مادة مضادة

في فيزياء الجسيمات، المادة المضادة هي امتداد لمفهوم الجسيم المضاد للمادة، حيث تتكون المادة المضادة من جسيمات مضادة بنفس الطريقة التي تتكون منها المادة العادية من جسيمات أولية؛ جسيمات دون الذرية. على سبيل المثال، الإلكترون المضاد يسمى (بوزيترون، والبوزيترون هو إلكترون ذو شحنة موجبة؛ والبروتون المضاد (بروتون ذو الشحنة سالبة) يمكن أن يشكلوا سويا ذرة مضاد الهيدروجين بنفس الطريقة التي يشكل بها الإلكترون والبروتون ذرة هيدروجين عادية، فتكون نتيجة هذا الترابط هو «ذرة هيدروجين مضادة». وعلاوة على ذلك، فإن خلط المادة مع المادة المضادة يؤدي إلى فناء كل منهما، يتحولان في الحال إلى طاقة. وبنفس الطريقة إذا اجتمع جسيم ونقيضه (الجسيم المضاد) فإنهما يفنيان بعضهما البعض ويتحولا على الفور إلى طاقة. الطاقة تكون كبيرة كي تتحول كتلتيهما إلى طاقة طبقا لنظرية أينشتاين، بأن الكتلة والطاقة صورتان لشيء واحد ((بالإنجليزية: E=mc²)‏) (تكافؤ كتلة-طاقة)، أي يمكن تحويل المادة إلى طاقة، كما يمكن تحويل الطاقة إلى مادة. وقد عاهدنا جسامة تحول المادة إلى طاقة في القنابل الذرية. يؤدي ظهور طاقة كبيرة من الفوتونات (أشعة غاما) الشديدة النفاذية و/أو غيرها من أزواج من الجسيمات والجسيمات المضادة. تؤدي تلك التحولات في حالة القنبلة الذرية إلى درجات حرارة مرتفعة جدا وضغط جوي شديد جدا ورياح عاتية ودمار وإشعاعات مميتة. هناك تكهنات كثيرة عن السبب في أن الكون المدرك يتكون بشكل كامل تقريبا من المادة، وما إذا كان توجد غيره من الأماكن تتكون بالكامل تقريبا من المادة المضادة، وحتى الآن لم يعثر العلماء على أماكن في الكون كلها من جسيمات مضادة. المادة المضادة نجدها في تفاعلات الأشعة الكونية ومنها عرفنا أن المادة لها مادة مضادة. استطاع العلماء إنتاج جسيمات مضادة في مسرعات الجسيمات. ولكن هذا التحضير في المختبرات يستهلك طاقة هائلة، بحيث لا نستطيع كسب مدود من الطاقة منها. في هذا الوقت يشكل التضاد الكبير بين المادة والمادة المضادة في الكون المرئي إحدى المشاكل الكبرى التي لم تحل في الفيزياء. العملية التي تتطور من خلالها التماثل بين الجسيمات والجسيمات المضادة تسمى التخليق الباريوني (بالإنجليزية: baryogenesis)‏.