في إنجاز علمي مذهل.. رصد أول كيوبت من المادة المضادة!

حلل علماء من سيرن جسيمًا من المادة المضادة معزولًا في حالة كمية غير محددة، معروفة بالتراكب الكمي للمرة الأولى.

علق الفريق بروتونًا مضادًا –النظير من المادة المضادة للبروتون– في نظام من المصايد الكهرومغناطيسية، وطوعوا تداخلًا بيئيًا عبث بالحالة الكمية الحساسة للجسيم.

في خاصية ضبابية وغير محددة تسمى الحركة المغزلية، وُضع الجسيم بحذر في حالة اهتزاز، وقيس خلال فترة تمتد خمسين ثانية.

«هذا يمثل أول أول كيوبت من المادة المضادة. أهم من ذلك، هذا سيساعد (بيز) على عمل قياسات لعزم البروتون المضاد في تجارب مستقبلية بدقة محسنة من 10 إلى 100 ضعف».

يمكن لتلك التجارب المستقبلية أن تكشف عن فوارق أكثر بين المادة والمادة المضادة، ما قد يجيب عن السؤال الأساسي وهو كيف نجونا من كارثة المادة المضادة التي -طبقًا لنماذج الفيزياء الحالية- كان ينبغي عليها أن تقضي على كل المادة من مليارات السنين؟

بتعبير بسيط، نظريًا، ينبغي ألا يكون هناك فارق بين المادة والمادة المضادة فيما عدا الجسيمات التي لها شحنات متضادة بالنسبة إلى نظائرها، إذا كانت هذه هي الحالة، إذن ينبغي أن يُنشئ الانفجار العظيم كميات متساوية من المادة والمادة المضادة، التي سرعان ما يفني بعضها البعض تاركةً الكون خاويًا.

تُظهر حقيقة أننا هنا لطرح السؤال أن الفيزياء ينبغي أن تعامل المادة والمادة المضادة باختلاف، وباهتمام مختلف أيضًا. بدأت تجارب علمية عديدة تكشف إشارات عدم التماثل هذا، لكن ما تزال درجة الاختلاف التي وُجدت غير قادرة على تفسير هذا التباين.

تبحث تجربة بيز في سيرن عن التباين في البروتونات والبروتونات المضادة، بمقارنة مقارنة كيف تتصرف حالات الحركة المغزلية تحت حالات متماثلة. الحركة المغزلية هي خاصية جوهرية للجسيمات دون الذرية تسبب تصرفها مغناطيسات صغيرة.

قاست المرات السابقة لبيز العزم المغناطيسي للبروتون المضاد بدقة 1,5 جزء لكل مليار، لكنها بشكل مرهق حتى في هذا المستوى ما تزال متماشية مع تلك الخاصة بالبروتون العادي.

جزء من المشكلة هو أن الحالات الكمية حساسة للغاية بما يحيط بها، لذلك من الصعب المحافظة على البروتونات المضادة في تشابك كمي مدةً طويلة بما يكفي لدراسة خواصها من قُرب.

خضع بيز الآن لسلسة من التحسينات لخفض الضوضاء في الخلفية، ما عزل الجسيمات وسمح بالتأرجح في سحابة كمية مدةً مسجلة بلغت 50 ثانية.

هذا يمكن مده حتى لأبعد من ذلك قريبًا. عادةً فإن المادة المضادة لا يمكن تحريكها بعيدًا من مكان نشأتها. فهي في النهاية ستفنى إذا لمست خزانًا مصنوعًا من المادة العادية.

اختبر سيرن نظامًا جديدًا لنقل المادة المضادة، إذ يمكن أخيرًا تخزين الأشياء الغريبة لنقلها لمنشآت مخصصة يمكنها كبح أو حتى إزالة الضوضاء في الخلفية.

بواسطة تلك التجارب فائقة الهدوء، ربما يمكننا أخيرًا سماع همسة الإجابات لواحد من أهم أسئلة الفيزياء.

مقالات ذات صلة:

https://www.ibelieveinsci.com/%d8%aa%d9%82%d8%af%d9%85-%d8%ac%d8%af%d9%8a%d8%af-%d9%81%d9%8a-%d9%85%d8%ac%d8%a7%d9%84-%d8%a7%d9%84%d8%ad%d9%88%d8%b3%d8%a8%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d9%83%d9%85%d9%88%d9%85%d9%8a%d8%a9-%d8%b9%d8%a8%d8%b1/

https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b1%d8%b5%d8%af-%d8%b7%d9%88%d8%b1-%d9%83%d9%85%d9%8a-%d8%ac%d8%af%d9%8a%d8%af-%d9%85%d8%b9-%d8%aa%d8%b7%d8%a8%d9%8a%d9%82%d8%a7%d8%aa-%d9%85%d8%ad%d8%aa%d9%85%d9%84%d8%a9-%d9%81%d9%8a-%d8%a7%d9%84/