عدم تماثل المادة والمادة المضادة

استخدام الشمس لإلقاء الضوء على لغز أساسي للمادة

تم الكشف عن المادة المضادة في التوهجات الشمسية عبر الموجات الميكروية – المجهرية Microwave – وبيانات الحقل المغناطيسي، وفقاً لشرح قدمه غريغوري فليشمان، بروفيسور الفيزياء في مركز NJIT ومساعداه الباحثان ، في اللقاء 44 للجمعية الأمريكية الفلكية قسم الفيزياء الشمسية. هذا البحث يلقي الضوء على التباين المحير و القوي بين المادة و المادة المضادة من خلال جمع البيانات على نحو واسع جداً باستخدام الشمس كمختبر.

و في حين أن الجسيمات المضادة يمكن تشكيلها و من ثم الكشف عنها ضمن التجارب المجراة في مسرعات الجسيمات العالية الطاقة (High Energy Particles Accelerators)، إلا أن هذه التجارب مكلفة جداً و معقدة، و على نحو آخر، فالجسيمات المولدة عبرها صعبة جداً للدراسة. وبكل الأحوال، فقد سجل فليشمان و مساعدَيه الباحثَين، أول كشف عن بعد لجسيمات مضادة نسبية – بوزيترونات – (Relativistic Anti-matter) التي تنتج في التفاعلات النووية لأيونات متسارعة في الانفجارات الشمسية،و ذلك من خلال تحليل الموجات الميكروية – المجهرية – وبيانات الحقل المغنطيسي المتوفرة بسهولة والتي تم الحصول عليها من المرافق والمركبات الفضائية الشمسية المختصة. ليس مفاجئاً أن تخلق مثل هذه الجسيمات في التوهجات الشمسية، ولكنها المرة الأولى التي يتم فيها الكشف عن الآثار المباشرة لها.

إن لنتائج هذه الأبحاث آثار بعيدة المدى على صعيد اكتساب معرفة قيمة من خلال الكشف عن بعد عن جسيمات نسبية مضادة على سطح الشمس، وربما أجسام فيزيائية فلكية أخرى عن طريق الرصد الراديوي التلسكوبي. إن القدرة على الكشف عن هذه الجسيمات المضادة في مصدر فيزيائي فلكي يعِد بتعزيز فهمنا للبنية الأساسية للمادة والعمليات ذات الطاقة العالية مثل التوهجات الشمسية، و التي لها تأثير منتظم واسع وتخريبي على الأرض ، ولكنها تقدم أيضاً مختبراً طبيعياً لعنونة الأسرار الأساسية للكون الذي نعيش فيه.

الإلكترونات والجسيمات المضادة لها، (البوزيترونات)، لديها نفس السلوك المادي عدا عن أن الإلكترونات لديها شحنة سالبة بينما البوزيترونات، كما يوحي اسمها، لديها شحنة موجبة. هذا الاختلاف في الشحنة يسبب انبعاث البوزيترونات بالاتجاه المعاكس لانبعاثات أشعة الراديو ذات الاستقطاب الدائري، الذي استخدمه فليشمان وزملاؤه لتمييزها. و للقيام بذلك، يجب معرفة اتجاه المجال المغناطيسي للتوهج الشمسي، و الذي يتم تأمينه عبر معلومات مرصد ناسا لدراسات الشمس و الغلاف الشمسي NASA SOHO: NASA Solar and Heliospheric Observatory، و الصور الراديوية عند ترددين منفصلين، و التي يتم تأمينها من اليابان، عبر مرصد نوبياما لإشعاعات الغلاف الشمسي Nobeyama Radioheliograph. وجد فليشمان وزملاؤه أن الانبعاث الراديوي للتوهج كان مستقطباً بالاتجاه العادي (بسبب العدد الأكبر من الإلكترونات) و عند أدنى تردد (انخفاض الطاقة) حيث أنه من المتوقع أن يكون تأثير البوزيترونات صغيراً عند نفس المجال، ولكن معاكساً للاتجاه في نفس المكان، و أيضاً وجد نفس التأثير عند الترددات العالية (طاقة أعلى)، حيث من المفترض أن تهيمن البوزيترونات.

تنويه: مصطلح Asymmetry يتم استخدامه للتعبير عن حالة “عدم التناظر” أو “عدم التماثل” في الظواهر الفيزيائية و الرياضية، و كلا الترجمتين تحملان نفس المعنى

ترجمة : إليو خوري
مراجعة: ماريو رحال

المصدر:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130708103436.htm