رحلة "المادة المضادة" عبر أوروبا.. العلم يقترب من حل لغز الكون

يستعد العلماء لخوض مغامرة علمية فريدة من نوعها بنقل حاوية من المادة المضادة، التي تُعتبر أغلى وأندر مادة في العالم، عبر أوروبا.

يُسلط هذا المشروع الضوء على تحديات التعامل مع هذه المادة الخطيرة، التي قد تُفسر لغزًا أساسيًا حول نشأة الكون وتفوق المادة على المادة المضادة.

نشرت صحيفة "الغارديان" تقرير لمحرر الشؤون العلمية روبن ماكي قال فيه إن الباحثين يستعدون للقيام بواحدة من أكثر رحلات العلم غرابة. إنهم يخططون لنقل حاوية من المادة المضادة (antimatter ) في شاحنة عبر أوروبا.

المادة المضادة هي أغلى مادة على وجه الأرض - وتشير التقديرات إلى أنها تكلف عدة تريليونات من الدولارات لصنع غرام واحد - ولا يمكن تصنيعها إلا في مختبرات فيزياء الجسيمات مثل مركز أبحاث سيرن بالقرب من جنيف.

كما أنها صعبة للغاية في التعامل معها. إذا اتصلت المادة المضادة بالمادة العادية، فإن كليهما يبادان، مما يؤدي إلى إطلاق دفعة قوية من الإشعاع الكهرومغناطيسي. فقط من خلال الجمع بعناية بين مجموعات من المجالات الكهربائية والمغناطيسية القوية في أجهزة خاصة يمكن تخزين المادة المضادة بأمان.

اظهار أخبار متعلقة

يقول البروفيسور ستيفان أولمر، وهو عالم في سيرن: "وهذا يجعل تحريكها صعبا للغاية، رغم أننا الآن على وشك القيام برحلتنا الأولى . المادة المضادة لديها الكثير لتخبرنا به. ولهذا السبب نقوم بهذا".

إن تحريك المادة المضادة سيكون الأول من نوعه على المستوى العلمي، رغم أن له سابقة خيالية. ففي فيلم الإثارة "ملائكة وشياطين" لدان براون ـ الذي تم تحويله إلى فيلم بطولة توم هانكس في عام 2009 ـ سرق إرهابيون علبة من المادة المضادة من سيرن وحاولوا محو الفاتيكان بها.

ويصر العلماء على أن احتمال حدوث انفجار مماثل في الحياة الحقيقية بعيد ـ فالكميات المحمولة من المادة المضادة لن تكون كافية لإحداث انفجار ذي طبيعة يمكن التعرف عليها.

ويريد العلماء دراسة الجسيمات لأنهم يعتقدون أنها قد تحمل الحل للغز أساسي. ويقول أولمر: "نعتقد أن الانفجار الكبير أنتج نفس الكميات من المادة والمادة المضادة. وكان من المفترض أن تدمر هذه الجسيمات بعضها البعض، تاركة كونا مكونا من الإشعاع الكهرومغناطيسي وليس أكثر من ذلك".

إن حقيقة أن الكون يبدو وكأنه مليء بالمجرات والنجوم والكواكب والكائنات الحية المصنوعة من المادة يظهر أن هذه الفكرة لابد وأن تكون خاطئة. فهناك عدم تناسق أساسي فضل المادة ومنع الكون من أن يصبح فراغا فارغا يغلي.

اظهار أخبار متعلقة

ولهذا السبب، يريد علماء الفيزياء دراسة الاختلافات بين الجسيمات التي تشكل المادة والمادة المضادة. وقد توفر هذه الاختلافات أدلة حول سبب سيطرة المادة على الكون.

كما قالت عالمة سيرن باربرا ماريا لاتاكز لمجلة نيتشر: "نحن نحاول أن نفهم لماذا نحن موجودون".

تتكون المادة من جسيمات دون ذرية مثل البروتونات والإلكترونات، في حين تتكون المادة المضادة من جسيمات تشمل البروتونات المضادة والبوزيترونات (كما تُعرف الإلكترونات المضادة أيضا).

ويوجد مصدر رئيسي للنوع الأخير من الجسيمات في سيرن في جهاز يُعرف باسم مُبطئ البروتون المضاد، حيث يتم توليد البروتونات المضادة وجمعها ودراستها.

والهدف هو قياس خصائص البروتونات المضادة بدقة ومقارنتها بالبروتونات. تُعرف هذه التجربة باسم "التجربة الأساسية"، ويمكنها الكشف عن فروق خفية صغيرة قد تفسر سبب ازدهار المادة على حساب المادة المضادة.

إن المجالات المغناطيسية الخلفية بالقرب من الجهاز تحد من هذا العمل، ويريد العلماء نقل العينات إلى مختبرات أخرى. قال أولمر: "من خلال نقلها إلى موقع جديد، يمكننا إجراء قياسات أكثر دقة بمقدار 100 مرة والحصول على فهم أعمق للبروتونات المضادة".

لتحقيق هذا الهدف، قام علماء سيرن ببناء أجهزة قابلة للنقل تحتوي على مغناطيسات فائقة التوصيل وأنظمة تبريد عميق وغرف فراغ حيث يمكن حبس البروتونات المضادة، وتجنب ملامسة المادة العادية، ونقلها على شاحنات تزن سبعة أطنان.

اظهار أخبار متعلقة

في البداية، سيتم نقل البروتونات المضادة داخل سيرن. على مدار العام المقبل، سيتم نقل الحاويات إلى أبعد من ذلك إلى مختبر دقيق مخصص في جامعة هاينرش هاينه دوسلدورف.

قال كريستيان سمورا، قائد مشروع النقل: "على المدى الطويل، نريد نقلها إلى أي مختبر في أوروبا". بهذه الطريقة، يأمل العلماء في معرفة سبب اختفاء المادة المضادة من الكون. وقال أولمر "قد يشكل هذا تغييرا كبيرا".