Home / مقالات علمی / دنیای کوانتوم / ماده و ضدماده
ماده و ضدماده

ماده و ضدماده

ترجمه و گردآوری: آرش آریامنش

 

*تقریبا همه چیز در جهان هستی از ماده تشکیل شده –زمین هوا من شما – ستارگان و غبارهای کیهانی همگی از جنس ماده اند – منظور اینه همه اینها از الکترون و کوارک ساخته شده اند البته گاهی اوقات از ذرات نایابی مثل { میون ها –ذرات تاو – نوترینوها } همه این ذرات در بنیادی ترین شکل خود یک برانگیختگی در میدانهای کوانتومی هستند – همونطور که میدونیم در ازای هر ذره یک پاد ذره نیز هست ولی مخالف ان هم هست که مسبب ان برانگیختگی برعکسی در میدان کوانتومی است که تمام خصوصیات ان ذره را حفظ کرده بجز بار الکتریکی که بار مخالف ذره اصلی خواهد بود – از اونجا که پاد ذرات برانگیختگی های مخالفی در میدان های کوانتومی دارند وقتی یک ذره و پاد ذره بهم میرسند باعث خنثی شدن و نابودی هم میشن .. این تقریبا مشابه این مثال ریاضی که جذر عدد 4 میشه 2 .. دو و منفی دو که هر دو دارای مقدار یکسان ولی با علامتهای مخالف هم هستند وقتی این دو پاسخ رو جمع کنیم یکدیگر رو خنثی میکنند .. هر ذره ی بنیادی یک پاد ذره دارد … مثل پاد کوارکها – پاد نوترینوها –پاد میونها – پاد تاو ها و البته { پاد الکترونها که بهش میگیم پوزیترون } از انجایی که پاد ذرات اساسا با ذرات معمولی بجز در بار الکتریکی یکسان هستند انها هم میتوانند به شکل مشابهی با هم ترکیب شوند و ضد پروتون ها – ضد اتم ها – ضد مولکول ها و اساسا هرجیزی از یک ضد مورچه تا یک ضد کوه را تولید کنند همینطور میتونیم یک اتم واقعا سرد از پوزیترونیوم بسازیم که شبیه هیدروژن هست با این تفاوت که بجای گردش یک الکترون به دور پروتونش این بار یک الکترون به دور یک پوزیترون میگردد و تا زمانی که انها در یک میلیاردیوم ثانیه یکدیگر را نابود کنند —- چون برخورد ضد ماده با ماده معمولی باعث نابودی انها میشود ساختن اجحسام بزرگ از پاد ماده واقعا سخت و در حال حاظر ما فقط توانایی ساخت چند صد اتم ضد هیدروژن در یک زمان داریم – که وقتی انها باعث نابودی هم میشن انرژی حاصل از اونها و ضد ماده باید در جایی ظاهر شود بهمین دلیل از نابودی ماده و ضد ماده به عنوان نوعی بمب یاد میشه اما تولید طبیعی ضد ماده بسیار مشکله پس بر خلاف بمب شکاف هسته ای اورانیوم که به ما این اجازه را میدهد تا از انرژی ذخیره شده در اورانیومی استفاده کنیم که برای اولین بار به شکل طبیعی در یک انفجار ابرنواختری تولید شد –شما مجبورید برای ساخت یک بمب ضد ماه خودتان ضد ماده مورد استفاده را بسازید شما با ایجاد اشوب در فضای خالی این کار رو انجام میدهید که به برانگیختگی سازنده ی ماده و ضد ماده میانجامد باید برای این کار از یک شتاب دهنده ذرات یا فوتونهای پر انرژی نور استفاده شود – از قضا فوتونها دارای بار الکتریکی صفر هستند پس ضد ماده خودشان محسوب میشوند درست همونطور که عدد صفر با منفی صفر برابره همیشه ریاضی با ضد ماده گره خورده است – ریاضیات کوانتومی نسبیتی وجودِ ضد ماده را از قبل کشف ان پیش بینی کرده بود – این حقیقت که ضد ماده بسیار کمی در جهان هست نشان دهنده دو نکته است : یک نکته خوب اینه اگر در اطرافِ ما ضد ماده بود ما رو نابود میکرد ..نکته دوم یک معماست اینکه ماده و ضد ماده اساسا یکسان و ایینه ی هم هستندچرا که بیگ بنگ مقدار ماده ی به مراتب بیشتری نسبیت به ضد ماده تولید کرد ؟ هیچ کس نمیدونه ولی برای فیزیک دانها پاسخش مهمه

 

**پاول دیراک فیزیک دان و ریاضی دان برجسته بریتانیایی –پدر فیزیک کوانتومی نسبیتی- در سال 1926 فرمول بندی عمومی از فیزیک کوانتوم بدست اورد و نشان داد که در فیزیک کوانتوم بر اساس فرمول بندی “ورنر هایزنبرگ ” و فیزیک کوانتومی که بر اساس مکانیک موجی شرودینگر بود … یک نوع هم ارزی وجود دارد . دیراک در 1928 پیش بینی ذره ای را کرد که هایزنبرگ بعدها گفت این مهمترین کشف قرن 20 میتواند باشد . دیراک پیش بینی وجود ضد ذرات را کرد . ضد ذره ذراتی هستند مثل ذره های معمولی که همه خصوصیاتشان شبیه ذره معمولی است اما بار الکتریکی مخالفی دارند . مثلا الکترون بار منفی دارد و ضد الکترون که اصطلاحا پوزیترون گوییم بار مثبت دارد . در سال 1932 “کارل اندرسون ” اولین پوزیترون که در اثر برخور پرتوهای کیهانی به اتمسفر زمین بود را کشف کرد وهم دیراک هم اندرسون جایزه نوبل را بردند . در اثر برخورد ذره و ضد ذره انرژی خلق میشود . ثانیه هایی پس از بیگ بنگ در اثر یک سازو کار که برای ما کاملا شناخته شده نیست به نظر میاید از برخورد یک تریلیون ذره با یک تریلیون ضد ذره انرژی تابشی به وجود میاید که همچنان در عالم نیز هست . فقط یک ذره باقی ماند که نهایتا باعث شکل گیری ستارگان و کهکشانها بعدها شد . از انجایی که برخورد ذره و ضد ذره به ما انرژی تحویل میدهد . همیشه یافتن ضد ذره ارزوی دانشمندان بوده است که اگر اینگونه شود ما به منبع لایزال انرژی دست یافتیم . از کاربردهای ضد ذره : یک گرم ضد ماده انرژی معادل دو برابر بمب اتمی هیروشیما دارد . اگر یک کیلوگرم ضد هیدروژن داشته باشیم میتواند سوخت ماشین ما را برای طی کردن ده هزار بار دور زمین تامین کند . یک کیلوگرم ضد ماده انرژی معادل 90000 تریلیون ژول تولید میکند و میدانیم نیروگاه های اتمی میتوانند 1500 میلیون وات برق تولید کنند و انرژی مورد نیاز برق سالانه ایران حدود 40-45 هزار مگاوات ساعت است . یک کیلوگرم ضد ماده برابر با 2.87 میلیارد کیلووات ساعت است و همین مقدار میتواند سوخت ماشین شما را بدون وقفه تا صدها هزار سال تامین کند!!! ساخت ضد ماده و مهارش بسیار دشوار میباشد . برای تولید یک گرم ضد ماده باید 100 میلیارد دلار خرج کرد . در ال اچ سی شتاب دهنده بزرگ ذرات در سرن سوییس از هر 90 هزار تریلیون پروتون فقط 50 میلیون ضد پروتون به دست میاید تازه از این مقدار فقط شایدد بشه چند میلی گرم ضد هیدروژن تولید کرد که عمر بسیار کوتاهی دارد انهم فقط چند دقیقه . ذره و ضد ذره از انرژی به وجود میایند . و اینها چند ثانیه بعد تازه ذرات میتوانند با ضد ذرات تلفیق شوند و انرژی عظیمی خلق کنند . ضد ذرات در صنعت نظامی پزشکی نیز مصارف بسیار زیادی میتواند داشته باشد .

One comment

  1. علم صرفا در جهتی حرکت میکنه که به نظر من با کشفیات جدید داره یک طرف پازل و تکمیل میکنه ،در صورتی که برای توصیف جهان باید از فلسفه هم کمک گرفت
    علم درواقع یک طرف قضیه رو داره میبینه
    مثلا؛
    اگر ماده و ضد ماده رو در یک طرف معادله قرار بدیم در طرف دیکر معادله میتونیم غیر ماده و ضد غیر ماده رو قرار بدیم
    علم هیچوقت نمیتونه پاسخی برای توجیه غیر ماده و ضد غیر ماده. داشته باشه
    پس به ناچار باید از فلسفه کمک گرفت تا توانست که به تعریفی جامع از کیهان رسید
    البته بنده به عنوان یک محقق دارم در زمینه ی غیر ماده و ضد غیر ماده ای تحقیق میکنم و اطمینان دارم که چنین چیزی هست اما هنوز به اطلاعات جامعی که قابل ارائه باشه دست پیدا نکرده ام

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

Scroll To Top