پاد ماده

بر پایه ی باور بسیاری از فیزیکدانان و شیمی دانان، جهان در ابتدا متشکل از ماده و پاد ماده بوده اما به طرز عجیبی پاد ماده ها از بین رفتند و ماده بر پاد ماده ظفر یافت. می دانیم که اتم ماده از پروتون (+)، نوترون (خنثی) و الکترون (-) تشکیل شده اما اتم پاد ماده از پاد پروتون (-)، پاد نوترون (خنثی) و پوزیترون یا پاد الکترون (+) ساخته شده است.  

اتم های ماده و پاد ماده همدیگر را جذب کرده و هردو نابود می شوند و مقدار زیادی اشعه ی خطرناک گاما منتشر می کنند. علت تفاوت بار پروتون و پاد پروتون، کوارک های متفاوت است، کوارک ها اجزای تشکیل دهنده ی پروتون و نوترون هستند. پروتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین و نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا ساخته شده اند. هر کوارک بالا دارای بار نسبی 2/3+ و هر کوارک پایین دارای بار نسبی 1/3- است. 

پس هر نوترون بار خنثی و هر پروتون بار 1+ دارد. نوترون: 0 = 2/3 + 2/3- و پروتون: 1+ = 4/3 + 1/3- 

اما پاد نوترون و پاد پروتون از پاد کوارک ساخته شده اند. هر پاد کوارک بالا دارای بار نسبی 2/3- و هر پاد کوارک پایین دارای بار نسبی 1/3+ هستند. پس پاد نوترون خنثی و پاد پروتون منفی هستند. پاد نوترون: 0 = 2/3 + 2/3- و  پاد پروتون: 1- = 1/3 + 4/3-.  

هیچ کس نمی داند چرا امروز در جهان پاد ماده یافت نمی شود در حالی که در ابتدا تعداد اتم های ماده و پاد ماده یکسان بوده است. دانشمندان به این پرسش دو پاسخ داده اند: 

1- ممکن است پاد ماده ها و ماده ها اصلا با هم برخوردی نکرده اند و پاده ماده ها در جهانی دیگر جدا از جهان ماده وجود دارند. 

2- شاید در ابتدا تعداد ماده ها اندکی بیشتر بوده و ماده ها پیروز شده اند. 

اما چیزی که مشخص است، اگر تعداد ماده ها و پاد ماده ها کاملا برابر بود و با هم برخورد می کردند، ما امروز وجود نداشتیم.

نیمه ی عمر برخی مواد رادیواکتیو

 اگر در هسته ی اتم یک عنصر تعداد نوترون ها 1.5 برابر یا بیشتر از 1.5 برابر تعداد پروتون ها باشد، آن اتم خاصیت پرتوزایی و رادیواکتیوی دارد. همچنین اگر تعداد پروتون ها از نوترون ها بیشتر باشد، این اتفاق خواهد افتاد. گرچه وظیفه ی اصلی نوترون ها پایداری هسته اتم است اما زیاد بودن آن ها موجب تلاشی و ناپایداری هسته می شود. 

در واقع نیمه عمر مدت زمانی است که طول می کشد تا هسته ی اتم یک عنصر متلاشی شود و به اتم های پایدارتر تبدیل گردد. پس از هر بار تلاشی، نصف اتم های عنصر به اتم های دیگر تبدیل می شوند. 

حال می خواهیم مدت نیمه ی عمر برخی عناصر رادیواکتیوی را معرفی کنیم:

نام عنصر	نماد شیمیایی	ایزوتوپ (عدد جرمی)	نیمه عمر
اورانیوم	U	238	4/5 میلیارد سال
کربن	C	14	5600 سال
رادیوم	Ra	226	1620 سال
پولونیوم	Po	214	0/0001 ثانیه
اورانیوم	U	235	700 میلیون سال
پلوتونیم	Pu	239	24000 سال
ید	I	131	8 روز
طلا	Au	198	3 روز
سدیم	Na	24	15 ساعت
فلوئور	F	17	1 دقیقه