מהו אנטי-חלקיק - היסטוריית תגליות והסבר פשוט
ממש לפני מאה שנה, כלומר בשנת 1920, פעם אחת לאחר שהוצג עקרון מכניקת הקוונטים, העולם התת אטומי נראה פשוט ומובן ביותר.
ואכן, על פי מדענים, היו רק כמה חלקיקים אלמנטריים שהרכיבו אטום - פרוטון ונויטרון (בניסוי קיומו של נויטרון אושר רק בשנות ה -30).
ויש רק חלקיק אחד מחוץ לגרעין האטום - אלקטרון. אך היקום האידיאליסטי הזה לא נמשך זמן רב.
איך התגלה האנטי-חלקיק הראשון
אין גבול לסקרנותם של מדענים, ולכן החלו להצטייד במעבדות הר גבוהות עבור קבוצות מדעיות שונות, שמוחות מבריקים החלו ללמוד באופן פעיל קרניים קוסמיות, שמפציצות את פנינו כוכבי לכת.
וכתוצאה ממחקרים אלה החלו להתגלות חלקיקים, ובכן, אינם יכולים להתקיים ביקום האידיאלי של פרוטון-נויטרונים-אלקטרונים.
ובין החלקיקים הפתוחים הללו היה האנטי-חלקיק הראשון בעולם.
עולם נוגדי החלקיקים הוא בעצם תמונת ראי של העולם שאנו רגילים אליו. אחרי הכל, המסה של אנטי-חלקיק חופפת בדיוק למסה של חלקיק רגיל, רק המאפיינים האחרים שלו מנוגדים לחלוטין לאב-טיפוס.
בואו ניקח בחשבון אלקטרון. יש לו מטען שלילי, ולחלקיק הזוגי כביכול, הנקרא פוזיטרון, יש מטען חיובי. בהתאם, לפרוטון יש מטען חיובי, לאנטי-פרוטון מטען שלילי וכן הלאה.
כך שאם חלקיק וחלקיקים אנטי-חלקיקים מתנגשים, הרי שהם מחסלים הדדית, כלומר החלקיקים המתנגשים מפסיקים להתקיים.
אך האירוע הזה לא עובר ללא עקבות. כתוצאה מתהליך זה משתחררת כמות עצומה של אנרגיה, המפוזרת לאחר מכן בחלל בצורה של זרם פוטונים וכל מיני חלקיקים אולטרה-אוריים.
מי גילה את האנטי-חלקיק הראשון
התחזית התיאורטית הראשונה אודות קיומם של החלקיקים הידועים לשמצה נעשתה על ידי פ. דיראק בעבודתו, ראה אור בשנת 1930.
לכן, על מנת להבין כיצד חלקיקים ואנטי-חלקיקים מתבטאים במהלך אינטראקציה פעילה על פי דיראק, דמיין שדה אחיד.
אז אם תחפרו חור קטן עם חפירה, אז ייווצרו שני חפצים, חור וערימה.
אם נדמיין שערימת אדמה היא חלקיק, וחור הוא אנטי-חלקיק, ואם תמלא חור באדמה זו, לא יהיה אחד ולא השני. כלומר, אנלוגי לתהליך ההשמדה יתרחש.
בעוד שחלק מהמדענים עסקו בחישובים תיאורטיים, אחרים הרכיבו מתקנים ניסיוניים. אז, במיוחד, הפיזיקאי הניסוי ק. ד. אנדרסון, אסף ציוד מחקר במעבדה לכרייה בפסגת פייק (ארה"ב, קולורדו) ובהנהגתו של ר. מיליקנה עמדה ללמוד קרניים קוסמיות.
למטרות אלה הומצא מתקן (לימים נקרא המתקן תא עיבוי), שכלל מלכודת שהונחה בשדה מגנטי רב עוצמה. בתקיפת המטרה, החלקיקים שעפים דרך תא מיוחד השאירו בו שביל עיבוי.
זה היה זה שמדענים קבעו את מסת החלקיק החולף, ובהתאם לזווית הטיה של החלקיק בשדה מגנטי, המדענים קבעו את מטען החלקיק.
אז עד שנת 1932 נרשמה סדרה שלמה של התנגשויות, במהלכן נוצרו חלקיקים עם מסה התואמת בדיוק למסת האלקטרון. אך הסטייתם בשדה מגנטי העידה בבירור כי לחלקיק יש מטען חיובי.
כך התגלה לראשונה בניסוי האנטי-חלקיק, הפוזיטרון.
על הישג זה בשנת 1936 הוענק למדען פרס נובל, אותו הוא באמת חלק עם וי. פ. הס, מדען שאישר בניסוי קיומם של קרניים קוסמיות.
כל נוגדי החלקיקים הבאים כבר הושגו בניסויים במעבדה. כיום האנטי-חלקיק כבר לא משהו אקזוטי ופיזיקאים יכולים להחתים אותם בכמות הנדרשת על מאיצים מיוחדים.
אם אהבתם את החומר, אז אל תשכחו לאהוב אותו, כתבו תגובה והירשמו. תודה לך על תשומת הלב!