«المادة المضادّة». بالإنكليزية «أنتي ماتر» Anti Matter. يسمي العلماء كل الأشياء الملموسة والمحسوسة والقابلة للقياس بأنها مادة. ينطبق ذلك على الخشب والهواء وشحنات الكهرباء وغيرها. بالاختصار، المادة هي الأشياء التي تؤلّف الكون، بداية بالذرّة وصولاً إلى المجرات الكبرى. ماذا عن «مضاد المادة»؟ بتبسيط لا يخلو من الخطأ، إنها أشياء لها صفات نقيضة لكل ما نعرفه عن المادة بأنواعها كافة. والمقصود بالنقيض هو تمتع المادة المُضادة بخاصية أساسية مختلفة جذرياً عن نظيرتها في المادة. مثلاً، تتألف الذرّة من إلكترونات لها شحنة كهربائية سالبة، تدور حول نواة فيها نيوترونات خالية من الكهرباء، وبروتونات تحمل شحنات موجبة كهربائياً.
وتألف ذرّة المادة المُضادة من مُكوّنات لها صفات مناقضة تماماً، كأن يكون «الإلكترون» (يُسمى «بوزيترون» Positron) له شحنة كهربائية موجبة!
كما أن البروتون المُضاد («أنتي- بروتون») الذي يشبهه في كل شيء ما عدا قطبية الشحنة، وهناك ال «أنتي- نيوترون» الذي يشبه النيوترون في كل شيء، ما عدا طريقة دورانه. وباحتضار، كل جسيم مادي معروف في كوننا المنظور، يجد «مرآته» في جسيم يتناسب معه من المادة المُضادة.
ماذا يحدث عند لقاء ذرّة من المادة مع ذرة من «مُضاد المادة»؟ يفترض أن يتصادم الطرفان في انفجار يؤدي إلى إلغائهما وزوالهما معاً! ويترافق الانفجار مع صدور طاقة وحزم من أشعة «غاما» أيضاً. ولوقت قريب، ظنّ العلماء أن المادة المُضادة ربما توجد في أكوان أخرى، وأن توليدها في مختبرات الفيزياء النوية، يتطلب جهوداً ضخمة وآلات مُعقّدة، مثل حال «مُصادم هادرون الكبير» Large Hadron Collider.
ولكن، فريقاً من علماء الفضاء في أميركا لهم رأي آخر، إذ توصّلوا إلى أن المادة المُضادة موجودة، الآن وهنا، فوق رؤسنا تماماً، بالأحرى قرب السحب المطيرة، التي تسير في أولى طبقات الغلاف الجوي!
الرعد أكثر من مجرد صوت
سجّل تلسكوب الفضاء «فيرمي» Fermi الذي تديره «الوكالة الأميركية للفضاء والطيران» (ناسا) والمصمّم لالتقاط انبثاقات موجات أشعة «غاما» الفضائية، ظاهرة غير مألوفة في الغلاف الجوي للأرض. ولم يكن العلماء لاحظوا هذه الظاهرة، على رغم قربها منهم، ما أثار إحساساً عارماً بالدهشة في أوساطهم. فقد رصد «فيرمي» حزماً من المادة المُضادة تتشكّل داخل العواصف الرعدية، مترافقة مع وميض أشعة «غاما» الصادرة عن البرق.
والمعلوم أن «غاما» أشعة نوية تصدر من المواد المُشعة مثل اليورانيوم، أو من الانفجارات الذريّة. ويرصد العلماء حدوث قرابة 500 وميض يومياً لأشعة «غاما» في الغلاف الجوي، لكنها تمرّ غالباً من دون أن تُلاحظ.
وفي اجتماع ل «الجمعية الفلكية الأميركية» American Astronomical Society في مدينة سياتل، أوضح مايكل بريغز، عضو الفريق المشرف على تلسكوب «فيرمي» الفضائي، أن بعض هذه الومضات من أشعة غاما تعطي دلالات أكيدة على أن العواصف الرعدية تنتج حزماً من المادة المُضادة.
ويحتوي كل جسيم مُفرد من طاقة «غاما» («فوتون» غاما) على 511 كيلوإلكترون-فولت، وهي تساوي الطاقة الكامنة في كتلة مشابهة من الإلكترونات أو البوزترونات، ما يؤكّد أن تصادم الندّين العدوّين (المادة والمادة المُضادة) يؤدي إلى تلاشيهما، مع حدوث تدفق كبير من أشعة «غاما».
وفي مختبرات الفيزياء الذرية، من المُستطاع توليد جسيم البوزترون (وهو مُضاد الإلكترون) بتوجيه دفق من أشعة «غاما» تفوق طاقته 1022 كيلوإلكترون- فولت نحو نواة إحدى الذرّات الثقيلة، بحيث يؤدّي كبح هذه الأشعة إلى تلاشيها، مع ولادة فورية للجسيمن المتعاكسين: الإلكترون والبوزترون.
وشك العلماء طويلاً في أن انبثاقات أشعة «غاما» الأرضية تصدر عن الحقول الكهربائية الشديدة في أعالي العواصف الرعدية. في مثل هذه الظروف، يصبح الحقل الكهربائي كبيراً بما فيه الكفاية، بحيث يؤدي إلى انهيار الذرّات وانفلات مجموعات من الإلكترونات المتحرّكة. وتزيد سرعة هذه الإلكترونات بفضل الحقل الكهربائي القوي، فتصل إلى ما يقارب سرعة الضوء. وعندها، تتولّد أشعة «غاما»، من النوع الذي لاحظه تلسكوب الفضاء «فيرمي»، على هيئة انبثاقات أرضية. لكن اصطدام بعض من هذه الإشعاعات (التي تتمتع بطاقة محدودة) بجزيئات الهواء يضع حداً نهائياً لها، كما ينقل طاقتها إلى «زوج» من الجسمين المتضادين» الإلكترون والبوزترون. وتصل هذه الجسيمات إلى مدار «فيرمي»، بعد أن تنزلق على خطوط الحقل المغناطيسي الأرضي.
وتألف ذرّة المادة المُضادة من مُكوّنات لها صفات مناقضة تماماً، كأن يكون «الإلكترون» (يُسمى «بوزيترون» Positron) له شحنة كهربائية موجبة!
كما أن البروتون المُضاد («أنتي- بروتون») الذي يشبهه في كل شيء ما عدا قطبية الشحنة، وهناك ال «أنتي- نيوترون» الذي يشبه النيوترون في كل شيء، ما عدا طريقة دورانه. وباحتضار، كل جسيم مادي معروف في كوننا المنظور، يجد «مرآته» في جسيم يتناسب معه من المادة المُضادة.
ماذا يحدث عند لقاء ذرّة من المادة مع ذرة من «مُضاد المادة»؟ يفترض أن يتصادم الطرفان في انفجار يؤدي إلى إلغائهما وزوالهما معاً! ويترافق الانفجار مع صدور طاقة وحزم من أشعة «غاما» أيضاً. ولوقت قريب، ظنّ العلماء أن المادة المُضادة ربما توجد في أكوان أخرى، وأن توليدها في مختبرات الفيزياء النوية، يتطلب جهوداً ضخمة وآلات مُعقّدة، مثل حال «مُصادم هادرون الكبير» Large Hadron Collider.
ولكن، فريقاً من علماء الفضاء في أميركا لهم رأي آخر، إذ توصّلوا إلى أن المادة المُضادة موجودة، الآن وهنا، فوق رؤسنا تماماً، بالأحرى قرب السحب المطيرة، التي تسير في أولى طبقات الغلاف الجوي!
الرعد أكثر من مجرد صوت
سجّل تلسكوب الفضاء «فيرمي» Fermi الذي تديره «الوكالة الأميركية للفضاء والطيران» (ناسا) والمصمّم لالتقاط انبثاقات موجات أشعة «غاما» الفضائية، ظاهرة غير مألوفة في الغلاف الجوي للأرض. ولم يكن العلماء لاحظوا هذه الظاهرة، على رغم قربها منهم، ما أثار إحساساً عارماً بالدهشة في أوساطهم. فقد رصد «فيرمي» حزماً من المادة المُضادة تتشكّل داخل العواصف الرعدية، مترافقة مع وميض أشعة «غاما» الصادرة عن البرق.
والمعلوم أن «غاما» أشعة نوية تصدر من المواد المُشعة مثل اليورانيوم، أو من الانفجارات الذريّة. ويرصد العلماء حدوث قرابة 500 وميض يومياً لأشعة «غاما» في الغلاف الجوي، لكنها تمرّ غالباً من دون أن تُلاحظ.
وفي اجتماع ل «الجمعية الفلكية الأميركية» American Astronomical Society في مدينة سياتل، أوضح مايكل بريغز، عضو الفريق المشرف على تلسكوب «فيرمي» الفضائي، أن بعض هذه الومضات من أشعة غاما تعطي دلالات أكيدة على أن العواصف الرعدية تنتج حزماً من المادة المُضادة.
ويحتوي كل جسيم مُفرد من طاقة «غاما» («فوتون» غاما) على 511 كيلوإلكترون-فولت، وهي تساوي الطاقة الكامنة في كتلة مشابهة من الإلكترونات أو البوزترونات، ما يؤكّد أن تصادم الندّين العدوّين (المادة والمادة المُضادة) يؤدي إلى تلاشيهما، مع حدوث تدفق كبير من أشعة «غاما».
وفي مختبرات الفيزياء الذرية، من المُستطاع توليد جسيم البوزترون (وهو مُضاد الإلكترون) بتوجيه دفق من أشعة «غاما» تفوق طاقته 1022 كيلوإلكترون- فولت نحو نواة إحدى الذرّات الثقيلة، بحيث يؤدّي كبح هذه الأشعة إلى تلاشيها، مع ولادة فورية للجسيمن المتعاكسين: الإلكترون والبوزترون.
وشك العلماء طويلاً في أن انبثاقات أشعة «غاما» الأرضية تصدر عن الحقول الكهربائية الشديدة في أعالي العواصف الرعدية. في مثل هذه الظروف، يصبح الحقل الكهربائي كبيراً بما فيه الكفاية، بحيث يؤدي إلى انهيار الذرّات وانفلات مجموعات من الإلكترونات المتحرّكة. وتزيد سرعة هذه الإلكترونات بفضل الحقل الكهربائي القوي، فتصل إلى ما يقارب سرعة الضوء. وعندها، تتولّد أشعة «غاما»، من النوع الذي لاحظه تلسكوب الفضاء «فيرمي»، على هيئة انبثاقات أرضية. لكن اصطدام بعض من هذه الإشعاعات (التي تتمتع بطاقة محدودة) بجزيئات الهواء يضع حداً نهائياً لها، كما ينقل طاقتها إلى «زوج» من الجسمين المتضادين» الإلكترون والبوزترون. وتصل هذه الجسيمات إلى مدار «فيرمي»، بعد أن تنزلق على خطوط الحقل المغناطيسي الأرضي.
يعطيك اآآلف عآآآآآآآآآآآآفية ياعسل
~~~~~~~~(():,.)
