تحقیقات نشان می‌دهد که آلبرت انیشتین نابغه در مورد پادماده درست می‌گفته است

اما دانشمندان در حال برداشتن گام‌های مهمی به سوی درک بهتر پادماده هستند. محققان روز چهارشنبه (۲۷ سپتامبر) اعلام کردند که برای اولین بار نشان داده‌اند که پادماده نیز مانند ماده به گرانش واکنش نشان می‌دهد: با سقوط. موفقیت این آزمایش بار دیگر نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین را تقویت می‌کند.

تحقیقات نشان می‌دهد که آلبرت انیشتین از خواص فیزیکی شکل ۱ استفاده کرده است. — شبیه‌سازی اتم‌های پادهیدروژن که در دستگاه ALPHA-g در مرکز تحقیقات هسته‌ای اروپا (CERN) در ژنو، سوئیس، سقوط می‌کنند. عکس: بنیاد ملی علوم ایالات متحده

همانطور که می‌دانیم، هر چیزی که می‌بینیم، از سیارات، ستارگان، سگ‌های پودل و آبنبات چوبی، از ماده معمولی تشکیل شده است. در همین حال، ضدماده دوقلوی مرموز ماده معمولی است که جرم یکسانی دارد اما بار الکتریکی آن مخالف است.

تقریباً تمام ذرات زیر اتمی، مانند الکترون‌ها و پروتون‌ها، دارای همتایان ضد ماده هستند. در حالی که الکترون‌ها بار منفی دارند، ضد الکترون‌ها که به عنوان پوزیترون نیز شناخته می‌شوند، بار مثبت دارند. به همین ترتیب، در حالی که پروتون‌ها بار مثبت دارند، ضد پروتون‌ها بار منفی دارند.

طبق این نظریه، بیگ بنگ که آغازگر جهان بود، باید مقادیر مساوی از ماده و پادماده را ایجاد می‌کرد. با این حال، به نظر می‌رسد پادماده بسیار کمی وجود دارد - و تقریباً هیچ پادماده‌ای روی زمین وجود ندارد. علاوه بر این، ماده و پادماده با هم سازگار نیستند. اگر با هم تماس پیدا کنند، منفجر می‌شوند.

این آزمایش در مرکز تحقیقات هسته‌ای اروپا (CERN) در سوئیس توسط محققانی از مرکز فیزیک لیزر ضد هیدروژن (ALPHA) انجام شد. این آزمایش شامل همتای ضد ماده هیدروژن، سبک‌ترین عنصر، بود.

جاناتان وورتله، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا و یکی از نویسندگان این مطالعه که در مجله نیچر منتشر شده است، گفت: «در زمین، بیشتر پادماده‌های طبیعی از پرتوهای کیهانی - ذرات پرانرژی از فضا - که با اتم‌های هوا برخورد می‌کنند و جفت‌های ماده-پادماده را ایجاد می‌کنند، ایجاد می‌شوند.»

این ضدماده تازه ایجاد شده تنها تا زمانی وجود دارد که به یک اتم ماده معمولی در جو پایینی برخورد کند. با این حال، ضدماده را می‌توان تحت شرایط کنترل‌شده، مانند آزمایش آلفا، سنتز کرد.

پادهیدروژن در یک محفظه خلاء استوانه‌ای قرار داشت و توسط یک میدان مغناطیسی در جای خود نگه داشته می‌شد. محققان میدان مغناطیسی را کم کردند تا پادماده را آزاد کنند تا ببینند آیا از گرانش دور می‌شود یا خیر. در شرایط مشابه، درست مانند هیدروژن رفتار می‌کرد.

جوئل فایانس، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این نتیجه توسط نظریه و آزمایش‌های غیرمستقیم پیش‌بینی شده بود... اما هیچ گروهی تا به حال آزمایش مستقیمی انجام نداده بود که در آن پادماده رها شود تا ببیند در کدام جهت سقوط می‌کند.»

وقتی انیشتین نظریه نسبیت عام خود - توضیحی جامع از گرانش - را توسعه داد، تمام مواد را معادل هم در نظر گرفت، به این معنی که پادماده نیز مانند ماده واکنش نشان می‌دهد. پادماده تا سال ۱۹۳۲ رسماً کشف نشد.

ویلیام برتشه، فیزیکدان و یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه منچستر در بریتانیا، که این آزمایش‌ها را در سرن انجام داده است، گفت: «من فکر می‌کنم این گواهی بر قدرت نسبیت عام و اصول معادل آن است.»

با نشان دادن اینکه ماده و پادماده توسط گرانش جذب می‌شوند، این آزمایش توضیح احتمالی برای کمبود قبلی پادماده را رد کرد: اینکه پادماده پس از بیگ بنگ به سمت دیگر رانده شده است.

در نهایت، فایانس، فیزیکدان، به این نکته اشاره می‌کند: «مهم نیست که نظریه چقدر خوب باشد، فیزیک هنوز یک علم تجربی است.»

هوانگ های (طبق گزارش CERN، UNSF، رویترز)

منبع