الأشعة الكونية

كارل أندرسون، عالم الفيزياء النووية ومكتشف المادة المضادة

ولد كارل ديفيد أندرسون في الولايات المتحدة الأمريكية في العام 1905 لأبوين مهاجرين سويديين. حصل على شهادة في الهندسة من معهد كاليفورنيا للتقنية، وتخرج في العام 1927. وحصل لاحقًا على درجة الدكتوراه في الفيزياء في العام 1930.

بدأ أندرسون بدراسة الأشعة الكونية في العام 1932، وهي بروتونات عالية الطاقة ونوى ذرية، أي بروتونات ونيوترونات، تنتقل في الفضاء بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

كارل أندرسون. حقوق الصورة: Smithsonian Institution/Wikimedia Commons

الأشعة الكونية والمادة المضادة

تنشأ الأشعة الكونية في الشمس والمجرات البعيدة والمستعرات العظمى. وتتألف 99% من الأشعة الكونية من نوى ذرات جُردت من غلافها الإلكتروني و1% منها إلكترونات، لكن جزءًا صغيرًا جدًا من الأشعة الكونية لم يكن مرئيًا قبل العام 1932، وهو جسيمات المادة المضادة.

وتقع المادة والمادة المضادة على طرفي نقيضين. وعلى الرغم من أنهما تتكونان من ذرات متشابه البنية، فالجسيمات دون الذرية التي تكوّن المادة المضادة تحمل شحنات كهربائية مضادة لتلك التي تحملها نظيراتها في المادة. وتحتوي ذرات المادة على بروتونات موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة. وفي المقابل، تحتوي ذرات المادة المضادة على مضاد بروتون سالب الشحنة بدلًا من البروتون وبوزيترون موجب الشحنة، وهو مضاد الإلكترون.

الغرفة السحابية والبوزيترون

صوّر أندرسون مسارات الأشعة الكونية بالاعتماد على تقنية غرفة أندرسون السحابية، وهي حجرة مغلقة تحتوي على بخار من الماء أو الكحول. وعندما يتدفق جسيم مشحون من الأشعة الكونية عبر الغرفة السحابية، يصدم إلكترونات جزيئات الغاز الموجودة فيها، منتجًا سلسلة من جزيئات الغاز المتأين.

اكتشف أندرسون البوزيترون في العام 1936، وكان البوزيترون أول جسيم مضاد مُكتَشَف. اكتشف أندرسون لاحقًا جسيمًا مشحونًا آخر في الأشعة الكونية، كتلته عُشر كتلة البروتون، وله شحنة سالبة ودوران يشبه دوران الإلكترونات، وهو الميزون.

قضى كارل أندرسون حياته المهنية بالكامل في معهد كاليفورنيا للتقنية، ونال جائزة نوبل للفيزياء في العام 1936 مشاركة مع فيكتور هس لاكتشافه البوزيترون. وأجرى أبحاثًا في مجال الصواريخ خلال الحرب العالمية الثانية. توفي أندرسون في العام 1991.

– المصدر: كارل أندرسون، عالم الفيزياء النووية ومكتشف المادة المضادة على موقع مرصد المستقبل.

مرصد المستقبل

مرصد المستقبل هي منصة علمية عالمية لاستشراف المستقبل تعمل على تغطية آخر ما توصل له العلم وقطاع التكنولوجيا باللغة العربية بشكل يومي من خلال المقالات البحثية والإنفوجرافيك والمواد المرئية. المرصد هو ناتج شراكة استراتيجية بين مؤسسة دبي للمستقبل وشركة مرصد المستقبل ذ.ذ.م. يتكون فريق العمل من خبراء ومحللين من كلتا المؤسستين لتعزيز العلم والابتكار في المنطقة.