اندیشیدن تنها راه نجات

📚 آشنایی مختصر با ذرات سازنده ماده

#قسمت_اول



بطور کلی تمامی ذرات تشکیل دهنده عالم ماده به سه دسته کلی تقسیم بندی میشوند:

💢 بوزون ها

به ذرات حامل انرژی بوزون میگویند که غالبأ جرم صفر یا ناچیزی دارند.
بوزون ها خود به چند دسته تقسیم میشوند که میتوان نام برد:
بوزون هیگز، گلوئون، بوزون z ، بوزون w ، فوتون

از نام آشناترین آنها میتوان به فوتون که ناشی از برهم کنش میدانهای الکتریکی و مغناطیسی(الکترو مغناطیسی) است اشاره کرد.
در پست های قبل اشاره کوتاهی به بوزون هیگز و میدان ناشی از آن داشتیم که با لمس کلمه زیر میتوانید آن را مطالعه کنید:
#میدان_بوزون_هیگز

💢 لپتون ها

شاید بتوان گفت زیربنای ماده لپتون ها هستند که شامل ، نوترینو ها، میون ها، الکترون ها و ضد آن یعنی پوزیترون ها هستند.
در پست های قبلی توضیحات مفصلی درباره این ذرات و ذرات پوزیترون ارائه کردیم که میتوانید با جستجوی نام هریک، برای مثال کلمه «پوزیترون» آن را مطالعه کنید

💢 هادرون ها

هادرون ها ذرات غیر بنیادی هستند که از جز کوچکتری بنام کوآرک تشکیل میشوند.
کوآرک ها در سه دسته طبقه بندی میشوند که هریک برهم کنش خاص خود را دارند و میتوان آنها را جز غیر صحیح از ماده دانست.

از خانواده هادرون ها میتوان به پروتون ، نوترون و پیون اشاره کرد.
نوترون سنگین ترین آنهاست که بیشترین جرم را دارد و فاقد بار هست و جز اصلی هسته را تشکیل میدهد.
پیون ها که بسیار ناپایدار اند و در سه دسته ، پیون مثبت، منفی و خنثی قرار گرفته و غیر بنیادی اند.

✔میدانیم جهان هستی از دوجز کلی ماده و انرژی تشکیل شده است.
لپتون ها و هادرون ها که جز سازنده ماده هستند را فرمیون گویند و انرژی همان جز دیگر یعنی بوزون میباشد.

در پست های بعدی بصورت مجزا هریک از این ذرات بخصوص ذرات بوزون را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

⚛ @AndisheKonim

📚 #میدان_بوزون_هیگز

#قسمت_دوم

🔸 اگر جرم در جهان ما به حضور میدان نامرئی و اسرار آمیز باز می گردد که کل جهان را پر کرده است پس چگونه می توان به وجود چنین میدانی بطور تجربی پی برد؟

🔹 خوشبختانه هیگز راهی برای حل این معما هم پیدا کرد. راه حل پیشنهادی هیگز برای کشف این میدان، جست و جوی #کوانتوم این میدان یعنی #ذره ای با ویژگی های مشخص بود، ذره ای که بعدها به افتخار خود او « #ذره_هیگز » نامیده شد، اما ببینیم منظور از کوانتوم میدان هیگز چیست؟

🔸 از نگاه نظریه کوانتومی، میدان هیگز در واقع ماحصل انبوهی از ذراتی است که مستمرا در کل گستره خلاء کیهانی از انرژی پایه خلاء آفریده شده و لحظه ای بعد از بین می رود. این ذرات که در حال جوشش دائمی از دل خلاء کیهانی هستند و با حضور خود در تمامی پهنه کیهان، میدان هیگز را تشکیل می دهند.

🔹 بدین ترتیب براساس نظریه میدان کوانتومی می توان گفت که گستره خلاء کیهانی همیشه مملو از ذرات هیگز است. بنابراین هر ذره بنیادی در مسیر حرکت خود در فضا عملا باید از میان انبوهی از ذرات هیگز عبور کند. حال همانطور که قبلا هم بیان شد چنانچه ذره ای برهم کنش بسیار ضعیفی با ذرات هیگز داشته باشد، به سادگی از میان آنها عبور خواهد کرد، گویی تقریبا جرمی ندارد. اما ذراتی که برهم کنش شدیدی با ذرات هیگز دراند، به سختی از میان انبوه این ذرات عبور می کنند و همین مساله سبب می شود به گونه ای رفتار کنند که گویی لختی یا جرم زیادی دارند.

🔸 بر این اساس می توان گفت تمامی ذرات بنیادی در لحظه بیگ بنگ بدون جرم بوده اند. اما پس از کسر بسیار کوچکی از ثانیه یعنی تقریبا یکصد میلیاردیم ثانیه بعد از بیگ بنگ، ذرات هیگز از انرژی بیگ بنگ پدید آمده و کل جهان را پر کردند و بدین ترتیب ناگهان برخی از ذرات بنیادی به واسطه بر هم کنش با آنها جرم دار شدند. ضمنا از آنجایی که ذرات هیگز با خودشان هم برهم کنش می کنند؛ بنابراین آنها هم به نوبه خود جرم دارند.
⚛ @AndisheKonim

📚 #میدان_بوزون_هیگز

#قسمت_اول

🔸 چندین دهه محققان #فیزیک بنیادی برای کشف بوزون هیگز #ذره ای که منشاء ذرات بنیادی است، تلاش می کنند ودر نهایت این ذره که وجود آن حدودا در 50 سال پیش توسط پیتر هیگز و فرانسوا انگرت پیش بینی شده بود در چهارم ژوئیه ی 2012 در #شتاب_دهنده ی هادرونی CERN به اثبات رسید.

🔹 جرم اجسام از مجموع جرم ذرات سازنده آنها یعنی مولکول ها و #اتم ها حاصل می شود، اما از آنجایی که تمامی اتم های جهان هم به نوبه خود از ذرات بنیادین نظری #الکترون ها و #کوارک ها تشکیل شده اند. پس یک سوال مهم مطرح برای فیزیکدان ها این بود که چه چیزی جرم یک ذره بنیادین را در جهان تعیین می کند، به عبارتی چه چیزی سبب می شود که #الکترون ها، #کوارک ها و #فوتون ها با وجود آنکه همگی ذرات بنیادین محسوب شده و فاقد ساختار درونی هستند یعنی از ذرات کوچکتر و متعدد دیگری تشکیل نشده اند با این حال جرم های متفاوتی داشته باشند؟

 یعنی مثلا چه عاملی سبب می شود که جرم الکترون فلان مقدار باشد و جرم کوارک بالا مقدار دیگری باشد؟

🔸 در سال ۱۹۶۴ فیزیکدانی به نام پیتر هیگز از دانشگاه ادینبورگ اسکاتلند پس از مدتی دست و پنجه نرم کردن با معمای منشاء جرم جهان در نهایت توانست پاسخ عجیب این معما را بیابد. هیگز به این نتیجه رسیده بود که خلاء کیهانی در حقیقت خالی نیست؛ بلکه عملا با میدان نامرئی و اسرار آمیزی پر شده است.

اما از آنجایی که این میدان اسرار آمیز در تمامی گستره جهان و در کل کیهان بطور یکسان وجود دارد، بنابراین ما مستقیما متوجه حضور آن نمی شویم.

🔹 هیگز با محاسبات ریاضی خود نشان داد که جرم ذرات بنیادی در واقع ماحصل بر هم کنش آنها با همین میدان اسرار آمیز کیهانی است؛ یعنی هر چه شدت برهم کنش ذره ای با این میدان کمتر باشد، راحت تر و سیال تر در درون این اقیانوس نامرئی حرکت می کند گویی که لختی یا جرم بسیار کمی دارد؛ اما چنانچه شدت برهم کنش ذره ای با این میدان زیاد باشد چنان به سختی در فضا حرکت می کند که گویی لخت و سنگین است. بعنوان مثال از آنجایی که ذره ای نظیر فوتون عملا هیچ برهم کنشی با این میدان کیهانی که امروزه اصطلاحا « میدان هیگز » نامیده می شود ندارد بنابراین جرم فوتون صفر است؛ اما مثلا کوارک t به علت برهم کنش شدید خود با میدان هیگز، جرم بسیار زیادی دارد و سنگین ترین ذره بنیادین شناخته شده جهان محسوب می شود.

⚛ @AndisheKonim