ماذا تحصل عند الجمع بين نظرية النسبية وميكانيكا الكم؟ لا نكتة هنا - مجرد مفهوم ثوري صاغه الحائز على جائزة نوبل بام ديراك بعد اكتشاف تفاوت غريب في المعادلة.
ما هو بالضبط معادلة ديراك؟ وباختصار، كان التوسع الهائل لنظرية النسبية لآينشتاين جنبا إلى جنب مع ميكانيكا الكم بطريقة لم يتم القيام بها من قبل رياضيا. وجدت ديراك أن هذه المعادلة سمحت بوجود الجسيمات كما نعرفها، فضلا عن الجسيمات المشحونة بشكل متعارض مع لحظات مغناطيسية عكس تلك الجسيمات المقابلة للمادة. ودعا هذه الجسيمات المضادة للجسيمات المضادة الجسيمات المشحونة، أو المادة المضادة.
وتنقسم المادة المضادة بنفس الطريقة التي تكون فيها المادة ذات رسوم كهربائية وحظات مغناطيسية. ومع ذلك، فإن الرسوم الكهربائية من الجسيمات المضادة والحظات المغناطيسية هي عكس الجسيمات. على سبيل المثال، الإلكترون هو جسيم من المادة، والبوزيترون هو التوأم من المادة المضادة. الإلكترون له شحنة سالبة، و بوزيترون لديه واحد إيجابي. كما أن البوزيترون والإلكترون لهما لحظات مغناطيسية عكسية. على الرغم من أن العلماء لا يزالون لا يعرفون كيف تتصرف المادة المضادة، ونحن نعلم أنه عندما تكون في اتصال مع المسألة، يتم تدمير كلاهما في انفجار من الضوء والطاقة. وهذا يعني أن هناك مسألة أكثر بكثير من المادة المضادة، لأنه إذا كانت هناك كميات متساوية، فإن الكون سوف تختفي في انفجار الضوء. ووفقا لقوانين الحفظ، فإن الانفجار الكبير كان ينبغي أن يخلق أجزاء متساوية من المادة والمواد المضادة. إذا أين كل الجسيمات المضادة؟
وكان هذا، ومن المرجح أن يظل، أكبر سر من فيزياء الجسيمات. وهو مفهوم يسمى عدم التماثل الباريوني، وقد تناوله الفيزيائيون في جميع أنحاء العالم منذ اكتشاف المادة المضادة. ولكن هذا لا يعني أنه لا توجد مادة مضادة على الأرض. يوجد. وليس كافيا أن نكون ملموسين. في الواقع، فإن الموز ينتج المادة المضادة بمعدل بوزيترون واحد كل 75 دقيقة - وهو مستوى أقل بكثير من أي عتبة الكشف عنها، ولكن مستوى مع ذلك.
Qu'est-ce que vous obtenez quand vous combinez la théorie de la relativité et la mécanique quantique? Pas de blague ici - juste un concept révolutionnaire inventé par le prix Nobel PAM Dirac après avoir découvert une étrange disparité dans une équation.
Quelle était exactement l'équation de Dirac ? Bref, c'était une vaste expansion de la théorie de la relativité d'Einstein combinée à la mécanique quantique d'une manière qui n'avait jamais été faite avant mathématiquement. Dirac a trouvé que cette équation permettait l'existence de particules telles que nous les connaissons, ainsi que des particules chargées de manière opposée avec des moments magnétiques opposés à ceux des particules de matière correspondantes. Il a appelé ces particules chargées anti-opposées antiparticules, ou antimatière.
L'antimatière est subdivisée de la même manière que la matière, les deux ayant des charges électriques et des moments magnétiques. Cependant, les charges électriques des antiparticules et les moments magnétiques sont l'opposé des particules. Par exemple, un électron est une particule de matière, et un positron est son jumeau d'antimatière. Un électron a une charge négative, et un positron a un positif. Un positon et un électron présentent également des moments magnétiques opposés. Bien que les scientifiques ne sachent toujours pas comment se comporte l'antimatière, nous savons que lorsqu'il est en contact avec la matière, les deux sont anéantis.dans un éclat de lumière et d'énergie. Cela signifie qu'il y a beaucoup plus de matière que d'antimatière, parce que s'il y avait des quantités égales, l'univers disparaîtrait dans une explosion de lumière. Selon les lois de conservation, le big bang aurait dû créer des parties égales de matière et d'antimatière. Alors, où sont tous les antiparticules?
Cela a été, et restera vraisemblablement, le plus grand mystère de la physique des particules. C'est un concept appelé asymétrie baryonique , et il a été abordé par des physiciens à travers le monde depuis la découverte de l'antimatière. Mais cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas d' antimatière sur Terre. Il y a. Il ne suffit pas d'être perceptible. En fait, une banane produit de l'antimatière à raison d'un positron toutes les 75 minutes - un niveau très inférieur à tout seuil de détectabilité, mais un niveau néanmoins.