لقد أسعد مفهوم المادة المضادة عشاق الخيال العلمي لسنوات، لكنه يطرح أيضًا سؤالًا حقيقيًا للفيزيائيين. من الناحية الرياضية، من المنطقي أنه لكل نوع من الجسيمات في عالمنا يوجد جسيم مضاد مناظر وهو نفس الشيء ولكن بشحنة معاكسة - لذا، لكي تتوافق مع الإلكترون، على سبيل المثال، يجب أن يكون هناك إلكترون مضاد، يُعرف أيضًا باسم البوزيترون. عندما تتلامس المادة والمادة المضادة، فإنهما يدمران بعضهما البعض في ومضة من الطاقة.
عندما حدث الانفجار الكبير، كان ينبغي أن يكون قد خلق كميات متساوية من كل من المادة و المادة المضادة. ومع ذلك، فإن المادة موجودة في كل مكان، ولا يكاد يوجد أي مادة مضادة في عالمنا اليوم. لماذا هذا؟
مقاطع الفيديو الموصى بها
تجربة جديدة من CERN المنظمة الأوروبية للأبحاث النوويةلقد تناول هذا السؤال من خلال النظر في كيفية تفاعل المادة والمادة المضادة بشكل مختلف مع مجال الجاذبية الأرضية. يعتقد الفيزيائيون أن المادة المضادة يمكن أن تسقط بمعدل مختلف عن المادة، مما قد يساعد في تفسير سبب قلة انتشارها. ولكن من أجل اختبار ذلك، يحتاجون إلى إنشاء جزيئات المادة المضادة مثل
ذرات البوزيترونيوم. هذه هي أزواج من إلكترون واحد وبوزيترون واحد، لكنها تعيش فقط لجزء من الثانية - 142 نانو ثانية على وجه الدقة - لذلك ليس هناك ما يكفي من الوقت لإجراء التجارب عليها.كان الإنجاز الذي حققته CERN هو إنشاء ذرات البوزيترونيوم التي تدوم لفترة أطول بكثير - 1140 نانو ثانية لكل منها. كما تمكنوا أيضًا من تتبع سرعة ذرات البوزيترونيوم الناتجة، ولاحظوا أنها تتحرك بسرعة تتراوح بين 70 و120 كيلومترًا في الثانية، مما يجعل إجراء التجارب عليها أسهل. لقد حققوا ذلك باستخدام "محول البوزيترون إلى البوزيترونيوم" ذو الصوت المبهج الذي يرسل وميضًا من الليزر فوق البنفسجي لإعطاء البوزيترونات المزيد من الطاقة حتى تعيش لفترة أطول.
في نهاية المطاف، يمكن للعلماء استخدام ذرات البوزيترونيوم الأطول عمرًا في التجارب لمعرفة كيفية تفاعلها مع الجاذبية، ولكن عليهم أولاً التحقق مما إذا كانت الذرات التي تنتجها محايدة كهربائيًا. ولحسن الحظ، يمكن القيام بذلك دون استخدام مسرع CERN والذي تم إيقافه حاليًا لبرنامج ترقية مدته سنتان. تتطلب معظم التجارب في CERN استخدام المسرع لإنشاء حزمة من البروتونات، لكن تجربة البوزيترونيوم هذه يمكن أن تستمر حتى أثناء فترة التوقف.
يتم نشر النتائج في المجلة المراجعة البدنية أ.
توصيات المحررين
- تتلقى محطة الفضاء الدولية أجهزة جديدة لأروع تجربة في الكون
- تجارب جديدة في CERN تستكشف أسئلة محيرة حول المادة المضادة
ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.
