آیا پادماده از قانون کشش گرانشی پیروی می کند؟

* هر چیزی که بالا بیندازیم بر می گردد پایین، مگر نه؟ - بسیارخوب، آزمایشگاه اروپایی فیزیک ذرات (سرن، CERN)
می خواهد دریابد که آیا این اصل درباره ی پادماده هم درست از آب در می آید یا نه!
 آزمایشگاه آلفا (ALPHA) یا "دستگاه فیزیک لیزر پادهیدروژن" (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) - تصویر بزرگ تر
پادماده (ضدماده) در ساده ترین توصیف، تصویر آینه ایِ ماده یا تصویر ماده در آینه است. معنای این گفته اینست که هر یک از ذراتی که ماده را می سازند، یک همتای وارونه یا "پادذره" دارد. برای نمونه، الکترون دارای بار منفیست، پس پادالکترون (که پوزیترون نامیده می شود)، بار مثبت خواهد داشت.

کاری که سرن می خواهد انجام دهد به نظر چیزی همچون داستان های علمی تخیلی می آید ولی ناسا آن را "کاری شدنی" می‌داند. در آزمایش های گذشته، شتاب‌دهنده ی ذرات سرن ذرات پادپروتون، پوزیترون، و حتی پادهیدروژن تولید کرده بود. به گفته ی ناسا، پادذره اگر درست مهار شود می تواند در برنامه هایی از پرتاب موشک گرفته تا پزشکی به کار رود. ولی نخست باید با سرشت آن آشنا شویم.

در آزمایش سرن، اتم های پادهیدروژن (پادماده ی خنثی) با یک میدان مغناطیسی نیرومند به مدت چند دقیقه (تا ۱۰۰۰ ثانیه) درون یک گُنجانه (محفظه) به دام انداخته می شوند. پس از آزاد کردن این اتم ها، پژوهشگران می توانند ببینند که اتم ها به کدام دیوار برخورد می کنند. دستگاه این آزمایش را به نام آلفا (ALPHA) نامیده اند که کوتاه شده ی "دستگاه فیزیک لیزر پادهیدروژن" (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) است.

به گفته ی سرن، هدف اصلی پژوهشگران در آغاز بررسی گرانش نبود ولی آن ها در جریان آزمایش دریافتند که داده هایی که تاکنون در این آزمایشگاه گرد آورده اند "می تواند نسبت به اثرهای گرانشی هم حس‌مند باشد و آن ها را هم ثبت کند".

برداشت هنری از یک اتم پادهیدروژن که پس از
۱۰۰۰ ثانیه آزاد شده
شکی نیست که این اتم ها به هنگام آزاد شدن کمی انرژی دارند، از همین رو کسی انتظار نداشت که بی درنگ به زمین بخورند. ولی چیزی که دانشمندان اکنون دارند انجام می دهند اینست که دریابند با توجه به شیوه ی جابجایی اتم‌های پادهیدروژن، "اثرهای ناهنجار گرانشی"ِ احتمالی چه چیزهایی می تواند باشد.

دانشمندان داده هایی که در سال های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ در آزمایشگاه آلفا گرد آوردند را با این کاربردهای تازه و در هدف های دیگری به کار بردند، و اکنون بر آنند تا در سال ۲۰۱۴ آزمایش های بیشتری با هدف ویژه ی بررسی گرانش انجام دهند.

آنان تاکنون توانسته اند نسبت جرم گرانشی شناخته شده ی پادهیدروژن (که از نیروی گرانش ناشی می شود) به جرم لختی‌ شناخته شده ی آن (که از یک نیروی وارد شده ی دیگر ناشی می شود) را اندازه بگیرند، ولی کارهای بیشتری باید انجام شود تا شیوه ی اثر کلی گرانش روی این ذرات را دریابند.

چنانچه در تارنمای سرن نوشته شده، چیزی که تا اینجا از بررسی آماری این داده ها می توان دریافت اینست که اگر اتم پادهیدروژن به پایین بیفتد، جرم گرانشی آن بیش از ۱۱۰ برابر جرم لختی‌اش است و اگر به بالا برود، جرم گرانش‌اش بیش از ۶۵ برابر جرم لختی‌اش است. یعنی اثرپذیری پادذره در برابر گرانش، ۱۱۰ برابر ماده ی معمولی، و اثرپذیری‌اش در سوی مخالف، یعنی "پادگرانش"، حدود ۶۵ برابر ماده ی معمولی است. خلاصه این که چیزی دستگیر دانشمندان نشد.

با این حال دیگر در میان دانشمندان گفتگو در این باره آغاز شده که اگر پادماده در برابر گرانش رفتاری متفاوت با ماده داشته باشد چه خواهد شد. جوئل فایانز، یکی از فیزیکدانان آلفا در دانشگاه برکلی کالیفرنیا می گوید: «اگر پادماده بالا برود، معنایش می تواند این باشد که گرانش اثری فراگیر و عام روی همه ی گونه های ذرات ندارد.»

وی افزود: «بعید است که پادماده این رفتار را نشان دهد ولی اگر چنین چیزی روی دهد، ما ناچار خواهیم بود در دیدگاهمان نسبت به شیوه ی کارکرد کیهان بازبینی کنیم. ما نخستین گام ها را به سوی یک آزمایش تجربی سرراست برداشته ایم تا پاسخ پرسش هایی را بیابیم که ۵۰ سال است فیزیکدانان و غیرفیزیکدانان را سرگردان ساخته.»

این ها را هم بخوانید:* آیا آزمایشگاه ۲ میلیارد دلاری ناسا ماده تاریک را یافته؟ * آشکارساز غول پیکر اطلس * توضیح "بوزون هیگز" به زبان کارتون * آیا ذره خدا پرده از رازهای ماده تاریک بر خواهد داشت؟

واژه نامه:
European Laboratory for Particle Physics - CERN - antimatter - matter - counterpart - antiparticle - electron - antielectron - NASA - accelerator - antiproton - positron - antihydrogen - magnetic field - atom - ALPHA - Antihydrogen Laser Physics Apparatus - gravity - inertial mass - gravitiational mass - antigravity - Joel Fajans

منبع: universetoday

2 دیدگاه شما:

ناشناس

وبلاگ جالبى داريد اما بشدت از استفاده كلمات انگليسى اجتناب ميكنيد. حداقل از مترادف انگليسى در پرانتز استفاده كنيد. ممنون

یک ستاره در هفت آسمان

سپاس از بازدید و نظرتون دوست گرامی
ولی درباره ی نوشتن مترادف انگلیسی در پرانتز، می دونید در اون صورت متن چقدر شلوغ و ناخوانا میشه؟
یکی از هدف های من از راه اندازی این وبلاگ، تلاش برای کاربرد و رواج واژگان فارسی در این شاخه از فیزیک بوده.
البته فهرست واژگان رو در پایین هر مطلب میارم.

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه