نخستین بررسی دقیق ضدماده
اگر جهان کاملا متقارن بود، نه سیاره ای در آن به وجود می آمد و نه انسانی چرا که در آن صورت در لحظات آغازین کیهان، تعدادی مساوی از ذرات و پاد ذرات به وجود می آمد و این ذرات و پادذرات، به سرعت با همدیگر برخورد کرده و به فوتون‌های نور تبدیل می‌شدند. یکی از مهم‌ترین توضیح‌ها درباره این عدم تقارن این است که قوانین فیزیک به گونه ای به نفع ماده باشد که در آغاز، ذرات بیشتری نسبت به پادذرات در جهان ایجاد شده باشد. در این صورت، آنچه امروزه در جهان می‌بینیم، چیزی نیست جز همان ذرات اضافی (مابقی ذرات و پادذرات، همدیگر را نابود کرده‌اند). در اواسط دهه ۱۹۶۰، دو فیزیکدان به نام های «جیمز کرونین» و «وال فیچ» توسط آزمایشی نشان دادند که در حدود ۰٫۲ درصد از واپاشی نوعی از ذرات بنیادی، تقارن را نقض می‌کند، همه از نتایج این آزمایش شگفت‌زده شدند. کیهان شناسان در همان زمان اعلام کردند نتایج مزبور ممکن است علت باقی ماندن ماده در جهان را توضیح دهد. اما هنوز هم سوالات بسیاری در مورد این مساله، بی پاسخ مانده است. با این حال شناسایی ضد ماده و مطالعه روی آن یکی از مهم‌ترین زمینه‌های مطالعاتی در فیزیک است.
به گزارش سیناپرس و به نقل از خبرگزاری مهرهیدروژن نخستین عنصر در جدول تناوبی است و شامل یک الکترون است که به دور پروتون می چرخد. آنتی هیدروژن شامل یک آنتی الکترون یا پوزیترون و یک آنتی پروتون است. اگر پوزیترون و الکترون با یکدیگر برخورد کنند، یکدیگر را به نابودی می‌کشانند و انرژی آزاد می‌شود. در صورت برخورد پروتون و آنتی پروتون نیز این اتفاق می‌افتد. زیرا جهان مملو از الکترون، پروتون و ترکیب‌های مختلف این دو است. بنابراین بسیار سخت می‌توان هرکدام از پادماده را برای مدتی طولانی دور از یکدیگر نگه داشت.
این دقیقا همان چالشی است که فیزیکدانان موسسه سرن در بخش لیزر آنتی هیدروژن دستگاه‌های فیزیکی(ALPHA) به آن پرداخته‌اند. آنها در یک بطری مغناطیسی نوعی خلا ایجاد کردند. سپس ذرات پوزیترون و آنتی پروتون‌ها را به درون آن ریختند. به طور ایده‌آل این دو ذره با یکدیگر ترکیب شده و آنتی هیدروژن را به وجود می آورند. بطری نیز پادماده را ثابت نگه می دارد و سپس دانشمندان می توانند آن را با لیزر مطالعه کنند.چند سال قبل دانشمندان توانستند آنتی هیدروژن را به مدت ۱۵ دقیقه در مکانی ثابت نگه داشته و مطالعه کنند. اما در آخرین تلاش دانشمندان سرن آنها توانستند بخش بعدی ماموریت خود را تکمیل کنند؛ آنها با استفاده از لیزر ساختار آنتی هیدروژن را بررسی کردند.ii
جفری هانگست سخنگوی ALPHA می گوید: «این بخش فعالیت ما واقعا شبیه داستان های علمی تخیلی بود، کسی باور نمی‌کرد بتوان پادماده را در جایی ثابت نگه داشته و آن را مورد مطالعه قرار داد». هانگست و همکارانش برای نخستین مرتبه طیف سنجی آنتی هیدروژن را انجام دادند و به وسیله این روش ساختار داخلی اتم‌های آن را بررسی کردند. پروژه بعدی ALPHA که براساس این کشف بنا نهاده شده، شامل اندازه‌گیری دقیق سطح آنتی‌هیدروژن است. محققان با مقایسه سطح انرژی آن با هیدروژن معمول درک بهتری از تمایز‌های ماده و پاد ماده خواهند داشت. پادماده مانند ماده از ذراتی به نام ضدضربه تشکیل شده‌است، که با ذرات معمولی فرق دارند. در ضد ماده بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده است.
No tags for this post.
