منظور از ضد ماده چیست؟
سال اکتشاف 1929
این کشف چه می‌گوید؟
ضد ماده ذره‌ای است به جرم و ترکیب پروتون و الکترون که باری مخالف بار آنها دارد.
چه کسی آن را کشف کرد؟
پال دیراک Paul Dirac
کشتی‌های فضاییِ فیلم‌های تخیلی با ضد ماده حرکت می‌کنند. جنگ‌های آینده با بمب‌های ضد ماده انجام می‌شود. اما هیچ کس تا به حال ذرات ضد ماده را ندیده است.
بسیاری، پال دیراک را بعد از نیوتون بزرگترین نظریه پرداز فیزیک می‌دانند. دیراک نخستین کسی بوده که ضرورت وجود پوزیترون و آنتی پروتون را پیش‌بینی کرد. مفهوم ضد ماده مسیر جدیدی را در فیزیک باز کرد. کشف ضد ماده چهارچوب نظری برای ذرات فیزیکی درست کرد. با کشف دیراک کیهان شناسان و فیزیکدانان قادر شده‌اند فیزیک کوانتوم، الکترو دینامیک کوانتوم و مکانیک کوانتوم را گسترش دهند و به کار برند.
پال دیراک فارغ التحصیل فیزیک از دانشگاه کمبریج، جوانی 21 ساله و کمرو بود و دوستان کمی داشت، اما نبوغ ریاضی او همگان را به اعجاب واداشته بود.
در 1923 نظریه‌های نسبیت و مکانیک کوانتوم مورد قبول همگان قرار گرفته بود، اما حدود و معنای آنها هنوز به درستی مشخص نشده بود. مکانیک کوانتوم، مطالعهٔ سامانه‌های کوچکی که فیزیک نیوتتون از حل آنها عاجز بود، براین فرض استوار شده بود که ذرات کوچکتر از اتم هم به صورت ذره و هم به صورت موج عمل می‌کنند. تناقضات و استنباط‌های مغایری که از این فرضیه ناشی شد، علم فیزیک را به بحران رسانده بود.
دیراک با یک رشته محاسبات دقیق و مداوم سعی کرد این ناهماهنگی را از میان ببرد و این قضیه را روشن کند. او روش‌های محاسباتی سرعت ذرات را بهبود بخشید و معادله‌ای به نام «معادلهٔ ادینگتون» را ابداع کرد و مغایرت‌های عدم هماهنگی نیلز بور را حل کرد.
او تازه فارغ‌التحصیل شده بود که پنج مقالهٔ مهم منتشر کرد و توجه خود را به مسایل مهمی چون یکپارچه کردن مکانیک کوانتوم (قوانینی که بر دنیای ذرات اولیه حاکم است) و نسبیت (قوانینی که بر اجسام سنگین همچون ستارگان نیروی جاذبه عمومی حکمفرماست) متمرکز کرد و در حالی که هیچ‌گونه محاسبهٔ دقیقی امکانپذیر نبود و امکان اندازه‌گیری هم وجود نداشت. او از نبوغ خود برای تخمین و گمانه‌زنی استفاده برد. این نبوغ به دیراک اجازه داد پا به محدوده‌های جدید تجزیه و تحلیل ریاضی بگذارد که فقدان اندازه‌گیری دقیق، محققان قبلی را از ادامه کار بازداشته بود.
دیراک از مطالعات دیگر محققان برای ساختن الگوهای جدید ریاضی و ابداع معادلات جدید استفاده برد.
او در ضمن کامل کردن تحصیلات خود و تحقیق در کمبریج، سعی کرد نواقص سامانه‌های تجزیه و تحلیل و تفکر ریاضی را بهبود بخشد. او در 1929 با محاسبات خود متوجه شد که می‌باید ذرات کوچکتری وجود داشته باشد که کسی تا آن زمان به آنها توجه نکرده بود. این ذرات جدید جرم و ترکیبات مشابه ذرات شناخته شده دارند، اما بار الکتریکی آنها برعکس است.
پروتون و نوترون شناخته شده بودند. دیراک نتیجه گرفت ذراتی با جرم برابر و بار مخالف می‌باید وجود داشته باشند. وجود این ضد ماده‌ها 25 سال بعد بطور یقین به اثبات رسید.
دیراک به همین ترتیب متوجه شد اگر الکترون وجود دارد، ذراتی با همان جرم اما با بار مثبت و بار خنثی (پوزیترون و نوترینو) هم می‌باشد وجود داشته باشد. وجود پوزیترون دو سال بعد در 1932 به اثبات رسید. در 1940، نوترینو، تشخیص داده شد اما جرم آن مشخص نشد، تا 1998 که محققان ژاپنی این موضوع را هم کشف کردند.
دیراک ثابت کرده بود که اجسامی که می‌بینیم و لمس می‌کنیم فقط نیمی از اشیایی است که در کائنات وجود دارند. دیراک علم را به شناخت دقیقتری از دنیای فیزیک واداشت.
هنگامی که ماده به انرژی تبدیل می‌شود، مقداری از آن باقی می‌ماند. فقط مقداری از ماده به انرژی مبدل می‌گردد. اما در مورد ضد ماده چنین نیست. هنگامی که ضد ماده با ماده برخورد کند 100 درصد ماده و ضد ماده به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌شود. یک گرم از ضد ماده می‌تواند انرژی لازم برای سوخت 1000 شاتل (سفینه‌های جدید فضایی) را تأمین کند.