ماده و پادماده چه تفاوتهایی با یکدیگر دارند؟

مجله ايلياد/تفاوت بين ماده و پادماده بسيار بنيادينتر از چيزي است که تصور ميشود. چيزي که ما آن را به نام ماده ميشناسيم، از پروتون با بار مثبت، الکترون با بار منفي و نوترون با بار خنثي تشکيل شده است. همهي اين ذرات با يکديگر اتم را تشکيل ميدهند. در اتم، پروتون و نوترون هسته را تشکيل ميدهند و الکترون به دور هسته ميچرخد؛ مانند سيارهاي که به دور ستاره ميچرخد.
در پادماده، بار هر ذره برعکس ماده است. معادل پروتون در پادماده پادپروتون است و بار منفي دارد. الکترون پادماده، پوزيترون نام دارد که بار مثبت دارد. تنها استثناء در اين قانون معکوس بين ماده و پادماده، نوترون است که معادل آن در پادماده، پادنوترون نام دارد و خصوصيات مشابهي با نوترون در ماده دارد. هم نوترون و هم پادنوترون داراي بار خنثي هستند.
اگر ماده و پادماده با يکديگر ترکيب شوند، انرژي بزرگي به صورت انفجاري توليد ميشود. دليل اين انفجار انرژي ترکيب ذرات با بارهاي مخالف است. زماني که اين ذرات با يکديگر ترکيب شوند، طبق فرمول E=mc2 انرژي آزاد ميشود. در اين فرمول m جرم معادل است و c سرعت نور است که برابر با ۳۰۰،۰۰۰ کيلومتر بر ثانيه است. البته وقوع اين انفجارات جاي نگراني ندارند، زيرا تنها راه توليد پادماده بر روي زمين، شتاب دهندههاي ذرات هستند که در هر زمان تنها امکان توليد چند ذره را دارند و بنابراين وقوع انفجارات وحشتناک نامحتمل است.
دانشمندان در سال ۱۹۹۵ براي اولين بار توانستند پاداتم توليد کنند. با اين قابليت امکان ساختن چندين اتم و در نتيجه ساختن مولکول نيز وجود دارد. در سال ۲۰۰۷ دانشمندان دانشگاه کاليفرنيا توانستند دو اتم پوزيترونيوم توليد کنند که هر اتم از يک الکترون و يک پوزيترون ساخته شده بودند و آنها را تبديل به پادمولکول کردند. البته اين مولکول طول عمر کوتاهي داشته، زيرا الکترون و پوزيترون به سرعت يکديگر را خنثي ميکنند.
چيزي که دانشمندان در مورد آن مطمئن نيستند، نحوهي سقوط پادماده است. شايد افتادن پادماده روي زمين پرسش احمقانهاي به نظر برسد، ولي به هر حال شواهدي از نحوهي پاسخ پادماده به گرانش تا کنون بهدست نيامده است. دانشمندان در سالهاي اخير با روشهاي جديد فوق سرد کردن و روشهاي اينترفرومتري، توانستهاند سرعت پاداتم را کاهش دهند و رفتار آنرا مشاهده کنند. شايد در آينده بتوان تفاوتهاي مهم ماده و پادماده را با همين روشها کشف کرد. البته ميدانيم که ماده و پادماده حتماً شباهتهايي نيز با يکديگر دارند.