تعريف المادة المضادة
تُعرّف المادة المضادة (بالإنجليزية: Antimatter) بأنها مادة تتكون من الجسيمات المضادة (بالإنجليزية: Antiparticle)، والجسيمات المضادة هي جسيمات لها نفس خصائص الجسيمات العادية، ولكنها بشحنة معاكسة لها، مثلًا الجسيم المضاد للإلكترون هو البوزيترون (positron)، ويمتلك البوزيترون نفس خصائص الإلكترون، ولكنه بشحنة موجبة (معاكسة لشحنة الإلكترون؛ السالبة)، ومن بعض الأمثلة الأخرى على الجسيمات المضادة هي مضاد النيوترون (antineutron)، والبروتون المضاد (antiproton)، ومضاد النيترينو (antineutrino).[١]
اكتشاف المادة المضادة
يُعزى الفضل في اكتشاف المادة المضادة للعالم بول ديراك (Paul Dirac) الذي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1933م تكريمًا لاكتشافه، ففي عام 1928م جمع العالم بول ديراك بين معادلة النسبية الخاصة لآينشتاين ونظرية الكم في معادلة واحدة لدراسة طبيعة الإلكترون، وخلص إلى نتيجة مفادها أنه يمكن وجود الإلكترون بشحنة سالبة، وإلكترون بشحنة موجبة، وشارك ديراك نتائج بحثه التي تفيد بأن لكل جسيم في الكون جسيماً شبيهاً له في الخصائص، ولكنه بشحنه معاكسة.[٢]
وبعد بضع سنوات قام عالم آخر يدعى كارل أندرسون (Carl Anderson) باكتشاف جسيم له نفس كتلة الإلكترون، ولكن شحنته موجبة، عند دراسته لاصطدام الأشعة الكونية عالية الطاقة بالغلاف الجوي للأرض، وأطلق عليه العلماء اسم البوزيترون، وحاز أندرسون على إثر ذلك على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1936م.[٢]
أين توجد المادة المضادة؟
توجد المادة المضادة بشكل طبيعي في الكون، فكما ذكر سابقًا اكتُشف البوزيترون نتيجة لاصطادام الأشعة الكونية عالية الطاقة بالغلاف الجوي للأرض، أيضًا أشارت بعض الأدلة على أن الطاقة في العواصف الرعدية تنتج البوزيترونات، ولكن نسبتها مقارنة بالمادة العادية نسبة قليلة.[٣]
تدعي بعض النظريات في الفيزياء إنتاج كميات متساوية من المادة والمادة المضادة، عند نشوء الكون، ووجد العلماء بعد دراسة المادة المضادة، أنها تتصرف بشكل مماثل للمادة العادية، ولكنها بشحنة معاكسة، لذلك فعند تلامس المادة مع المادة المضادة، فإنهما يلغيان بعضهما البعض، وينتج عن تلامسها الطاقة، وتفسر إحدى النظريات عدم وجود المادة المضادة بكثرة كالمادة العادية في الكون، أنه بعد الانفجار العظيم اختلت نسبة المادة والمادة المادة حيث أنتجت المادة بشكل أكبر من المادة المضادة، الأمر الذي سمح للمادة بإنشاء كوننا الحالي وهيمنتها عليه.[٢]
نظرية الانفجار العظيم (The Big Bang) هي النظرية التي تقترح أن الكون نشأ من نقطة واحدة (ذات كثافة ودرجة الحرارة عالية)، وتمدد من بعدها.
أيضًا استطاع البشر تصنيع المادة المضادة من خلال تسريع الجسيمات دون الذرية وتصادمها ببعضها في مصادم الهادرونات الكبير (Large Hadron Collider)، التابع لمختبر سيرن (CERN) الشهير، حيث نتج عن بعض تجارب الاصطدام إنتاج الهيدروجين المضاد، وهو المادة المضادة لعنصر الهيدروجين، ومضاد الهليوم، وهو المادة المضادة لعنصر الهيليوم، ويستُخدم البوزيترونات في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (Positron Emission Tomography (PET)) في عمليات المسح الطبي.[١][٢]
المراجع
- ^ أ ب "antimatter", byjus, Retrieved 25/8/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث "What is antimatter?", livescience, 13/12/2021, Retrieved 25/8/2022. Edited.
- ↑ "Explainer: What is antimatter?", phys, Retrieved 25/8/2022. Edited.
