لننسى المعنى الحرفي لكلمة يفنى حاليًا.
الجسيمات تتفاعل مع بعضها، وغالبًا ما ينتج عن هذا التفاعل جسيمات جديدة.
على سبيل المثال، قد يتفاعل نويترون مع إلكترون-نيوترينو ما ينتج عنه بروتون وإلكترون.
هل نسمّي هذا إفناءً؟ لا غالبًا.
ولكن، بشكل أساسي، هذا لا يختلف عن التفاعل بين إلكترون وبوزيترون، والذي يُعتبر مثالًا كلاسيكيًا على (تفاعل الإفناء) وينتج عنه فوتونان اثنان.
إذن لماذا لا يُفني إلكترون وبروتون بعضهما مثلًا؟
في الحقيقة قد يفعلان. ولكن هذا التفاعل لا يحدث غالبًا. لماذا؟ الجواب هو الطاقة.
إذا أفنى إلكترون وبروتون بعضهما فإن الجسيمات الناتجة ستكون نيوترون وجسيم مضاد للإلكترون-نوترينو، وهنا تكمن المشكلة، إذ أن مجموع طاقة وكتلة النيوترون أكبر من مجموع كتلة وطاقة البروتون والإلكترون. ومنه، لا يمكن لهذا التفاعل أن يحدث إلا إذا امتلك الإلكترون والبروتون طاقة حركية كافية لتعويض النقص.
وهذا سبب عدم إفناء فوتونين لبعضهما البعض على الرغم من كونهما جسيمين مضادين لبعضهما. قد يكون الناتج، على سبيل المثال، زوجًا من الإلكترون-بوزيترون.
ولكن، هذا الزوج يمتلك مجموع طاقة وكتلة أكبر بكثير، لذلك على الفوتونات أن تمتلك طاقة كبيرة بشكلٍ كافٍ، ما يعني أن تكون في مجال أشعة غاما أو الأشعة السينية القاسية.
الإلكترونات والبوزيترونات تفني بعضها بسهولة لأن الفوتونين الناتجين لا يمتلكان كتلة وطاقتهما صغيرة.
ولكن، كمثال آخر، فإن النيوترينوهات والنيوترينوهات المضادة لا تفني بعضها بهذه السهولة، فهي لا تتفاعل فيما بينها كهرومغناطيسيًا، وبالتالي لا يمكنها أن تنتج فوتونات، والجسيمات التي تنتج عن هكذا تفاعل (جسيمات W وجسيمات Z) ثقيلة للغاية، وبالتالي يجب على النوترينوهات وأجسامها المضادة أن تمتلك طاقة كافية لتعويض النقص وإنتاج هذه الجسيمات.
- ترجمة: مهران يوسف
- تدقيق: علي فرغلي
- المحرر: ماتيو كيرلس
- المصدر
