ما هو مفاعل المادة المضادة؟
عندما تلتقي المادة المضادة بالمادة، يفنى كلاهما ويتحول 100% من كتلتهما إلى طاقة عبر E=mc².
لماذا هذا مهم؟ مليغرام واحد من المادة المضادة يمكنه تشغيل مركبة فضائية إلى المريخ.
📖 تعمق أكثر
تشبيه 1
تخيل وقودًا قويًا جدًا لدرجة أن وزن مشبك ورق يمكن أن يطلق صاروخًا إلى القمر. هذه هي المادة المضادة. الصيد؟ أنت بحاجة إلى "خزان وقود" مصنوع من مجالات مغناطيسية نقية - لأنه إذا لامس الوقود جدران الخزان، ينفجر كل من الوقود والجدار إلى طاقة ضوئية نقية. تلك الزجاجة المغناطيسية غير المرئية هي ما تتيح لك هذه المحاكاة تصميمه.
تشبيه 2
كل جسيم له توأم شرير، متطابق ولكن بشحنة معاكسة. عندما يلتقي التوأم، يختفي كلاهما في ومضة من الطاقة النقية، مثل قطعتي ألغاز تلغي بعضهما البعض. اللغز هو السبب في أن الكون يحتوي في الغالب على قطع منتظمة وعدد قليل جدًا من التوائم المرآة - وهو أكبر لغز لم يتم حله في الفيزياء.
🎯 نصائح المحاكي
مبتدئ
ابدأ بالبوزيترونات واضغط على ابدأ. شاهد جسيمات المادة (الزرقاء) والمادة المضادة (الحمراء) تصطدم في الحجرة، مما ينتج عنه انفجارات أشعة جاما ذهبية. قم بزيادة معدل الحقن لرؤية المزيد من عمليات الإبادة.
متوسط
قم بالتبديل إلى البروتونات المضادة للحصول على طاقة أكثر بمقدار 1836 مرة لكل عملية إبادة. جرب أوضاع احتواء مختلفة ولاحظ كيف يتغير استقرار الاحتواء. تعزيز الاحتواء عندما ينخفض الاستقرار إلى أقل من 80%.
خبير
تعظيم طاقة الشعاع وتحسين مستوى الفراغ لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة. جرب الهيدروجين المضاد باستخدام مصائد Ioffe-Pritchard، وهذا يعكس ظروف تجربة ALPHA الحقيقية في CERN. شاهد كيف تؤثر هندسة المصيدة على استقرار الاحتواء.
📚 المصطلحات
🏆 شخصيات رئيسية
Paul Dirac (1928)
تنبأ بوجود المادة المضادة من معادلة الإلكترون النسبية، جائزة نوبل عام 1933
Carl Anderson (1932)
اكتشف البوزيترون في صور غرفة سحابة الأشعة الكونية، جائزة نوبل عام 1936
Jeffrey Hangst (2010)
قاد تجربة ALPHA في CERN والتي قامت أولاً بحبس وقياس ذرات الهيدروجين المضاد
Gerald Gabrielse (2002)
عالم فيزياء بجامعة هارفارد قام بإجراء قياسات دقيقة للمادة المضادة باستخدام مصائد Penning في CERN
Makoto Fujiwara (2017)
باحث TRUMF الذي قاد قياسات التحليل الطيفي للهيدروجين المضاد لـ ALPHA
🎓 مصادر التعلم
- Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen [paper]
التحليل الطيفي الأول لهيدروجين المادة المضادة، ومقارنته بالهيدروجين لاختبار تماثل CPT (Nature, 2017) - Antimatter propulsion for deep space exploration [paper]
التحليل المبكر لإمكانات المادة المضادة باعتبارها الوقود الصاروخي النهائي للمهام بين النجوم - CERN Antimatter [article]
برنامج CERN لأبحاث المادة المضادة بما في ذلك تجارب ALPHA وAEgIS وBASE - ALPHA Experiment [article]
تجربة الهيدروجين المضاد الرائدة في العالم في CERN