ما هي المادة المضادة ؟

في كل فيلم خيال علمي تقريباً ، من المؤكد أنك ستسمع عن المادة المضادة - المادة المضادة للدوافع المضادة للمواد ، المجرات الكاملة المصنوعة من المادة المضادة ، وهكذا. تم استخدام المادة المضادة في الخيال العلمي لدرجة أن البعض منا ليس متأكداً حتى من كونه حقيقة أو خيالية. هنا تلميح: المادة المضادة حقيقية واكتشفة منذ زمن طويل.
بدأ الأمر كله مع بول ديراك ، الفيزيائي البريطاني ، الذي ابتكر في عام 1930 أول نظرية نسبية للإلكترون. لقد تم عمل ميكانيكا الكم قبل سنتين من النظرية (بواسطة ديراك وهايزنبرغ ، بشكل مستقل) ، لكن نظرية ديراك 1930 احتوت على رياضيات تماثل سلوك الإلكترون ، سواء من ميكانيك الكم أو من وجهة نظر النسبية (الإلكترونات تتحرك بالقرب لسرعات الضوء). توقعت نظريته أيضًا وجود مضاد للإلكترون. جسيم تماما مثل الإلكترون ، مع نفس الكتلة ولكن الشحنة معكوسة (أي موجبة) والعكس المغناطيسي المقابل. إذا قمت بإطلاق مثل هذا الجسيم في حقل مغناطيسي متعامد مع مسار الجسيم ، فإن مساره سوف ينحني عكس ذلك الخاص بحركة الإلكترون.

في عام 1932 ، لاحظ كارل أندرسون ، وهو عالم فيزياء أمريكي ، أثناء فحص مسارات الجسيمات التي تنتجها الأشعة الكونية ، مسارًا كان انحناءه متطابقًا مع انحناء الإلكترون ، ولكنه انقلب. بدلا من التقويس إلى اليمين ، منحني إلى اليسار. أطلق على هذا الإلكترون المشحون إيجابيا بوزيترون ، أول جسيم مضاد للمادة . تم اكتشاف العديد من الجسيمات المضادة منذ ذلك الحين. تم اكتشاف مضاد البروتون في عام 1955 من قبل E. Segre وزملاؤه في مختبر لورنس بيركلي باستخدام مسرع الجسيمات عالية الطاقة. تم اكتشاف معظم الجسيمات المضادة الأخرى في مسرعات الجسيمات تحت ظروف مصممة بعناية. كما أفادت العديد من المجموعات التجريبية عن بناء كيانات أكبر من مجرد جسيمات مضادة. في الواقع ، تم بناء جميع النوى المضادة ، على سبيل المثال نواة مضادة للهيدروجين ونظير مضاد للهليوم.

اعداد وترجمة/ فادي طارق 

المصدر