اگر ماده پایین بیافتد، پادماده بالا می‌افتد؟ - کلویی مالبرونات

درس کامل در: http://ed.ted.com/lessons/if-matter-falls-down-does-antimatter-fall-up-chloe-malbrunot

مثل مثبت و منفی، یا اعتبار و بدهی، ماده و پادماده هم برابر و متضاد هستند. پس اگر ماده پایین بیافتد، پاد ماده بالا می‌افتد؟ کلویی مالبرونات این مسئله را با قرار دادن دو ذره -- یکی ماده، و دیگری پادماده -- در کابین یک هواپیما و آماده پریدن بررسی می‌کند. فکر می‌کنید چه اتفاقی می‌افتد؟

درس از کلویی مالبرونات، انیمیشن از TED-Ed.

"هی، یک اتم دیگه.
من هیدروژن هستم، خوشحالم که میبینمتون

درباره پرش چی فکر میکنی؟"

"سلام، من پادهیدروژن هستم، پاد اتم تو،

و اگر بخواهیم روراست باشیم،
یه جورایی احساس خنثی بودن میکنم.

پوزیترون و پادپروتون من، مثل الکترون
و پروتون تو با هم تعادل دارن، درسته؟"

"هی، آره! تو درست مثل منی،
اما از جهاتی متفاوت."

وای، مواظب باش! اگر خیلی نزدیک بشیم،
در جرقهای از انرژی ناپدید خواهیم شد.

دوست دارم یک تکه باقی بمانم."

"اوه وای، متاسفم."

"اشکالی نداره. داشتم فکر میکردم،

یک کمی عجیبه که ما

قبل از پریدن از فراز CERN
این طوری با هم اختلاط کنیم."

"دلیلش چیه؟"

"خوب برای تازه کارها،
از کجا بدانیم که هر دو میافتیم؟"

"البته که میافتیم. گرانش هست،

میدانی، نیروی جاذبه بین اجسام.

حتی میدانم با چه سرعتی باید بیافتیم.

گالیله در آن آزمایش برج

نشان داد که اجسام در حال سقوط،
فارغ از وزن، با نرخ یکسانی شتاب میگیرند."

"این برای چیزهای بزرگ است.

برای ذرات کوچکی مثل ما داستان فرق دارد.

وزن ما آنقدر کم است که نیروی گرانشی
که احساس میکنیم اندک است،

و اگر ذرات باردار باشند،
مثل پادپروتون من یا پروتون تو،

آن موقع تشخیص آنها

در مقایسه با نیروی
الکترومغناطیس خیلی بزرگتری

که به آنها اثر میکند غیر ممکن است."

"اما این فقط برای ذرات باردار است.
من و تو هر دو خنثی هستیم.

بارهای ما با هم تعادل دارند،
پس نیروی الکترومغناطیسی کوچک است

و نیروی گرانش احساس خواهد شد.

میدانم که مال من اندازه گرفته شده."

"چون تو همه جا هستی،
اما پیدا کردن من دشوار است."

"به هر حال، دلیل آن چیست؟

نباید مقداری برابر

از ماده و پادماده
در انفجار بزرگ به وجود آمده باشد؟"

"ممکن است این طور فکر کنی،

اما بعد از آن تمام آن ذرات یک دیگر را
به انرزی تبدیل کردند، یادته؟

و جهان به وضوح پر از ماده است.

هیچ کس نمیداند چرا ماده
بیشتر از پادماده وجود دارد،

و به همین دلیل است که دانشمندان
اینقدر به مطالعه من علاقه دارند."

"خوب به هر حال تو را کجا پیدا میکنند؟"

"در واقع من در آن آزمایشگاه
آن پایین ساخته شدم.

به یک شتابدهنده برای تولید پادپروتون من
نیاز داشتند چون خیلی سنگین است،

درست به اندازه پروتون تو سنگین است.

به دست آوردن پوزیترون من سادهتر بود.

خیلی سبکتره، مثل الکترون تو،

و موادی هستند که طبیعتاً
با بیرون دادن یکی فرومیپاشن.

بعد فقط این دوتا رو
کنار هم گذاشتن و به من رسیدن.

اما فقط همین چند وقت پیش

تونستن منو به اندازه کافی نگه دارن

تا درباره خصوصیاتم مطالعه کنن."

"و حالا تو رو با من به این پرش فرستادن
هی، صبر کن ببینم."

"درسته. ما داریم
آزمایش گالیله رو

به جای دو جسم از جنس ماده
با ماده و پاد ماده بازسازی میکنیم."

"خوب چه اتفاقی قراره بیافته؟

قراره بالا بیافتی یا همچین چیزی؟"

"فقط یک راه برای فهمیدنش هست!"