انتشار این مقاله


در یک لحظه در دو مکان؛ پادماده نیز ماهیت موجی دارد

با کمک آزمایش‌های کوانتوم، ماهیت پادماده مشخص شد.

یک ذره می‌تواند در یک لحظه، در دو مکان باشد؛ حتی اگر از پادماده ساخته شده باشد. این نتیجه، از پیچ و تاب خوردن یک پادماده در یک آزمایش کلاسیک بدست می‌آید که بمنظور نشان دادن یک اصل مرکزی در مکانیک کوانتوم انجام می‌شود: همه‌ی ذرات، موج هستند.

در آزمایش پایه‌ای، یک صفحه با دو شکاف بر روی آن توسط پرتوی نور روشن می‌شود و نوارهای نور بر روی صفحه پشت، تشکیل می‌شود.


ماهیت پادماده


با فرض کردن نور بعنوان ذرات منفرد، فرضیه‌ای که Isaac Newton با آن مخالف بود، بر اساس دو شکاف موجود، تنها دو خط روشن انتظار خواهیم داشت. در حالیکه، شما الگوهای تداخلی از خطوط بسیاری مشاهده می‌کنید. این مورد می‌تواند به دو صورت تشریح شود: یا ذرات منفرد در یک لحظه، در دو مکان بوده و با یکدیگر تداخل دارند؛ یا نور مانند یک موج رفتار می‌کند.

آزمایشهای متعددی با انواع بسیار زیادی از ذرات، تکرار شده‌است. این آزمایشها نشان می‌دهند این ذرات همگی موج هستند. با این حال تاکنون، این آزمایش با جریانی از پادماده انجام نشده بود.


مقاله مرتبط: فضا-زمان چیست؟


Michael Peskin، از آزمایشگاه ملی شتابدهنده SLAC در کالیفرنیا که در این پروژه مشارکت نداشت، می‌گوید: “پادماده دقیق است، تولید آن سخت و حتی تولید مجموعه‌ای که پادماده بصورت موج از آن خارج شود، دشوارتر است.”

اکنون، Akitaka Ariga در دانشگاه Bern سوئیس و تیم وی، آزمایش دو شکاف را با پوزیترون‌ها، پادماده‌ی برابر الکترون‌ها، انجام داده‌اند.

این بررسی با سدیم رادیواکتیو آغاز می‌شود که در هر ثانیه، نزدیک به ۵۰۰۰ پوزیترون ساطع می‌کند. این پوزیترونها از خلال یک جفت دهانه حلقوی عبور می‌کنند که آنها را بصورت یک جریان، متمرکز می‌سازد. این جریان سپس بر روی دو کریستال سیلیکون نیتریت که هر یک بعنوان مجموعه‌ای از شکافهای فراوان عمل می‌کند، متمرکز می‌شوند. پوزیترونهایی که از خلال این کریستالها عبور می‌کنند، به صفحه‌ای که هر مورد برخوردی را ثبت می‌کند، برخورد می‌کنند.

تنها نزدیک به ۱۰۰ پوزیترون در ثانیه به صفحه برخورد کرد، بنابراین آزمایش باید به مدت ۲۰۰ ساعت بمنظور ایجاد یک تصویر قوی انجام می‌شد. این تصویر قوی، نوارهای نور و نوارهای تاریک را آشکار می‌سازد و نشان می‌دهد امواج پوزیترونی تداخل می‌کنند.

Peskin اذعان دارد این اولین بار نیست که رفتار شبه موجی ذرات پادماده نشان داده می‌شود؛ ولی این بررسی، برای دست یابی به نتایج بررسی دو شکاف کلاسیک، راضی کننده است. “این، یک چالش تکنیکی بزرگ است.”

این آزمایش، اولین گام برای محققانی بود که تلاش خود را بر روی مطالعه اثرات جاذبه بر روی پادماده، مانند اینکه آیا جاذبه باعث حرکت پادماده به سمت بالا می‌شود، متمرکز ساخته‌اند. هدف نهایی آنها، تعیین این مورد است که چگونه الگوهای تداخلی در زمان تاثیر نیروی متغیر جاذبه‌ای بر روی پوزیترونها، تغییر می‌کنند.

David Christian از آزمایشگاه ملی شتابدهنده Fermi در Illinois می‌گوید: “امکان دارد تاثیر جاذبه بر روی ذرات پادماده و ذرات ماده، متفاوت باشد. و این مورد هم می‌تواند قسمتی از دلیلی باشد که هستی، از مقدار مشابهی از ماده و پادماده ساخته نشده‌است.

اینکه جاذبه بصورت متفاوت بر روی ماده و پادماده تاثیر داشته باشد، تنها یک تمایز بسیار باریک است و بررسی‌های بسیار دقیقی برای آشکار ساختن آن، نیاز است.

Christian می‌گوید: “تاثیر جاذبه بر روی هر ذره منفرد، بسیار کوچک است؛ حتی اگر جاذبه‌ی کل زمین باشد.”

رضا مجیدآذر


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code