Как выглядит антивещество?

Общее количество антивещества, когда-либо созданного на Земле, недостаточно даже для того, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, поэтому ответить сложно.

Однако, если бы куча антиматерии была доступна в виде стабильного твердого или жидкого материала, нет причин думать, что она выглядела бы иначе. Действительно, его взаимодействие с видимым светом практически такое же, как и у обычной материи, поэтому оно будет выглядеть так же.

Обновление: как объясняют в комментариях, внешний вид куска антиматерии будет таким же, как у его аналога из материи. Таким образом, он может иметь любой цвет, текстуру, блеск и т. д.

Антиматерия выглядит так же, как материя. Экспериментально нет разницы между спектральными линиями антиводорода и обычного водорода. Тот же спектр излучения.

Фотон является собственной античастицей. Он взаимодействует с материей так же, как и с антиматерией.

PS: в недавней статье в Nature Ахмади и др. дается верхняя граница$2.10^{-10}$: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/pdf/nature21040.pdf

Как выглядит протон ?

Из-за того, что каон взаимодействовал с протоном в водороде, самая правая дорожка луча дает распыление из 4 дорожек. Более длинная выделенная дорожка явно темная — она произвела большее количество пузырьков на сантиметр, чем, скажем, дорожки луча; это говорит нам о том, что он движется медленнее. (Подробности см. здесь.) Такие следы часто встречаются на изображениях пузырьковых камер и обычно обозначают протоны.

Как выглядит антипротон?

Темные линии на этом изображении образуются заряженными частицами, пробивающимися сквозь жидкий дейтерий.

Выделенный трек представляет собой антипротон, образующийся при распаде антилямбды на антипротон и пион.

В верхнем левом углу изображения этот антипротон аннигилирует с протонной составляющей дейтрона, образуя 6-концевую аннигиляционную «звезду». (Если бы он столкнулся с нейтроном, количество зубцов по закону сохранения заряда должно было бы быть нечетным.)

Что отличает протон от антипротона в пузырьковых камерах, так это заряд. Антипротон может выделять много энергии, чего не может протон.

В заключение, протоны и антипротоны были сфотографированы, так что да, антивещество было сфотографировано. Таких картинок при изучении взаимодействий элементарных частиц были тысячи и тысячи.

Отредактируйте после наблюдения в комментариях, что эти следы похожи на следы, а не на фотографии частиц.

Что такое фотография? Это постоянная регистрация формы в двух измерениях за счет взаимодействия рассеянных фотонов с пленкой.

Вышеуказанные треки - это гораздо больше, чем следы, они представляют собой последовательные слепки формы и массы пролетающей частицы (поэтому мы знаем, что это протон по массе, об этом говорит ионизационная зависимость). Это взаимодействие путем обмена фотонами проходящей частицы. Микроскопически каждая дельта(х) трека — это фотография частицы, а пленка — это водород камеры, который затем фотографируется. Так что это фотография фотографии.

Карл Дэвид Андерсон получил Нобелевскую премию за фотографию позитрона:

$\hspace{60pt}$

(Источник: The Positive Electron , CD Anderson). Примечание: изображение представляет собой фотографию пути позитрона, видимого в камере Вильсона.

Для сравнения, след электрона, античастицы позитрона,

$\hspace{60pt}$

(Источник: Energys of Cosmic-Ray Particles , by CD Anderson)

Рекомендую ознакомиться со статьей Андерсона, если вас интересуют фотографии треков разных частиц, например$\alpha$частицы:

$\hspace{60pt}$

В любом случае общий посыл ясен: частицы и античастицы оставляют один и тот же след, за исключением знака их кривизны (который определяется электрическим зарядом).

Взаимодействие антивещества-антивещества, насколько нам известно из физики, химически идентично взаимодействию материи-вещества. Любое нарушение симметрии настолько мало, что не будет иметь заметных эффектов в человеческом масштабе.

Его взаимодействие с фотонами также идентично.

Единственный важный способ его взаимодействия по-другому — это реакция материи-антиматерии, при которой происходит аннигиляция и высвобождение большого количества энергии.

Итак, краткий ответ: это похоже на материю. Но оно выглядит как материя только тогда, когда оно полностью изолировано от материи.

Сделать это очень тяжело.

Предположим, у нас есть 1-килограммовый блок золота из антиматерии, плавающий в межзвездном пространстве, в жестком вакууме, с плотностью частиц 10 атомов водорода на см^3 при 100К (в «нити» газа в межзвездном пространстве).

Это будет куб со стороной чуть менее 4 см и площадью поверхности около 100 см ^ 2.

Скорость звука в космосе около 100 км/с. Примерно с такой скоростью перемещаются атомы в межзвездной среде.

Это дает нам:

100 km/s * 100 cm^2 * 1.7 * 10^-24 g/cm^3 * c^2  

что составляет 0,15 Вт.

Таким образом, куб антизолота весом 1 кг светится с теплотой 0,15 Вт в вакууме. В околоземном пространстве она была бы в несколько раз ярче за счет солнечного ветра.

На Земле или в атмосфере под давлением он немного ярче: 3 * 10^17 Вт.

Таким образом, блок антизолота, плавающий в космосе, будет выглядеть в основном как золото. По крайней мере, пока вы не потревожили его остатками своих ракетных двигателей.

Согласно совсем недавнему эксперименту, она выглядит точно так же, как обычная материя (или, по крайней мере, они взаимодействуют со световым спектром таким же образом).

Документ: http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature21040.html .

Дайджест: http://www.iflscience.com/physics/light-spectrum-of-antimatter-observed-for-the-first-time/