به محض اینکه نام "پادماده" به میان می آید مردم فورا به یاد داستان های علمی تخیلی می افتند مسایلی از قبیل جهان های مخالف ، سوخت موتور های WARP-SPEED ، اینتر پرایزها و. . . اما به هرحال ما قادر به تغییر قوانین فیزیکی نیستیم. پادماده موضوعی واقعی است . پادماده از ذراتی بنیادی تشکیل شده که هرکدام همان جرم ماده ی متنا ظر و مشابه خود( پروتون ها الکترون ها و نوترون ها و . . .) را دارد اما بار الکتریکی و خاص مغناطیسی آن ها مخالف یکدیگر است.
ذرات ماده و پاد ماده در صورت برخورد یکدیگر را از میان می برند و مطابق معادله ی معروف انیشتین E=MC2 تولید انرژی میکنند. اما پاد ماده نه چیزی است که در گوشه و کنار هر داروخانه ای در دسترس باشد و نه پلتونیوم است که موضوع فیلم های سینمایی قرار گیرد و به نظر می رسد که مقدار زیادی از آن اطراف ما یافت نمی شود ، اما طبق تئوری همیشه اینطور نیست و دانشمندان با استفاده از پرتو X رصد خانه چاندرا در جستجوی نشانه پادماده ای هستند که در آغازین روزهای تکوین عالم بوجود آمده است که البته کار ساده ای هم نیست...
مطابق مدل مهبانگ اندکی پس از انفجار بزرگ ، عالم غوطه ور در ذرات ماده و پادماده بود. قسمت عمده این مواد از بین رفتند اما از آنجا که مقدار ماده اندکی بیشتر از پادماده بوده کمتر از یک بیلیونیوم حداقل در جهان محلی تنها ماده باقی ماند. عقیده بر این است که پدیده های پر انرژی مانند فوران های مبتنی بر نظریه نسبیت که توسط سیاه چاله ها و تپ اخترها انرژی می گیرد مقدار بسیار کمی پادماده را تولید می کنند، اما تا کنون دلیلی مبنی بر وجود پادماده باقی مانده از عالم نوپا یافت نشده است.
ولی پادماده چگونه می تواند از آغازین روزهای عالم باقی مانده باشد؟ تصور می شود پس از انفجار بزرگ دورانی عجیب و شگفت آور به نام تورم پدید آمد یعنی زمانی که عالم به صورت تصاعدی تنها در کسری از ثانیه گسترش می یافت. به گفته Gary Steigmanاز دانشگاه ایالت اوهایو که عهده دار اجرای این مطالعه است اگر دسته های ماده و پادماده قبل از دوران تورم نزدیک هم بودند ممکن بود اکنون در مقیاسی بیشتر از مقیاس عالم قابل مشاهده و تفکیک شوند. اما احتمال دارد که ذرات ماده و پاد ماده در مقیاس های کوچکتر مثل مقیاس خوشه ها و یا ابر خوشه ها تفکیک شوند که احتمالی بسیار جالب تر است.
مطابق مدل مهبانگ اندکی پس از انفجار بزرگ ، عالم غوطه ور در ذرات ماده و پادماده بود. قسمت عمده این مواد از بین رفتند اما از آنجا که مقدار ماده اندکی بیشتر از پادماده بوده کمتر از یک بیلیونیوم حداقل در جهان محلی تنها ماده باقی ماند. عقیده بر این است که پدیده های پر انرژی مانند فوران های مبتنی بر نظریه نسبیت که توسط سیاه چاله ها و تپ اخترها انرژی می گیرد مقدار بسیار کمی پادماده را تولید می کنند، اما تا کنون دلیلی مبنی بر وجود پادماده باقی مانده از عالم نوپا یافت نشده است.
ولی پادماده چگونه می تواند از آغازین روزهای عالم باقی مانده باشد؟ تصور می شود پس از انفجار بزرگ دورانی عجیب و شگفت آور به نام تورم پدید آمد یعنی زمانی که عالم به صورت تصاعدی تنها در کسری از ثانیه گسترش می یافت. به گفته Gary Steigmanاز دانشگاه ایالت اوهایو که عهده دار اجرای این مطالعه است اگر دسته های ماده و پادماده قبل از دوران تورم نزدیک هم بودند ممکن بود اکنون در مقیاسی بیشتر از مقیاس عالم قابل مشاهده و تفکیک شوند. اما احتمال دارد که ذرات ماده و پاد ماده در مقیاس های کوچکتر مثل مقیاس خوشه ها و یا ابر خوشه ها تفکیک شوند که احتمالی بسیار جالب تر است.
در این مورد برخورد بین دو خوشه کهکشانی که بزرگترین ساختار گرانشی در عالم است ممکن است نشانه ای از وجوذ پاد ماده را آشکار کند. گسیل پرتو X نشان می دهد که چه مقدار گاز داغ در چنین برخوردی وجود دارد در صورت وجود ذرات پاد ماده در گاز موجود در هر یک از خوشه ها ، نابودی رخ خواهد داد و پرتوهای X با پرتوهای گاما همراه خواهد بود.
Steigma از داده های به دست آمده توسط چاندرا استفاده کرد و اکنون رصدخانه پرتو گامای کامپتون را از مدار خارج نمود تا به مطالعه بر روی خوشه بولت (جایی که دو خوشه بزرگ کهکشانی با سرعت های بسیار بالا به یکدیگر برخورد کردند خوشه بولت به علت فاصله بسیار نزدیک و از پهلو چنان که در زمین دیده می شود) محل مناسب برای آزمایش و جستجوی سیگنالی از پادماده محسوب می شود.Steigman که مقاله اش در مجله کیهان شناسی فیزیک اختر ذره (Journal of Cosmology & Astroparticle physics) به چاپ رسیده است می گوید : این بزرگترین مقیاسی است که چنین آزمایشی در مورد پادماده در آن انجام گرفته است . من در تلاش برای یافتن این مسئله هستم که آیا می توان خوشه ای کهکشانی یافت که از مقدار زیادی پدماده ساخته شده باشد.
Steigma از داده های به دست آمده توسط چاندرا استفاده کرد و اکنون رصدخانه پرتو گامای کامپتون را از مدار خارج نمود تا به مطالعه بر روی خوشه بولت (جایی که دو خوشه بزرگ کهکشانی با سرعت های بسیار بالا به یکدیگر برخورد کردند خوشه بولت به علت فاصله بسیار نزدیک و از پهلو چنان که در زمین دیده می شود) محل مناسب برای آزمایش و جستجوی سیگنالی از پادماده محسوب می شود.Steigman که مقاله اش در مجله کیهان شناسی فیزیک اختر ذره (Journal of Cosmology & Astroparticle physics) به چاپ رسیده است می گوید : این بزرگترین مقیاسی است که چنین آزمایشی در مورد پادماده در آن انجام گرفته است . من در تلاش برای یافتن این مسئله هستم که آیا می توان خوشه ای کهکشانی یافت که از مقدار زیادی پدماده ساخته شده باشد.
مقدار مشاهده شده پرتو های X از چاندرا و( مقدار) پرتو های گامای آشکار سازی نشده از داده های کامپتون نشان می دهد که کسر پاد ماده در خوشه بولت کمتر از 3 میلیونیوم است. علاوه براین شبیه سازی ادقام خوشه بولت نشان می دهد که این نتایج وجود مقادیر قابل توجه پادماده در مقیاس های حدود 65 میلیون سال نوری را تخمینی از تفکیک اولیه دو خوشه برخورد کننده به هم رد می کنند.
Steigman می گوید : برخورد ماده و پادماده کارآمد ترین فرایند تولید انرژی در عالم است اما چنین فرآیندی ممکن است در مقیلس های بسیار بزرگ روی ندهد. اما من هنوز نا امید نشده ام و برای بررسی سایر خوشه های کهکشانی برخوردی که به تازگی کشف شده اند برنامه ریزی می کنم.
کشف پادماده در عالم ممکن است اطلاعاتی در مورد طول مدت انبساط عالم در اختیار دانشمندان قرار دهد. به گفته Steigman موفقیت در چنین آزمایشی هر چقدر احتمال آن کم است، اطلاعات بسیاری در مورد مراحل اولیه شکل گیری عالم بدست می دهد. وی در مورد بررسی وجود پاد ماده در مقیاس های کوچکتر و خوشه های کهکشانی منفردی که شامل چنین برخورد های بزرگی نمی شوند، تدابیری جدی اتخاذ کرده است.
Steigman می گوید : برخورد ماده و پادماده کارآمد ترین فرایند تولید انرژی در عالم است اما چنین فرآیندی ممکن است در مقیلس های بسیار بزرگ روی ندهد. اما من هنوز نا امید نشده ام و برای بررسی سایر خوشه های کهکشانی برخوردی که به تازگی کشف شده اند برنامه ریزی می کنم.
کشف پادماده در عالم ممکن است اطلاعاتی در مورد طول مدت انبساط عالم در اختیار دانشمندان قرار دهد. به گفته Steigman موفقیت در چنین آزمایشی هر چقدر احتمال آن کم است، اطلاعات بسیاری در مورد مراحل اولیه شکل گیری عالم بدست می دهد. وی در مورد بررسی وجود پاد ماده در مقیاس های کوچکتر و خوشه های کهکشانی منفردی که شامل چنین برخورد های بزرگی نمی شوند، تدابیری جدی اتخاذ کرده است.
Source: Chandra/Harvard
