Что такое материя и антиматерия?

Между материей и антиматерией больше сходств, чем отличий — и то и другое:

• организовано одинаково: состоит из молекул;

• молекулы в обоих случаях состоят из атомов;

• атомы в обоих случаях состоят из ядра в центре и облака лептонов вокруг;

• и материя и антиматерия одинаково участвуют в гравитационном взаимодействии. Т.е. «кусок» и того и другого определённой массы будет одинаково падать на, например, Землю;

• если взять вещество и соответствующее ему антивещество (например, водород и антиводород), то масса их атомов будет одинаковой и положительной (т.е. антиматерия не имеет ничего общего с материей с отрицательной массой или с материей с мнимой массой);

• раз масса одинакова, то и энергия одинаковая и положительная (т.е. антиматерия не имеет ничего общего с отрицательной энергией);

• и то и другое одинаково реально, не является чем-то невиданным, как уже упомянутое вещество с мнимой массой, а реально существует и может быть получено (рождено) в ускорителях частиц.
  То есть и то и другое — это реально существующая материя, объективная реальность.

Есть между ними и отличия: если атом вещества «собран» из положительного ядра и электронов, то атом антивещества — из антипротона и позитронов. Электроны и позитроны — это лёгкие (условно безмассовые) частицы (лептоны), которые отличаются друг от друга электрическим зарядом. Например, изотоп натрия-22 в процессе своего радиоактивного распада излучает позитроны (происходит β+-распад). Ядро антивещества несёт отрицательный электрический заряд, потому что в свою очередь кварки в нём «замещены» на антикварки. Антикварки нельзя также легко наблюдать как позитроны, но антипротоны в ускорителях частиц получить и «поймать» можно. На ускорителях удавалось получать в том числе и атомы антиводорода.

Но если материя и антиматерия одинаково реальны, то почему же мы видим вокруг себя одну только материю, а существование антиматерии вообще было долгое время считалось спорным и только теоретически предсказывалось?

Проблема в том, что материя и антиматерия при контакте друг с другом анигилируют. В самом деле, если электрон повстречает на своём пути позитрон, то они радостно кинутся друг другу в объятия и… Нет они не исчезнут бесследно, они анигилируют с выделением энергии. Т.е. это даже очень хорошо, что поблизости вокруг нас нет антиматерии.

Существует гипотеза, что материя и антиматерия возникли при большом взрыве, потом произошла анигиляция, но в результате нарушения симметрии часть материи осталась. Из неё и состоит, всё что мы успели исследовать к настоящему моменту.

Остаётся открытым вопрос, возможно ли существование где-то антивселенной. Т.е. вселенной, где симметрия была нарушена в другую сторону. Теоретически нет физических законов, которые бы запрещали её существование.

Антиматерия могла бы быть полезна, как это говорилось, в народном хозяйстве :) Есть идеи построить двигатели, использующие антивещество как топливо. Это позволило бы человечеству добраться до далёких звёзд. Но это пока только проекты, так как производство пока нереально. На 2004г производство 1г антивещества теоретически стоило бы 100 квадриллионов долларов, при том что теми мощностями пришлось бы для этого трудиться 100 миллиардов лет.