ما هو الجسيم المضاد - تاريخ الاكتشاف وشرح بسيط

منذ مائة عام ، وبالتحديد في عام 1920 ، بمجرد إدخال مبدأ ميكانيكا الكم ، بدا العالم دون الذري بسيطًا للغاية ومفهومًا.

في الواقع ، وفقًا للعلماء ، لم يكن هناك سوى عدد قليل من الجسيمات الأولية التي تتكون منها الذرة - بروتون ونيوترون (تم تأكيد وجود نيوترون تجريبيًا في الثلاثينيات فقط).

ويوجد جسيم واحد فقط خارج النواة الذرية - إلكترون. لكن هذا الكون المثالي لم يدم طويلا.

كيف تم اكتشاف أول جسيم مضاد

لا يوجد حد لفضول العلماء ، ولذلك بدأت مختبرات أعالي الجبال مجهزة لمختلف المجموعات العلمية ، في التي بدأت العقول اللامعة في دراسة الأشعة الكونية التي تقصف سطحنا الكواكب.

ونتيجة لهذه الدراسات ، بدأ اكتشاف الجسيمات ، حسنًا ، لا يمكن أن توجد في الكون المثالي للبروتون والنيوترون والإلكترون.

ومن بين هذه الجسيمات المفتوحة كان أول جسيم مضاد في العالم.

عالم الجسيمات المضادة هو في الأساس صورة معكوسة للعالم الذي اعتدنا عليه. بعد كل شيء ، تتطابق كتلة الجسيم المضاد تمامًا مع كتلة الجسيم العادي ، إلا أن خصائصه الأخرى فقط هي عكس النموذج الأولي تمامًا.

لنفكر في الإلكترون. لها شحنة سالبة ، والجسيم المزعوم ، المسمى بالبوزيترون ، له شحنة موجبة. وفقًا لذلك ، يكون للبروتون شحنة موجبة ، والبروتون المضاد له شحنة سالبة ، وهكذا.

لذلك إذا اصطدم جسيم مع جسيم مضاد ، فإنهما يقضيان بشكل متبادل ، أي تتوقف الجسيمات المتصادمة عن الوجود.

لكن هذا الحدث لا يمر دون أن يترك أثرا. نتيجة لهذه العملية ، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة ، والتي تنتشر بعد ذلك في الفضاء على شكل تيار من الفوتونات وجميع أنواع الجسيمات فائقة الضوء.

من اكتشف أول جسيم مضاد

أول توقع نظري حول وجود الجسيمات المضادة سيئة السمعة تم إجراؤه بواسطة P. ديراك في عمله المنشور عام 1930.

لذلك ، من أجل إدراك كيف تظهر الجسيمات والجسيمات المضادة عن نفسها أثناء التفاعل النشط وفقًا لديراك ، تخيل مجالًا متساويًا.

لذلك إذا قمت بحفر حفرة صغيرة بمجرفة ، فسيتم تكوين جسمين ، ثقب وكومة.

إذا تخيلنا أن كومة من الأرض هي جسيم ، وأن الثقب هو جسيم مضاد ، وإذا ملأت حفرة بهذه التربة ، فلن يكون هناك أحد ولا الآخر. أي أن التناظرية لعملية الإبادة ستحدث.

بينما انخرط بعض العلماء في الحسابات النظرية ، قام آخرون بتجميع التركيبات التجريبية. لذلك ، على وجه الخصوص ، قام الفيزيائي التجريبي ك. د. Anderson ، جمع معدات البحث في مختبر التعدين في Pike Summit (الولايات المتحدة الأمريكية ، كولورادو) وتحت قيادة R. كان ميليكينا ذاهب لدراسة الأشعة الكونية.

لهذه الأغراض ، تم اختراع التثبيت (فيما بعد كان يسمى التثبيت بغرفة التكثيف) ، والذي يتكون من مصيدة موضوعة في مجال مغناطيسي قوي. عند مهاجمة الهدف ، تركت الجسيمات المتطايرة عبر غرفة خاصة أثر تكاثف فيها.

كان عليه أن يحدد العلماء كتلة الجسيم المار ، واعتمادًا على زاوية انحراف الجسيم في المجال المغناطيسي ، حدد العلماء شحنة الجسيم.

وبحلول عام 1932 ، تم تسجيل سلسلة كاملة من الاصطدامات ، حيث تشكلت خلالها جسيمات ذات كتلة تتوافق تمامًا مع كتلة الإلكترون. لكن انحرافها في مجال مغناطيسي يشير بوضوح إلى أن الجسيم لديه شحنة موجبة.

هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف الجسيم المضاد ، البوزيترون ، تجريبياً.

لهذا الإنجاز في عام 1936 ، حصل العالم على جائزة نوبل ، والتي شاركها بالفعل مع V. F. هيس ، عالم أكد تجريبياً وجود الأشعة الكونية.

تم بالفعل الحصول على جميع الجسيمات المضادة اللاحقة في التجارب المعملية. اليوم لم يعد الجسيم المضاد شيئًا غريبًا ويمكن للفيزيائيين ختمه بالكمية المطلوبة على مسرعات خاصة.

إذا أحببت المادة ، فلا تنسى أن تعجبك ، اكتب تعليقًا واشترك. شكرا لاهتمامكم!