همه چيز درباره اتم و ذرات بنيادي
نوشته: حسين جوادي
قيزيك ذرات بنيادي چيست؟
فيزيك ذرات بنيادي بخشي از فيزيك است. موضوع مورد مطالعه ي فيزيكدانان ذرات بنيادي اين است
كه بدانند جهان از چه ذراتي ساخته شده و اين ذرات چگونه در كنش با يكديگر هستند. اما اين ذرات چه هستند؟
 |
در حدود سال 1900
تصور مي شد كه اتم سنگ بناي جهان است و غير قابل تجزيه مي باشد |
 |
بزودي مشخص شد كه
اتم از يك هسته ي مركزي با الكتريكي مثبت و تعدادي الكترون كه در اطراف آن در گردشند، تشكيل شده است |
 |
هنگاميكه هسته مورد مطالعه قرار گرفت، فيزيكدانان متوجه شدند
كه هسته از پروتون با بار الكتريكي مثبت و نوترون كه از نظر الكتريكي حنثي است تشكيل شده و الكترونها در اطراف آن در گردشند |
 |
ماده از چه ذراتي ساخته شده است؟
هرچه تحقيقات روي هسته بيشتر انجام مي شد، ذرات جديدي كشف مي شدند. همچنين تحقيقات بيشتر نشان داد كه پروتونها و نوترونها نيز از ذرات ديگري كه كوارك ناميده شدند ساخته شده است سرانجام فيزيكدانان ذرات سازنده ي ماده را به دو دسته لپتونها و كواركها تقسيم كردند در اين تقسيم بندي هادرونها از جمله پروتون و نوترون ذره ي بنيادي نيستند و از كواركها ساخته شده اند |
 |
پاد ماده
يكي از كشفيات بسيار جالب، كشف پاد ماده است براي هر ذره ي بنيادي يك ذره ديگري وجود دارد كه آن را پا ماده ي آن مي نامند به عنوان مثال پاد ماده ي الكترون، پوزيترون است كه تنها از نظر الكتريكي با هم تفاوت دارند ماده و پاد ماده يكديگر را جذب كرده و به انرژي تبديل مي شوند بهمين دليل آنها را پاد ماده مي نامند توجه شود كه پاد ماده تنها يك اصطلاح است و از نظر فيزيكي هر دوي آنها ماده مي باشند |
اسپين
اسپين يكي از خواص ذرات مانند جرم و بار است. اسپين اندازه ي حركت زاويه اي ذره است
و ساده ترين راه براي اندازه گيري اندازه حركت زاويه اي ذره بر اثر گردش آن است
در واقع سخن از گردش ذره درست نيست، بلكه اندازه حركت زاويه اي ذره يكي از خواص ذاتي ذرات است
اسپين نظير اندازه حركت و انرژي در تمام مراحل ثابت است
كواركها
شش كوارك و شش پاد كوارك وجود دارد كه كه سه دسته دوتايي تشكيل مي دهند. اين گروهها عبارتند از
up-down
بالا-پايين
charm-strange
عجيب-افسون
top-bottom
سر- ته
 |
 |
يك خاصيت ديگر جالب كواركها اين است كه هيچگاه كواركها به تنهايي مشاهده نمي شوند
و آنها در كنار يكديگر قرار دارند و ذرات مركب را مي سازند
اين ذرات مركب هادرون ناميده مي شوند
كواركها نطير الكترون و پروتون داراي بار الكتريكي هستند. اما بار الكتريكي كواركها كسري از بار الكتريكي پايه است
| Flavour | Mass (GeV/c2) | Electric Charge (e) | |
|---|---|---|---|
| u | up | 0.004 | +2/3 |
| d | down | 0.08 | -1/3 |
| c | charm | 1.5 | +2/3 |
| s | strange | 0.15 | -1/3 |
| t | top | 176 | +2/3 |
| b | bottom | 4.7 | -1/3 |
 |
 |
 |
Leptons
| Flavour | Mass (GeV/c2) | Electric Charge (e) | |
|---|---|---|---|
| electron neutrino | <7 x 10-9 | 0 | |
| electron | 0.000511 | -1 | |
| muon neutrino | <0.0003 | 0 | |
| muon (mu-minus) |
0.106 | -1 | |
| tau neutrino | <0.03 | 0 | |
| tau (tau-minus) |
1.7771 | -1 | |
نيروهاي اساسي
نيروهاي اساسي طبيعت عبارتند از
نيروي الكترومغناطيسي
هسته اي ضعيف
هسته اي قوي
گرانش
 |
همه ي اين نيروها توسط ذرات تبادلي حمل مي شوند به عنوان مثال ذرات تبادلي نيروي الكترومغناطيسي فوتون ناميده مي شود الكترون و پروتون با انتشار و جذب فوتون همديگر را جذب مي كنند همچنين نوترينو يك ذره بدون بار الكتريكي است، بنابراين فوتون منتشر يا جذب نمي كند
|
نيروي هسته اي ضعيف
همه ي اجسام پايدار موجود در جهان از يك نوع لپتون (الكترون) و دو كوارك (بالا-پايين) ساخته شده اند
كه تركيب اين دو كوارك بصورت پروتون و نوترون ظاهر مي شود
در هر صورت شش تاي آنها پيشگويي و مشاهده شده اند و شش تاي ديگر مشاهده نشده اند، زيرا
 |
كواركها و لپتونهاي سنگين به دليل وجود نيروي هسته اي ضعيف قابل مشاهده نمي باشند
نيروي هسته اي ضعيف باعث مي شود كه كواركها و لپتونهاي سنگين به كواركها و لپتونهاي سبكتر واپاشيده شوند ذره ي حامل نيروي واپاشي لپتونها و كواركهاي سنگين W+ and W- هر كدام از اينها شامل يك ذره ي باردار و يك ذره ي خنثاي Z است |
علاوه بر بار الكتريكي، كواركها داراي خاصيت ديگري هستند كه بار - رنگ ناميده مي شود
 |
نيروي بين درات بار - رنگب سيار قوي است كه آنرا نيروي قوي مي نامند نيروي قوي بسيار سخت و جاذبه است كه روي پروتونها و نوترونها اعمال مي شود اين نيرو بر نيروي دافعه الكتريكي بين پروتونها غلبه مي كند و موجب مي شود هسته پايدار بماند
|
 |
در واقع نيروي قوي بين كواركها اعمال مي شود
ذره اي كه اين نيرو را حمل مي كند گلوئون gluon ناميده مي شود
|
مدل استاندارد ذرات بنيادي
|
|
با توجه به مطالب بالا مدل استاندارد ذرات بنيادي به شرح زير است
شش عدد كوارك شش عدد لپتون و چهار بوزون كه نيروها را حمل مي كنند بطور كلي ذراتي كه ماده را مي سازند فرميون و ذراتي كه نيرو ها را حمل مي كنند بوزون ناميده مي شوند |
Z است علاوه بر بار الكتريكي، كواركها داراي خاصيت ديگري هستند كه بار - رنگ ناميده مي شود colour charge نيروي بين درات بار - رنگب سيار قوي است كه آنرا نيروي قوي مي نامند نيروي قوي بسيار سخت و جاذبه است كه روي پروتونها و نوترونها اعمال مي شود اين نيرو بر نيروي دافعه الكتريكي بين پروتونها غلبه مي كند و موجب مي شود هسته پايدار بماند در واقع نيروي قوي بين كواركها اعمال مي شود ذره اي كه اين نيرو را حمل مي كند گلوئون gluon ناميده مي شود مدل استاندارد ذرات بنيادي با توجه به مطالب بالا مدل استاندارد ذرات بنيادي به شرح زير است شش عدد كوارك شش عدد لپتون و چهار بوزون كه نيروها را حمل مي كنند بطور كلي ذراتي كه ماده را مي سازند فرميون و ذراتي كه نيرو ها را حمل مي كنند بوزون ناميده مي شوند" />
دانش فیزیک >>> فیزیک کلاسیک >>> مکانیک نیتونی 
دانش فیزیک >>> فیزیک کوانتوم >>> کوانتوم به زبان ساده 
دانش فیزیک >>> تئوری نسبیت عام >>> نسبیت عام به زبان ساده 
مـــاده تـــاریک در فضـــای بیکـــران جهـــان هستـــی 
تئـــوری ریســــمان ها بــــه زبــــان ســــاده! 
سفر در زمان! آیا به راستی سفر در زمان امکانپذیر است؟ 
هنر ادبیات >>> کمدی جان شیرین >>> سبزینه "به لاتین"
هنر ادبیات >>> کمدی جان شیرین >>> گاهی به همین سادگی
فلسفه >>> تراژدی جان تلخ >>> چگونه هستیم
فلسفه >>> تراژدی جان تلخ >>> صراحت خرد
هنر سینما >>> سینمای کلاسیک >>> آشنایی با سینمای کلاسیک
هنر سینما >>> سینمای صامت >>> سبک ها در دوره فیلم صامت
شناخت نانو بیوتکنولوژی و تفاوت آن با بیوتکنولوژی!
معماری باستان >>> معماری یونان باستان >>> معماری عمومی یونان
هنرهای تجسمی >>> مجسمه سازی >>> آشنایی با پیکر تراشی
هنر تئاتر >>> تئاتر ابزورد >>> تئاتر ابزورد چیست؟
هنرهای تجسمی >>> گرافیک >>> سه مجموعه طراحی کارت ویزیت
داستان کوتاه طنز: طوطی استاد!!
فلسفه >>> تراژدی جان تلخ >>> چه بسیارند!
شعر و ترانه >>> قهوه و سیگار ... از رضا رجایی
تیترهای کوتاه و ظنز آمیز >>> بخوانید و لذت ببرید!
فلسفه >>> آشنایی با فلسفه شوپنهاور فیلسوف بزرگ آلمان
بیولوژی >>> آشنایی با فن آوری بیوتکنولوژی
