تبلیغات
فیزیک - ضدماده

فیزیک

دوشنبه 11 بهمن 1389

ضدماده

نویسنده: امید مرکبی   طبقه بندی: پاد ماده (ضد ماده)، 

ضدماده

ما انسانها و هر آنچه در اطراف ماست از موجودات زنده زمین و سیارات ، خورشید و دیگر ستارگان ، همه از ماده ساخته شده‌ایم. اما با تصور وجود یك جهان دیگر كه مانند تصویر آینه‌ای جهان كنونی ما باشد، چه احساسی به شما دست میدهد؟ البته وجود چنین جهانی پذیرفته نیست. با این حال جهان ذرات زیر اتمی (الكترون ، پروتون ، نوترون ، ...) چنین همتایی دارد و هر یك از این ذرات برای خود همتایی در آن جهان دارند كه به اصطلاح پاد ذره آن ذرات مینامند.

تاریخچه

دیراك فیزیكدان معروف در 1928 چنین استنباط كرد كه همه مواد میتوانند در دو حالت وجود داشته باشند. وی در آغاز نظریه خود را در مورد الكترون بیان كرد و اظهار داشت كه باید ذراتی به نام ضد الكترون هم وجود داشته با شد. این گفته تحقق یافت و فیزیكدان آمریكایی كارل اندرسون در 1932 ضد الكترون و یا پوزیترون را كشف كرد. پس از اكتشاف دیراك و اندرسون ، سرانجام در اكتبر 1955 اییلوگسلر ، فیزیكدان اهل ایتالیا توانست در شتابدهنده بیوترون در آزمایشگاهی در كالیفورنیا پاد پروتون و یك سال بعد 1956 پاد نوترون را آشكار كند. اما دانشمندان پارا فراتر گذاشته و در پی ساخت پاد اتم و پاد مولكول برآمدند.

مكانیزم

اینكه اصلا پاد ذرات چیستند ، چه خواصی دارند و در قیاس با همتای ماده‌ای خود چگونه رفتار میكنند، مدتی فیزیكدان را به خود مشغول كرد؟ ابتدا این تصور وجود داشت كه پاد ماده در واقع تصویری از ماده در آینه است. این بدان مناست كه پاذرات ، باید باری مخالف و هم اندازه و جرمی قرینه جرم تصویری خود در دنیای ماده داشته باشند. بحث بار الكتریكی كاملا پذیرفته شده بود. اما جرم منفی بسیار دشوار مینماید. ویژگی دیگر پاد ذرات ، ویژگی نابودی در صورت برخورد و تماس با پاد ماده خود است. در این انهدام مشترك هر دو نابود میشوند، و به مقدار قابل توجهی انرژی كه بیشتر به صورت پرتوهای گاما ظاهر میشود، در میآیند. البته اگر این انرژی به اندازه كافی زیاد باشد، میتواند به جفت ماده و پاد ماده دیگری نیز تبدیل شود كه این تصویر خوبی از تبدیل ماده و انرژی به یكدیگر و بیان فرمول معروف انیشتن است.

پاد ذرات از برخورد شدید ذرات دیگر بوجود میآیند. این وظیفه به عهده شتابدهنده‌ها است. در توضیح اینكه چرا ما بیشتر ماده را میبینیم تا ضد ماده ، در تاریخ كیهان آمده است. در مرحله دوم از هشت مرحله یا مقطع تاریخ كیهان آمده است كه اولین سنگ بناهای ماده (مثلا كوارك و الكترون و پاد ذرات آنها) از برخورد پرتوها ، با یكدیگر بوجود میآیند. قسمتی از این سنگ بناها دوباره با یكدیگر برخورد میكنند و به صورت تشعشع فرو میپاشند. در لحظه های بسیار بسیار اولیه ، ذرات فوق سنگین نیز میتوانسته‌اند بوجود آمده باشند. این ذرات دارای این ویژگی هستند كه هنگام فروپاشی ، ماده بیشتری نسبت ضد ماده (مثلا كوارك‌های بیشتری نسبت به آنتی كواركها) ایجاد كنند. ذراتی كه فقط در میان اولین اجزای بسیار كوچك ثانیه‌ها وجود داشتند، برای ما میراث مهمی به جا گذاردند كه عبارت از فزونی ماده در برابر ضد ماده بود.

آزمایش ساده

برای تصور جسم منفی ، ماهی باهوشی را تصور كنید كه به سطح آب میآید و به قعر آن نمیرود. همچنین فرض كنید حباب‌هایی از داخل بطری كه در كف اقیانوس قرار دارد به سمت بالا حركت میكنند. ماهی باهوش با مشاهده حباب‌ها شدیدا علاقمند خواهند شد به آن جرمی منفی نسبت دهد. زیرا در خلاف جهت نیروی وارد از سوی جاذبه زمین حركت میكنند. با این تصورات ، فیزیكدانان وجود چنین حالتی را برای پاد ماده غیر تحمل میدانند.

آینده پاد ماده

نویسندگان داستان غیر علمی ، تخیلی بر این باورند كه میتوان با استفاده از ماده و پاد ماده ، فضاپیماهایی را به جلو راند. یك فضاپیمای مجهز به موتور ماده - پاد ماده در كسری از مدت زمان كه امروزه یك فضاپیمای مجهز به موتور هیدروژن مایع لازم دارد تا به ستارگان همسایه خورشید برسد، ما را به آن سوی مرزهای منظومه شمسی (خورشیدی) خواهد برد. سرعت این چنین فضاپیمایی در مقایسه با سرعت شاتلهای فضاهای كنونی هم ، چون سرعت یك یوزپلنگ در مقابل لاك پشت است. این فضاپیما میتواند سفر یازده ماهه جستجوگر سیاره بهرام را یك ماهه به انجام رساند. دیگر توانایی پاد ماده در ایجاد سرعتهای بسیار بالا و نزدیك به سرعت نور است. اما این بار به جای سفر در كیهان ، سفر در زمان مورد نظر است. این تصور جدید از زمان ، به ما میآموزد كه میتوان با سرعت گرفتن ، نقطه خاصی از فضا- زمان را كمتر منتظر گذاشت و این همان جایی است كه پاد ماده به كمك ما میشتابد.

نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
  • ابر برچسبها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :