داستان پادذره - قسمت (۳)

داستان پادذره - قسمت (۱)

داستان پادذره - قسمت (۲)

گرچه تردستی شعبده‌باز با الکترون‌ها انجام می‌شد، ولی هیچ چیز خوش‌خنده را از تعریف جریان احتمال برای «همه» ذرات منع نمی‌کرد. هر ذره‌ای با احتمال خاصی از فلان مسیر می‌گذرد و می‌توانیم برای آن جریان احتمال تعریف کنیم.

از طرفی، جریان الکتریکی با توجه به مسیر حرکت بار الکتریکی شناسایی می‌شد. بنابراین معقول بود که جریان الکتریکی به صورت حاصل‌ضرب جریان احتمال در بار الکتریکی تعریف شود. یعنی با چه احتمالی بار الکتریکی از فلان مسیر رد شود.

البته خوش‌خنده قید دیگری هم به تعریف جریان الکتریکی افزود. او برای تأکید بر معقول بودن تعریفش، جریان احتمال را برای حالت‌های مثبت‌انرژی در نظر گرفت.

ضمناً قابلمه پف‌فیل نشان داده بود هرچه سرعت دانه‌های پف‌فیل بیشتر می‌شود، با احتمال بیشتری مسیرهای مختلف را طی می‌کنند؛ حتی اگر در قابلمه را برداریم، دانه‌های پف‌فیل می‌توانند مسیرهای خارج از قابلمه را نیز طی کنند. پس احتمال پیمودن مسیر، و درنتیجه، جریان احتمال، با تکانه ذرات متناسب است. به عبارتی ساده‌تر، هر چی ذرات بیشتر تکان بخورند و جنب‌وجوش بیشتری داشته باشند، مسیرهای متنوع‌تری رو طی می‌کنند.

در این میان، حسی درونی به خوش‌خنده می‌گفت انرژی و تکانه ارتباط نزدیکی با هم دارند، چون وقتی چیزی آزاد باشد، فرقی نمی‌کند که بگوییم آن چیز انرژی زیادی دارد، یا زیاد تکان می‌خورد. به همین ترتیب، احتمال و جریان احتمال نیز ارتباط نزدیکی با هم دارند و از یک جنس هستند.

پس می‌شد مفاهیم انرژی و تکانه را با مفهومی مثل «دوتایی تکانه»، و مفاهیم احتمال و جریان احتمال را با مفهومی مثل «دوتایی احتمال» جایگزین کرد (تصویر بالا را ببینید). سپس خوش‌خنده دو ذره باردار پی مثبت و پی منفی را در نظر گرفت (که پاد یکدیگر بودند). دوتایی جریان الکتریکی پی مثبت، طبق رابطه ۱ (در تصویر بالا) و دوتایی جریان الکتریکی پی منفی، طبق رابطه ۲ بود. با این حال، خوش‌خنده رابطه ۲ را به‌صورت رابطه ۳ نوشت. اتفاق جالبی داشت می‌افتاد:

رابطه ۳ ادعای سیبیل‌کوچیک بود و حالت منفی‌انرژیِ ذره پی مثبت را نشان می‌داد؛ در حالی که رابطه ۲ حالت انرژی‌مثبت ذره پی منفی بود. روابط ۲ و ۳ به لحاظ ریاضی یکسان بودند، اما به لحاظ فیزیکی در رابطه ۲ نیازی به «دریای پی» (مشابه با دریای الکترونی) نبود.

جریان الکتریکی معمای پادذره را حل کرده بود، ولی از آنجا که خوش‌خنده دوست نداشت فقط یک راه‌حل برای مشکلات پیدا کند، به مسأله دیگری هم فکر کرد.

او پیش خودش گفت:

۱) اگر توپی ذره پی مثبت را جذب کند، بار الکتریکی‌اش یک واحد مثبت بالا می‌رود؛ انرژی و تکانه‌اش هم به مقدار مثبتی افزایش پیدا می‌کنند.

۲) اگر توپی، ذره پی منفی را گسیل کند، بار الکتریکی‌اش یک واحد مثبت بالا می‌رود، ولی انرژی و تکانه‌اش به مقدار مثبتی کاهش پیدا می‌کنند. یا به عبارتی، انرژی و تکانه توپ، به مقداری منفی افزایش پیدا می‌کنند.

پس اگر دوتایی تکانه در حالت ۱، منفیِ دوتایی تکانه در حالت ۲ باشد، هیچ فرقی بین حالت‌های ۱ و ۲ نیست. یعنی جذب ذره‌ای که دوتایی تکانهٔ آن منفی است و به لحاظ شهود معمولی ما معقول نیست (تنها انرژی مثبت را عادی می‌پنداریم)، کاملاً معادل با گسیل پادذره‌ای است که دوتایی تکانهٔ آن مثبت است و هیچ چیز عجیبی ندارد. به همین ترتیب، گسیل ذره‌ای که دوتایی تکانه آن منفی است، معادل با جذب پادذره‌ای است که دوتایی تکانه آن مثبت است.

بیان ساده حرف‌های خوش‌خنده، این بود:

ذره‌ای که میره، مثل پادذره‌ای هست که میاد! والسلام!

یا

اگر فقط رفتن ذره و پادذره را در نظر بگیریم، بدین معناست که زمان برای یکی از آنها به جلو و برای دیگری به عقب می‌رود.

بنابراین چند سال بعد، تنتی ساخته شد و در آن، گلوله‌های عجیبی وجود داشت که هنگام شلیک، به جای خروج از دهانه تفنگ، به داخل خشاب برمی‌گشتند!

پایان

ف. عامل