پادماده

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پادماده

PositronDiscovery.jpg
نابودی
Particles and antiparticles.svg

پادماده (به انگلیسی: Antimatter) مانند ماده از ذراتی به نام پادذره تشکیل شده‌است، که با ذرات معمولی فرق دارند. در ضد ماده بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده‌است.

به عنوان مثال ذره‌ای به نام پوزیترون وجود دارد که تمام ویژگی‌هایش به جز بار الکتریکی مشابه الکترون است. پوزیترون حامل بار مثبت است در حالی که بار الکترون منفی است. (البته نباید پوزیترون را با ذره باردار مثبت دیگر، یعنی پروتون، اشتباه گرفت. پروتون تقریباً ۲۰۰۰ بار سنگین تر از الکترون است. به علاوه پروتون دارای زیر ساختارهایی به نام کوارک است. از طرف دیگر، پوزیترون هم جرم الکترون است و تا آنجا که می‌دانیم پوزیترون و الکترون هیچ‌کدام دارای زیر ساختار نیستند) فیزیکدانان ذرات، پوزیترون را پادمادهٔ الکترون می‌دانند .

در برخورد انرژی بالا، بخشی از انرژی جنبشی به ماده تبدیل می‌شود و می‌توان با انتخاب مناسب ذرات برخورد کننده، پادذره‌ها را تولید کرد. و قیمت ۱ گرم از این ماده چیز حدود ۲۵ میلیارد الی ۶۵ تریلیون دلار است.

تاریخچه[ویرایش]

دیراک فیزیکدان معروف در ۱۹۲۸ چنین استنباط کرد که همهٔ مواد می‌توانند در دو حالت وجود داشته باشند. وی در آغاز نظریهٔ خود را در مورد الکترون بیان کرد و اظهار داشت که باید ذراتی به نام ضد الکترون هم وجود داشته باشد. این گفته تحقق یافت و فیزیکدان آمریکایی کارل اندرسون در ۱۹۳۲ ضد الکترون یا پوزیترون را کشف کرد. پس از اکتشاف دیراک و اندرسون، سرانجام در اکتبر ۱۹۵۵ ایی لوگسلر، فیزیکدان اهل ایتالیا توانست در شتاب‌دهنده بیوترون در آزمایشگاهی در کالیفرنیا، پاد پروتون و یک سال بعد ۱۹۵۶ پاد نوترون را آشکار کند. اما دانشمندان پا را فراتر گذاشته و در پی ساخت پاد اتم و پاد مولکول برآمدند.

محل یافت پادماده[ویرایش]

پادماده به‌طور طبیعی در زمین یافت نمی‌شود، به غیر از موارد بسیار نادر و با عمر بسیار کوتاهی که از نتیجه تباهی هسته‌ای و پرتوهای کیهانی به وجود می‌آیند. زیرا پادماده‌هایی که در زمین و خارج از آزمایشگاه‌های خاصی موجود می‌باشند با برخورد با مواد معمولی، نابود می‌شوند. پادذره‌ها و بعضی از پادماده‌های پایدار (مانند ضدهیدروژن)، می‌توانند به مقدار بسیار اندکی تولید شوند، ولی نه به اندازه‌ای که تمام خواص فیزیک-نظری آن‌ها را مورد آزمایش بتوان قرار داد. پادماده در تماس با هر نوع ماده‌ای از بین می‌رود و محققان برای نگهداری و به دام‌اندازی آن از یک قفس میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی به نام دام پنینگ استفاده می‌کنند.[۱]

واقعیت این است که کاربردهای عملی پادماده کماکان در محدوده علمی-تخیلی قراردارد. در حال حاضر نابودی پوزیترون توسط الکترون, کلید روشن تشخیص پزشکی است که تحت عنوان پرتونگاری تابش پوزیترون یا به اختصار PET شناخته می شود.

هزینه[ویرایش]

با بهای تخمینی ۳۰ میلیارد دلار برای هر گرم پوزیترون و ۶۲.۵ تریلیون دلار برای هر گرم پادهیدروژن، گفته می‌شود که پادماده پرهزینه‌ترین مادهٔ موجود می‌باشد. در نتیجه می‌توان گفت که گران‌ترین ماده روی زمین، پادماده است که حتی از چندین ترلیون کیلوگرم الماس هم بیشتر ارزش دارد.

پادماده در فرهنگ مردمی[ویرایش]

به عنوان نمونه در فیلم های:به سوی ستارگان یا فرشتگان و شیاطین و کتاب آن وفلش و کراس اور بحران در زمین های بینهایت به موضوع پادماده اشاره شده‌است.

منابع[ویرایش]

  1. Blaum, K.; Raizen, M. G.; Quint, W. (2014). "An experimental test of the weak equivalence principle for antihydrogen at the future FLAIR facility". International Journal of Modern Physics: Conference Series. 30: 1460264. Bibcode:2014IJMPS..3060264B. doi:10.1142/S2010194514602646. hdl:11858/00-001M-0000-001A-152D-1.
  • Tipler, Paul; Ralph Llewellyn (2002). Modern Physics, 4th ed. , W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4345-0.
  • Dieter B. Herrmann: Antimaterie. Auf der Suche nach der Gegenwelt. 2. Auflage. Beck, München 2004, ISBN 3-406-44504-7