ثبت بازخورد

لطفا میزان رضایت خود را از دیجیاتو انتخاب کنید.

واقعا راضی‌ام
اصلا راضی نیستم
چطور میتوانیم تجربه بهتری برای شما بسازیم؟

نظر شما با موفقیت ثبت شد.

از اینکه ما را در توسعه بهتر و هدفمند‌تر دیجیاتو همراهی می‌کنید
از شما سپاسگزاریم.

علمی

مرکز سرن به شواهد جدیدی در مورد ماده و پادماده دست یافت

یکی از بنیادی ترین سؤالات بشر از قدیم، نحوه به وجود آمدن دنیا بوده است؛ سؤالی که شاید ریشه های هستی شناسی داشته باشد اما بی ارتباط به فیزیک ذرات هم نیست. آزمایشات اخیر مرکز ...

حمید مقدسی
نوشته شده توسط حمید مقدسی | ۸ فروردین ۱۳۹۸ | ۱۷:۰۰

یکی از بنیادی ترین سؤالات بشر از قدیم، نحوه به وجود آمدن دنیا بوده است؛ سؤالی که شاید ریشه های هستی شناسی داشته باشد اما بی ارتباط به فیزیک ذرات هم نیست. آزمایشات اخیر مرکز سرن (CERN) با استفاده از برخورد دهنده هادرونی بزرگ (LHC) شاید بتوانند به این سؤال پاسخ دهند.

ابتدا بیایید به 13.8 میلیارد سال قبل برگردیم، یعنی زمانی که انفجار بزرگ رخ داد و مقادیر مساوی از ماده و پادماده (ضد ماده) به وجود آمد. باور عمومی بر این است که هر ذره ماده، ذره معادل پادماده خودش را دارد. زمانی که ذره و پاد ذره همدیگر را ملاقات کنند، از بین رفته و به نور تبدیل می شوند. جهانی که در آن زندگی می کنیم تماماً از ماده تشکیل شده و اگر به همین مقدار پادماده وجود داشته، احتمالاً از بین رفته است. تحقیقات جدید مرکز سرن منبع جدیدی از عدم تقارن و ناهمخوانی بین ماده و پادماده را شناسایی کرده اند.

مفهوم پادماده برای اولین بار توسط آرتور شوستر، فیزیکدان سرشناس بریتانیایی در سال 1896 مطرح شد، سپس پل دیراک در سال 1928 مبنای نظری به آن بخشید و نهایتاً در سال 1932 برای اولین بار در قالب پوزیترون (پاد-الکترون) توسط کارل اندرسون کشف شد. پوزیترون در فرایندهای رادیواکتیو طبیعی مانند واپاشی پتاسیم-40 تولید می شود. می توان گفت موز (که حاوی پتاسیم است) در هر 75 دقیقه یک پوزیترون تولید می کند. این پوزیترون ها در برخورد با الکترون از بین رفته و به نور تبدیل می شوند. تجهیزات پزشکی مانند اسکنرهای PET هم فرایندهای مشابهی دارند.

اتم های ماده از ذرات بنیادی موسوم به کوارک ها و لپتون ها تشکیل شده اند. شش نوع کوارک و شش نوع لپتون داریم و در مقابل آنها، دوازده ذره بنیادی پادماده با بار مخالف نیز حضور دارند. در اصل، ذرات ماده و پادماده به جز بار مخالف باید دقیقاً یکسان باشند، ولی آزمایشات اخیر خلاف این موضوع را نشان می دهد. مثلاً ذره ی مزون (meson) را در نظر بگیرید که از یک کوارک و یک پاد-کوارک تشکیل شده است. مزون های خنثی ویژگی جالبی دارند: می توانند در لحظه به پاد-مزون تبدیل شده و دوباره به مزون بازگردند. در این فرایند کوارک به پاد-کوارک یا پاد-کوارک به کوارک تبدیل می شود، اما ظاهراً یکی از مسیرها بیشتر از دیگری رخ می دهد، یعنی ماده بیشتر از پادماده تولید می شود.

افسون کوارک

بین ذرات حاوی کوارک، تنها ذراتی که کوارک شگفت (strange) و کوارک پایین (bottom) دارند دچار این عدم تقارن هستند. اولین نشانه های عدم تقارن در ذرات شگفت در سال 1964 مشاهده شد و کشف عدم تقارن در ذرات پایین در سال 2001 هم پازل این مکانیسم را تکمیل کرد. هر دو کشف فوق به دریافت جایزه نوبل انجامیدند.

کوارک های شگفت و پایین، بار الکتریکی منفی دارند. در حالت تئوری، تنها کوارک با بار مثبت که بتواند ذراتی با عدم تقارن ماده-پادماده را تشکیل دهد، کوارک افسون است. نظریات قبلی نشان می دادند که کوارک افسون تأثیر بسیار کمی در عدم تقارن ماده-پادماده دارد و شناسایی آن بسیار دشوار است.

کوارک

آزمایشات اخیر با استفاده از برخورد دهنده هادرونی بزرگ توانسته برای اولین بار چنین عدم تقارنی را در ذره ای به نام مزون دی (D-meson) شناسایی کند که از کوارک های افسون تشکیل شده است. این کشف از طریق تولید مقادیر زیادی ذرات افسون در برخوردهای LHC میسر شده؛ وضعیتی که به لحاظ آماری با احتمال حدود 50 در هر میلیارد رخ می دهد.

اگر مکانیسم این عدم تقارن با مکانیسم مربوط به کوارک های شگفت و پایین تفاوت داشته باشد، می تواند به عنوان منبع جدیدی از عدم تقارن ماده-پادماده در جهان تلقی شود. در واقع مکانیسم های کنونی نمی توانند اختلاف فاحش بین مقدار ماده و پادماده در جهان را توجیه کنند و شاید کشف این وضعیت در ذرات افسون بتواند معما را حل کند. این کشف همچنین نقش مهمی در درک کامل برهم کنش های بین ذرات بنیادی ایفا خواهد کرد.

گام بعدی

پس از کشف مکانیسم عدم تقارن در ذرات افسون، نیاز به تحقیقات تئوری زیادی داریم تا بتوانیم نتایج را با دقت بیشتری تفسیر کنیم. مهم تر از این، باید آزمایشات بیشتری برای درک بهتر وضعیت انجام گیرد. ارتقاء برخورد دهنده هادرونی بزرگ طی دهه آینده می تواند نتایج دقیق تری را حاصل کند. ژاپنی هم آزمایشات خود را با پروژه Belle II آغاز کرده اند.

البته تحقیقات روی پادماده پایانی ندارد. مرکز سرن توانسته یک پاد-اتم کامل را تولید کند و سنجش های دقیق را روی آن انجام دهد. پروژه ASM-2 در ایستگاه فضایی بین المللی هم به دنبال پادماده هایی با منشأ کیهانی است. با انجام این تحقیقات، شاید بالاخره بتوان به این سؤال پاسخ داد که چرا مقدار ماده در جهان به مراتب بیشتر از پادماده است.

دیدگاه‌ها و نظرات خود را بنویسید
مجموع نظرات ثبت شده (8 مورد)
  • Unconventional_NyTro
    Unconventional_NyTro | ۸ فروردین ۱۳۹۸

    با انجام این تحقیقات، شاید بالاخره بتوان به این سؤال پاسخ داد که چرا مقدار ماده در جهان به مراتب بیشتر از پادماده است.

    همین!
    این همه وقت این همه مغز این همه منابع این همه پول بکار گرفته شده که فقط بفهمن چرا ماده از پادماده بیشتره!
    آخه چرا توی علم یدفعه دست روی مسائلی می ذارن که باید بعنوان آخرین مرحله انجام بشن
    اینا توی اولیاش موندن هنوز هواپیماها و صفینه سوختشون بنزینه هنوز تکنولوژی های ساختُ ساز اونقدر پیشرفت نکرده که بشه ابرسازه ساخت هنوز کامپیوتر ها اونقدر سریع نشدن که بشه یک ماده واقعیُ توشون شبیه سازی کرد چیزی که فقط با کامپیوترهای کوانتومی ممکنه که ایناهم هنوز اول راهشونه
    هنوز ذخیره انرژی به مسخره ترین شکل ممکن انجام میشه یا بهتره بگم پایینترین سطح
    هنوز استراخ منابع فقط روی زمین ممکنه و به مزخرف ترین شکل انجام میشه
    هنوز توی کنترول طبیعت کره زمین موندن و جلوی خیلی از حوادث طبیعیُ نمی تونن بگیرن و فقط راهشو باز می کنن مثلا آتشفشان بیاد مذابُ هدایت می کنن سمت دریا سیل بیاد هدایت می کنن سمت دریا یا زلزله بیاد میرن یجای دیگه و سال ها طول می کشه دوباره شهرو بازسازی کنن
    هنوز توی برطرف کردن خیلی از آفت های کشاورزی موندن و به شیوه درستی انجام نمیشه یعن طوری که کاملا بی خطر باشه
    هنوز توی تکنولوژی لیزر موندن و پیشرفت چشمگیری نداشته
    هنوز توی تکنولوژی نانو هیچ پیشرفتی نداشتن
    هنوز هیچ راه درستی برای شکل دادن به ساختار سلولی نیست
    هنوز توی ماهیت مغناطیس موندن
    هنوز توی تکنولوژی آهنربایی پایه هستند

    مگه کره زمین با این وضع چقدر دووم میاره که اینا از آخر شروع می کنن میان اول
    پادماده آخه
    اینا ماله زمانی هست که اون چیزایی که گفتم اونقدر پیشرفت کرده باشن که سفر بین سیاره مثله سوار تاکسی شدن باشه و استخراج منابع با ابرسازه در خارج از سیاره انجام بشه و چیزای جدید تست بشن

    • حمید مقدسی
      حمید مقدسی | ۸ فروردین ۱۳۹۸

      هر حوزه علمی کاربردهای خودش رو داره و بخشی از یه زنجیره بزرگ محسوب میشه. شاید جواب خیلی از مواردی که توی کامنت بهشون اشاره کردین از دل فیزیک ذرات بنیادی بیرون بیاد.

    • mansour47mbk
      mansour47mbk | ۹ فروردین ۱۳۹۸

      اتفاقا کلید نجات بشریت تو همین فیزیک کوانتوم مخفی شده... اگه ب درک درستی از کائنات و روش بوجود آمدنش بشن و اینکه نیرو های بنیادی... مثل جاذبه... هسته ای قوی و ضعیف... و الکترومغناطیس... در اصل ماهیتشون چیه... مخصوصا جاذبه... میشه ب درک درستی از آفرینش رسید... و این میتونه زندگی انسان هارو کاملا متحول کنه...و حتی فنا ناپذیر‌شون کنه

    • mohammad ghorbani
      mohammad ghorbani | ۹ فروردین ۱۳۹۸

      اگه ۷۰-۸۰ سال پیش یه تیم تحقیقاتی میدیدی که دارن روی سایخت دستگاهی که بشه باهاش از راه بیشیم و دور مکالمه تصویری داشت میگفتی حالا پزشکی و کشاورزی و... حل شده که اینو میسازین؟ یا میخواستن کامپیوتر بسازن؟ یا حتی همون رقابت فضایی آمریکا و شوروی؟ خب توی اون زمان این کار مسخره بوده و نیازی بهش نبود، چون مشکلات موجود رو حل نمیکرد. اما الان به این تحقیقات این تیم گیر میدی که چرا باتری همون موبایل خوب ذخیره نمیکنه و یا سوخت موتور جت تغییر نکرده. اتفاقا ریشه رو پیدا کردن خیلی بهتر از حل مشکلات به شکل سطحیه.

    • Erfaan Zandii
      Erfaan Zandii | ۹ فروردین ۱۳۹۸

      این چه حرفیه ؟ همین پیشرفتهایی هم که تا حالا شده مدیون همین کشفیات خیلی سخته که برای شما و عوام چیرهای کوچکی به نظر میان .. این حرف شما مثل اینه که در دوران کشف ذرات زیر اتمی یکی بیاد و بگه اخه به ما چه که اتم از چی ساخته شده و چه فرقی به حال ما داره وقتی ماشینهامون از درشکه و اسب دردسرشون بیشاره وقتی تلویزیونها رنگی نیست وقتی دیسک گرامافون یا همون صفحه گرام فقط یه اهنگ رو میتونه تو خودش جا بده وقتی فلج اطفال بچه هارو زمینگیر میکنه .. همین کشفیات به ظاهر عجیب تو علم ریاضیات و فیزیک و سایر علوم تجربیه که منجر به پیشرفت میشه .. همین کامپیوترهای کوانتمی که مثالش رو زدید بدون پاسخ دادن به صدها سوال به ظاهر ریز از گذشته به این مرحله رسیده .. همین سوال ظاهرا بی اهمیت میتونه روزنه ای کوچیک به دنیای دیگه باشه .. علوم پایه همواره باید بدون اشکال و با اثبات کامل و بدون شبهه پیشگام مهندسی ها و پزشکی ها باشن تا راه رو برای اونا هموار کنن ..

      • Erfaan Zandii
        Erfaan Zandii | ۹ فروردین ۱۳۹۸

        اصلاح میکنم کامپیوتراهی کوانتنی با پاسخ دادن به صدها ...

      • Unconventional_NyTro
        Unconventional_NyTro | ۹ فروردین ۱۳۹۸

        سلام

        مثال هایی که زدین قبول
        ولی اینُ هم در نظر بگیر که تعدادی از دانشمندان کشفیاتشون از زحمات خودشون و با پولی که خودشون در می اوردن بوده که کشفیات مهمی هم انجام دادن مثلا کسی که دینامیت ساخت یا کسی که گروه بندی خونُ کشف کرد
        می خوام بگم اینطور نبوده که از دولت پولی بگیرن و دولت هم پول هایی که خرج می کنه از بیتل مال هست
        بنظرت این خوبه که از این پولا ملیاردها دلار خرج این چیزا بشه درحالی که توی همون کشور محله های فقیر نشین هست
        بجای اینکه این پولا صرف آموزش و نیازمندا بشه برای زندگی بهینه و راحت خرج چیزایی میشه که حالا حالاها بدرد نمی خوره
        اگر مدیریت درستی باشه بشر خیلی سریع روند الان به این کشفیات میرسه
        الان چیزایی که مهمن
        تکنولوژی نانو - همجوشی هسته ای یا سلول های خورشیدی - مغناطیس - لیزر - کامپیوتر - پرینتر - اسلوموشن - زوم

        اینایی که میبینی روی چیزایی مثله پادماده یا ماده تاریک کار می کنن میبینی به نتیجه نمی رسن بعد خبر میاد تکنولوژی توی همون چیزایی که گفتم پیشرفت کرده و راه جدید برای انجام تحقیقات باز شده و تونستن به وسیله x به کشفیات جدیدی برسن
        مشابه همینُ توی چنتا خبر خواندم
        ممکن هست که وسیلش هم نباشه اما با استفاده زیاد از منابع و هزینه کردن های فضایی به چیزی که می خوان برسن



        مورد بعدی اینکه اون موقع کره زمین وضع الانُ نداشت
        الان ببین چه بلایی سره کره زمین اومده بخاطر بی سوادی بخاطر نبودن آموزش درست بخاطر مدیریت اشتباه
        الان وضعیت کره زمین بخاطر جمعیت زیاد و مهم تر از این درست و بهینه زندگی نکردن بحرانی شده
        بعد اینا توی چنین وضعیتی به فکر پادماده آخه پادماده حتی اگر کشف هم بشه چه کمکی میکنه توی بهبود محیط زیست هنوز از پس تمیز کردن یک رودخانه برنمیان و فقط با راه کارهای مزخرف جلوی کثیف شدنشو میگیرن
        پادماده حتی اگر کشف هم بشه بدست اوردنش اونقدری سخته که برای اینجور کارها عمرا استفاده کنن میره برای استفاده در سیستم های فضایی مثلا ماهواره ها یا سفینه ها خوب این چیش به یک فرد عادی
        پولی هم که خرج می کنن از همین افراد عادی هست

    • patrik
      patrik | ۹ فروردین ۱۳۹۸

      کلی به نظراتت انتقاد دلشتم، اما گفتم بگم بهتره اول غلط ها املایی، دستوری رو درست کنی
      ساخت «و» ساز
      کنترل
      سفینه
      مذاب
      ....

مطالب پیشنهادی