Sự khác biệt chính giữa vật chất và phản vật chất là vật chất và phản vật chất có điện tích trái dấu.
Vật chất thống trị vũ trụ của chúng ta. Những thứ như hành tinh, ngôi sao và con người được làm bằng vật chất, nhưng cũng có vật chất tối và năng lượng tối mà chúng ta không thể phát hiện dễ dàng. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vật chất đi đôi với nhau. Điều đó có nghĩa là; mọi vật chất đều có phản vật chất của riêng nó, có các đặc tính giống hệt nhau ngoại trừ điện tích. Ví dụ, một proton mang điện tích dương, trong khi phản proton mang điện tích âm. Tuy nhiên, chúng có cùng khối lượng và các đặc tính khác.
Vật chất là gì?
Vật chất là bất kỳ chất nào có khối lượng và thể tích. Vật chất được tạo thành từ các nguyên tử. Nguyên tử được tạo thành từ các hạt hạ nguyên tử. Tuy nhiên, chúng ta thường coi nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất. Thuật ngữ vật chất không bao gồm các hạt không khối lượng như photon. Hơn nữa, các hiện tượng năng lượng như ánh sáng và âm thanh không được coi là vật chất. Vật chất có thể tồn tại ở các pha khác nhau: pha rắn, pha lỏng và pha khí. Tuy nhiên, một giai đoạn khác của vật chất là có thể; chúng tôi đặt tên nó là trạng thái plasma. Trạng thái plasma chứa các nguyên tử, ion và các điện tử tự do được tách ra khỏi nguyên tử để tạo thành các ion.
Một nguyên tử chứa một hạt nhân nguyên tử, trong đó chứa proton và neutron cùng với một số hạt hạ nguyên tử khác, được bao quanh bởi một đám mây electron. Tuy nhiên, vật lý lượng tử hiện đại phát biểu rằng một nguyên tử có thể hoạt động như một hạt và một sóng; chúng tôi đặt tên cho điều này là đối ngẫu sóng-hạt.
Hình 01: Cấu trúc Quark của Proton
Ngoài việc sử dụng nguyên tử, hay proton, neutron và electron, chúng ta cũng có thể xác định vật chất bằng cách sử dụng lepton và quark. Đây là những hạt cơ bản của vật chất. Theo định nghĩa này, vật chất thông thường là bất cứ thứ gì được cấu tạo từ lepton và quark. Do đó, vật chất là bất cứ thứ gì không chứa các phản proton và phản quark. Leptons và quark kết hợp với nhau để tạo thành nguyên tử. Các nguyên tử kết hợp với nhau tạo thành phân tử. Các nguyên tử và phân tử có thể được đặt tên là vật chất. Tuy nhiên, electron là một loại lepton và proton và neutron được tạo ra từ các hạt quark. Do đó, tất cả những định nghĩa này dẫn đến ý tưởng rằng vật chất là bất cứ thứ gì có khối lượng và thể tích chứ không phải phản vật chất.
Phản vật chất là gì?
Phản vật chất là vật chất chứa phản hạt góp phần hình thành vật chất. Do đó, phản vật chất đối lập với vật chất. Ví dụ, proton và phản proton tương ứng là một cặp vật chất và phản vật chất. Các cặp vật chất và phản vật chất có cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu. Chúng cũng có một số khác biệt về tính chất lượng tử. ví dụ. một proton mang điện tích dương trong khi một phản proton mang điện tích âm.
Hình 02: Bức ảnh Buồng mây của Positron
Sự va chạm giữa vật chất và phản vật chất có thể dẫn đến sự hủy diệt lẫn nhau. Nó có nghĩa là cả vật chất và phản vật chất đều chuyển đổi thành các hạt khác có năng lượng bằng nhau. Sự hủy diệt có thể làm phát sinh các photon cường độ cao như tia gamma, neutrino và một số cặp hạt-phản hạt khác. Tuy nhiên, phần lớn năng lượng giải phóng từ sự hủy diệt là ở dạng bức xạ ion hóa.
Tương tự như vật chất, các hạt phản vật chất có thể liên kết với nhau để tạo thành phản vật chất. Ví dụ, một positron là phản hạt của electron, trong khi phản proton là phản hạt của proton; hai phản hạt này có thể liên kết để tạo thành một nguyên tử phản hydro. Chúng ta có thể biểu thị phản vật chất bằng cách sử dụng một dấu thanh trên biểu tượng của hạt để phân biệt nó với vật chất.
Sự khác biệt giữa Vật chất và Phản vật chất là gì?
Sự khác biệt chính giữa vật chất và phản vật chất là vật chất và phản vật chất có điện tích trái dấu. Phản vật chất về cơ bản là đối lập với vật chất, nhưng chúng có các đặc tính giống hệt nhau ngoài điện tích.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa vật chất và phản vật chất.
Tóm tắt - Vật chất vs Phản vật chất
Phản vật chất đối lập với vật chất, nhưng chúng có các tính chất giống hệt nhau ngoài điện tích. Sự khác biệt chính giữa vật chất và phản vật chất là vật chất và phản vật chất có điện tích trái dấu.
