l
עמוד הבית
על האתר
המחברת מפת האתר מה חדש? כיתבו לי


.





+ אבני הבנין של הטבע






 


 







.

"זה יכול לתת לנו רמז מדוע היקום שלנו קיים אך אין זה ברור מה יהיה הרמז הזה. אנחנו
שואלים שאלה, הטבע עונה ואם אנחנו נבונים מספיק אנחנו נבין את התשובה..."

רעיון האנטי-חומר הועלה לראשונה על-ידי הפיזיקאי האנגלי דיראק Paul Dirac בשנת 1928 דיראק חקר את תכונות האלקטרון ופיתח משוואה המאחדת אתהמכניקה של הקוונטום עם תורת היחסות של איינשטיין.

למשוואה שלו, כמו ל- 2X2=4 ו-2X-2=4- שני פתרונות, אחד עבור האלקטרון ושני לחלקיק בלתי ידוע דמוי אלקטרון עם מטען חשמלי חיובי. האנטי-אלקטרון כונה פוזיטרון, והוא האנטי- חלקיק היחיד שזכה לשם משלו.

ארבע שנים לאחר פירסום הרעיון התמוה, Carl Anderson פיזיקאי אמריקאי הבחין, במהלך ניסוי שערך בתא ערפל על קרניים קוסמיות בחלקיק בעל מטען חיובי שהמסה שלו זהה לזו של האלקטרון. הוא שב וחזר על ניסוייו ורק לאחר שנה הוא העז להאמין שמצא את החלקיק שדיראק ניבא את קיומו.

החל משנות השלושים של המאה שעברה המצוד אחר האנטי-שותפים של החלקיקים קיבל עדיפות ראשונה בקהיליית החלקיקאים.

בשנים אלה Ernest Lawrence פיזיקאי אמריקאי המציא את ה-cyclotron מכונה שבכוחה להאיץ חלקיקים כמו הפרוטון לאנרגיה של כמה עשרות מגה-וולט. המכונה, האב הקדום של המאיצים האדירים שנבנו מאז, הקנה לו את פרס נובל לפיזיקה ופתחה את עידן תחום המדע החדש "הפיזיקה של האנרגיה הגבוהה".

לאחר יותר משני עשורים של צייד האנטי-חלקיקים, נתגלו האנטי-פרוטון והאנטי-נויטרון שנתנו גושפנקא סופית לסימטריה הבסיסית שקיימת בטבע בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים.

האתגר הבא של החלקיקאים היה לייצר אנטי-גרעין ואחריו ליצור אנטי-אטום שלם. הדבר עלה בידם לקראת סוף המאה שעברה בזכות מכונה מיוחדת the Low Energy Antiproton Ring LEAR שנבנתה ב-CERN. בניגוד למאיצים האחרים, LEAR מאיט את מהירות האנטי- פרוטון ומאפשר בכך את חיבורו לאנטי-פרוטון וליצירת אטום של אנטי-מימן.

צוותי החלקיקאים הצליחו ליצור תשעה אנטי-אטומים של מימן והדבר הפך לסנזציה עולמית וכבש את הכותרות הראשיות של רוב העיתונים החשובים.

אחסון האנטי-חלקיקים הוא מלאכה מורכבת, הרי הם מתאיינים במגעם עם החומר. הפיזיקאים הצליחו להערים על תכונה זו של החלקיקים ומצליחים לאחסן, לעת עתה לזמן קצר, בעזרת שדה כוח אלקטרומגנטי בחלל ריק את בבואת הראי של חלקיקי החומר.

תעלומת היעלמות האנטי-חומר

לפי תרחיש המפץ הגדול, בסימטרייה הראשונית של היווצרות החלקיקים, לכל חלקיק שנוצר היה תאום, האנטי-חלקיק. לאנטי-חומר אותן תכונות כבידתיות כמו לחומר רגיל אבל המטען החשמלי ומטעני הכוח הגרעיניים שלו מנוגדים לאלה של החומר. כאשר חלקיק ואנטי-חלקיק נפגשים, הם מאיינים זה את זה והופכים לאנרגיה.

אילו הסימטרייה הייתה נשמרת, דבר, פרט לאנרגיה, לא היה מתהווה ביקום. עובדת קיומו של החומר בעולם מצביעה - למזלנו - על כך כי תהליך של שבירת הסימטרייה גרמה להיעלמות האנטי-חומר ולהצטברות של חלקיקי החומר ממנו עשוי היקום.

חלקיק אחד של חומר עודף על כל עשרה מיליארד של חלקיקי אנטי-חומר, יצר את כל מה שיש בתבל.

מאז התבססות התיאוריה של המפץ הגדול, תעלומת היעלמות האנטי-חומר ביקום מעסיקה את קהיליית הפיזיקאים. בשיתוף פעולה בין-לאומי, מאות פיזיקאים ומהנדסים עמלים בשני מוקדי ניסוי: BaBar ב-SLAC National Accelerator Laboratory בארה"ב וה-Belle experiment ב-High Energy Accelerator Research Organization ביפן לזהות את שבירת הסימטרייה המכרעת שיצרה את השונות, את כל החומר שקיים ביקום.

המאמצים נשאו פרי. תחילה ברמה תיאורטית ולאחר מכן באישור מעשי, צוות של פיזיקאים איתר את אותה נקודת תורפה שחוללה את הפרת המאזן הסימטרי, את מעבר הפאזה שיצר את החומר.

כדי שהאסימטריה תוכל להתרחש, החוקרים חזו את קיומם של שני קווארקים חדשים שבימים ההם, בשנת 1972,איש לא ידע על קיומם.ה-"bottom" קווארק התגלה ב-1977 וזה שכונה "top" קווארק אותר בשנת 1995.

על תגלית שבירת הסימטריה וקיום הדור השלישי של הקווארקים החוקרים זכו בפרס נובל לפיזיקה של שנת 2008.





.

ד"ר אילנה מודלינגר
מסע בעידן הטכנולוגי
אבני הבנין של הטבע
Copyright ©
הבאפרקביתהקודם