المادة المضادة هي مفهوم رائع في الفيزياء الحديثة. دعونا نستكشف خصائصه المثيرة للاهتمام:

1. التعريف:
– تتكون المادة المضادة من الجسيمات المضادة، وهي نظيرات الجسيمات الموجودة في المادة العادية.
– هذه الجسيمات المضادة لها نفس كتلة الجسيمات المقابلة لها ولكنها تمتلك شحنة كهربائية معاكسة واختلافات أخرى في الخصائص الكمية.
– على سبيل المثال، الإلكترون (ذو الشحنة السالبة) لديه شريك من المادة المضادة يسمى البوزيترون، والذي له نفس الكتلة ولكن بشحنة موجبة.

2. حدوث طبيعي:
– تحدث المادة المضادة بشكل طبيعي في عمليات مثل تصادمات الأشعة الكونية وأنواع معينة من التحلل الإشعاعي.
– ومع ذلك، تم ربط جزء صغير فقط من هذه الجسيمات المضادة معًا بنجاح لتكوين ذرات مضادة في التجارب.
– يعد توليد كميات مجهرية من المادة المضادة أمرًا صعبًا للغاية بسبب تكلفته وصعوبات التعامل معه.

3. الخلق الاصطناعي:
– أنشأ العلماء جسيمات المادة المضادة باستخدام مسرعات الجسيمات مثل مصادم الهادرونات الكبير (الموجود بالقرب من جنيف والذي تديره المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية).
– تنتج التجارب في CERN الهيدروجين المضاد (توأم المادة المضادة للهيدروجين) وحتى عناصر أكثر تعقيدًا مثل الهيليوم المضاد.
– وعلى الرغم من هذه الجهود، فإن إجمالي الإنتاج الاصطناعي لا يزال ضئيلا (فقط بضعة نانوجرامات).

4. الإبادة والطاقة:
– عندما تلتقي المادة والمادة المضادة، يفني كل منهما الآخر، وتطلق الطاقة.
– تنتج عملية الإبادة هذه أشعة جاما مكثفة، ونيوترينوات، وأحيانًا أزواج من الجسيمات والجسيمات المضادة أقل كتلة.
– في الكون الذي تهيمن عليه المادة، لا تستمر المادة المضادة لفترة طويلة بسبب الإبادة المتبادلة.

5. سر الهيمنة:
– بعد وقت قصير من الانفجار الكبير، تم إنتاج كل من المادة والمادة المضادة.
– إذا كانت المادة والمادة المضادة تتصرفان بشكل متماثل (كما تظهر التجارب)، فيجب أن تفنيا تمامًا، دون ترك أي شيء وراءهما.
– ومع ذلك، فإن كوننا تهيمن عليه المادة. ويظل السبب وراء تفوق المادة على المادة المضادة لغزًا كبيرًا.

باختصار، المادة المضادة حقيقية وغامضة. إنه يلعب دورًا حاسمًا في تطبيقات مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، والعلاج الإشعاعي، والتصوير الصناعي، بينما يطرح أيضًا أسئلة حول وجود الكون.

المصدر: What is antimatter?