هذه النسخة من ضديد المادة من النواة الذرية هي الأثقل حتى الآن

بقلم كارميلا بادافيك كالاغان

لقد صارت مجموعتنا من ضديد المادة (المادة المضادة) Antimatter أثقل، حيث سجل الباحثون أثقل نسخة من ضديد المادة لنواة ذرية حتى الآن، والتي تسمى ضديد الهيدروجين الفائق-4 (Antihyperhydrogen-4).

يقول هاو تشيو Hao Qiu من معهد الفيزياء الحديثة Institute of Modern Physics في الصين: «لم نعتقد أنه من المؤكد بنسبة 100% أننا سنجدها، كنا نعلم فقط أن لدينا فرصة». فقد شكل هو وزملاؤه، وهم فريق دولي يسمى STAR Collaboration، لفترة وجيزة النوع الجديد من ضديد المادة في تجربة بمصادم الأيونات الثقيلة النسبي Brookhaven National Laboratory’s Relativistic Heavy Ion Collider (اختصاراً: المصادم RHIC) التابع لمختبر بروكهافن الوطني Brookhaven National Laboratory في نيويورك. يمكن للمصادم RHIC تسريع (تعجيل) Accelerate نوى الذرات الثقيلة مثل الذهب إلى ما يصل إلى 99.996% من سرعة الضوء، ثم تحطيمها معاً لإنشاء حساء جسيمات ساخن جداً، مما يتيح تركيبات غير عادية من المادة وضديد المادة. ومن بين نحو ستة بلايين تصادم في التجربة الجديدة، كان مزيج الجسيمات وضديد الجسيمات مناسباً تماماً لتكوين ضديد الهيدروجين الفائق-16 مرة. وفي كل حالة، ظل مستقراً لمدة 100 تريليون جزء من الثانية فقط.

يتكون هذا الشكل الخاص من ضديد المادة من ضديد بروتون وضديدي نيوترون – نسخ من ضديد المادة للبروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة القياسية – إضافة إلى ضديد جسيم غريب بشكل خاص يسمى ضديد الهيبرون Antihyperon. إنه نظير ضديد المادة للهيبرون، وهو جسيم يحتوي على «كوارك غريب» Strange quark نادر وثقيل على الأقل. وبفضل هذه المكونات، يُعتبر الجسيم الجديد «نواة مفرطة» Hypernucleus غريبة جداً من ضديد المادة – وهو أثقل جسيم صُنع حتى الآن.

يقول توماس كوهين Thomas Cohen من جامعة ماريلاند University of Maryland: «إن حقيقة أنه يمكنك اختيار هذه الأحداث النادرة جداً ورؤية شذرات من ضديد المادة، والتي من حيث المبدأ يجب أن تكون موجودة ولكن من الصعب جداً صنعها في عالم تهيمن عليه المادة، أمر مثير للإعجاب في رأيي… إنه فعليا ضديد للخيمياء Anti-alchemy».

 يقول تشيو إن التجربة الجديدة، إلى جانب تأكيد وجود ضديد هيدروجين فائق-4 وإمكانية تصنيعه، هي جزء من جهد طويل لفهم الاختلافات بين المادة وضديد المادة. وتشير أفضل نظرياتنا عن الكون إلى أنه في مراحله الأولى، كان ممتلئاً بكميات متساوية من المادة وضديد المادة، والتي كان من المفترض أن تتلاشى إلى العدم. يقول تشيو إن سبب عدم حدوث ذلك يظل سؤالاً مفتوحاً – وقد تُقرِّبنا دراسة كل جسيم جديد من ضديد المادة من الإجابة.

© 2024, New Scientist, Distributed by Tribune Content Agency LLC