مدتی پیش سفری به مرکز «سرن» در سوییس داشتم. هدف جلساتی حضوری دو روزه برای همفکری با دو گروه در آنجا بود در زمینه طراحی و ساخت چند وسیله بیم یابی پروتون و همچنین یک کیکر پالسی سریع در شتابدهنده بود. البته علاوه بر همفکری در طراحی خود دستگاهها، قسمتهای الکترونیک آنالوگ برای این تجهیزات را هم بحث کردیم. در کنار این جلسات از چند قسمت شتابدهنده سینکروترون پروتون و از جمله مرکز تولید «ضدماده» antimatter که تنها مرکز تولید و ذخیره «ضدهیدروژن» در جهان است دیدن کردیم. وجود ضدماده در زمانهای قدیم بیشتر در داستانهای تخیلی مطرح میشد ولی به یمن اثبات ریاضی احتمال وجود آن در قرن پیش ، و سپس دیدن آن توسط فیزیکدانان در چنین دهه پیش، سرانجام مرکز «سرن» موفق به تولید «ضد پروتون و ضد الکترون» و سرانجام «ضد هیدروژن» در این مرکز شده است.
برای تولید ضد پروتون، با استفاده از سینکروترون پروتون چند ده کیلومتری در تونل زیرزمینی سرن، انرژی پروتون ها را به مقدار بسیار بالا میرسانند و انها را به میله های ایریدیوم میکوبیدند. عمل کوباندن collider در سرن، آدم را یاد هوشمندی کلاغهایی مینداخت که برای خرد کردن گردو آن را انقدر از ارتفاع به زمین میکوبند تا پوسته ان بشکافد.
در این پروسه کوباندن پروتونها در سرن، ذرات پرانرژی فراوانی تولید میشد که «ضدپروتون» هم جزوی از آنها بود. سپس با کمک میدانهای آهنربای مغناطیسی، ضدپروتون ها را جدا میکردند. بعد با کمک شتابدهنده ای دیگر و امواج الکتریکی رادیوفرکانسی ناهمفاز ، شتاب و انرژی ضدپروتونها را کم میکردند و در آخرین مرحله با کمک یک فویل انرژی آنها را به حدی پایین میرساندند که قابل ذخیره کردن باشند. البته از انجا که ضدماده در صورت لمس ماده، هم خود و هم ماده را محو میکند، محفظه هایی الکترومغناطیسی استفاده میشد که با کمک میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انها را در فضا بدون اتصال به هرگونه ماده فیزیکی ذخیره میکردند. قیمت یک گرم«ضدپروتون» تقریبا معادل قیمت ده تن طلا است!!
ضدالکترون یا پوزیترون از جمله ضدماده ایست که بصورت طبیعی از بعضی ایزوتوپها منتشر میشود و در دهه اخیر کاربردهای زیادی در صنایع داروسازی و پزشکی مثل پت اسکن PET Scan پیدا کرده است. با تزریق این ایزوتوپ به بدن، پوزیترونها در بدن آزاد میشوند و بعد از برخورد به الکترونهای داخل بدن، پرتوهای گاما را منتشر میکنند که اساس تشخیص وضعیت بافت بیمار است...
البته «ضدماده» گاها در میان عامه، با ماده تاریک و انرژی تاریک اشتباه گرفته میشود. حال آنکه اصلا تشابهی بین انها وجود ندارد. ضدماده تقریبا بصورت علمی شناخته شده و قوانین فیزیک درباره آن صادق است و در مرکز شتابدهنده انرژی بالای اروپایی «سرن» و به شکل ابتداییتری در آزمایشگاه «فرمی» تولید شده است. اما انرژی تاریک که بیش از ۶۸ درصد عالم را تشکیل میدهد مربوط به کیهانشناسان است و کاملا ناشناخته است و قوانین فیزیک و دانش کنونی ممکن است در مورد آن صادق نباشد. ماده تاریک هم که حدود ۲۶ درصد عالم را تشکیل میدهد، اصلا قابل دیدن توسط هرگونه تلسکوپ یا ردیابهای نوری و دتکتورهای الکترومغناطیسی نیست. اسم ماده تاریک بدلیل رنگ آن و یا جای خالی آن در آسمان نیست، بلکه به این دلیل است که به امواج الکترومغناطیسی و یا هر وسیله ساخت بشر، واکنش نشان نمیدهد و در نتیجه میشود گفت که اصلا وجود ندارد. ولی بدون وجود آن محاسبات علمی کیهانی موجود غلط از آب درمیاید. پس ماده تاریک و انرژی تاریک هر دو وجود دارند. ولی علم و نظریه های علمی موجود در مورد آنها جواب قاطع نمیدهد.
بطورخلاصه با دانش فعلی، حدود ۶ درصد انرژی-جرم جهان اعم از ماده یا انرژی قابل تشخیص است و رفتارش در حالت ایده آل قابل پیش بینی تحت قوانین علمی نظیر چهار نیروی بنیادی فیزیک است.این همان جهانیست که انسان و تجهیزاتش از تلسکوپهای کیهان شناسی برای رصد اجرام بینهایت بزرگ گرفته تا شتابدهنده های ذرات برای رصد ذرات بینهایت کوچک تاکنون شناخته است. بنظر میرسد ۹۴ درصد جهان فعلا معلوم نیست که چیست و یا از چه قوانینی طبعیت میکند!!
بعد از سفر کوتاه و کمپکت دور روزه مان ، و گشت کوتاهی در ژنو برگشتیم. یادم میاید اولین بار پانزده شانزده سال پیش که به سرن در نزدیکی ژنو رفتم بدلیل عضو نبودن سوییس در اروپای شنگن، باید از طریق مرز فرانسوی مرکز سرن وارد میشدی. حالا ولی بدلیل عضویت سوییس در اروپای شنگن، همه درها بروی افراد مدعو باز است.
سلام. ایا تزریق ایزوتوپ به بدن در پت اسکن، مشکلی برای بیمار ایجاد نمیکند؟
بله، ولی با اثر کم و قابل جبران. پزشکان بهتر می‌دانند.