания туда же нейтрона...
Даже хуже - нейтрон даёт один нестабильный изотоп, а гамма-квант развалит атом на два нестабильных изотопа...
 

au

   
★★
Это всё спекуляции. "Один квант", "развалит на два изотопа", и прочее. Факт в том, что гамма-вспышка известной мощи с гарантией поубивает людей и попортит технику. А остальное нужно доказывать, в т.ч. экспериментально.
 
RU Татарин #27.06.2005 18:20  @au#27.06.2005 16:45
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
au> Это всё спекуляции. "Один квант", "развалит на два изотопа", и прочее. Факт в том, что гамма-вспышка известной мощи с гарантией поубивает людей и попортит технику. А остальное нужно доказывать, в т.ч. экспериментально. [»]

Существование фотоядерных реакций - не новость...
Опять же, пионы полетят во все стороны...

Грязи будет поменьше, чем от нейтронной бомбы, но грязь неизбежно будет.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
+
-
edit
 

Teacher

новичок
А вообще интересно как антипротон будет скакать по уровням к ядру углерода...
1) Разве уровень, скажем 2p, одинаков что для электрона что и для антипротона(массы то у них немного отличаются)?
2) Выгодно ли энергетически такое замещение электронов на их уровнях антипротонами?
3) И какие, при этом процессе, будут излучаться фотоны? А может поглощаться? (хранить только в темноте :D )

>sibnick
А зачем такая экзотика как фуллерен? Почему бы просто не взять что-нибудь по проще, какую-нибудь соль где в узлах решетки находятся ионы, и не попытаться заменить в узлах решетки одни ионы на другие? Например, в NaCl вместо иона Cl подставить антипротон (хотя лучше что-нибудь потяжелее).
 

Так смысл был в том, что внутри фуллерена хим. связи будут слабыми и объём большой(т.е. потенциальная яма глубже)
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru