المادة المضادة

تاريخ النشر : 09/10/2014 التعليقات :0 الاعجابات :1 المشاهدات :2302
الكاتب حصة العتيبي

طالبة ماجستير علوم حاسب – مبرمجة.

المراجع يوسف عادل

المدقق ضحى العبد

المادة المضادة

المادة المضادة هي عكس المادة العادية،وبالتحديد أن الجسيمات دون الذرية من المادة المضادة لها خصائص العكس من تلك المادة العادية.  حيث يتم عكس الشحنة الكهربائية من تلك الجسيمات. تكون المادة المضادة جنباً إلى جنب مع المادة بعد الانفجار الكبير، ولكن اليوم المادة المضادة تعتبر نادرة في الكون، والعلماء غير متأكدين من السبب.

من أجل فهم المادة المضادة بشكل أفضل،يحتاج المرء معرفة المزيد عن المادة.فالمادة تتكون من ذرات، والتي هي الوحدات الأساسية من العناصر الكيميائية مثل الهيدروجين والهيليوم أو الأكسجين. كل عنصرلديه عدد معين من الذرات: مثلا ذرة الهيدروجين لديها ذرة واحدة؛ و الهليوم ذرتين؛ ….إلخ الكون الداخلي للذرة معقد،حيث يحتوي على الكثيرمن الجسيمات الغريبة تتميز بخصائص الدوران و “صفات مميزة”. لكن فهم الفيزيائيين لخصائص الذرة الداخلية حتى الآن يعتبر في مرحلة البداية. من وجهة نظربسيطة، الذرات لديها جزيئات تعرف باسم الإلكترونات، والبروتونات والنيوترونات في داخلها.

الجسيمات المضادة قلب الذرة يسمى النواة ويتكون من البروتونات (التي لها شحنة كهربائية موجبة) والنيوترونات (التي لها شحنة محايدة). أما الإلكترونات التي تكون في العادة سالبة الشحنة تحتل مدارات حول النواة. يمكن للمدارات أن تتغير اعتمادا على كيفية ” تحميس أو تنشيط ” الإلكترونات (أي مقدار الطاقة التي تحتويها ).

في حالة المادة المضادة،  يتم عكس الشحنة الكهربائية بالنسبة للمادة وفقا لما ذكرته ناسا(NASA). الإلكترونات المضادة (تسمى البوزيترونات) تتصرف مثل الإلكترونات و لكن لديها شحنة موجبة. البروتون المضاد- كما يوحي الاسم-هي البروتونات ذات شحنة سالبة. ذكرت ناسا NASAأن هذه الجسيمات المضادة للمادة (التي تسمى “الجسيمات المضادة”) تم توليدها ودراستها في مسرعات جسيمات ضخمة مثل مصادم هادرون الكبيرالتي تدارمن قبل CERN

(the European Organization for Nuclear Research -المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية). “المادة المضادة ليست مضادة للجاذبية” أضافت ناسا. “على الرغم من أنه لم يتم التأكد من هذه النظرية تجريبيا، لكن النظرية القائمة تتوقع أن المادة المضادة تتصرف كما تتصرف المادة العادية نحو الجاذبية.

أين هي المادة المضادة؟

يتم إنشاء جسيمات المادة المضادة في الاصطدامات فائقة السرعة.في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير، كان هناك طاقة فقط.  لكن عندما برد الكون وتمدد، النتيجة كانت أن جزيئات المادة والمادة المضادة  نشأت بكميات متساوية.

لماذا المادة العادية سيطرة على المادة المضادة ؟! هذا السؤال حتى الآن مطروح علمياً ليكتشفه العلماء.

تقترح إحدى النظريات أن المادة العادية نشأت أكثر من المادة المضادة في البداية، ذلك أنه حتى بعد الفناء المتبادل كان هناك ما يكفي من المادة العادية لتشيكل النجوم والمجرات والمخلوقات.

التنبؤ وجائزة نوبل :

المادة المضادة أول من تنبأ بها في عام 1928 كان الفيزيائي الإنجليزي بول ديراك ، الذي أطلقت عليه مجلة نيو ساينتست مسمى “أعظم منظر بريطاني منذ السيد إسحاق نيوتن”.

وضع ديراك المعادلة النسبية الخاصة لآينشتاين (التي تقول الضوء هو أسرع شيء يتحرك في الكون) وميكانيكا الكم (والذي يصف ما يحدث في الذرة) معاً وفقا لما ذكرته المجلة. اكتشف ديراك أن المعادلة تعمل مع الإلكترونات ذاتالشحنة السالبة أو مع الشحنات الموجبة.

بينما كان ديراك في البداية متردد حول نشر النتائج التي توصل إليها، لكن في نهاية المطاف أكد النظرية وتبناها وقال أن كل الجسيمات في الكون لها صورة طبق الأصل معكوسة.

اكتشف الفيزيائي الأمريكي كارل أندرسون البوزيترونات في عام 1932. وتلقى ديراك جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1933، وحصل على جائزة أندرسون في عام 1936.

سفينة الفضاء التي تعمل بالمادة المضادة؟

عندما تتفاعل جزيئات المادة المضادة مع جزيئات المادة، فإنها تفني بعضها البعض وتنتج الطاقة.

أدت هذه النظرية أن المهندسين توقعوا بأن المركبة الفضائية التي تستمد طاقتها من المادة المضادة قد تكون وسيلة فعالة لاستكشاف الكون.

ناسا تحذر من وجود ضريبة ضخمه تأتي مع هذه الفكرة: حيث تكلف حوالي 100 مليار دولار لإنشاء مليغرام من المادة المضادة. بينما يمكن الحصول على أقل بكثير من المليغرام من المادة المضادة عن طريق الأبحاث، وهو الحد الأدنى المطلوب الذي يكفي الحاجة للتطبيق.

“ولكي تكون مجدية تجاريا، فإن هذا السعر يجب أن ينخفض ​​بعامل 10،000 “.  لكن توليد الطاقة يخلق مشكلة أخرى: ” حيث تكلف المادة المضادة الكثير من الطاقة لإنشائها, أكثر بكثيرمن الطاقة التي سوف نحصل عليها بسبب تفاعل المادة المضادة عند استخدامها”

ولكن ذلك لم يمنع وكالة ناسا وغيرها من الجماعات البحثية من العمل لتحسين التكنولوجيا لجعل فكرة المركبة الفضائية التي تعمل بالمادة المضادة ممكنه. في عام  2012 قال ممثل عن المجموعة تاوري أنه من الممكن أن المادة المضادة يتم توفيرها ويتاح استخدامها حوالي 40-60 سنة في المستقبل.

أنشأت وكالة ناسا تقريرعام 2010 (بمساعدة من مجموعة تاوري وغيرها) أطلقت عليه “حدود التكنولوجيا: قدرات التقدم المفاجئ في المعرفة لاستكشاف الفضاء”، الذي يتكلم بالتفصيل عن إمكانية استخدام طاقة الانصهار النووي لتشغيل المركبات الفضائية.

التصميم يدعى الكريات (pellets) من الديوتريوم والتريتيوم (الهيدروجين الثقيل النظائر مع واحد أو اثنين من النيوترونات في النواة، خلافا للهيدروجين العادي الذي لا يوجد لديه النيوترونات).شعاع من البروتون المضاد يتم إشعاعه على الكريات, والتي من شأنها سحق طبقة داخلية من اليورانيوم. بعد ضرب البروتون المضاد اليورانيوم،  كلاهما سيدمر ويتم خلق منتجات الانشطار النووي التي من شأنها أن تثير الانصهار النووي. حيث يكون الانصهار النووي موجه ومسيطر عليه، هكذا يمكن تحريك المركبة الفضائية.

المصدر:

Live Science


شاركنا رأيك طباعة