Ýer ýüzündäki iň gymmatly madda: Antimadda

Dünýädäki iň gymmatly “zadyň” nämedigini sorasaňyz, altyn, kümüş, platina we göwher daşy ýadyňyza düşýär. Şeýle-de bolsa, bularyň hiç biri-de bahasyna ýetip bolmajak däl. Şeýle-de bolsa, şeýle bir madda bar welin, adamlara tapmak hem kyn, hem-de dünýädäki iň gymmat madda, antimadda we 1 gramy takmynan 25 milliard dollar.

Daş-töweregimizdäki hemme zat adaty maddalardan durýar. Alymlar uly partlamadan soň birnäçe millisekuntda assimetriýanyň bardygyna, deň mukdarda madda we antimadda bar diýip hasaplaýarlar. Älem dünýä inenden soň madda bilen dolandyrylýar. Ýokary energiýa synaglary antimaddany göz öňüne getirmegiň ýeke-täk usulydyr.

Bu synaglar diňe Ýewropanyň ýadro gözleg merkezi CERN-de geçirilip bilner. Antimadda madda bilen deňdir. Antimaddanyň tapawudy, maddadan ters elektrik zarýady bolmagydyr. Mysal üçin, proton we elektron ýaly her belli bölejik üçin antiproton we antielektron bar. Bölejikleriň we antipartikulyň massasy birmeňzeş bolsa-da, dürli zarýadlar we şol bir magnit pursatlary bar. Ýöne madda we antimadda duşuşanda, güýçli reaksiýada energiýa we foton emele getirmek üçin biri-birini ýok ederler. Antimadda madda bilen täsirleşende ýokary energiýa reaksiýasy ýüze çykýar. Bir alym, uly partlamadan soň ilkinji millisekuntda ýüze çykan we maddanyň antimadda agdyklyk edýän birnäçe şertiniň bardygyna ynanýardy. Şweýsariýadaky CERN antimadda zawodynyň alymlary antihidrogen öndürmegiň usulyny tapdylar we antihidrogen öndürdiler. CERN-de işleýän 10,000-e golaý fizik antimadda häsiýetlerini öwrenip, älemimiziň döremegi barada has köp zat öwrenýär.



Antimaddanyň bardygyny ilkinji gezek alym Pol Dirak 1906-njy ýylda çaklapdy. Häzirki zaman alymlary ýokary energiýa bölejikleriniň tizlenmegi synaglarynyň geçirilendigi sebäpli synaglarynda antimaddanyň bardygyny tassykladylar. Uly partlamadan soň ilkinji sekuntlarda deň mukdarda madda we antimadda bolup, biri-biri bilen aragatnaşykda gaty ýokary energiýanyň üýtgäp durýan reaksiýasynda ýitip gidýär. Sorag: Uly partlamadan soň näme üçin irki älemde diňe adaty maddalar agdyklyk etdi? Alymlar madda we antimadda ýok edilenden soň, älemde galan käbir zatlaryň galandygyna ynanýarlar. Uly partlamadan soň älemiň döremegi birnäçe millisekuntda diňe madda we deňlik bardy, ýöne antimadda garşydy, biri-biri bilen täsirleşdi we ýitip gitdi. Hem madda, hem antimadda deň mukdarda ýasaldy; Irki älemde indi hiç zat bolmaly däldi, ýöne az mukdarda madda galyp, älemi doldurmagy başardy.

1928-nji ýylda Iňlis fizigi Pol Dirak elektronlaryň otnositel tizliklerini göz öňünde tutup, otnositellik teoriýasy bilen kwant teoriýasyny birleşdirýän deňlemäni tapdy. Bu formulanyň kömegi bilen Dirak 1933-nji ýylda Nobel baýragyna eýe boldy. Bu deňlemäniň iki çözgüdi bardy: otrisatel zarýadlanan elektron we poležitel zarýadly proton. Proton bilen elektron birleşse, madda ýitýär we diňe arassa energiýa öndürilýär. Şoňa laýyklykda fizikanyň we kwant mehanikasynyň kanunlary indi her bölejigiň antipartikulyň bardygyny aýdýar.
Şoňa görä-de, madda we antimadda älemimiz dünýä inenden soň deň mukdarda peýda bolmalydy, ýöne bar bolan birneme kän zat bardy, CMBR kosmiki mikrotolkun fon radiasiýasyna seredeniňde görnen zat muny görkezýär.

Beýleki tarapdan, ylmy dünýä bu älemiň hemişe bardygyny we mundan beýläk hem boljakdygyny öňe sürýärdi. Edwin Hubble galaktikalaryň biri-birinden daşlaşýandygyny gördi we daşlaşýan bolsa, geçmişde has ýakyn bolmalydy we netijede 13,7 milliard ýyl ozal bu älemiň bir nokatda birleşendigini gördi. Emma käbir hasaplamalar saklanmady. Şondan soň Hubble açan ylym dünýäsi ilki kabul edilmedi. Soňra 1965-nji ýylda iki elektron inženeri Arno Penzias we Robert Wilson aragatnaşyk hemrasyndan kosmosa iberen signalyna garaşýardylar we gyzykly radiasiýa tapdylar we näme bolýanyny bilmediler. Soňra bu radiasiýanyň älemiň ilkinji döredilen pursatynda ýüze çykan we kosmiki mikrotolkun fon radiasiýasydygyna düşündi we uly partlama teoriýasy subutnama aldy.

Antimadda antielektronlardan, antiprotonlardan we antineýtronlardan ýasalsa-da, adaty maddalaryň hemmesiniň elektronlardan, protonlardan we neýtronlardan ýasalýandygy mälimdir. Proton garşy zarýadly antielektron we agyr bölejik, antiproton otrisatel agyr bölejik we proton üçin jogapkärdir. Madda ýaly ters zarýady bar bolsa-da, antimadda adaty madda bilen deň bolmaly. CERN Ýewropa gözleg merkezi üçin gysga we Uly Hadron kollaýderiniň (LHC) ýerleşýän ýeri. Mundan başga-da, CERN-de antimadda zawody atly desga bar.

Alymlar has giňişleýin maglumat almak üçin laboratoriýada antimadda döredýärler. Antimadda zawody, LHC-den çekilen protonlary wodorodyň antimadda wersiýasy bolan antihidrogene öwürmek üçin ulanylýar. CERN alymlary antihidrogeni ele alýarlar we onuň häsiýetlerini öwrenýärler. Antimadda madda degip bilmeýär, sebäbi ony ýok edýär, şonuň üçin CERN alymlary antihidrogeni tutmak we saklamak üçin magnit meýdanlaryny ulanmalydyrlar. Magnit meýdanlary energiýany ulanýarlar we antipartikuly magnitli Penning-Malmberg duzagynda saklaýarlar. Magnit meýdany antihidrogeniň duzagyň gyralaryna urmagynyň öňüni alýar we saklaýar, sebäbi madda antimadda bilen aragatnaşyk saklap bilmeýär.

Simmetriýa, älemimiziň nähili işleýändigini çaklamak üçin möhümdir. Simmetriýa bilen älemiň mehanikasynyň arasyndaky baglanyşyk 1915-nji ýylda matematika bilen fizikanyň arasyndaky baglanyşygy birleşdirýän Noether teoremasy tarapyndan açyldy. Tebigatyň assimetriýasy nirede bolsa-da, degişli tebigaty goramak kanuny bar diýilýär. Fizikadaky simmetriýa, üýtgeşiklik edilenden soň ulgamy düýpgöter üýtgetmeýän, düýpgöter üýtgemeýän üýtgeşme hökmünde kesgitlenýär.

Uly Hadron Kolliderinde synag edilende test we antimadda synagy deň derejede öndürilýär.  Şonuň üçin has köp mesele bar we antimadda az däl.  Şeýle-de bolsa, uly partlama pursatynda maddanyň birneme aşa köp emele gelýändigini görýäris.  Munuň sebäbini entek tapmadyk, diňe käbir çaklamalarymyz bar.