تظهر الأبحاث أن العبقري ألبرت أينشتاين كان على حق بشأن المادة المضادة

[إعلان 1]

لكن العلماء يحرزون تقدمًا هامًا نحو فهم أفضل للمادة المضادة. صرّح باحثون يوم الأربعاء (27 سبتمبر) بأنهم أثبتوا لأول مرة أن المادة المضادة تتفاعل مع الجاذبية بنفس طريقة المادة: بالسقوط. ويعزز نجاح التجربة مجددًا نظرية النسبية العامة التي وضعها الفيزيائي العبقري ألبرت أينشتاين.

تظهر الأبحاث أن ألبرت أينشتاين استخدم الظواهر الطبيعية في الشكل 1. — محاكاة لذرات الهيدروجين المضاد وهي تسقط في جهاز ألفا-جي في المركز الأوروبي للأبحاث النووية (سيرن) في جنيف، سويسرا. الصورة: المؤسسة الوطنية الأمريكية للعلوم

كما نعلم، كل ما نراه، من الكواكب والنجوم إلى كلاب البودل والمصاصات، يتكون من مادة عادية. أما المادة المضادة، فهي التوأم الغامض للمادة العادية، إذ لها الكتلة نفسها ولكن شحنتها الكهربائية معاكسة.

جميع الجسيمات دون الذرية تقريبًا، مثل الإلكترونات والبروتونات، لها نظائر من المادة المضادة. فبينما تحمل الإلكترونات شحنة سالبة، تحمل مضادات الإلكترونات، المعروفة أيضًا بالبوزيترونات، شحنة موجبة. وبالمثل، تحمل البروتونات شحنة موجبة، تحمل مضادات البروتونات شحنة سالبة.

وفقًا لهذه النظرية، كان من المفترض أن يُنتج الانفجار العظيم، الذي بدأ به الكون، كميات متساوية من المادة والمادة المضادة. ومع ذلك، يبدو أن المادة المضادة قليلة جدًا - وتكاد تنعدم على الأرض. علاوة على ذلك، فإن المادة والمادة المضادة غير متوافقتين. فإذا تلامسا، انفجرتا.

أُجريت التجربة في المركز الأوروبي للأبحاث النووية (سيرن) بسويسرا، على يد باحثين من مشروع تعاوني لفيزياء ليزر الهيدروجين المضاد (ألفا). وشملت التجربة استخدام المادة المضادة للهيدروجين، أخف العناصر.

وقال الفيزيائي جوناثان وورتيل من جامعة كاليفورنيا، والمؤلف المشارك في الدراسة المنشورة في مجلة نيتشر: "على الأرض، يتم إنشاء معظم المادة المضادة الطبيعية عندما تصطدم الأشعة الكونية - الجسيمات النشطة من الفضاء - بالذرات في الهواء وتشكل أزواجًا من المادة والمادة المضادة".

هذه المادة المضادة المُكوّنة حديثًا لا توجد إلا عند اصطدامها بذرة من مادة طبيعية في الغلاف الجوي السفلي. مع ذلك، يُمكن تصنيع المادة المضادة في ظروف مُتحكم بها، كما في تجربة ألفا.

وُضع الهيدروجين المضاد في حجرة تفريغ أسطوانية، وحُفظ في مكانه بواسطة مجال مغناطيسي. خفّض الباحثون شدة المجال المغناطيسي لتحرير المادة المضادة، ورأوا ما إذا كانت ستسقط بعيدًا عن الجاذبية. وقد تصرّفت المادة المضادة تمامًا مثل الهيدروجين في الظروف نفسها.

وقال جويل فاجانز، عالم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي والمؤلف المشارك في الدراسة: "تم التنبؤ بهذه النتيجة من خلال النظرية والتجارب غير المباشرة... ولكن لم تقم أي مجموعة على الإطلاق بإجراء تجربة مباشرة يتم فيها إسقاط المادة المضادة لمعرفة الاتجاه الذي تسقط فيه".

عندما وضع أينشتاين نظريته النسبية العامة - وهي تفسير شامل للجاذبية - عالج جميع المواد على أنها متساوية، أي أن المادة المضادة ستتفاعل بنفس طريقة تفاعل المادة. ولم تُكتشف المادة المضادة رسميًا إلا عام ١٩٣٢.

وقال الفيزيائي والمؤلف المشارك في الدراسة ويليام بيرتشي من جامعة مانشستر في المملكة المتحدة، والذي أجرى التجارب في سيرن: "أعتقد أن هذا دليل على قوة النسبية العامة ومبادئ التكافؤ الخاصة بها".

ومن خلال إثبات أن المادة المضادة والمادة تنجذبان بفعل الجاذبية، استبعدت التجربة تفسيراً محتملاً لندرة المادة المضادة السابقة: وهي أنها انجذبت إلى الجانب الآخر من الانفجار العظيم.

وأخيرا، توصل الفيزيائي فاجانز إلى الملاحظة التالية: "بغض النظر عن مدى جودة النظرية، فإن الفيزياء لا تزال علمًا تجريبيًا".

هوانغ هاي (وفقًا لـ CERN وUNSF ورويترز)

[إعلان 2]
مصدر