*المادة المضادة – تعريفات وأمثلة*
قد يتبادر إلى تفكيرنا بعض الأسئلة "الغريبة"، والتي نجد أن معلوماتنا عنها قليل أو نادر، والأسئلة هي كما يلي:
ما هي المادة المضادة؟
وهل فعلاً تم تصنيعها؟
ولو تم تصنيعها، فما هو شكلها؟
وهل هي متوفرة بعبوات يمكن شراؤها مثلاً؟
وحتى نتمكن من الدخول في الموضوع بطريقة مبسطة، علينا أن نعرف ماهية المادة المضادة (Antimatter)؟
*ماهية المادة المضادة:
المادة المضادة هي مادة تتكوّن من جسيمات تشبه الجسيمات العادية تمامًا (مثل الإلكترون والبروتون)، ولكن بشحنة معاكسة.
مثال:
الإلكترون (سالب) -- له نظير مضاد اسمه بوزيترون (موجب) .
البروتون (موجب) -- له بروتون مضاد (سالب).
الفرق الوحيد تقريبًا: أن الشحنة معكوسة، لكن الكتلة هي نفسها.
أما الشيء الخطير: فهو عندما تلتقي المادة بالمادة المضادة، فإنهما تفنيان بعضهما فورًا وتتحولان إلى طاقة هائلة.
*هل تم تصنيعها فعلاً؟
نعم ، تم تصنيعها، فذلك لم يعد خيالًا علميًا، بل صار حقيقة واقعة، وقد تم اكتشاف أول جسيم مضاد (وهو البوزيترون) سنة 1932، وفي عام 1995، تم تصنيع أول ذرة مادة مضادة (الهيدروجين المضاد) في مختبرات مثل (CERN) ولكن الكميات المنتجة ضئيلة جدًا جدًا (بحدود نانوغرامات فقط).
*كيف هو شكلها؟
المفاجأة أنه لا يوجد شكل مميز للمادة المضادة!
ولو كان لديك مثلاً كرة من المادة المضادة ، وكرة من المادة العادية ، فإنهما سيبدوان متطابقين تمامًا ، لهما نفس اللون، ونفس الشكل، ونفس الخواص الفيزيائية، والاختلاف لا يظهر إلا عند التلامس… حينها تختفيان كليهما وتتحولان إلى طاقة.
*وهل يمكن تخزين المادة المضادة أو بيعها في عبوات؟
كلا ، إطلاقًا، فالمادة لا يمكن وضعها في علبة عادية، لأنها ستلمس جدار العلبة (وهو مادة عادية) فتفنى فورًا وتختفي لأنها ستتحول إلى طاقة.
لذلك يتم حفظها فقط باستخدام حقول مغناطيسية قوية، في فراغ تام ، كما أن إنتاجها صعب جدًا ومكلف جداً، لأن إنتاج كمية صغيرة جدًا يحتاج طاقة هائلة ، ويُقدّر أن 1 غرام منها قد يكلف تريليونات الدولارات ، والكميات الموجودة منها صغيرة جدًا، وهي لا تتجاوز بضع مئات أو آلاف الجسيمات فقط ،وهي ليست شيئًا ملموسًا أو مرئيًا.
*خلاصة بسيطة*
المادة المضادة: مادة حقيقية لكنها عكس المادة في الشحنة.
تم تصنيعها: نعم، لكن بكميات متناهية الصغر.
شكلها: مثل المادة العادية تمامًا.
لا تباع، ولا يمكن تعبئتها على الاطلاق بعبوة ما.
*معلومة لطيفة*
حتى الجسم الإنساني فهو ينتج كميات ضئيلة جدًا من المادة المضادة بشكل طبيعي (في بعض التفاعلات)، لكنها تختفي فورًا ولا نشعر بها.
*وهنالك سؤال يطرح نفسه، ماذا سيحدث لو دخلت قطعة صغيرة من المادة المضادة إلى الأرض؟
سنتساءل أولاً: ما المقصود بـ “قطعة صغيرة”؟ ثم لنفترض أن حجمها مثل حبّة رمل أو حتى أقل (مثلاً ميكروغرامات فقط!).
الحقيقة أنه رغم صِغرها فإن تأثيرها هائل، فلحظة وصولها؟ يحصل التلامس الذي يؤدي إلى الفناء الفوري، أي يحدث فناء مباشر (annihilation)، بمجرد أن تلمس الهواء أو أي سطح (الأرض، اليد، جدار…) والمادة مع المادة المضادة تتحول بالكامل إلى طاقة، ولمعرفة كم ستكون قوة الانفجار؟ نستخدم معادلة تكافؤ الكتلة والطاقة التي وضعها ألبرت أينشتاين:
E=mc^2 وكمثال بسيط: فإن1 غرام مادة مضادة مع 1غرام مادة عادية ينتج طاقة تعادل تقريبًا قنبلة نووية صغيرة (عشرات الكيلوطن) أي ما يماثل القنابل التي دمّرت مدنًا كاملة!
ولنعلم أن 1مليغرام (0.001 غرام) ينتج عنه انفجار ضخم يؤدي إلى تدمير حيّ كامل مع خروج موجة حرارية عظيمة وإشعاع قوي جداً.
أما تدمير مدينة بكاملها، فذلك يحتاج أقل من غرام واحد.
*ومن الرعب الذي يصيب الإنسان، يظهر سؤال منطقي، هل يمكن أن “تسقط” علينا مادة مضادة طبيعيًا؟
إن احتمال ذلك هو شبه مستحيل، فهي لو وُجدت في الفضاء فإنها ستفنى فورًا عند أول تماس مع أي جسيم، لذلك فلا يمكنها أن “تسافر” لمسافة طويلة داخل بيئة مليئة بالمادة.
*وماذا عن تخزين ما تم انتاجه منها على الأرض؟
الحقيقة أنه يجب حفظها في فراغ تام، باستخدام حقول مغناطيسية دون أن تتلامس مع أي شيء، وبدون احتمال وجود أي خطأ ولو كان صغيراً؟
أخيراً أقول بأن الأبحاث مستمرة لمعرفة مدى إمكانية الاستفادة من المادة المضادة في العلم والتسليح وكذلك في استخدامها كوقود للسفر بين النجوم.