هازل مویر ـ گویا کمربندی از جنس پاد‌پروتون‌های به دام افتاده در خطوط مغناطیسی زمین، سیاره‌ ما را احاطه کرده است. از لحاظ نظری، اینگونه «پادماده» ‌ها که تنها چندین دقیقه پس از تولدشان از میان می‌روند را در آینده می‌توان به‌عنوان سوخت موشک‌های فوق کارآمد استفاده کرد.

همیشه ذرات بارداری موسوم به «پرتوهای کیهانی»، زمین را پیوسته از فضا آماج حملات خود قرار می‌دهند و با برخوردشان به مولکول‌های سازنده جو فوقانی سیاره ما، سیلی از ذرات جدید زیراتمی را تولید می‌کنند که در این میان پادماده هم به چشم می‌خورد. بخش اعظم این ذرات در مناطقی موسوم به «کمربندهای تابشی وان آلن» تجمع پیدا می‌کنند که دو منطقه چنبرمانند در گرداگرد زمین و پر از ذرات باردار گردنده به دور میدان مغناطیسی سیاره‌مان هستند. در گذشته ماهواره‌ها موفق به تشخیص نشانه‌هایی از وجود پوزیترون‌ها (یا‌‌ همان پادالکترون‌ها) در این نواحی شده بودند. حال، فضاپیمایی موفق به کشف پادپروتون‌ها در این منطقه شده است که تقریباً دوهزاربار سنگین‌تر از پوزیترون‌ها هستند.

ذرات سنگین‌تر، حین چرخش به گرد خطوط مغناطیسی یک سیاره، مسیر فراختری را می‌پیمایند. از طرفی خطوط مغناطیسی ضعیف‌تر هم موجب گسترش دامنه چرخش ذرات باردار در این منطقه می‌شوند. لذا انتظار می‌رود مسیر حرکت ذرات به نسبت سنگینی همچون پادپروتون‌هایی که در اطراف خطوط به نسبت ضعیف مغناطیسی زمین به چرخش درآمده‌اند، حلقه‌های چنان وسیعی باشند که بخشی از جو زمین را در برگرفته‌اند و پادذره‌ها در این نواحی با برخورد به مولکول‌های جوی، دچار نابودی می‌شوند. شدت میدان مغناطیسی کمربند داخلی وان آلن احتمالاً برای به دام انداختن پادپروتون‌ها کافی باشد و در واقع این درست‌‌ همان جایی هم هست که حسگر PAMELA موفق به کشفشان شده است.

«پیرگئورگیو پیکازا» (Piergiorgio Picozza) از دانشگاه Rome Tor Vergata ایتالیا و همکارانش این کشف را صورت داده‌اند. پاملا، در حقیقت یک حسگر پرتوهای کیهانی است که بر یک ماهواره روسی رصد زمین مستقر شده است. این ماهواره در مسیر حرکت مداری‌اش به گرد زمین، از میان کمربند تابشی داخلی وان آلن، بر فراز اقیانوس اطلس جنوبی می‌گذرد.

پاملا در خلال ماه‌های ژولای ۲۰۰۶ تا دسامبر ۲۰۰۸، موفق به تشخیص ۲۸ پادپروتون شد که در گرداگرد خطوط مغناطیسی برآمده از قطب جنوب مغناطیسی زمین می‌چرخیدند. این حسگر، تنها به نمونه‌گیری از بخش کوچکی از کمربند تابشی داخلی وان آلن پرداخته بود و با این حساب به نظر می‌رسد که پادپروتون‌ها بایستی در سرتاسر این کمربند پراکنده شده باشند. «فرانسسکو کافاگنا» (Francesco Cafagna)، از دانشگاه باری ایتالیا که عضو این تیم پژوهشی بوده است نیز می‌گوید: «حرف ما از میلیارد‌ها ذره است [نه فقط ۲۸ تا].»

«رولف لاندوا» (Rolf Landua)، از مؤسسه تحقیقات اتمی اروپا (CERN) در ژنو سوئیس در رابطه با این کشف می‌گوید: «برایم بسیار جالب است که فهمیده‌ایم میدان مغناطیسی زمین، اندکی شبیه مدل‌هایی است که ما در آزمایشگاه ایجاد کرده‌ایم.» در این مدل‌سازی‌ها، پژوهشگران در تلاش برای به تعویق انداختن واپاشی پادماده به‌منظور مقایسه آن با ماده معمولی هستند. به‌گفته «الساندرو برونو» (Alessandro Bruno)، از دیگر اعضای تیم اکتشافی، پادماده موجود در کمربندهای تابشی زمین را می‌توان روزی به‌عنوان سوخت موشک‌های آینده به کار بست. این موشک‌ها انرژیشان را از واکنش تخریبی ماده-پادماده کسب می‌کنند، واپاشی چنان شدیدی که انرژی‌اش از همجوشی هسته‌ای درون خورشید هم بیشتر است.

برونو می‌گوید: «این [کمربند]، غنی‌ترین منبع پادماده در نزدیکی زمین به شمار می‌رود. از کجا معلوم، شاید روزی برسد که موشکی پرتاب شود و پیش از پیگیری راهش، در کمربند داخلی [وان آلن] تجدید قوا کند». با توجه به این کشف، احتمال می‌رود که مقادیر پادماده پراکنده در میدان مغناطیسی سیارات مشتری‌مانند، میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها برابر از زمین بیشتر باشد.

منبع: NewScientist

توضیح تصویر:

طرحی از کمربندهای تابشی وان آلن زمین (لایه‌های سبز و آبی‌رنگ) و نیز منطقه تحت پوشش پادماده (نقطه‌چین نارنجی) / منبع: نیوساینتیست