عالم الجسيمات الاوليه
مقدمة عن الجسيمات المضادة


سنتعرف في هذا القسم على فكرة الجسيمات المضادة والتي أشعلت البحث في المراكز والمعامل ومهدت الطريق لباقي الجسيمات الأولية .


نظرية ديراك والجسيمات المضادة Dirac Theory and Antiparticles)

حاول العالم الإنجليزى بول ديراك عام 1927، وكان عمره حينئذ خمسة وعشرين عاما، أن يجمع بين أهم نظريتين فيزيائيتين فى القرن العشرين، وهما النظرية النسبية ونظرية الكم فى نظرية واحدة، وتتلخص طريقته فى ذلك بإدخال أربعة دوال موجبة فى معادلة جديدة ذات خواص تصلح للتطبيق "على الجسيمات النسبية (ذات السرعة العالية)، وقد حصل ديراك على أربعة حلول منفصلة بقدر عدد الدوال الموجودة فى المعادلة الجديدة. واتضح مغزى تلك الحلول بعد ذلك: فالحلين الأولين توصل ديراك للمعنى الطبيعى لهما حيث وجد أنهما يناظران الاتجاهين المتضادين لما يسمى باللف (Spin) ، أو الحركة المغزلية للجسيمات.

ومفهوم اللف هذا طرحه فى عام 1925 الفيزيائيان الشابان أولنبيك وجود سميث حيث قالا: إن لكل جسيم (مثل الإلكترون) توجد خاصية كمية ليس لها مقابل فى الفيزياء الكلاسيكية، وترتبط بالدوران الذاتى للإلكترون حول نفسه أو حول محوره وتسمى باللف المغزلى أو الدوران الذاتى أو اللف فقط (SPIN) ، وقد تبين أن لف الإلكترون فى الذرة ذو قيمة واحدة وأنه يمكن أن يضاف إلى كمية الحركة الزاوية للإلكترون والتى يكتسبها فى حركته بالقرب من النواة.

وتعتبر حركة الإلكترون كتيار كهربى ينبع من جسيم واحد حيث إن التيار الكهربى الحقيقي يتولد عن حركة عدد كبير من الإلكترونات. وكما هو معروف فإن للتيار الكهربى تأثير مغناطيسى وبالتالى يمكن تصور الإلكترون كمغناطيس صغير دائم. وإذا ما وضع هذا المغناطيس فى مجال مغناطيسى فسيكون له اتجاهان للحركة أحدهما فى اتجاه المجال، والآخر فى عكس اتجاه المجال. ويناظر هذان الاتجاهان المتضادان للحركة اتجاهين متضادين للف الإلكترونى. وهكذا اتضح لديراك المعنى الطبيعى للحلين الأولين لعلاقته الشهيرة، فهما بذلك يناظران الاتجاهين الممكنين للف الإلكترونى بالنسبة لاتجاه حركته، وقد تم حساب مقدار اللف بموجب هذا الحل فظهر أن النتيجة تطابق نتيجة التجربة تماما.