لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 18 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
رنگ ها و طعم ها
ماجرای فیزیك ذرات بنیادی در دهه ۱۹۶۰ به ماجرای خلق مكانیك كوانتومی و آنچه كه در جهان فیزیكدانان در دهه های اول قرن بیستم می گذشت بی شباهت نیست. در اواخر دهه ۱۹۶۰ شتاب دهنده های پرانرژی از تصادم الكترون ها و پروتون ها و در برخی موارد ذرات دیگر، صدها ذره بنیادی فراهم كردند تا فیزیكدانان را از غنای آنچه كه در زیرلایه های اتم می گذرد آگاه كنند.
● نگاهی به مدل استاندارد ذرات بنیادی
در نیمه دوم قرن بیستم پیشرفت های عظیمی در درك ما از جهان و به خصوص در دنیای درون اتم اتفاق افتاد. از یك سو پیشرفت های نظری در مكانیك كوانتومی و به تبع آن در نظریه میدان های كوانتومی و از سوی دیگر انجام آزمایش های بزرگ به وسیله شتاب دهنده های عظیم باعث شد كه امروزه بتوانیم ادعا كنیم ساختار بخش عظیمی از ماده قابل رویت در جهان را می دانیم. همچنین می توانیم بگوییم كه از میان چهار نیروی مستقل در طبیعت امروز نظریه وحدت یافته ای از دوتای آنها در دست است و سومین نیرو هم به طرز خوبی با آنها تلفیق شده است.
اما سئوالات بزرگ تر و اساسی تری پیش روی بشر باز شده است. از یك طرف نیروی چهارم یعنی گرانش تا حدودی رام نشدنی به نظر می رسد. نظریه های ذهنی تری مثل نظریه ریسمان و ابر ریسمان ادعا دارند كه شاید بتوانند در آینده هر چهار نیرو را در یك نظریه وحدت یافته توضیح دهند. از سوی دیگر كشفیات كیهان شناسی در اواخر دهه ۹۰ نشان داد كه آن چیزی را كه ماده قابل رویت در جهان می نامیم و آن را با «مدل استاندارد ذرات بنیادی» توصیف می كنیم، تنها كمتر از پنج درصد جرم كل عالم را تشكیل می دهد و از ۹۵ درصد باقی
مانده قسمتی به صورت جرم تاریك است كه تنها اثر آن را در سرعت چرخش ستاره ها (مثل خورشید) به دور كهكشان دیده ایم و قسمت بیشتر آن به صورت انرژی تاریك است كه باز هم تنها نشانه آن را در افزایش سرعت انبساط عالم كشف كرده ایم و هیچ توجیه نظری كه به وسیله عموم فیزیكدانان قابل قبول باشد ارائه نشده است.
با وجود تمام این محدودیت ها می توان گفت كه «مدل استاندارد ذرات بنیادی» به واقع شاهكاری است كه حاصل میلیون ها نفرساعت _ وقت و یك قرن تلاش بشر و عقلانیت مدرن برای كشف رازهای جاودانه خلقت است.
● نخستین ذرات بنیادی
ماجرای فیزیك ذرات بنیادی در دهه ۱۹۶۰ به ماجرای خلق مكانیك كوانتومی و آنچه كه در جهان فیزیكدانان در دهه های اول قرن بیستم می گذشت بی شباهت نیست. در اواخر دهه ۱۹۶۰ شتاب دهنده های پرانرژی از تصادم الكترون ها و پروتون ها و در برخی موارد ذرات دیگر، صدها ذره بنیادی فراهم كردند تا فیزیكدانان را از غنای آنچه كه در زیرلایه های اتم می گذرد آگاه كنند.
زمانی كه دالتون مدل اتمی نوین خود را در قرن نوزدهم ارائه داد و مندلیف جدول تناوبی عناصر را تنظیم كرد، دانشمندان گمان می كردند كه اتم ها، آجرهای ریزسازنده جهان هستند اما این تصور چندان طول نكشید. با كشف الكترون، هسته و پروتون و نوترون درون هسته (كه اكثر آنها را مدیون تامسون پدر و پسر و لرد رادرفورد هستیم)، دانشمندان نفس تازه ای كشیدند. آنها توانستند تمام جدول تناوبی عناصر را براساس این ذره توجیه كنند. به نظر می رسید كه الكترون، پروتون و نوترون اجزای اصلی سازنده جهان هستند
.
اما داستان اینجا تمام نمی شود. دیراك كه پس از تدوین مكانیك كوانتومی توسط هایزنبرگ و شرودینگر به دنبال آن بود كه یك نظریه مكانیك كوانتومی نسبیتی بسازد نسبیت خاص را با مكانیك كوانتومی پیوند بزند، در اواخر دهه ۱۹۲۰ به معادله ای دست یافت كه علاوه بر توضیح دینامیك الكترون وجود ذره دیگری را پیش بینی می كرد كه تمام خواص اش همانند الكترون اما بارش مخالف آن است. این ذره را پوزیترون نامیدند. پوزیترون پادذره الكترون است، یعنی تمام خواص آن مثل الكترون است و فقط بارهای ذاتی اعداد كوانتومی آن عكس الكترون است، مثلاً بار الكتریكی مثبت دارد و در سال ۱۹۳۱ توسط كارل اندرسون با استفاده از عكس هایی كه از تابش كیهانی گرفته بود، كشف شد. نكته جالب تر اینكه معادله دیراك می تواند هر ذره ای را كه اسپین یك دوم دارد توصیف كند اسپین خاصیت كاملاً كوانتومی است و مانسته كلاسیكی ندارد و شبیه یك میدان مغناطیسی ذاتی است پس پروتون و نوترون را هم شامل می شود، در نتیجه آنها هم پادذره دارند.
● نظریه میدان های كوانتومی
پیشرفت بعدی در درك جهان خرد جهان زیر اتمی زمانی حاصل شد كه نشان داده شد در معادله دیراك كوانتیزه كردن معادله شرودینگر برای ذرات اسپین یك دوم یك فوتون پرانرژی فوتون، كوانتوم نور است كه اینشتین از آن برای توجیه اثر
فتوالكتریك استفاده كرد می تواند یك الكترون و یك پوزیترون خلق كند. البته برای بقای همزمان انرژی و اندازه حركت، این خلق باید در كنار یك ذره سنگین تر اتفاق بیفتد.
به طور مشابه نشان داده شد كه الكترون و پوزیترون
می توانند به هم برخورد كنند و ضمن نابود شدن فنا شدن یك فوتون پرانرژی تولید كنند.
در نظریه میدان های كوانتومی كه معادله دیراك صورت خاصی از آن است همه ذرات توسط میدان ها توصیف می شوند، همان طور كه فوتون نمایان گر میدان الكترومغناطیسی است، الكترون هم تجلی یك میدان الكترونی و پروتون هم یك میدان پروتونی است. به امكان خلق یا فنای كوانتم های میدان ذرات دومین كوانتیزه شدن» می گویند.
● نیروهای بنیادی
در درون هسته اتم ها، پروتون ها و نوترون ها در كنار هم قرار دارند. نوترون ها بی بار هستند اما پروتون ها بار مثبت دارند. دافعه الكتریكی آنها آنقدر زیاد است كه باید چیزی بسیار قوی آنها را در كنار هم این گونه آرام قرار داده باشد. نیرویی كه «نیروی هسته ای» نام گرفت.
فیزیكدان بزرگ ژاپنی یوكاوا این ایده را مطرح كرد كه نیروی هسته ای ناشی از تبادل ذره ای به نام مزون بین اجزای هسته پروتون و نوترون است به این ترتیب پای ذرات دیگری هم به میان آمد. در همین زمان ها بود كه شتاب دهنده های بزرگ ساخته شدند و ماحصل كار این شتاب دهنده ها كشف صدها ذره گوناگون بود كه همه آنها به نوعی لقب «بنیادی» را به همراه داشتند وضع از زمان جدول مندلیف هم بدتر شد. زیرا آن موقع تنها ۹۲ عنصر وجود داشتند و حالا صدها ذره بنیادی. همان طور كه بشر توانست این ۹۲ عنصر شیمیایی را با سه ذره الكترون، پروتون و نوترون توضیح دهد، به نظریه دیگری نیاز بود كه بتواند این جنگل عظیم ذرات را با چند مدل ساده تفسیر كند. مدل استاندارد ذرات بنیادی توانست چنین كاری را انجام دهد. تاكنون در طبیعت تنها چهار نیروی مستقل شناخته شده است. نیروی گرانش را نیوتن
برچسب ها:
تحقیق آنتي اكسيدانها 17ص آنتي اكسيدانها 17ص دانلود تحقیق آنتي اكسيدانها 17ص آنتي اكسيدانها 17ص تحقیق آنتي اكسيدانها