پاد ماده هم ذره است هم موج!

پاد ماده هم ذره است هم موج!

پاد ماده (Antimatter) یکی از جالب‌توجه‌ترین مفاهیم علم فیزیک مدرن بوده که بر اساس تازه‌ترین تحقیقات دانشمندان، همانند ماده رفتاری ذره‌ای و موجی دارد. در ادامه با ما همراه باشید.

اخیرا، محققان آزمایش‌های جالب‌توجهی در مورد پاد ماده (Antimatter) انجام داده‌اند که برخلاف تصورات پیشین، نشان داد که این نوع ماده همانند آنچه به وفور در اطراف خود می‌بینیم، هم ذره است هم موج! در این مطلب به بررسی تازه‌ترین تحقیقات انجام شده بر روی پاد ماده خواهیم پرداخت. با گجت نیوز همراه باشید.

رفتار ذره‌ای و موجی پاد ماده

مدت زیادی است که فیزیکدانان به این نتیجه رسیده‌اند که تمامی آنچه در اطراف ما وجود دارد، شامل نور، اشکال مختلف انرژی و حتی تمامی اتم‌هایی که بدن ما را به وجود آورده‌اند، هم‌زمان به صورت ذره و موج هستند. به این مسئله در فیزیک نوین «دوگانگی موج-ذره» گفته می‌شود و در آزمایش‌های مختلف، رفتار دوگانه‌ی ذرات گوناگون به صورت مکرر مشاهده می‌شود.

اما پاد ماده که به غیر از داشتن بار الکتریکی و اسپین مخالف، تفاوت چندانی با مواد معمولی اطراف ما ندارد، به این راحتی‌ها مورد آزمایش قرار نمی‌گیرد. از آنجایی که به دست آوردن چنین ماده‌ای نیازمند استفاده از شتاب‌دهنده‌های فوق‌العاده بزرگ و پیشرفته ذرات است، مقدار زیادی پاد ماده برای انجام آزمایش‌های گوناگون در دسترس دانشمندان نیست و به همین دلیل، دوگانگی موج-ذره این نوع از مواد تا پیش از این تایید نشده بود.

مواد معمولی دور و بر ما از اتم تشکیل شده‌اند و این اتم‌ها هم در خود الکترون دارند؛ برای پاد ماده، ذرات معادل الکترون با نام پوزیترون شناخته می‌شوند و اخیرا محققان کشف کرده‌اند که پوزیترون‌ها به صورت واحد رفتاری موجی و ذره‌ای دارند. برای این کار، ورژن پیچیده‌تری از «آزمایش دو شکاف» انجام شد. این آزمایش برای اولین بار در سال ۱۹۲۷ نشان داد که الکترون‌ها هم ذره و هم موج هستند و از طریق تاباندن جریانی از الکترون‌ها به صفحه‌ای که دو شیار داشت، ماهیت موجی الکترون‌ها را به دانشمندان نشان داد.

البته آزمایش دو شکاف در ابتدا رفتار موجی دسته‌ای از الکترون‌ها را نشان داد و انجام این کار برای تک ذره‌های الکترون تا سال ۱۹۷۶ امکان‌پذیر نبود.

پاد ماده هم ذره است هم موج!

شماتیک آزمایش دو شکاف برای پاد ماده

تا پیش از این دیده شده بود که تاباندن جریان پوزیترون‌ها به یک صفحه بازتابنده، باعث می‌شود که این پاد ذرات رفتار موجی داشته باشند؛ اما همان‌طور که در مورد الکترون‌ها دیدیم، انجام چنین تستی بر روی تک ذرات پوزیترون و عملی کردن آزمایش دو شیار تا قبل از تحقیق اخیر برای دانشمندان امکان‌پذیر نبود.

برای انجام تحقیقات اخیر که مقاله آن مدتی پیش در ژورنال “Science Advances” منتشر شد، دانشمندان ایتالیایی و سوئیسی دست به دست هم دادند تا برای اولین بار، نوعی پرتو کم انرژی پوزیترون را برای عملی کردن آزمایش دو شیار روی پاد ماده، تولید کنند. وقتی هم که پرتو مورد نظر به سطحی با چندین شیار تابانده شد تا ورژنی پیچیده‌تر از آزمایش تست شود، رفتار موجی ذرات مورد نظر به خوبی مشهود بود.

یکی از فیزیکدانان دانشگاه پلی تکنیک میلان به نام پائولا اسکامپولی (Paola Scampoli)، می‌گوید که نتایج به دست آمده توسط تیم پژوهشی او خصوصیت موجی بودن پوزیترون‌ها و تابعیت آن‌ها از قوانین پایه‌ای مکانیک کوانتوم را به خوبی نشان می‌دهد. این پژوهش‌ها دروازه‌ها را به روی تحقیقات پیچیده‌تر در مورد مواد عجیب و غریب‌تری که فیزیکدانان با آن‌ها سر و کار دارند، باز می‌کند و گفته شده که در قدم‌های بعدی، محققان قصد دارند تا موضوعات پیچیده‌ای مثل جاذبه را از دیدگاه فیزیک کوانتوم مورد بررسی قرار دهند.

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*

یک دیدگاه

  1. واقعا مطالب جدیدی و عالی بود
    مخصوصا که خودم راجب به این موضوعات کلی مطلب خوندم و واقعا برام لذت بهش بود خیلی ممنونم
    عالی بود 🌹