جسيم مضاد: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل وسمان: تحرير من المحمول تعديل ويب محمول |
ط بوت:تدقيق إملائي V1.6 |
||
سطر 1:
{{مادة مضادة}}
معظم أنواع [[فيزياء الجسيمات|الجسيمات]]، يوجد لها هناك '''جسيم مضاد {{إنج|Antiparticle}}''' مساو لها في [[كتلة ساكنة|الكتلة الساكنة]] و[[دوران مغزلي (فيزياء)|الدوران المغزلي]] والعمر
قوانين الطبيعة تكون متماثلة بشكل قوي فيما يتعلق بالجسيمات والجسيمات المضادة. فمثلا، عندما يتحد [[نقيض البروتون|نقيض بروتون]] مع [[بوزيترون]] فإنهما يشكلان [[ذرة]] من نقيض الهيدروجين، والتي تكون مشابهة تماما من حيث خواصها لذرة الهيدروجين. فالفيزيائي الذي يكون جسمه مصنوعا من [[مادة مضادة]]، و ينجز تجربة في مختبرعلمي مصنوع أيضا من مادة مضادة، ويستخدم مواد كيميائية ومواد متكونة من جسيمات مضادة، فستظهر له تقريبا نفس النتائج في جميع التجارب. وهذا يقود إلى السؤال وهو أنه بعد [[الانفجار العظيم|الانفجار الكبير]] لماذا تكون الكون كله من المادة بدلا من أن يكون نصفه من المادة والنصف الآخر من [[مادة مضادة]].
<!-- The discovery of [[خرق تناظر الشحنة السوية]] helped to shed light on this problem by showing that this symmetry, originally thought to be perfect, was only approximate.
-->
عندما يلتقي جسيم مع
الجسيمات المضادة تنتج بشكل طبيعي من [[تحلل بيتا]]، وأيضا من تفاعل [[أشعة كونية|للأشعة الكونية]] في الغلاف الجوي. وبما أن الشحنة تكون ثابتة، فإنه من غير الممكن إنتاج جسيمات مضادة إلا إذا تم تدمير الجسيم من نفس الشحنة (كما في تحلل بيتا)، أو إنتاج جسيم من شحنة مضادة. وقد تم عمل الفكرة الثانية في العديد من العمليات حيث تم إنتاج الجسيم وضديده بوقت واحد، كما هو في [[معجل جسيمات|معجل الجسيمات]]. وتعتبر تلك عملية [[إفناء]] عكسية للجسيم-ومضاد الجسيم.
بما أن الجسيم وضديده لهما شحنتان متعاكستان فإن الحيود الكهربائي للجسيم لا يستلزم أن يكون الجسيم متطابقا مع ضديده. فمثلا، النيوترون مكون من [[كوارك|الكواركات]] و مضاد النيوترون مكون من مضادات الكواركات، ويمكن التمييز بينهما لأنهما سيقضيان عند الاتصال. و هناك بعض الجسيمات (أو الدقائق بمسمى آخر) التي ليس لها شحنة كهربائية ولا باريونية ولاغيرها على
[[ملف:Particles and antiparticles.svg|تصغير|رسم توضيحي للشحنة الكهربائية، فضلا عن الحجم العام للجسيمات (اليسار) والجسيمات المضادة (يمين). من الأعلى نرى الإلكترون / بوزيترون، بروتون / بروتون مضاد، ثم النيوترون / نيوترون مضاد.]]
== البداية ==
=== التجربة ===
في عام 1932 وبعد أن تنبأ [[بول ديراك]] بوجود [[بوزيترون|البوزيترون]]، اكتشف [[كارل أندرسون]] بأن اصطدامات الأشعة الكونية تنتج تلك الجسيمات داخل غرفة خاصة. فقد أظهر كاشف الجسيمات {{إنج|Particle detector}} أو كاشف الإشعاع {{إنج|radiation detector}} عن أثر ينحني في الاتجاه المعاكس لمسار [[الالكترونات]] ضمن [[الحقل المغناطيسي]], ثم أمكن قياس كتلة الجسيم
تم اكتشاف [[نقيض البروتون|مضاد البروتون]] ومضاد النيوترون عن طريق اميليو سجري وأوين تشامبرلين عام 1955 [[جامعة كاليفورنيا (بيركلي)|بجامعة كاليفورنيا]]. وبعدها تم إنتاج مضاد الجسيمات للعديد من الجسيمات تحت الذرية عن طريق تجارب مسرع الجسيمات.
سطر 29:
{{مفصلة|إفناء}}
[[ملف:kkbar had.svg|تصغير| مثال لزوج [[بيون]] الافتراضي والتي تؤثر على انتشار الكاؤون مسببة للكاون المحايد أن يحتك بضديده. وهذا مثال ل[[إعادة تنظيم]] في [[نظرية المجال الكمي]]— تلك النظرية ضرورية بسبب أن عدد من الجسيمات تتغير من واحد إلى اثنان ثم تعود مجددا.]]
إذا كان الجسيم وضديده بحالة كمية مناسبة، فإنهما سيفنيان بعضهما مكونين جسيمات محايدة (كالفوتونات)، التفاعلات مثل <br />{{SubatomicParticle|Electron}} + {{SubatomicParticle|Positron}} → {{SubatomicParticle|Photon}} + {{SubatomicParticle|Photon}} (ينتج من إفناء زوج إلكترون-بوزيترون عدد 2 فوتون). <br />لذا فلا يمكن الحصول على فوتون مفرد ناتج من
== خصائص الجسيمات المضادة ==
سطر 67:
::<math>H=\sum_{k_+} E_k a^\dagger _k a_k + \sum_{k_-} |E(k)|b^\dagger_k b_k + E_0,\,</math>
حيث ''E<sub>0</sub>'' هي ثابت سلبي لانهائي. وتعرف [[حالة الفراغ]] بأنها الحالة التي لايوجد بها جسيمات ولا أضدادها، أي <math>a_k |0\rangle=0</math> و<math>b_k |0\rangle=0</math>. عندها تكون طاقة الفراغ تساوي بالضبط ''E<sub>0</sub>''. حيث أن قياس جميع الطاقات مرتبطة بالفراغ، فإن '''H''' هو موجب محدد. بتحليل خصائص كل من ''a<sub>k</sub>'' و''b<sub>k</sub>'' يظهر بأن أحدهما هو عامل
هذا المنهج عمله كل من فلاديمير فوك وونديل فوري وروبرت ابنهايمر. إذا تم تجزئة الكم بمجال سلّمي حقيقي، فسيكون هناك نوع واحد لعامل الإفناء، لذا فمجال التدرج الحقيقي يصف البوزون المحايد. حيث أن مجالات التدرج المعقدة تتسع لنوعين مختلفين من عوامل الإفناء، والتي تتصل ببعضها عن طريق الاقتران، وتلك المجالات تصف البوزونات المشحونة.
| |||