عكس الأمر

مراجعة كتابية عن المادة المضادة لـ Frank Close.

رصيد الصورة: https://bookscomefirst.com/tag/particle-physics/

لذا ، التقطت هذا الكتاب المثير للاهتمام لفيزيائي الجسيمات في أوكسفورد فرانك كلوك في نهاية الأسبوع الماضي

فرانك إغلاق. مصدر الصورة

بالنسبة لي ، كنت أفكر دائمًا في إبطال المادة باستخدام المادة المضادة كشيء لمفهوم عالمي آخر على الرغم من الفكرة البسيطة السطحية التي تقف وراءها - المسألة والمواد المضادة فقط تلغي بعضهما البعض بشكل صحيح؟

لقد كان الأمر أكثر تعقيدًا قليلاً ، ويقوم موقع Close بعمل رائع لتقسيمه إلى القارئ.

عند التفكير في أول رد فعل عنيف يحدث في عملية الإبادة عندما تهم ملامسات المادة المضادة ، بدأت أتخيل شيئًا مشابهًا لما يحدث عند رمي كتلة من الفلزات القلوية ، مثل الصوديوم ، في البحيرة.

هناك لحظة من إطلاق الطاقة العالية حيث يحل الصوديوم محل واحد من الهيدروجين في الماء لإعطاء هيدروكسيد الصوديوم وغاز الهيدروجين ، وقبل الانفجار الكبير مباشرة ، سطح البحيرة التي دخلت فيها الصوديوم في بعض الأحيان يتم إشتعال النار فيها.

رصيد الصورة: مستخدم ويكيميديا ​​كومور Tavoromann.

ومع ذلك ، في كتاب فرانك كلوز "المادة المضادة" ، نكتشف الجوانب الوجودية الفعلية لما يسمى هذا الشيء "المادة المضادة".

يناقش Close في عمله الاختلافات بين المادة المضادة من المقياس العياني ومن ثم إلى المقاييس الذرية والذرية ، وذلك من خلال مجموعة من الخصائص لتحديد سبب تفاعل المادة المضادة والمادة بدقة في مثل هذا التسلسل المدمر ، وما يحدث بالفعل أثناء ذلك التفاعل .

علاوة على ذلك ، فإن المادة المضادة لها أهمية على الأسئلة الأكثر جوهرية في عالمنا وتشكيله عندما نبدأ في النظر في أسئلة مثل لماذا فضل الكون تشكيل المادة على المادة المضادة.

من خلال المادة المضادة ، يغلق القارئ قارئه من خلال إعادة تعريف القوى في العالم كما نفهمها بشكل كلاسيكي ، والآثار التي يحملها وجود المادة المضادة للمستقبل ، وكذلك الألغاز وراء ندرتها بالنسبة للمادة في الكون ، توسيع كيف نفهم الدور الذي تلعبه ميكانيكا الكم في الكون.

المدارات ، مفهوم مهم في مفهوم نمذجة التفاعل الكيميائي. مصدر الصورة

أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في فحص Close للمادة المضادة هو المشي من خلال المعنى الوجودي لـ "المادة المضادة" ، ولكن امتلاك ميكانيكا الكم كدليل لفهم هذا المعنى الوجودي.

عندما نتناول السؤال من وجهة نظر ساذجة "ما هو عكس المادة ولماذا يخلق تفاعلات متفجرة؟" ، نبدأ في تصور تفاعلات كيميائية منتظمة تطلق الكثير من الطاقة بسرعة كبيرة ، قبل أن ندرك بسرعة أن كل تلك التفاعلات الكيميائية لقد توصلنا إلى وصف تفاعلات المادة فقط.

إذن كيف نبدأ في تحديد المادة المضادة فيما يتعلق بالمادة؟ يبدأ إغلاق شرحه من داخل الذرة ، مع الأخذ في الاعتبار القوى الكهربائية المختلفة في العمل في ذرة طبيعية من المادة ، في علاقة مع هذه الذرة العادية للمادة ، يحتوي المادة المضادة على مجموعة من القوى المماثلة. ومع ذلك ، فإنها تختلف في شيء على ما يبدو دقيقة:

"داخل ذرات المادة المضادة ، توجد أيضًا التيارات والحقول والقوى ، لكن أقطابها معكوسة: أقطاب الشمال تصبح جنوبًا ..." (إغلاق 17).
أندرسون (يمين) ومليكان (يسار). مصدر الصورة

من خلال هذه الخاصية تم الكشف عن وجود المادة المضادة أولاً. في سلسلة من التجارب التي أجريت في أواخر العشرينات من القرن العشرين ، اكتشف الباحثون أندرسون وميليكان في نهاية المطاف وجود إلكترون إيجابي من مراقبة كيف أن المجال المغناطيسي قد انحرف مسار مجموعة من الجسيمات المشحونة كهربائيا - خلعها أشعة كونية عالية الطاقة - في الاتجاه المعاكس مما كان سيسافر إذا كان إلكترون منتظم (إغلاق 54). كان البوزيترون قد تنبأ بعمل بول ديراك في وقت سابق ، لكن تم توثيقه في وقت لاحق في المثال السابق.

علاوة على ذلك ، يبدو أن خاصية أقطاب المادة المضادة المعاكسة فيما يتعلق بالمادة مستمدة من تدورها الداخلي. يبدو أن خاصية الدوران هذه منفصلة تمامًا عن الزخم المداري العادي الزاوي الذي يولده الإلكترون أثناء انتقاله في النواة. لا يبدو أن هذا الدوران مرتبط بفكرة الدوران ، كما يلاحظ إغلاق:

وكشف تأثير زيمان أن الإلكترون يمكن أن يتصرف مثل المغناطيس الصغير مع القطب المغناطيسي الشمال والجنوب من تلقاء نفسه. بدا الأمر كما لو أن الإلكترون لديه حركة دوارة جوهرية ، تُعرف باسم الدوران ، والتي يمكن أن تتمايل مع أي من اتجاهين في مجال مغناطيسي: في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة "(20).

يبدو مفهوم الدوران الداخلي جوهريًا بشكل خاص لأنه يبدو أنه مرتبط فقط بوجود الإلكترون ، وذلك ببساطة عن طريق وجود إلكترون أو أي جسيم آخر له "تدور جوهري". الأمر الأكثر إثارة للحيرة هو إدراك أن وجود إطارات الدوران والمواد المضادة له أهميته باعتباره "طاقة محاصرة" ، وهو أفضل تجسيد لمفهوم أينشتاين المشهور لمعادلة طاقة الكتلة ، الذي لخصه E = mc².

عندما يتفاعل المادة المضادة مع المادة ، يبدو أن ما يحدث فعليًا هو إلغاء هذه المواد إلى فوتونات مع قدر من الطاقة وبدون كتلة راحة.

على سبيل المثال ، يصطدم إلكترون وبوزيترون لتشكيل فوتونات أشعة غاما. يبدو أن تفاعلات أكثر تعقيدًا تحدث لأن أي شيء غير مهم أو المادة المضادة ، بما في ذلك الجزيئات الأساسية ، يبدو أنه قادر على الخروج من هذه التفاعلات (إغلاق 65). يمكن تصور الطاقة التي يتم إطلاقها على أنها تحويل المادة المضادة وجزيئات المادة إلى حزم الإشعاع الكهرومغناطيسي ، والفوتونات.

إن فهم وجود المادة المضادة يعطي فهمًا أوسع وأكثر شمولًا للعمليات التي تحدث عبر الكون ، وبعضها يرتبط بعلم الفلك. له تأثير جوهري على شيء أساسي حول تكوين الكون ، وكما يوضح المقربة:

"المادة المضادة هي في قلب واحدة من أكبر الألغاز: لماذا لا يوجد المزيد منها في الكون؟" (113).

يلاحظ الوثيق كيف أنه من الغريب أن يكون هناك ميل لتكوين المادة على المادة المضادة بالنظر إلى أنها يمكن أن تتحول عند انتقالها إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي ويجب أن تقضي على بعضها البعض مع تردد متساو. خلل في تركيزات المادة المضادة والمادة يعني أنها ليست متطابقة في الأساس الأضداد ، مما يشير إلى أن هناك شيء آخر في اللعب.

في نهاية المطاف ، فإن استيعاب القوى دون الذرية مثل القوة القوية والضعيفة جنبًا إلى جنب مع مجموعة من الجزيئات الأساسية يأتي مع وصف التفاعلات بين المادة المضادة والمادة ، ولكن الأهم من كوننا هو أن الضوء من النجوم يتفاعل باستمرار مع المادة ، ويخلع الأجزاء منه ويخلقها مجموعة من الظاهرة الملحوظة التي تُظهر الأعمال الداخلية لكوننا وتاريخه.

قراءة

وثيقة ، واو E. المادة المضادة. Oxford: Oxford UP ، 2009. طباعة.