پادماده Antimatter

پادماده (Antimatter) از پادذره‌ها ساخته شده است. هر ذرهٔ بنیادی پادذره‌ای دارد با همان جرم اما بار الکتریکی و برخی ویژگی‌های کوانتومی مخالف. برای نمونه پادذرهٔ الکترون «پوزیترون» با بار مثبت است و پادذرهٔ پروتون «پادپروتون» با بار منفی. وقتی پوزیترون و پادپروتون و پادنوترون به هم بپیوندند، «پادّاتم» می‌سازند، مثل پادهیدروژن.

پادماده چگونه کشف شد؟

در سال ۱۹۲۸ پل دیراک معادله‌ای نوشت که الکترون را با نسبیت سازگار می‌کرد و پیامد آن وجود ذره‌ای با بار مخالف بود. در ۱۹۳۲ کارل اندرسون پوزیترون را در ردهای پرتوهای کیهانی دید و برای آن جایزهٔ نوبل گرفت. پادپروتون در ۱۹۵۵ و پادهیدروژن در ۱۹۹۵ در شتاب‌دهنده‌ها ساخته شد و آزمایش آلفا (ALPHA) در سرن (CERN) در ۲۰۱۱ پادهیدروژن را حدود ۱۰۰۰ ثانیه در تله نگه داشت.

وقتی ماده و پادماده برخورد می‌کنند

ماده و پادماده در تماس با هم «فنا» می‌شوند: جرمشان به انرژی، معمولاً پرتو گاما، تبدیل می‌شود. این همان رابطهٔ جرم و انرژی $E = mc^2$ است که آلبرت اینشتین آن را مطرح کرد. بازده این تبدیل بسیار بالاست، ولی ساخت پادماده بسیار دشوار و گران است. بنابراین امروز پادماده را به‌عنوان منبع سوخت به کار نمی‌بریم. کاربرد واقعی آن در پزشکی است: توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) از پوزیترون برای تصویربرداری از بدن استفاده می‌کند.

معمای پادماده در جهان

نظریه‌ها می‌گویند در مه‌بانگ باید ماده و پادماده به مقدار برابر ساخته می‌شد. اما جهان امروز تقریباً فقط از ماده ساخته شده است. اینکه پادمادهٔ نخستین به کجا رفت یکی از پرسش‌های باز فیزیک است و «عدم تقارن باریونی» نام دارد. گمان می‌رود تفاوت بسیار کوچکی در رفتار ماده و پادماده باعث شده اندکی ماده باقی بماند. این موضوع به معمای ماده تاریک هم ربطی ندارد؛ ماده تاریک چیز دیگری است و پادماده نیست.

پرسش‌های رایج

### پادماده چیست؟
پادماده ماده‌ای است که از پادذره‌هایی با همان جرم و بار مخالف ذره‌های معمولی ساخته شده است.

### وقتی ماده و پادماده به هم می‌رسند چه می‌شود؟
در برخورد ماده و پادماده، هر دو فنا می‌شوند و جرمشان به انرژی، معمولاً پرتو گاما، تبدیل می‌شود.

### آیا پادماده واقعاً وجود دارد؟
بله. پادماده در آزمایشگاه ساخته شده است و پوزیترون‌ها در پرتوهای کیهانی و در دستگاه‌های پزشکی PET هم دیده می‌شوند.

### چرا جهان از ماده است نه پادماده؟
دانشمندان هنوز دلیل قطعی ندارند. پادماده در مه‌بانگ باید به‌اندازهٔ ماده ساخته می‌شد، و اینکه چرا ماده غالب شد از پرسش‌های باز فیزیک است.