همنشین بهار: تاریخ جهان از ماموت تا فیسبوک (۷۲) ضدماده، همان ماده است اما متضاد آن

…
فایل صوتی

تاریخ، یک علم است. البته نه به معنی اخص کلمه= science، علمِ شناخت و تفسیر گذشته‌ی انسان‏‌ها در پرتو حال، که بر اساس روش‏‌ها، گزینش‏‌ها و تفسیرهای مورخان به دست می‏‌آید. توجه داشته باشیم که اصطلاح علم به معنای ساینس science (علم به معنای اخص)، Knowledge (شناخت) و Discipline (گزاره‌های متعددی که ارتباط منطقی بین آنها وجود دارد) هر سه – به کار می‌رود.
…
در بخش گذشته به موارد زیر اشاره شد:
ترور میرزاده عشقی
پیمان لوکارنو
مرگ درویش‌خان
تولد تلویزیون
کشف پنی‌سیلین توسط الکساندر فلمینگ
رکود بزرگ اقتصادی در ۱۹۲۹
تولد الوین تافلر
پایان کار اسماعیل آقا سیمیتکۆ، و
مرگ احمدشاه قاجار
…
کمی پیش از آنکه احمدشاه جان بسپارد و کار امثال اسماعیل آقا سیمیتکۆ، در ایران یکسره شود، در اروپا در حوزه تاریخ علم اتفاق مهمی می‌افتد و این بخش را به آن اختصاص می‌دهم. تاریخ علم، به چگونگی وقایع علمی و نیز، تبیین چرایی وقوع آن‌ها می‌پردازد. البته، تاریخ علم با تحلیل فلسفی ـ منطقی علم درآمیخته‌ و نمی‌توان آن‌را بدون تبعیت از تاریخ عمومی نوشت.
…
سال ۱۹۲۸ «پُل دیراک» Paul Dirac فیزیکدان بریتانیایی و از پایه‌ریزان مکانیک کوانتومی، بحث ضدماده(پادماده) Antimatter را پیش می‌کِشد و باب جدیدی برای شناخت ماده می‌گشاید. دیراک پیش‌بینی ذره‌ای را نمود که هایزنبرگ بعدها گفت مهمترین کشف قرن ۲۰ می‌تواند باشد.
…
دیراک چنین استنباط کرد که همه‌ی مواد می‌توانند در دو حالت وجود داشته باشند و در مورد الکترون استدلال کرد که باید ذراتی به نام ضدالکترون هم داشته باشیم. استباط ریاضی و حاصل مطالعات او، چند سال بعد تحقق یافت و فیزیکدان آمریکایی کارل اندرسون در ۱۹۳۲، ضدالکترون یا پوزیترون(پوزوتیو-الکترون) را کشف کرد. دو دهه پس از اکتشاف دیراک و اندرسون، امیلیو جینو سگره Emilio Gino Segrè و دیگران صحبت از ضدپروتون و ضدنوترون هم کردند.
یادآور شوم که برخی دیراک را (از نظر سواد ریاضی و مبانی نظری) تنها رقیب واقعی معاصر انیشتین می‌دانند، و شماری همانند استیون هاوکینگ، از دیراک بعنوان «بزرگترین فیزیکدان نظری از زمان اسحاق نیوتن تا کنون» نام برده‌اند.

به دلیل تاثیری که دستاوردهای دیراک باقی گذاشت و پرسش‌هایی که خلق کرد، ازجمله اینکه آیا می‌‌توان انرژی را هم به ماده تبدیل نمود؟ – این قسمت را به دیدگاه وی در مورد ضدماده و موضوعات جانبی آن اختصاص می‌دهم.
ابتدا باید با برخی کلید واژه‌ها آشنایی نسبی داشته باشیم. ازجمله:
Elementary Particles ذرات بنیادی، تعریف ماده، اصل هم‌ارزی جرم و انرژی Mass–energy equivalence، و از این قبیل…
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
جهان ما از ذرات بنیادی تشکیل شده‌است
در زﻣﺎن‌های دور ﻣﺮدم ﻓﮑﺮ می‌کردﻧﺪ ﮐﻪ همه ﭼﻴﺰ از ﻋﻨﺎﺻﺮ ﭼﻬﺎرﮔﺎﻧﻪ، یعنی ﺁب، ﺧﺎک، ﺁﺗﺶ و هوا ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ و ﻣﻌﺘﻘﺪ بودﻧﺪ ﮐﻪ اﻳﻦ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺑﺎ هم سر ستیز دارند. ﺁب را ﻣﺘﻀﺎد ﺁﺗﺶ، و هوا را ﻣﺘﻀﺎد ﺧﺎک ﻣﯽ‌داﻧﺴﺘﻨﺪ. اما، ﻃﻮﻟﯽ ﻧﮑﺸﻴﺪ ﮐﻪ ﻓﻬﻤﻴﺪﻧﺪ دﻧﻴﺎ پیچیده‌تر از آن ‌است که فکر می‌کنند.
…
اتم Atom در زیان یونانی ناگسستنی و تقسیم‌ناپذیر معنا می‌دهد و خیلی‌ها آن را ذرّه ابتدایی و بنیادی Fundamental particle می‌پنداشتند، اما بعد از ﺗﻬﻴﻪ و تدوین ﺟﺪول ﺗﻨﺎوﺑﯽ(جدول مندلیف)، معلوم شد اﺗﻢ هم تقسیم‌پذیر است و دو ﺑﺨﺶ ﻣﺠﺰا دارد. (هسته و اﻟﮑﺘﺮون‌ها)
در جدول تناوبی، عناصر شیمیایی بر اساس عدد اتمی(تعداد پروتون‌ها) چیده‌ می‌شوند.
…
ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻓﺸﺮدﮔﯽ هسته اتم، هسته، ذره بنیادی تصور شد اﻣﺎ بزودی معلوم گردید هسته اتم نیز، از ذرات ﮐﻮچک‌تر ﭘﺮوﺗﻮن و ﻧﻮﺗﺮون ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ‌اﺳﺖ.
گفتند و نوشتند پروتون و نوترون و الکترون، ذرات بنیادی عالم هستند و نمی‌توان آنها را به اجزای کوچکتری تقسیم کرد، اما تبدیل پروتون و نوترون به یکدیگر در برخی واکنش‌های هسته‌ای و آزمایش‌های پیشرفته‌تری که در شتاب دهنده‌های ذرات بنیادی انجام شد، نشان داد که آن‌ها نیز، در ذرات کوچکتری به نام «کوارک» quark ریشه و لانه دارند.
ﮐﻮارک‌ها ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﻘطه در هندﺳﻪ، از ﭼﻴﺰ دﻳﮕﺮی ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻧﺸﺪﻩاﻧﺪ و بعبارتی ﺑﻨﻴﺎدﻳﻦ محسوب می‌شوند و ﺑﺨﺶ اﻋﻈﻢ ﻣﺎدﻩ ‫ﻣﻮﺟﻮد در ﻋﺎﻟﻢ را ﺗﺸﮑﻴﻞ ﻣﯽدهند. تاکنون شش نوع کوارک شناخته شده‌است که از شرح آن می‌گذرم…
…
برای نگه‌داشتن کوارک‌ها کنار یکدیگر و اینکه از هم وا نروند، چسب و سریشم مخصوصی لازم است! این وظیفه به عهده ذرات دیگری است که «گلئون» Gluon نام دارند. دانشمندان معتقدند، کوارک‌ها، باضافه الکترون، گلئون، فوتون، ذره(بوزون) هیگز Higgs boson و چند ذره دیگر می‌توانند از پس توضیح و تشریح همه پدیده‌های جهان برآیند.
تشریح ساختمان جهان و تکامل آن بر اساس خواص و کنش و واکنش ذرات بنیادی Elementary Particles صورت می‌گیرد. ذرات بنیادی توسط نیروهای گرانشی، هسته‌ای و الکترومغناطیسی به هم پیوند یافته‌اند.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ماده چیست؟
دانشمندان در مورد تعریف دقیق ماده Matter، نظر واحدی ندارند. گفته می‌شود هر آنچیزی است که به شکل فیزیکی در جهان وجود دارد. هرآنچه حجم و جرم داشته باشد.
البته تمام ذرات با جرم، دارای حجم(به معنی کلاسیک) نیستند، برای مثال کوارک‌ها(یکی از اجزای پایه‌ای تشکیل‌دهنده ماده) و لپتون‌ها(خانواده‌ای از ذرات بنیادی) اندازه و حجم مؤثری ندارند. برای فوتون‌ها هم، نمی‌توان جرم سکون Invariant mass تعریف کرد و مانند ماده در نظر گرفته نمی‌شود.
(البته فوتون جرم مؤثر گرانشی دارد…)
…
در گذشته، اصطلاح ماده پدیده‌هایی چون نور یا صدا را در بر نمی‌گرفت. مفهوم ماده اکنون به هر گونه چیزی که دارای جرم، حتی در حالت سکون باشد نیز، گسترش یافته است ولی باز تعریف ماده جامع و کامل نیست. چرا؟ چون جرم یک شئی خود می‌تواند در نتیجهٔ حرکت و تعامل انرژی‌های(احتمالاً بدون جرم) بوجود آید.
(جرم یعنی مقاومت جسم در برابر شتاب در هنگام اعمال نیرو، البته جرم در حوزه‌های گوناگون تعریف‌های متفاوتی دارد. جرم با وزن متفاوت است.)
…
واژهٔ ماده به عنوان یک اصطلاح کلی برای تمام اشیاء فیزیکی قابل مشاهده، استفاده می‌شود. زمین، هوا، درخت، میز، صندلی، ستارگان و غبارهای کیهانی…و همهٔ چیزهایی که در زندگی روزمره در اطراف و اکناف ما وجود دارد و ساخته شده از اتم‌ها است. که آن‌ها هم به نوبه خود، از کنش و واکنش هسته(پروتون و نوترون)، و ابری از الکترون در مدار پیرامون هسته ساخته شده‌اند.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
اصل هم‌ارزی جرم و انرژی
آیا می‌‌توان انرژی را به ماده تبدیل نمود؟ آری، اما تنها وقتی که با دوقلوی خود، یعنی ضدماده همراه شود و نکته قابل توجه در مورد ضدماده این است که بفرض که بشود ردّش را گرفت و به تور بیافتد! از مقداری که باید باشد، خیلی حیلی کمتر است.
هم اکنون، یکی از معتبرترین مراکز علمی جهان به نام CERN سرن (آزمایشگاه فیزیک ذرات بنیادی) تبدیل انرژی به ماده را دنبال می‌کند. در مورد این موضوع، همچنین ضدماده(پادماده) کمی بعد توضیح می‌دهم.

ابتدا به مشهورترین فرمول فیزیک یعنی E=mc² که آلبرت اینشتین، در توضیح رابطه میان جرم و انرژی بارها به کار برده، توجه کنیم.
این معادله (E=mc²) اصل هم‌ارزی جرم و انرژی Mass–energy equivalence را بیان کرده و نشان می‌دهد انرژی برابر است با حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت نور.
در فرمول فوق، E به معنای انرژی یک سامانه فیزیکی، m جرم سیستم (جرم در حال سکون) و c سرعت نور در خلاء (تقریباً ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه) می‌باشد. بنا بر فرمول فوق، ماده و انرژی به هم تبدیل می‌شوند.
…
ما تبدیل ماده به انرژی را تجربه کرده‌ایم. پرسش این بود که آیا انرژی هم به ماده تبدیل می‌شود؟ آری، اما تنها وقتی که با ضدماده همراه شود.
توجه داشته باشیم که عمل فتوسنتز یعنی فرایندی زیست‌شیمی که در آن، انرژی نورانی خورشید توسط گیاهان و برخی از باکتریها به انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در مواد غذایی آن‌ها تبدیل می‌شود، یک تبدیل انرژی به ماده نیست چون در غذا‌سازی گیاهان، خورشید نقش اجاق را بازی می‌کند.
…
بنا بر اصل هم‌ارزی جرم و انرژی، ذرات و ضد ذرات را می‌توان از انرژی تولید کرد و بعکس از ترکیب ذرات و ضد ذرات می‌توان ایجاد انرژی نمود.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تبدیل انرژی به ماده یکی از زیباترین پدیده‌های عالم
تبدیل انرژی به ماده یکی از شگفت‌انگیزترین و در عین حال زیباترین پدیده‌های عالم است و البته پرسش‌های قابل تأملی پیش می‌آورَد. برای فهم بهتر این موضوع، «چگالی انرژی» Energy density را در نظر بگیریم.
چگالی انرژی به زبان ساده اشاره به جمع همه‌ انرژی‌ها با طول موج‌های گوناگون است.
چگالی یا دانسیته = مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده
…
وقتی مقدار بسیار عظیمی انرژی در جای خیلی کوچکی تلمبار و فشرده می‌شود، ذرات جدیدی بوجود می‌آیند. ذراتی که مثل دوقلوها جفت هستند، و انگاری قرینه همدیگرند، منظور ذره و ضدذره است که همیشه با نسبت دقیقاً معادل ۵۰/۵۰ تولید می‌شوند.
شاید این تبدیل و خلق جدید، مثل فیلم‌های تخیلی جلوه کند، اما این کاری است که هم‌اکنون شتاب‌دهنده‌ها دارند با برخورد پروتون‌ها انجام می‌دهند.
…
هر ثانیه، میلیارد‌ها ذره و ضدذره، به کمک برخورد‌ دهنده بزرگ هاردون Large Hadron Collider تولید می‌شوند. این کار توسط دهها دانشمند در سرن صورت می‌گیرد. سرن، بزرگ‌ترین آزمایشگاه فیزیک ذره‌ای جهان است که در سال ۱۹۵۴ در بخش شمال‌شرقی شهر ژنو در کشور سوییس در مجاورت مرز فرانسه ایجاد شده‌است.
در این آزمایشگاه، دسته‌های پروتون(هسته اتم‌های هیدروژن) بوسیله شتاب دهنده‌هایی که سرعت این ذرات را تا سرعت ۹۹/۹۹۹۹۹۹۱ درصد سرعت نور می‌رسانند، به داخل یک تونل تزریق می‌شوند. پروتون‌ها، در یک تونل ۲۷ کیلومتری شتاب گرفته و به اندازهٔ ۱۴ تریلیون الکترون ولت انرژی می‌گیرند و با هم برخورد می‌کنند…(…)
…
هفدهم نوامبر ۲۰۱۰، دانشمندان در این مرکز برای نخستین‌بار، خطوط طیفی دقیقی را بر روی یک اتم‌ ضدماده مشاهده کرده و بعبارت دیگر از ضدماده «اثر انگشت» گرفتند. این اواخر صحبت از این بود که مقدار بسیار بسیار ناچیزی از آن را در آزمایشگاه رصد کرده‌اند. (حدود ۱۰ نانوگرام nanagrams)
در دستگاه متریک، میکروگرم معادل یک میلیونیم گرم است. نانوگرام به مراتب، به مراتب از این مقدار هم ناچیز‌تر است.
…
ضد‌ماده به محض برخورد با هر ماده‌ای نابود می‌شود، دانشمندان توانستند برای نگهداری مولکول ضدماده در آزمایشگاه از نیروی مغناطیسی استفاده کنند و مولکول ضد هیدروژن را در محفظه‌ای مغناطیسی به‌طور معلق نگه دارند.
…
در سال ۲۰۱۴، سه فیزیک‌دان کالج سلطنتی لندن، ماشین «برخورددهنده فوتون-فوتون» ساختند و فوتون‌های با انرژی بالا را به جای پروتون‌های با انرژی بالا (که سرن CERN آن را انجام می‌دهد) بکار بردند. پیامد تصادم این فوتون‌ها، نوعی تبدیل انرژی به ماده، و شکل‌گیزی شمار بسیار زیادی زوج الکترون-پوزیترون بود.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
پُل دیراک،از ضدماده غبارزدایی کرد
به آغاز بحث برگردیم. نخستین کسی که از ضدماده غبارزدایی کرد، پل دیراک فیزیکدان بریتانیایی بود. وی تصریح می‌کرد ضدماده در حقیقت نقطه مقابل ماده است و برای هر اتم ماده یک اتم ضدماده وجود دارد با جرم و شکل برابر. بعبارت دیگر ضدماده، همان ماده است اما متضاد آن.
دیراک، وجود ضد ذرات را در تقابل با ذرات متناظرشان پیش‌بینی می‌کرد. مشاهدات تجربی هم تایید کردند که به ازای هر نوع ذره‌ای یک ضدذره(پادذره) متناظر آن وجود دارد. برای توضیح مطلب به زبان ریاضی، در معادله ساده زیر ببینیم جای ایکس چه عددی باید باشد؟
X به توان دو =چهار
X می‌تواند هم دو باشد، هم منهای دو.

دو به توان دو، می‌شود چهار. منهای دو به توان دو، نیز ۴ می‌شود.
بگذریم…
درواقع، ضدماده از ذراتی به نام ضدذره تشکیل شده‌ که با ذرات معمولی فرق دارند. در ضدماده(بر عکس ماده)، بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است. برای مثال، الکترون را در نظر بگیریم. جرمی بسیار کم و بار الکتریکی منفی دارد. ضدذره آن، پوزیترون(پوزیتیو-الکترون)، دقیقاً همان جرم را دارد اما با بار مثبت الکتریکی.
…
بار الکتریکی به کنار، هر دو ذره مشابه و کاملا با ثبات هستند و همین موضوع برای پروتون و ضدپروتون هم وجود دارد.
«رولف لاندوا» Rolf Landua، مدیر بخش آموزشی سرن گفته‌است:
دنیای ساخته شده از ضدماده درست همان شکل و حس و بوی دنیای ما را دارد. در آن ضد دنیا، چه بسا ضد آب را پیدا کنیم، ضد طلا و ضد هر چیز دیگر، برای مثال، یک ضد تیله.
(تیله توپ توپُر کوچکی از جنس شیشه است که معمولاً داخل آن رگه‌های شیشهٔ رنگی قرار داده شده‌)
…
حالا در نظر بگیریم یک تیله و ضد تیله به هم برخورد کنند هر دو کاملاً ناپدید می‌شوند با برق بزرگی از انرژی معادل یک بمب اتمی. چرا؟ چون ترکیب ماده و ضدماده چنان انرژی عظیمی ایجاد می‌کند.
فیلم‌های علمی تخیلی پر از ایده‌هایی از استقاده انرژی‌های ذخیره‌شده در ضدماده است. مثلاً برای سوخت سفینه‌هایی مانند پیشتازان فضا. با این همه انرژی ذخیره ضدماده، یک میلیارد بار بیشتر از سوخت‌های معمولی است.
…
اگرچه فیزیکدانانی چون دیراک و اندرسون و امیلیو جینو سگره، به کند و کاو در ضدماده پرداختند اما، هیچ‌گونه شواهد تجربی مبنی بر وجود توده‌ای از ضدماده در جایی از جهان قابل مشاهده، به دست نیامده‌است. البته ذرات منفی با بار الکتریکی منفی و هم‌جرم پروتون، کم نیست.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
میزان ماده و ضدماده در گیتی با هم برابر نیست
تقارن بنیادی قوانین فیزیک(نظریه سی‌پی‌تی=CPT symmetry) تضمین می‌کند که ذره و ضدذره، جرم و طول زندگی دقیقا یکسان و بار الکتریکی دقیقا یک‌اندازه و مخالف هم داشته باشند و این «عدم تقارن» که امروزه میزان ماده و ضدماده در گیتی با هم برابر نیست، خودش مسأله است. براستی چه چیزی این عدم تقارن را ایجاد کرده‌است؟
آیا به این خاطر است که ضدذرات، برانگیختگی‌های مخالفی در میدان‌های کوانتومی دارند، بنابراین وقتی یک ذره و ضدذره بهم می‌رسند همدیگر را خنثی و نابود می‌کنند؟
…
ظاهراً بیگ بنگ(مه‌بانگ) مقدار مساوی ماده و ضدماده تولید کرده‌است، که باید با هم زد و خورد کرده، یکدیگر را از بین برده‌ باشند. مثلاً پروتون‌ها باید با ضدپروتون‌ها برخورد کرده و از بین رفته باشند و همینطور تمام ذرات بنیادی.
می‌بایست خروجی این اوضاع، فقط دریای بزرگی از فوتون‌ در جهان باشد، اما اینگونه نیست. چرا میزان ماده از ضدماده بیشتر است؟ آیا گیتی از همان اول با برتری اندک ماده شروع شده‌است یا اینکه در آغاز متقارن بوده‌ اما با گذر زمان، گروهی از پدیده‌ها موجب بر هم زدن تعادل به نفع ماده شده‌است؟…
آندره دیمیترویچ ساخاروف(فیزیکدان روسی) و دیگران برای حل این معما کوشیده‌اند و هنوز این مسأله روی میز فیزیکدان‌هاست.
…
برگردیم به ضدماده
درواقع، ضدماده تصویر شبح وار همان ماده آشنای معمولی است و به کمک تکنولوژی، می‌توان آن را (هرچند در مقدار خیلی کم، خیلی کم) در شتاب دهنده‌های ذرات تولید کرد اما، تا کنون در طبیعت، آنتی‌پروتون‌هایی که الکترون‌ها با بار مثبت، دُورشان بگردند پیدا نشده‌است. چنانچه واقعاً ضدماده در دسترس بود و با ماده درمی‌آمیخت، انرژی بسیار بسیار عظیمی می‌توانست آزاد کند که شدت انفجارش اصلاً قابل تصور نیست.
…
هنگامی که الکترون یک ماده با پوزیترون ضدماده برخورد می‌کند یکدیگر را نابود می‌کنند و در اثر این برخورد انرژی به شکل پرتو گاما (پرتویی الکترومغناطیسی با بسامد بالا – فرکانس بالا – و در نتیجه انرژی بالا) آزاد می‌شود، میزان انرژی آزاد شده در اثر این برخورد چنان زیاد است که به طور مثال اگر یک کیلو از ماده با یک کیلو ضدماده برخورد کند انرژی حاصل از این برخورد سه هزار بار بیشتر از انرژی آزاد شده در انفجار اتمی هیروشیما است.
…
جنگ‌افروزان از گذشته در فکر سلاح ضدماده‌ای Antimatter weapon هم بوده‌اند که در آن از انرژی ضدماده به عنوان منبع انرژی انفجار استفاده می‌شود. گرچه به قول توماس هابز «انسان، گرگ انسان است»، اما ساخت چنین سلاح هولناکی به علت نبود تکنولوژی لازم و همین‌طور هزینه بالای ساخت آن فعلاً در دستور کار ازمابهتران نیست. البته دستاوردهای علمی فقط به کار کینه و جنگ نمی‌آید. برای مثال، از گسیل پوزیترون، برای «توموگرافی» tomography (برش نگاری) استفاده می‌شود.
(PET scan روشی نوینی که در پزشکی، کاربرد پژوهشی فراوانی دارد.)
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
چرا همه ضدماده از بین رفت و فقط ماده باقی ماند؟
فیزیکدانان می‌گویند انرژی یک گرم از ضدماده برای راندن یک خودرو، هزار بار دور زمین کافی‌است. در یکی از برنامه‌های مه‌بانگ، از آقای دکتر علی نیری چیزی بدین مضمون شنیدم که «اگر به اندازه یک قاشق اتم ضد هیدروژن داشتیم، این می‌توانست تا ۱۰۰ سال برق مورد نیاز کلان شهری مثل نیویورک را تهیه کند»
…
اینجا یک سؤال پیش می‌آید. چرا از ضدماده برای تولید انرژی استفاده نمی‌‌شود؟ دلیلش این است که ضدماده در اطراف ما وجود ندارد تا از آن استفاده کنیم. باید ضدماده بسازیم قبل از آنکه آن را بسوزانیم و احتیاج به یک میلیارد بار انرژی بیشتر برای ساختنش داریم تا از آن استفاده کنیم.

آیا ممکن است که مقداری ضدماده در فضای خارج (مثلاً در یک ضدسیاره) باشد و ما روزی بدستش آوریم؟ به گفته آقای رولف لاندوا مدیر بخش آموزشی سرن چند دهه قبل شماری از دانشمندان فکر می‌کردند که این ممکن است اما امروز روشن شده، نشانی از مقدار قابل توجهی ضدماده وجود ندارد و این عجیب است چون باید همان قدر ضدماده وجود داشته باشد که ماده در جهان وجود دارد، ضدذره‌ها و ذره‌ها باید به تعداد مساوی وجود داشته باشند. خب چی شده که اینطور نیست؟ آیا ضدماده کم شده؟ چی بر سر آن آمده‌است؟!
برای اینکه بفهیم چه اتفاقی افتاده، باید تا بیگ بنگ(مه‌بانگ) عقب برویم، و برگردیم به لحظه‌ای که جهان ایجاد شد.
می‌دانیم مقدار عظیمی انرژی به ماده تبدیل گشت و جهان اولیه ما حاوی مقدار زیادی ماده و ضدماده بود. اما تنها یک ثانیه بعد، بیشتر ماده و تمام ضدماده یکدیگر را از بین بردند و مقدار عظیمی تشعشعات که حتی امروز دیده می‌شود را ایجاد کردند. تنها نزدیک به صد میلیونیم مقدار ماده اولیه در اطراف پخش و پلا شد و درواقع، هیچ ضدماده‌ای باقی نماند.
چرا همه ضدماده از بین رفت و فقط ماده باقی ماند؟ آیا ما «شانس» آوردیم و در تغییر فازی که عالم از آن گذر کرد، یک عدم تقارن بین ماده و ضدماده پیش آمد؟
اگر این «اتفاق» نیافتاده بود، هیچ ذره‌ای، هیچ ذره‌ای در هیچ جای جهان وجود نمی‌داشت و همینطور هیچ موجود انسانی.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
پانویس
طبق قانون نسبیت اینشتین E=mc² هم انرژی می‌تواند به ماده و هم ماده می‌تواند به انرژی تبدیل شود(هم ارزی ماده و انرژی)
در خورشید در هر لحظه ماده به انرژی تبدیل می‌شود اما برای تبدیل انرژی به ماده باید یک میدان کوانتومی قوی داشت و انفجار بزرگ(بیگ بنگ=مه‌بانگ)، بهترین نمونه تبدیل انرژی به ماده است.
نظریه مِه‌بانگ مدل کیهان‌شناسی پذیرفته‌شده جهان، از کهن‌ترین دوران شناخته‌شده و تکامل آن در مقیاس بزرگ است.
…
گفته می‌شود تولید زوج الکترون-پوزیترون توسط فوتون‌های با انرژی بالا، همچنین تبدیل پرتوهای کیهانی به مزون M-Meson در جو زمین و سپس تولید الکترون، نمونه‌هایی از تبدیل انرژی به ماده در طبیعت هستند.
آیا در واکنشهای هسته‌ای هم، انرژی تبدیل به ماده می‌شود؟
…
یکی از استادان فیزیک ایران، «دکتر جلال صمیمی» تعریف می‌کرد که یکی از مشغولیت‌هایش کند و کاو در پدیده تبدیل انرژی به ماده و فوران‌گرهای پرتو گاما (GamaRay Burst) GRB بوده‌است.

منابع
The Riddle of AntiMatter

…
What happened to antimatter? – Rolf Landua

…
Tara Shears – Antimatter: Why the anti-world matters

…
Out of Pure Light, Physicists Create Particles of Matter
http://www.rochester.edu/news/show.php?id=747
…
دکتر علی نیری، مه بانگ ۴۸، ماده و پادماده
دکتر جلال صمیمی، پرتوهای گاما…«مجله فیریک» شماره ۸۵ و ۸۶، (بهار و تابستان ۱۳۸۳)
دکتر جلال صمیمی «فورانگرهای پرتو گاما»، گفتگوی دکتر صمیمی با مجله نجوم (سال ۱۳۷۷. شماره‌های ۷۹ و ۸۰)
«مدل استانداردِ» فیزیک ذرّات، قصه‌ای ناتمام
نوشته‌های خودم در ویکی‌پدیا

Out of Pure Light, Physicists Create Particles of Matter
Converting energy into matter isn’t completely new to physicists. When they smash together particles like protons and anti-protons in high-energy accelerator experiments, the initial particles are destroyed and release a fleeting burst of energy. Sometimes this energy burst contains very short-lived packets of light known as “virtual photons” which go on to form new particles. In this experiment scientists observed for the first time the creation of particles from real photons, packets of light that scientists can
observe directly in the laboratory. (…)..
http://www.rochester.edu/news/show.php?id=747

«تاریخ جهان از ماموت تا فیسبوک» ادامه خواهد داشت

در همین زمینه
تاریخ جهان دادگاه جهان است
http://www.hamneshinbahar.net/index.php?page=history
بخش‌های دیگر «تاریخ جهان از ماموت تا فیسبوک»
http://www.hamneshinbahar.net/index.php?page=otherm
…
سایت همنشین بهار
http://www.hamneshinbahar.net

نظرات

نظر (به‌وسیله فیس‌بوک)