نیما آرکانی حامد

دانشمند جوان ایرانی، با تصدی کرسی استادی دانشگاه پرینستون- جایگاهی که پس از انیشتین در اختیار فرد دیگری قرار داده نشد- دنیا را با این سوال مواجه کرده است که آیا انیشتین بعدی، یک ایرانی خواهد بود؟ نیما ارکانی حامد در حال حاضر استاد دانشگاه هاروارد و دارای کرسی استادی در دانشگاه پرینستون است. این کرسی از سال ۱۹۳۳ تا ۱۹۵۵ در انحصار آلبرت انیشتن بوده است

 

پس از اعلام نظریه عملکرد جهان ارکانی، از او دعوت شده که در طرح تونل شتاب دهنده سوئیس (LHC) که با هزینه بالغ بر ۵ میلیارد دلار ساخته شده، رهبری آزمایش ها را بر عهده داشته باشد.

تلاش نظریه ابر ریسمان که اخیرا اعلام شده، در این است که توضیح دهد ذرات، کوچکترین ماده تشکیل دهنده مواد نیستند بلکه حلقه های مرتعشی که ریسمان نامیده می شوند، کوچکترین بخش به حساب می آیند.

 

دکتر ارکانی با تکمیل این نظریه عقیده دارد که این ریسمان ها در ۱۱ بعد در حال ارتعاش هستند که ما فقط ۳ بعد از آن را می توانیم مشاهده کنیم، وجود بعد دیگری هم به نام بعد زمان به اثبات رسیده و تا به امروز در مورد ۷ بعد دیگر توضیح کاملی ارائه نشده است.

ارکانی به همراه دو فیزیک دان دیگر به نام های دیموپلوس (Dimopoulos) و والی(Dvali) در مورد این ابعاد نظریه ای ارائه کرده اند که می گوید این ابعاد بزرگتر از آن چیزی هستند که تاکنون تصور می شود و از آن جایی که تنها نیروی گرانش بر آنها اثر می گذارد، قابل دیدن نیستند.

تئوری دکتر ارکانی که به همراه دو فیزیکدان دیگر معرفی شده به عنوان مدل (Arkani-Dvali-Dimopoulos)

ADD شناخته می شود.

اکنون ارکانی و همکارانش امیدوارند بتوانند به کمک شتاب دهنده هاردن (LHC) مدل خود را اثبات کنند. اثبات این نظریه می تواند تحول بسیار بزرگی در فیزیک ذرات به وجود بیاورد.

 

 

با تشکر از حسین نوروزی برای ارسال مطلب! Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin-top:0in; mso-para-margin-right:0in; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0in; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

ادامه نوشته

گذراندن بهترین دوره های آموزشی از بهترین دانشگاه های جهان

در این پست قصد معرفی قوی ترین سایت های آموزش مجازی در زمینه ی برگزاری دوره های آموزش عالی از بهترین دانشگاه های دنیا با برجسته ترین اساتید را داریم.

سایت

edx.org

و سایت

coursera.org

که هر یک از این سایت ها دوره های مجازی ویژه ای را برگزار می کنند که می توانیم از آنها برای افزایش سطح دانش مان و پیدا کردن درک عمیق و به روز در رابطه با مفاهیم مرتبط با هر درس بهره ببریم.

لازم به ذکر است که تمامی دروسی که در این سایت ها ارائه می شوند به صورت مجانی در اختیار عموم قرار می گیرد و این دوره ها شبیه دوره های آکادمیک دانشگاهی ارایه می شوند به این صورت که پس از هر بخشی از هر جلسه که ویدیو پخش شد سوالاتی در قالب کوییز از همان بخش مطرح می شود و پس از جواب دادن به آنها ادامه ی بخش آن جلسه پخش می شود.

در هنگام ثبت نام در این سایت ها توجه داشته باشید که تیک گزینه ی کد شرافت یا honor code  را می زنید و خود را ملزم کرده اید از اکانت دیگری استفاده نکنید ( چون برای کوییز ها سه بار فرصت جواب دادن در بعضی بخش ها دارید و پس از آن جواب صحیح نمایش داده می شود!) و همچنین از جوابهای دیگران برای جواب دادن به سوالهای خودتان استفاده نکنید. اما تعامل و مشورت برای پاسخ گویی به سوالات موردی ندارد چرا که سوالاتی که در این امتحان ها مطرح می شوند تا حد زیادی بدیع ابتکاری هستند و یا در عین سادگی دانسته های شخص را به چالش می کشند و مانند سوال های اساتید در بسیاری از دانشگاه های ایران نیست که چنانچه کتاب باز برگزار شود دیگر هرکسی می تواند به سوالات پاسخ دهد و به این گونه باشد که دانشجو با سوالات سطحی و حفظی روبرو باشد که استاد از آوردن یک برگه و یا هرچیز دیگر سر جلسه ی امتحان هراس داشته باشد.

در دوره شاهد یک یا دو میانترم و یک پایان ترم هستیم که در بازه های زمانی از پیش تعیین شده ای انجام می شوند و البته اجباری به پاسخ گویی به این سوالات برای ادامه ی مشاهده ی ویدیو ها نیست ولی چنانچه به در امتحان پایان ترم و میانترم و کوییزها شرکت کنیم و به بیش از 80% سوال ها پاسخ درست دهیم مدرکی از آن سایت مجازی به اسم آن دانشگاهی که درس را ارائه کرده است دریافت می کنیم. و صحیح کرن این سوال ها نیز کامپیوتری است ونمودار پیشرفت برای هر درس را نیز نمایش می دهد.

سایت کورس ارا توسط اندرو ننگ و دافنی کالر از دانشگاه استنفورد در سال 2012 تاسیس شده است.

و سایت اد ایکس توسط دانشگاه های ام آی تی و هاروارد در سال 2012 تاسیس شده اند که فاقد سرپرست حقیقی اند.

لیست دوره های فیزیکی ای که سایت کرس ارا در حال حاضر ارائه می دهد از بالا قابل مشاهده است و درس های ریاضی و مهندسی و پزشکی حقوق و ... قوی و جالبی نیز ارائه می دهند که در پایگاه خود سایتها قابل مشاهده اند و چنانچه دوره ای هنوز شروع نشده باشد می توانید در آن پیش ثبت نام کنید و با برنامه ریزی ای که ارائه می شود جلو روید و مدرک را دریافت کنید همچنین برای درسهایی که قبلا ارائه شده اند می توانید به آرشیو درس مراجعه کنید و ویدیو ها یا سوالات امتحانی و لکچر نوت ها را دانلود کنید.

ادامه نوشته

بزرگترین آشکار ساز ذرات دنیا ساخته می شود

دانشمندان سرن جستجوهای خود را برای یافتن ماده تاریک افزایش داده و در نظر دارند بزرگترین و پرهزینه ترین آشکارساز ذرات را بسازند.

به گزارش خبرگزاری مهر، دستگاه بزرگی که دانشمندان سرن قصد ساختن آن را دارند از نظر اندازه از برخورد دهنده بزرگ هادرون پیشی می گیرد.

دانشمندان مرکز تحقیقات هسته ای اروپا از برخورد دهنده بزرگ هادرون برای جستجو و مشاهده بوزون هیگز، عامل جرم بخشیدن به ماده، استفاده کردند.

برخورددهنده خطی بین المللی ذرات ریز اتمی را با قدرت و نیرویی که می تواند شواهدی را برای اشکال جدید ماده و ابعاد دیگر فضا مشخص کند، با یکدیگر برخورد خواهد داد.

برخی از دانشمندان حتی از آن با عنوان تلسکوپ انیشتین یاد می کند چرا که ممکن است این برخورد دهنده نشان دهد که چرا معادلات این فیزیکدان به این نحو عمل می کند.

سازمان تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) چهارشنبه این هفته 22 خرداد در ژنو طرحهای ساخت این شتابگر ذرات را اعلام می کند و پس از آن برایان کوکس فیزیکدان به امید الهام بخشیدن این جستجوها در سطح جهان سخنرانی خواهد کرد.

لین ایوانز پمدیر پروژه برخورد دهنده خطی بین المللی در سرن اظهار داشت: برخورد دهنده بزرگ هادرون ماشین پرسرو صدایی است. در هر یک میلیارد برخورد ما تنها یک بوزون هیگز یافتیم. برخورد دهنده خطی بین المللی ابزار دقیقی است که به عنوان کارخانه هیگز طراحی شده است.

وی افزود: این دستگاه میلیونها هیگز تولید می کند تا ما بتوانیم آنها را به طور مناسب مطالعه کنیم.

برخورددهنده خطی بین المللی دربرگیرنده دو سلاح بزرگ است، یکی الکترونها دیگری ذرات ضد ماده را که پوزیترون نامیده می شود با سرعت نور پیش از برخورد آنها با یکدیگر شتاب می دهد. این دستگاه جدید تکمیل کننده برخورد دهنده بزرگ هادرون است که تاکنون سالهای زیادی از عمر آن می گذرد.

به طور قطع این دستگاه در ژاپن ساخته می شود. این کشور تمایل بسیاری برای میزبانی از این دستگاه نشان داده است.

برخورددهنده بزرگ هادرون مستقر در سازمان تحقیقاتی سرن در نزدیکی ژنو سوئیس است. این پروژه در 10 سپتامبر 2008 میلادی پس از ۲۰ سال آماده‌سازی، آغاز به کار کرد. هدف از ساختن آن شناخت اجرام مادّه ، آزمون مدل استاندارد ذرات، کشف اجزای یافت نشده مدل استاندارد، آزمون نظریه ابرتقارن و نظریه وحدت بزرگ است. از دیگر اهداف مهم این پروژه کشف ذره بنیادی هیگز بودکه فیزیکدانان ذرات بنیادی وجود آن را پیشگویی کرده‌ بودند. ذره هیگز یا بوزون هیگز در ایجاد جرم در ذرات بنیادی سهیم است.

سازمان تحقیقات هسته ای اروپا (سرن)

سرن بزرگترين مجموعه آزمايشگاهي دنيا در زمينه فيزيك ذرات بنيادي و فيزيك هسته اي است.
اين مجموعه عظيم و منحصر به فرد در حاشيه شهر ژنو سوئيس در شهر ميرين و در مرز مشترك فرانسه و سوئيس واقع شده است.سرن در 29 سپتامبر سال 1954 ميلادي توسط سازمان اروپائي تحقيقات هسته اي شكل گرفته و در طي اين مدت نزديك53 سال توانسته نقش بسيار موثري در رشد و توسعه علم فيزيك داشته باشد.تحقيقات و آزمايشها و پژوهشهاي انجام شده در اين مركز و كسب جوايز متعدد توسط دانشمندان و پژوهشگران فعال اين مركز معتبر علمي دنيا(از جمله6 جايزه نوبل) خود نشان از اهميت سرن در عرصه تبادلات علمي دنيا دارد.


دولت سوئيس بعنوان پايه گذار اصلي سرن (به همراه 11 كشور اروپائي ديگر)در پنجاهمين سال تاسيس سرن و بعنوان هديه، مركزى به نام «جهان علم و نوآورى» را كه يك مركز شبكه اى جديد و نيز مكانى براى بازديد علاقه مندان است، به اين سازمان اهدا كرد.در اين مركز تحقيقات فيزيك هسته اي و ذرات بنيادي كه مهمترين هدف آن "كشف رازهاى مبداء جهان"تعريف شده است هم اكنون بيش از 3000 فيزيكدان و مهندس بعنوان كاركنان مقيم در زمينه هاي مختلف نظري و آزمايشگاهي مشغول به كار هستند.در سرن همچنين بيش از 6500 دانشمند از 500 دانشگاه 80 كشور دنيا به صورت بازديدهاي كوتاه مدت به سرن مي آيند. به گفته «چارلز كلايبر» وزير علوم و پژوهش هاى سوئيس، در50 سال گذشته سازمان اروپايى تحقيقات هسته اى، كانون همايش و ملاقات دانشمندان مختلف جهان با ريشه هايى از تمامى ملت ها، فرهنگ ها، مذاهب و اقوام بوده است. كلايبر در مراسم جشن پنجاهمين سالگرد تاسيس «سرن» گفت: "در اين مركز مناقشات و دشمنى هاى سياسى به هيچ وجه راه ندارد و حكمفرمايى همين روحيه باعث شده است اين سازمان بتواند در چگونگى شكل گيرى تفكر انسان نسبت به طبيعت و آغاز جهان كمك هاى قابل ملاحظه اى داشته باشد".

شتاب دهنده ها

در زمينه فیزیک ذرات بنیادی، فيزيكدانان ماشين هايي در اختيار گرفتند كه مي توانست به تقليد از تابش هاي كيهاني، منتها در شرايطي قابل كنترل تر ، پروتون ها و الكترون ها را تا انرژي هاي بالا شتاب دهد.كوشش هاي اوايل دهه ي ١٩٣٠ كه توسط جان كوككرافت و ارنست والتون از دانشگاه كمبريج، و ارنست لاورنس و استنلي ليوينگستون از دانشگاه بركلي كاليفرنيا انجام گرفت، موجب توليد نخستين پروتون هاي شتاب گرفته به دست بشر شد. انديشه هاي پيشروي آنان، موجب تولد دستگاه هاي بزرگي كه توانايي توليد ميليونها پروتون، الكترون، پيون يا كائون را در هر ثانيه داشتند، در دهه هاي ١٩٥٠ و ٦٠ شد. شتاب دهنده ذرات اتمی برای تولید انرژی زیاد هستند.عملکرد این سیستم و دستگاه براساس استفاده از میدان های الکتریکی و مغناطیسی برای شتاب دادن و کنترل ذرات باردار الکتریکی تا مرز سرعت نور است. این سیستم ها قادر هستند سرعت الکترون ها و پروتون ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتی ذرات تا این حد شتاب یافتند سطح انرژی آنها چند میلیون برابر می شود و دارای انرژی عظیم و فراوانی می شود. یک مثال نشان دهنده این مطلب است، به عنوان مثال شتاب دهنده پروتون در آزمایشگاه فرمی آمریکا قادر است ذرات پروتون را تا یک تریلیون الکترون ولت (Tev) شتاب دهد. یکی از جدیدترین و مدرترین شتاب دهنده ها که در سرن ساخته شده است ، شتاب دهنده ی LHC نام دارد.دانشمندان قصد دارند که با این شتاب دهنده مه بانگ را بازسازی کنند

شتاب دهنده ها به چند دسته کلی تقسیم بندی می شوند: 

شتاب دهنده های خطی 

شتاب دهنده های مداری

شتاب دهنده سیلکووترون

تاریخچه ی ذرات بنیادی

در طول دو قرن گذشته، دانشمندان به پيشرفت هاي بزرگي در فهم آنچه ما و جهان اطراف ما از آن ساخته شده ايم، دست يافته اند. نخست، درك اين مطلب بود كه ماده، از عناصر ي با خواص فيزيكي و شيميايي كاملا معين تشكيل شده است. اين عناصر در محدوده ي هيدروژن (به عنوان سبك ترين) و اورانيوم و عناصر فراتر از آن قرار دارند. هر عنصر از واحد هاي ساختماني – اتم ها – كه براي هر كدام منحصر به فرد مي باشد، تشكيل شده و اتم هاي گوناگون، مي توانند با هم تركيب شوند و تنوع بي شماري تركيبات، از ماده ي ساده اي مانند آب گرفته تا مواد پيچيده اي مانند پروتئين ها را به وجود بياورند. با اينحال، چنانچه دانشمندان در اواخر سده ي نوزدهم كشف كردند، اتم ها ساده ترين واحد هاي سازنده ي ماده نيستند.


ما امروزه مي دانيم كه بيشتر جرم اتم در يك هسته ي كوچك، چگال و با بار مثبت متمركز شده است. ابر كوچكي از الكترون ها ي با بار منفي هسته را از فاصله اي دور احاطه كرده اند و بنابراين بيشتر فضاي اتم را فضاي خالي تشكيل مي دهد. در بيشتر اتم ها ، هسته حاوي دو نوع ذره با جرم تقريبا برابر است: پروتون هاي با بار مثبت و نوترون هاي بدون بار الكتريكي. براي خنثي نگه داشتن كل اتم، تعداد پروتون ها دقيقا با تعداد الكترون ها برابري مي كند.در ١٨٩٠، دو فيزيكدان به طور جداگانه، شروع به كاوش در فضاي داخل اتم نمودند. اولي، جوزف تامسون نخستين ذره ي زير اتمي – الكترون - را كشف كرد كه در همين حين، يكي از شاگردان او به نام ارنست رادرفورد، آغاز به كاوش در پديده ي جديد راديواكتيويته، كه در آن اتم از يك نوع به نوعي ديگر تبديل مي شد نمود. اين كاوش ها سرانجام به كشف هسته ي اتم، در همكاري با هانس گايگر ( كه با شمارگر راديواكتيويته ي گايگر مشهور است) و ارنست مارسدن در ١٩١٠-١٩٠٩ منتهي گرديد. سپس رادرفورد دريافت كه ذرات با بار مثبت موجود در هسته ي اتم، با هسته ي هيدروژن يكسان اند. او اين ذرات را پروتون ناميد. و در ١٩٣٢، جيمز چادويك نشان داد كه هسته ها بايد شامل نوترون ها هم باشند. از آن زمان به بعد بود كه رادرفورد و همكاران او، تصوير نوين اتم را بنا نهادند. اين تنها شروع ماجرا بود. الكترون، پروتون و نوترون اعضاي پيش قراول رژه ي باشكوه ذرات زير اتمي بودند. در خلال دهه هاي ١٩٣٠و ٤٠، بسياري از فيزيكدانان به مطالعه ي تابش كيهاني – بارش مداوم ذرات زير اتمي پر انرژي كه از فضا نشات مي گرفتند – پرداختند. برخورد هاي تابش هاي كيهاني پر انرژي با ذرات جو زمين، موجب واپاشي هاي هسته اي مي شود كه آنها موجب توليد انواع جديدي از ذرات كوتاه عمر مي شوندكه تنها از طريق رد هاي بجا مانده در آشكارسازهاي حساس قابل مشاهده اند پادماده يكي از ذرات اسرار آميز ي كه در ١٩٣٢ توسط كارل آندرسن در انيستيتو ي تكنولوژي كاليفرنيا كشف شد،پوزيترون بود.

وجود پوزيترون در آغاز معمايي بود كه توسط فيزيكدان تئوري دانشگاه كمبريج با نام پل ديراك حل شد. بر طبق نظريه ي ديراك، پوزيترون ذره ايست با خواصي دقيقا متضاد با يك الكترون و به همين علت به آن نام پادالكترون را دادند. اين نظريه نشان مي داد كه يك الكترون و پوزيترون چگونه مي توانند به همراه هم از انرژي خالص توليد شوند؛ البته به شرط آنكه انرژي مورد بحث، بر طبق رابطه ي اينشتين E=mc٢ بتواند مقدار جرم اين دو ذره را تامين كند.

.اگر اين دو ذره با هم برخورد كنند، ذره و پادذره ناپديد شده و تنها انرژي بر جاي مي ماند – اين عمل نابودي متقابل را نابودي زوج مي نامند. آزمايش ها نشان داده اند كه بقيه ي ذرات، مانند پروتون ها، نوترون هاو موئون ها نيز داراي پادذره ي مخصوص به خود هستند. در اوايل دهه ي ١٩٥٠، مطالعه روي ذرات بنيادي، تبديل به شاخه اي از فيزيك شد كه به حق نام فيزيك ذرات يافت.

بوزون هیگز!

ما تقریبا مطمئنیم بوزون «هیگز» را کشف کرده‌ایم

دانشمندان مرکز تحقیقات هسته ای اروپا ،سرن، اعلام کردند بررسیهای وسیع روشن کرده ذره ای که سال گذشته شناسایی شد، به احتمال بسیار زیاد هیگز بوزون است اما برای اینکه مشخص شود این ذره چه نوعی از هیگز بوزون است به تحقیقات بیشتری نیاز است.

جو اینکادلا مدیر پروژه CMS (یکی از دو آشکارساز سرن) امروز در کنفرانس "موریون" که در لاتوییل ایتالیا برگزار شد گفت: "نتایج اولیه ای که از بررسی کل داده های آزمایش سال ۲۰۱۲ به دست آمده بسیار جالب هستند و برای من کاملا روشن است که ما با هیگز بوزون سروکار داریم، اگرچه هنوز برای دانستن اینکه این چه نوعی از هیگز بوزون است راه درازی در پیش داریم."

دیو چارلتون سخنگوی پروژه اطلس، دیگر آشکارساز سرن، امروز گفت:" نتیجه تازه و زیبایی که به دست آمده محصول تلاش عظیم و از خود گذشتگی افراد زیادی بوده است. نتیجه حاصله ذره جدیدی را نشان می دهد که قرینگی-چرخش هیگز بوزون را دارد، همانطوری که در مدل استاندارد پیش بینی شده است."

حدود هفت ماه پیش در برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) که در سرن سوییس قرار دارد آزمایشی انجام شد که به گفته دانشمندان دانش فیزیک نظری را تغییر داد. دانشمندان پروتونها (هسته اتم) را تا سرعت نور شتاب دادند و ذرات کوچکتری را که در این برخورد ایجاد شد بررسی کردند، به امید اینکه برخی پرسشهای اساسی را پاسخ دهند و ذره موسوم به هیگز بوزون را پیدا کنند.

بر اساس نظریه موسوم به مدل استاندارد، تمام مواد از ذراتی بنیادی ساخته شده اند: شش کوارک و شش لپتون. کوارکها پروتونها و نوترونها را شکل می دهند و لپتونها هم الکترونها و نوترینوها را (نوتروینو الکترون بدون بار است). فیزیکدانها فکر می کنند کوارکها و لپتونها را نمی توان به اجزای کوچکتری خرد کرد.

ادامه نوشته

ذرات نوترینو سریعتر از نور حرکت کردند/ تئوری انیشتین به چالش کشیده شد

فیزیکدانان سرن در سوئیس و لابراتوار "گرن ساسو" در ایتالیا از نتیجه شگفت انگیزی خبر دادند که با به چالش کشیدن تئوری نسبیت عمومی انیشتین نشان می دهد ذرات نوترینو با سرعتی بیشتر از سرعت نور یک فاصله 730 کیلومتری را پیموده اند.

به گزارش خبرنگار مهر، فیزیکدانان شورای تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) و لابراتوارهای "گرن ساسو" در موسسه ملی فیزیک هسته ای ایتالیا که با استفاده از دستگاه آشکارساز "اپرا" در آزمایش Cng 1s (نوترینوی سرن به سمت گرن ساسو) شرکت دارند از یک نتیجه شگفت انگیز در آزمایشات خود خبر دادند.

این دانشمندان اعلام کردند که توانسته اند فراتر از سرعت نور حرکت کنند. به طوریکه آشکارساز "اپرا" با دریافت و بررسی بیش از 15 هزار ذره نوترینو که در برخورد دهنده "سوپر سینکروتون پروتون" در سرن تولید شده و با طی مسافت 730 کیلومتر به لابراتوارهای "گرن ساسو" در ایتالیا رسیده بود کشف کرد که این ذرات برای طی این مسافت تنها 2.4 میلی ثانیه را صرف کردند.

این مدت زمان 60 میلیاردیم ثانیه نسبت به حداکثر زمان مورد انتظار جلوتر بود و بنابراین در آزمایش Cng 1s که اطلاعات آن در مدت سه سال جمع آوری شده اند در حدود 60 نانوثانیه سریعتر از سرعت نور حرکت کردند.

نتایج این تحقیقات شگفت انگیز حاکی از آن است که نوترینوها سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه نور را با حدود 20 بخش بر میلیون شکست دادند.

"آنتونیو اردیتاتو" مدیر آشکارساز اپرا در این خصوص توضیح داد: "این نتایج، یک شگفتی واقعی هستند. پس از ماهها مطالعه و کنترلهای دقیق ما هیچ اثری را پیدا نکردیم که نشان دهد این نتایج به دلیل خطای دستگاه باشد. هر چند ما همچنان به مطالعات خود ادامه می دهیم و از اندازه گیریهای مستقلی برای ارزیابی کامل ماهیت این مشاهدات استفاده خواهیم کرد."

این فیزیکدان افزود: "تاثیرات بالقوه این نتایج بر روی علم بسیار وسیع است. اولین واکنش من این است که نوترینو همچنان با اسراری که دارد ما را شگفت زده می کند."

فاصله میان مبدأ این دسته های نوترینو و آشکارساز اپرا با یک عدم اطمینان 20 سانتیمتر بر روی 730 کیلومتر و زمان حرکت این ذرات با یک دقت کمتر از 10 نانوثانیه محاسبه شد.

"داریو آتوتیرو" فیزیکدانی که این نتایج را در کنفرانس خبری سرن واقع در ژنو اعلام کرد در این باره توضیح داد: "ما اندازه زمان حرکت این ذرات میان سرن و گرن ساسو را با دقت 10 نانوثانیه و فاصله میان دو سایت را با دقت 20 سانتیمتر محاسبه کردیم. به طوریکه درصد اطمینان نتایج ما بسیار بالا است و اکنون منتظریم که این نتایج را با نتایج سایر آزمایشات مقایسه کنیم."

سرن نیز در اطلاعیه خود نوشت: "با در نظرگرفتن نتایج شگفت انگیز این اطلاعات لازم است که قبل از تائید و یا قبول حتمی آنها اندازه گیریهای مستقلی انجام شود."

ادامه نوشته

اسپين و ايزو اسپين

1. ذرات مادي را با خواصي همچون جرم، بار الكتريكي، حالت حركت و پاريته تشخيص مي‌دهيم. حركت ذره، موجب انتقال آن از يك مكان به مكان ديگر است به صورتي كه در اتاقك حباب ديده مي‌شود و نيز نوعي اسپين به آن مي‌دهد.
   اصطلاح «اسپين» ن...امي زمخت براي خصوصيتي است كه در واقع تنها در حوزه‌ي كوانتومي وجود دارد. فاينمن پيشنهاد مي‌كند براي تأكيد طبيعت انتزاعي اسپين ذره، آن را به جاي اسپين تنها، كوانت‌اسپين (Quantspin) بناميم. اسپين چيزي شبيه چرخش توپ گلف يا بيسبال نيست. الكترون‌ها، نوترينوها و كوارك‌ها حركت اسپيني دارند. حتي اگر داراي ابعاد قابل اندازه‌گيري نباشند. آنها نقطه‌اند.
   از طرف ديگر، ذرات مزبور مانند همه‌ي ذرات بنيادي مادي تنها دو حالت اسپيني دارند. به زبان مكانيك كوانتومي، الكترون‌ها، نوترينوها و كوارك‌ها داراي اسپين 1/2 بوده و دو حالت اسپيني آنها با اعداد كوانتومي منفي 1/2 و مثبت 1/2 مشخص مي‌شود.
   مي‌توانيم دو حالت اسپيني را به سادگي به صورت ساعت‌گرد و پادساعت‌گرد تعبير كنيم.
   
   همه‌ي ذرات با اسپين 1/2 به علت رفتار آماري‌شان كه در ابتدا فرمي و كمي بعد ديراك خاطر نشان كردند، «فرميون» ناميده مي‌شوند.
   بنابر قاعده‌ي آماري پاؤلي (اصل طرد پاؤلي)، نمي‌توان دو فرميون را در حالت كوانتومي يكساني يافت. اين قاعده به نحوي ژرف ساختار پوسته‌اي و حصار الكتروني بين اتم‌ها در مولكول‌ها را ديكته مي‌كند. اين مسئله گل‌-مان و ديگران را به برخي از وجوه بنيادي نظريه‌ي كوارك رهنمون كرد.
   
   ذراتي كه بنيادي نيستند نيز مي‌توانند داراي دو حالت اسپيني يا بيشتر باشند. براي مثال، ذره‌اي با اسپين 3/4 داراي چهار حالت اسپيني است كه اعداد كوانتومي‌اش برابر با -3/2 و -1/2 و +1/2 و +3/2 هستند.
   توجه كنيد كه در اين‌جا تنها اعداد كوانتومي مجازند كه با فاصله يك واحد از هم جدا مي‌شوند. اين ذره و هر ذره ديگري با اسپين نيمه‌ صحيح (مثلاً 7/2 و 9/2 و غيره) نيز در گروه فرميون‌ها جاي مي‌گيرند.
   
   فوتون‌ها نيز جزو ذرات بنيادي بوده و اسپين دارند. آنها اسپين 1 دارند و سه حالت اسپيني با اعداد كوانتومي -1,0,+1 مشخص مي‌شوند.
   هر تعداد از آنها مي‌تواند در حالت كوانتومي يكساني جاي گيرد كه درتمايزي آشكار با رفتار فرميون‌ها است. الگوي فوق را ساتيندرانات بوز كشف كرد و اينشتين مورد شرح و تفصيل قرار داد. فوتون‌ها و همه‌ي ذرات ديگر با اسپين صحيح (1 و 2 و 3 و غيره)، بنيادي و غير بنيادي، «بوزون» ناميده مي‌شوند.
   
   هايزنبرگ در اوان تاريخ فيزيك ذرات (1932)، مفهوم اسپين را يك گام بيشتر در فضاي انتزاع پيش برد. او جهت ارائه مدلي براي ساختار هسته فرض كرد كه ذرات سازنده هسته يعني نوترون‌ها و پروتون‌ها عمدتاً تأثير نيروهاي هسته‌اي قوي و خيلي كمتر از آن نيروهاي الكتريكي (پروتون‌ها كه حاوي بار مثبت‌اند) قرار دارند. او بدون درنظرگرفتن تفاوت بار و با توجه به مطلب كه پروتون و نوترون تقريباً جرم يكساني دارند و هر دو به يكديگر تبديل‌پذيرند، نظريه‌اي ساخت بر اين مبنا كه نوترون و پروتون حالت‌هاي متفاوت موجودي به نام «نوكلئون» هستند.
   هايزنبرگ با توجه به شباهت دو حالت نوكلئوني با دو حالت اسپيني فرميون‌ها با اسپين 1/2 مفهوم «ايزواسپين» را معرفي كرد.
   نوكلئون داراي ايزواسپين 1/2 است. مشابه اسپين الكترون. و داراي دو حالت ايزواسپيني با اعداد كوانتومي -1/2 و +1/2 كه به صورت نوترون و پروتون مشاهده مي‌شود. مشابه دو حالت اسپيني الكترون با همان اعداد يكسان.
   انگيزش هايزنبرگ به شدت رياضي‌وار بود. او هيچ نوع حركت اسپيني واقعي را در نظر نداشت اما مفهوم ايزواسپين با همان شكل انتزاعي‌اش بسط يافت و با قواعد شگفتي موري گل‌-مان تركيب شد و دقيقاً آنچه را كه نظريه‌پردازان مي‌خواستند بدانند، نشان داد:
   تقارن‌هاي زيرين نوكلئون و خويشاوندان هادروني آن.
   
   عدد كوانتومي ايزواسپين را با I و حالت‌هاي جداي ايزواسپين را با I3 نشان مي‌دهيم. پانويس 3 وابسته به قراردادي است كه جهت بيان حالت‌هاي ايزواسپيني به كار مي‌رود. جزئيات رياضي اين قرارداد فراتر از اين مبحث است).
   بنابراين، براي نوكلئون I=1/2 و براي «دوگانه» حالت‌هاي ايزواسپيني آن يعني نوترون و پروتون، I= +1/2 , -1/2 مي‌باشد.
   پيون (يك مزون) با ايزواسپين I=1 است و «سه‌گانه» حالت‌هاي ايزواسپيني آن با I3=-1,0,+1 مشخص مي‌شود.
   ايزواسپين ذره هادرون دلتا برابر با I=3/2 و «چهارگانه» حالت‌هاي ايزواسپيني‌اش با I3=-3/2,-1/2,+1/2,+3/2 مشخص مي‌شود.
   ايزواسپين ذره‌ي شگفت‌انگيز لاندا، صفر است. يعني I=0 و حالت ايزواسپيني «يگانه‌اش» برابر با I3=0
   
   اينها همگي مثال‌هايي از چندگانه‌هاي هادروني‌اند. از مثال‌ها مي‌توان فهميد كه اگر يك هادرون داراي ايزواسپين I باشد، به چندگانه ايزواسپيني با تعداد 2I+1 عضو تعلق دارد.

   

اسرار انرژی تاریک فاش می‌شود؟ (بعد پنجم و آفتاب‌پرستی که کهکشان‌ها را از هم دور می‌کند)

١٢ سال پیش، نیروی اسرارآمیزی کشف شد که از 5 میلیارد سال پیش تاکنون، 70درصد از عالم ما را اشغال کرده است. این نیرو که انرژی تاریک نام گرفته، مسوول شتاب گرفتن انبساط عالم و گسترش بی‌حدومرز آن است.

اگر شما از یک کیهان‌شناس درباره تاریخچه دنیا سوال کنید، احتمال چنین جوابی خواهید شنید: «جهان ما در حدود 13.6 میلیارد سال پیش با یک انفجار بزرگ آغاز شد. پس از آن دنیا در حال انبساط و سرد شدن است. فرایند سرد شدن در ابتدا به صورت نمایی و خیلی سریع بود، اما پس از مدتی به یک نرخ ثابت رسید.»

اما به گزارش نیوساینتیست، یک مشکل در اینجا وجود دارد. اگر اندازه‌گیری‌های فاصله دورترین ابرنواخترها را قبول داشته باشیم، در حدود 5 میلیارد سال پیش، سرعت انبساط عالم مجددا شتاب گرفت، اما ما دلیل آن را نمی‌دانیم. اخترشناسان، انرژی تاریک اسرارآمیزی را که در تمام عالم گسترده شده، عامل اصلی این شتاب گرفتن می‌شناسند. با این وجود، این انرژی هرگز مشاهده نشده و به نظر می‌رسد که مستقیما با نور یا مواد موجود در عالم واکنش نمی‌دهد. همین عدم امکان آشکارسازی باعث ناشناخته ماندن انرژی تاریک شده است.

البته این احتمال هم وجود دارد که ما مدارکی را که وجود داشته‌اند، نادیده گرفته‌ایم. در صورتی‌که برخی ناهمسانی‌های مشاهدات نجومی اخیر در کنار یکدیگر قرار داده شوند، ممکن است منجر به نتایج شگفت‌آوری شوند: این‌که کیهان علاوه بر 4 نیروی متعارف گرانش، الکترومغناطیس و نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف، با نیروی بنیادی پنجمی پر شده است. مساله غیرعادی درباره این نیرو این است که دامنه آن بر اساس محیط اطرافش تغییر می‌کند. یک آفتاب‌پرست کیهانی که ممکن است بتواند توضیحی برای انرژی تاریک باشد.

ادامه نوشته

سبک ترین ماده جامد دنیا

سبکترین ماده جامد موجود در دنیا با چگالی 0.9 میلی گرم بر سانتیمتر مکعب توسط یک تیم تحقیقاتی در موسسه فناوری کالیفرنیا ساخته شد.

همانطور که در این عکس واقعی هم نشان داده شده است، این ماده به حدی سبک است که بدون تخریب گلبرگ های بسیار ظریف گل قاصدک، بر روی آن معلق باقی می ماند!

ادامه نوشته

تاریخ پیدایش جهان تئوری بیگ بنگ

تاریخ پیدایش جهان

تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.

در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بوده اند.

نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.

به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند

ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که این انبساط همچنان ادامه دارد.

اما قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی روی داده بود؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.

سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به آن است وقایعی را که منجر به پیدایش حیات شد را مختصر و با زبانی ساده بیان کنم.

اولین 3 دقیقه

در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در این لحظه حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می آیند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 بعد فضا و یک بعد زمان.

در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این زمان نطفه حوادث مهمی بسته می شود که به اختصار آنها را مرور می کنیم....


ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43)
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.

ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000001 (10-34)
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد آوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.

ثانیه : 0.000006 (10-6)
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می آیند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.


در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون، میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.


هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. ترکیب شدن این عناصر جرمی را تشکیل داد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.

بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.

بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......

نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. پدیده ای بهت انگیز و با عظمت در پیچیدگی و سادگیش....


000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون، پروتون و نوترون ) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم ).

به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند ( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.

چند بیلیون سال بعد:

به وجود امدن خوشه های کهکشانی:

نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردن امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین آنها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.

نویسنده: بهزاد جواهری.

اطلاعات بیشتر:

http://www.hep.phy.cam.ac.uk/lhcb/

ادامه نوشته

تولید دمایی 100هزار برابر داغتر از دمای مرکز خورشید

تولید دمایی 100هزار برابر داغتر از دمای مرکز خورشید !!!

فیزکدانهای سازمان تحقیقات هسته ای اروپا در برخورد دهنده بزرگ هادرون پس از دسترسی به بالاترین دمای ایجاد شده توسط انسان که 100 هزار برابر داغتر از دمای مرکز خورشید است یک رکورد را از خود به جای گذاشتند.

دانشمندان در سازمان تحقیقات هسته ای اروپا ( سرن) سه یون سرن را برای ایجاد یک سوپ داغ درون اتمی که از آن با عنوان پلاسمای کوارک گلوئون یاد می کنند با دمای 5.5 تریلیون درجه سانتیگراد برخورد دادند، این دما داغ ترین دمایی است که تاکنون طی یک آزمایش به ثبت رسیده است. دمای بدست آمده توسط فیزیکدانهای سرن 40 درصد گرم تر از دمایی است که توسط برخورد دهنده نسبیتی یون سنگین در آزمایشگاه ملی بروکهاون، نیویورک با برخورد یونهای طلا ایجاد شده بود، اما تنها هدف دانشمندان سرن ثبت رکورد در این رابطه نبوده است.

دانشمندان ابراز امیدواری کرده اند که تحقیقات آنها چشم اندازی پس از انفجار بزرگ را برایشان فراهم کند، آنها اعتقاد دارند که در آن نقطه کوارگها و گلوئونهای تاریخ کیهان به عنوان عناصر بنیادین ماده درون ذرات مرکبی چون پروتونها و نوترونها چون امروز محدود نشده بودند. آنها آزادانه در حالت پلاسمایی گوارک گلئون حرکت می کردند. برخورد یونهای سرب در برخورد دهنده بزرگ هادرون به عنوان قدرتمندترین شتاب دهنده ذرات در جهان، شرایط زودگذری شبیه نخستین لحظات تاریخ کیهان ایجاد می کند.

این آزمایشها با بررسی یک میلیارد برخورد شرایطی را برای انداه گیریهای دقیقتر خاصیت ماده فراهم کردند. گروه آزمایش برخورد دهنده بزرگ یون (ALICE) در برخورد دهنده بزرگ هادرون نتایج تحقیقات خود را دیروز دوشنبه 30 مرداد ماه در همایش ماده کوارک در واشنگتن ارائه کردند. دانشمندان سرن اظهار داشتند که دمای پلاسمای کوارک گلوئون 38 درجه گرم تر از آزمایشی است که توسط برخورد دهنده نسبیتی یون سنگین در آزمایشگاه ملی بروکهاون ، نیویورک در کتاب رکوردهای جهانی گینس ثبت شده است.

پائولو پیوبلینو سخنگوی این پروژه تصدیق کرد که این اندازه گیری دقیق نبوده و آنها تاکنون انرژی را به درجه تبدیل نکرده اند، اما هیچ علتی وجود ندارد تصور کنیم این تبدیل عددی معادل 5.5 تریلیون درجه سانتیگراد فراهم نمی کند.

کشف ذره ی هیگز

مرکز LHC از شتابدهنده ی سرن اعلام کرد که بطور رسمی ذره ی بوزون هیگز را کشف کرده اند (به همراه توضیحی کامل که بوزون هیگز چیست) 

دانشمندان منتظر بررسی نتایج آزمایش بودند که تا چند روز پیش به دقت ۴ سیگما (۹۹.۹۹ % درستی) رسیده بودند اما برای اعلام کشف باید به دقت آزمون یا معناداری عدد آماری ۵ سیگما می رسیدند (۹۹.۹۹۹۹۵ %)(این یعنی احتمال اینکه این اثر ذره که یافته اند از چیز دیگری غیر از ذره هیگز باشد یک در سه و نیم میلون است) که امروز صبح در طی یک مراسم رسمی در حضور "پیتر هیگز" پیشنهاد دهنده ی نظریه ی میدان هیگز و وجود ذره هیگز که بنام ایشان هم این ذره نامگذاری شده بود و جمعی از سرامدترین بزرگان فیزیک نظری وجود این ذره اعلام شد. 

دانشمندان تیم CMS از سرن گفته اند با دقت ۵ سیگما مطمئن هستند که در انرژی ۱۲۵،۳ گیگا الکترون ولت ذره ای یافته اند که ۱۳۳ بار سنگین تر از پروتون هسته ی اتم است، هرچند با برهم گذاشتن نتایج آزمایش دقت داده های آزمایشگاه CMS به ۴.۹ سیگما یعنی احتمال خطای یک در دو میلیون کاهش یافت آزمایشگاه دیگر سرن بنام اطلس ATLAS اعلام کرد آنها با دقت ۵ سیگما در انرژی ۱۲۶ گیگا الکترون ولت وجود ذره ی جدید را یافته اند که این تایید علمی با دقت فوق العاده از وجود بوزون هیگز است. 

بوزون هیگز آخرین قطعه ی پازل برای تکمیل مدل استاندارد که بهترین نظریه ی تجربی حال حاضر برای فیزیک ذارت بنیادی می باشد. این بوزون چگونگی ایجاد جرم در ذرات را توجیه می کند و به همین دلیل کشف این ذره و نتایجی که از آن حاصل می شود می تواند در درک بسیاری از سوالات بی پاسخ علم فیزیک ما را یاری دهد. البته فیزیکدانان از اطلاق اصطلاح "ذره خدا" برای این بوزون هیگز چندان خرسند نیستند چرا که چنین اصطلاحی بالقوه باعث ایجاد سوءتفاهم های زیادی می شود.


با یافتن بزن هیگز میدان هیگز هم رسما به یک نظریه ی تجربی تبدیل می شود. ميدان هيگز نوع جديدي از ميدان است که تمام عالم را فرا گرفته است و چنين تصور ميشود كه جرم تمامي ذرات بنيادي و ... در برهمكنش آنها با اين ميدان حاصل می شود. يعني ميدان هيگز انرژي جنبشي حاصل از نوسانات يا حركات سريع ذرات را تبديل به جرم آنها مي‌كند . به بيان ساده ، ميدان هيگز يك مبدل انرژي به جرم است كه منشاء انديشه و تئوري آن نظريه‌ نسبيت است. همانطور كه فوتون، ذره‌ يا بوزون الكترومغناطيس فرض مي شود ، ذره‌اي به نام بوزون هيگز نيز ذره‌ ميدان هيگز در نظر گرفته مي شود. برای نمونه براي اينكه به جرمي معادل يك كيلوگرم در حالت سكون ، شتابي برابر يك متر بر مجذور ثانيه بدهيم نياز به يك نيوتن نيرو داريم و اين ميدان هيگز است كه در مقابل شتاب جرم مقاومت مي‌كند و اين نيرو صرف خنثي كردن مقاومت ميدان هيگز در مقابل شتاب مي شود و در نهايت اين نيرو يا انرژي به جرم جسم افزوده مي شود . 

این بوزون در سال ۱۹۶۴ طی مجموعه مقالاتی که توسط "پیتر هیگز" و دیگر فیزیکدانان ارائه شده بود، از لحاظ نظری پیش بینی شده بود. اما از ۳۰ سال پیش تا کنون، فیزیکدانان با ساختن انواع برخورددهنده های ذرات سعی در مشاهده ی ذره ای مشابه هیگز کرده اند که تا یکی دو سال پیش به جز شواهد بسیار جزئی و ضعیف، موفق به این کار نشده بودند. اما با راه اندازی LHC امید کشف این ذره قوت یافت و روز به روز نیز این امید افزایش می یافت. 

رقابت بر سر یافتن بزن هیگز بین امریکا و اروپا زمانی شدت گرفت که سنای امریکا از پرداخت هزینه ی ۱۰ میلیارد دلاری برای ساخت برخورد دهنده ی جدید در امریکا سر باز زد و دانشمندان آمریکایی به همان "آزمایشگاه فرمی" قناعت کردند اما اروپا با پرداخت هزینه ی مشابه در سرن سویس ساخت بزرگترین شتابدهنده ی جهان را آغاز کرد که پس از مراحل آزمایشی سال گذشته نخستین کاوش ها برای ذره ی بزن هیگز آغاز شد. 

بخش دیگر این یافته ی بزرگ علمی اثر فلسفی - فیزیکی آن است. با کشف این ذره علم فیزیک از ساختار تجربی محور به ساختار پیشبینی محور عروج کرده و همانند علم ریاضی دارای بعد انتزاعی قوی ای می شود . بر این اساس می توان در آینده منتظر پاسخ به سوالهای مهم و قدیمی ای همچون ماهیت مهبانگ، ماهیت انرژی-ماده و برهمکنش زمان - مکان - انرژی که هدف اساسی معادله جهانی فیزیک است بود. 

"کشف حلقه مفقوده"

در مشهورترین فرضیه برای بیان یک مدل از ذرات بنیادی و بوزون ها ، که توسط پیتر هیگز، استاد پیشین دانشگاه ادینبورو ارائه شد، وجود مکانیسم یا حوزه ای مطرح شد که در گستره کائنات وجود دارد و ذرات بدون جرم، با ورود به آن، دارای جرم می شوند. 

یکی دیگر از نتایج کشف تجربی بوزون هیگز، تقویت فرضیه موسوم به انفجار بزرگ یا "مهبانگ" در مورد پیدایش کائنات، تشکیل کهکشان ها و در نهایت، شکل گیری منظومه شمسی و کره زمین است.

بر اساس این فرضیه، انفجار بزرگ اولیه انرژی عظیمی را آزاد کرد که با کاهش دما به تدریج به ظهور "بسته های انرژی" و ذرات بسیط بدون جرم مانند فوتون ها منجر شد و این ذرات پس از تبدیل به ذرات دارای جرم، در نهایت جهان ماده را ایجاد کردند.

تا کنون، فرآیند تبدیل ذرات انرژی بدون جرم به ذرات بنیادی اولیه یا بوزون هیگز، همچنان به عنوان "حلقه مفقوده" در این فرضیه باقی بود و تحقیقات سال های اخیر در مرکز سرن در صدد بوده است تا نحوه این دگرگونی در ماهیت ذرات را از طریق آزمایش نشان دهد.

به دلیل مبهم بودن نحوه پدید آمدن بوزون هیگز، به آن نام "ذره الهی" داده شده بود تا نشان دهد که بشر هنوز از تبیین کامل آن ناتوان است.

گزارش مرکز سرن در روز چهارشنبه حاکی از آن است که اطلاعاتی که از آزمایش های این مرکز به دست آمده وجود بوزون هیگز را "در حد قابل قبولی" نشان می دهد.

در عین حال، این مرکز تاکید کرده است که برای حصول اطمینان از صحت نتیجه اعلام شده، تحقیقات و مطالعات بیشتری صورت خواهد گرفت.

سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای در دهه ۱۹۵۰ میلادی تاسیس شد و در اوایل دهه ۱۹۸۰، طرح ساخت برخورد دهنده هادرون را مطرح کرد تا برای این سئوال که چگونه ذرات بدون جرم می توانند دارای جرم شوند پاسخی بیابد.

این طرح سرانجام در سال ۱۹۹۶ با بودجه ای به مبلغ بیش از دو و نیم میلیارد فرانک سوئیس به تصویب رسید و برخورد دهنده بزرگ هادرون سرانجام در اوایل سال ۲۰۰۸ تکمیل شد.

در پائیز همان سال، پژوهشگران از آغاز آزمایش مربوط به شناخت نحوه تبدیل ذرات خبر دادند اما این آزمایش در آن زمان به نتیجه نرسید.

اوایل هفته جاری، گروهی از فیزیکدانان آمریکایی نیز گفتند که "قوی ترین شواهد" در مورد وجود بوزون هیکس را از یک رشته آمار گردآوری شده از تحقیقات شتابدهنده قدیمی "توالرون" در آزمایشگاه ملی فرنی در نزدیکی شیکاگو به دست آورده اند و در انتظار نتیجه آزمایش های صورت گرفته در سرن هستند.

ادامه نوشته

Higgs boson finally discovered

Breaking physics news:

New subatomic particle which called higgs boson (God Particle) found at CERN.

heaviest boson ever found.

It is really important physical achievement because All the matter that we can see, however, appears to be no more than about 4% of the total. A more exotic version of the Higgs particle could be a bridge to understanding the 96% (dark matter and dark energy) of the universe that remains obscure.

Scientists at CERN today have announced that they have discovered evidence of a Higgs-like particle with an evidence signal of ""5"" sigma!!! ( the confirmation means there is a 99.99997-percent chance that the Higgs boson has been identified in the 125GeV mass range)

to watch the movie click here.

for more info visit:

www.cern.ch

www.quantumdiaries.org

ادامه نوشته

نظریه بی نهایت بودن ذرات-THEORY OF INFINITELY EXTENDED PARTICLES

قبل ازینکه نظریه رو بذارم نظر اینشتین رو درباره ی این نظریه بدونید:

«حالا نظريه شما علاوه بر دقيق و صحيح بودن، سيمتريک -متقارن- هم هست. به شما تبريک مي گويم، کار شما کار جديدي است. به همين دليل توصيه دوستانه اي دارم و آن اين که به هيچ وجه سعي نکنيد تحت تأثير کار من باشيد و دنبال تئوري من برويد. بايد کاري را در زمينه تئوري خودتان دنبال کنيد. مطمئن باشيد که اين نظريه در آينده، مسير علم فيزيک را در جهان متحول خواهد کرد. مسئله ديگري که بايد به شما يادآور شوم اين است که هرگز نگراني اين را نداشته باشيد که نظريه شما در طول زندگي تان نتيجه مي دهد يا نه. بسياري از اکتشافات و اختراعات، سال ها پس از زندگي نظريه پرداز به نتيجه مي رسد.»

ادامه نوشته

مختصری از تئوری ریسمان و M

تئوري ريسمان

　

ما اطلاعاتي از تئوري هاي ذره اي داريم مي دانيم كه دانشمندان ذرات بنيادي را ساختار طبيعت و كيهان در نظر مي گيرند  جايي كه هم نيرو و هم ماده از ذرات بنيادي به نام بوزون و فرميون ساخته مي شوند .

　

ببينيم تئوري ريسمان به ما چه مي گويد ؟

تئوري ريسمان به ما مي گويد كه هر آنچه كه وجود دارد از رشته هايي يك بعدي كه ريسمان ناميده مي شود ساخته مي شوند . اين ريسمان ها قادر اند تا در فركانس هاي متفاوت به نوسان به بپردازند . هر فركانس خاص موجب به وجود آمدن يك ذره ي خاص مي شود . مقياس و جرم ذره به نوع نوسان بستگي دارد . همچنين تئوري ريسمان به ما مي گويد كه نمي توان هيچ تفاوت اندازه گيري را نمي توان بين ريسمان هايي كه به دور ابعاد كوچكتر پيچيده اند با ريسمان هايي كه در ابعاد بزرگتر حركت مي كنند نمي توان يافت . جالب است كه اين ذرات دقيقا با نوسان است كه طيف ريسمان ناميده مي شود .

ادامه نوشته

نیروهای بنیادی

مفهوم چهار نیروی بنیادی چیست ؟

بین ذرات بنیادی چهار نوع نیرو عمل می کنند که آنها را نیروهای بنیادی یا اولیه می نامند.

۱) نیروی پر قدرت کوارک :

که نیروی رنگ نیز نامیده می شود از جدا شدن بیش از حد کوارکهای داخل هسته از یکدیگر و یا حتی از پرت شده آنها به خارج جلوگیری می کند . نیرونی پر قدرت کوارک یا نیروق قوی از طریق ذرات مبادله کننده یا به اصطلاح گلوئون ها انتقال می یابدکه بین کوارکها در پرواز هستند این نیرو مانند چسب پیوستگی بین کوارکها را تضمین میکند نیروی هسته ای که پروتونها و نوترونها را در هسته اتم به هم پیوسته نگاه می دارد در واقع نیروی بنیادی نیست بلکه نیرویی است که از نیروی رنگ کوارکها(یعنی قویترین نیرویی که به اشاره می شود) به دست می آید.

۲) نیروی الکترومغناطیسی:

ادامه نوشته

ذرات بنیادین

فیزیك ذرات بنیادی

امروزه مدت زیادی نگذشته كه ثابت شده تمامی مواد از مولكول ها، مولكول ها هم از اتم ها، اتم ها از هسته ها و الكترون ها و هسته ها از پروتون ها و نوترون ها تشكیل شده اند اما پروتون ها و نوترون ها والكترون ها از چه چیزی تركیب یافته اند؟ این ذزات ، ذرات بنیادی یعنی ذرات غیر قابل تجزیه نام دارند. با فرض اینكه تجزیه بیشتر آنها باعث می شود كه به ذرات دیگری تبدیل شود.

تاریخچه

در اواخر قرن بیستم دانشمندان درباره ساختمان پنهانی ذرات بنیادی به یك مطالعه سیستماتیك و مداوم پرداختند. این مطالعه ابتدا از نوكلئون ها (اجزای هسته ) یعنی پروتون ها و نوترون ها شروع شد. عموما در فیزیك هسته ای این كار می توانست دردوخط اصلی ادامه یابد.

بررسی پدیده های شامل ذرات بنیادی با فیزیك هسته ای

كوشش برای شكستن یا خرد كردن یك ذره بنیادی در صورت امكان و تبدیل آن به اجزا تشكیل دهنده اش اگر اجزا تشكیل دهنده ای داشته باشد. برای این منظور ذرات مشابه دیگر را با سرعت های حتی المقدور نزدیك به سرعت نور شتاب داده و این گلوله های شتاب دار را به ذرات بنیادی موجود در اتم های دیگر برخورد می دهند. برای مثال برای بمباران هیدروژن یونیزه شده (یعنی پروتون) از پروتون های شتابدار یا برای بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفا ی دیگر استفاده گردد.

انرژی لازم برای این عمل فقط می تواند به كمك شتابدهنده های قوی ذرات باردار فراهم شود تولید ذرات باردار شتابدار برای دسترسی به انرژی های دهها میلیون و بالاخره دهها هزار میلیون الكترون ولت زمانی یك كار بزرگ تلقی می شد.

بررسی ساختمان ذرات بنیادی

این روش بر اساس پدیده آشنای نوری قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده كوچكتر باشد طول موج نور تابانده شده به این ماده بایستی كوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آسانی از اطراف جسم عبور كرده و چیزی دیده نمی شود. و اگر از طول جسم كوچكتر باشد موج منعكس شده بازتاب نور) و جسم روشن شده و قابل رویت می گردد.

دیدگاه موجی ذرات

دوبروی (De Broglie) كشف كرد كه هر چه ذرات سریعتر حركت كنند خواص موجی بیشتری از خود نشان می دهد. پس از این كشف تهیه نوعی میكروسكوپ الكترونی ممكن گردید كه در آنها الكترون با انرژی 100Kev شتاب داده می شد. این میكروسكوپ رویت اجسام با قطر چند انگستروم را میسر می سازد. كه هر آنگستروم برابر 8- ^ 10 سانتیمتر می باشد.

مطابق نظریه دوبروی هرچه ذرات سنگین تر بوده و سریعتر حركت كند ، طول موج معادل آن كوتاهتر خواهد بود. این مطالب نشان می دهد اگر الكترونی تا انرژی چند صد میلیون الكترون ولت شتاب داده شود طول موجش آنقدر كوچك می شود كه متناسب با اندازه ذرات هسته ای شده و می تواند برای بررسی ساختمان هسته اتمی بكار رود.

ساختار فیزیك ذرات بنیادی

- از بازتاب و پخش این فیزیك امواج برای اندازه گیری ذرات داخل هسته استفاده می شود. اگر الكترونی تا انرژی یك یا دو هزار میلیون الكترون ولت شتاب یابد طول موج الكترون چندین مرتبه كوچكتر از قطر ذرات هسته ای می شود. این فیزیك امواج تحقیق ساختمان پروتون هاو نوترون ها را ممكن می سازد از روزی كه دانشمندان به یك "توپخانه اتمی قوی" مسلح شدند.ذرات جدید اتمی یكی پس از دیگری كشف گردید.

- انرژی معادل با یك میلیون الكترون ولت موجب كشف الكترون مثبتی به نام پوزیترون شد. شتاب دهنده هایی با صدها میلیون الكترون ولت تهیه مصنوعی مزون ها را ممكن ساخت. مزون ها اولین بار در پرتوهای كیهانی كشف شدند.توسعه شتابدهنده های با انرژی بسیار زیاد موجب كشف ضد ذرات گردید.ضد ذرات تشكیل دهندگان اصلی ضد ماه می باشد كه عمده ترین انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غیره.

- بسیاری از ذرات كشف شده ، ذرات ناپایدارند آنها پس از یك دوره زمانی بسیار كوتاه تجزیه شده و به تعدادی ذرات كوچكتر و پایدارتر تبدیل می شود این ذرات كوچكتر پایدارتر شامل : الكترون ها ، نوترون ها ، اشعه گاما و یا نوترینو ها می باشند.

- ذرات ناپایدار ممكن است به ضد ذرات معادل خود كه اصولا پایدارترند ، تبدیل می گردند.

- همانگونه تا بحال معلوم شده هیچیك از ذرات بنیادی شناخته شده نمی توانند به اجزا كوچكتر شكسته شوند. آنها همگی به نام ذرات بنیادی معرفی شده است به همین دلیل نشان می دهد كه ساختمانی ندارند.

تقسیم بندی ذرات ناپایدار :

ذرات ناپایدار بدو گروه به صورت زیر تقسیم می شوند:

- یك دسته از آن شامل ذرات سنگین تر از الكترون ولی سبك تر از پروتون است كه مزون (Meson) نام دارند.

- گروه دیگر شامل ذرات سنگین تر از پروتون است كه هیپرون(Hyperon) خوانده می شوند. هیپرون ها فقط به ذرات هسته ای از جمله پروتون ها و نوترون ها تجزیه می شوند.

.

.

.

امیر خنجری