כל חלקיק יסודי ביקום, מהאלקטרון ועד הקווארק, יש לו תאום-מראה הנקרא אנטי-חלקיק (Antiparticle). האנטי-חלקיק נראה בדיוק כמו החלקיק המקורי, פרט לתכונה אחת: המטען החשמלי שלו הפוך.

כשחלקיקים רגילים מתאספים יחד הם בונים את החומר המוכר. אוסף מקביל של אנטי-חלקיקים נקרא אנטי-חומר (Antimatter).

הקיום של אנטי-חומר לא היה מובן מאליו. הוא נחזה ב-1928 על ידי הפיזיקאי הבריטי פול דיראק (Paul Dirac), כשניסה לכתוב משוואה שתתאר אלקטרונים בהתאם לכללי היחסות. המשוואה שלו הניבה פתרון מוזר, חלקיק עם תכונות של אלקטרון אך עם מטען חיובי. דיראק לא דחה את התוצאה כשגיאה. הוא הכריז שמדובר בחלקיק חדש שעדיין לא התגלה.

ארבע שנים מאוחר יותר, ב-1932, הפיזיקאי קרל אנדרסון (Carl Anderson) צפה בתאי עננים (Cloud Chamber), מכשיר שמדגים מסלולי חלקיקים טעונים על ידי טיפות עיבוי. הוא הבחין במסלול שהתעקל בכיוון הפוך מזה של אלקטרון רגיל בשדה מגנטי, אך עם עקמומיות שמתאימה למסה זהה. כך התגלה הפוזיטרון (Positron), האנטי-חלקיק של האלקטרון, ואיתו הוכחה הראשונה לקיומו הפיזי של אנטי-חומר.

התכונה המרתקת ביותר של אנטי-חומר היא מה שקורה כשהוא נפגש עם חומר רגיל. השניים משמידים זה את זה במלואם, בתהליך הנקרא אנהילציה (Annihilation), וכל המסה שלהם מומרת לאנרגיה טהורה בצורת קרינה. מדובר בלמעשה הפיכת המשוואה המפורסמת של איינשטיין, E=mc², לכיוון השני, באופן המושלם ביותר האפשרי.

מסיבה זו, נחשב אנטי-חומר לדלק היעיל ביותר שניתן להעלות על הדעת. הבעיה היא שיצירתו דורשת אנרגיה אדירה, ואחסונו דורש שדות מגנטיים שמרחיקים אותו מקיר המתאם, שכן כל מגע יגרום להשמדה מיידית.

כיום מייצרים כמויות מזעריות של אנטי-חומר במאיצי חלקיקים, בעיקר במעבדת CERN שבשווייץ ולצורך מחקר בלבד.


הנה סרטון על חומר ואנטי חומר (מתורגם):

http://youtu.be/FvwXypqfrYA


הנה סרטון על האנטי-חומר:

http://youtu.be/3a1c_1TIGGw


ואיך עובד השוני ביניהם (מתורגם):

https://youtu.be/46NanUtEIhk