کشف​ ۲ ذرۀ بنیادی جدید در سرن!

9
286

بیگ بنگ: دانشمندان مرکز شتاب دهنده بزرگ سرن سوئیس بتازگی توانستند ۲ ذره بنیادی جدید را کشف کنند. یکی از آن ذرات دارای خواصی است که پیش از این دیده نشده بود.

hadron-cern

به گزارش جام جم، اتم ها از الکترون و هسته (ترکیب پروتون و نوترون) تشکیل شده اند، علاوه بر پروتون یا نوترون، ذرات دیگری هم وجود دارد و البته خود این ذرات هم به واحدهای کوچک تری تقسیم می شوند، این واحدها «کوارک» نام دارند. در واقع دانشمندان اکنون کوارک ها را کوچک ترین واحد تشکیل دهنده موجود در هستی می دانند. همه ذرات بنیادی موجود از کوارک تشکیل شده اند. با این حال​ کوارک ها ویژگی های خاصی دارند. برای نمونه، هر ذره بنیادی از سه کوارک تشکیل شده است. برای نمونه پروتون و نوترون هر کدام از سه کوارک تشکیل شده اند. خلاصه اینکه کوارک ها را نمی توان به صورت انفرادی یافت.

اما چطور ممکن است که ترکیب دو سه کوارک، به شکل گیری انواع مختلفی از ذرات بنیادی که با هم تفاوت های اساسی دارند بینجامد؟ پاسخ این پرسش، در طبقه بندی کوارک ها نهفته است. کوارک ها در کل به شش دسته اصلی تقسیم می شوند. این شش دسته عبارتند از: بالا، پایین، افسون، بیگانه، سر و ته. هریک از این حالت ها را اصطلاحا یک «طعم» کوارک می نامند. البته این طور نیست که کوارک ها سر و ته داشته باشند! در واقع این نامگذاری فقط برای تمایز قائل شدن بین انواع مختلف کوارک ایجاد شده است. همان طور که گفتیم ترکیب کوارک های مختلف با هم به شکل گیری ذرات بنیادی می انجامد. برای نمونه، ترکیب دو کوارک پایین و یک کوارک بالا، موجب شکل گیری پروتون می شود. ذراتی را که از ترکیب دو کوارک تشکیل شده اند «مزون» می نامند. مطالعه مزون ها دشوار است، زیرا این ذرات به صورت معمول در طبیعت وجود ندارند و عمر بسیار کوتاهی دارند. شاید تنها راه شناسایی آنها، استفاده از شتاب دهنده های ذرات باشد.

دانشمندان برای کشف و شناسایی ذرات بنیادی​ از دستگاه های شتاب دهنده استفاده می کنند. بزرگ ترین شتاب دهنده دنیا در سوئیس قرار دارد. این دستگاه در واقع یک لوله با طول بسیار زیاد است که می تواند با اعمال نیروی الکتریکی یا مغناطیسی، موجب سرعت گرفتن ذرات شود. این سرعت حتی ممکن است به نزدیک سرعت نور هم برسد. به این ترتیب برخی ویژگی هایی که در حالت عادی امکان مشاهده آن وجود ندارد، در شتاب دهنده ها قابل اندازه گیری خواهد بود.

این دو ذره تازه کشف شده -( DS3*(2860 و -( DS1*(2860 نام دارند. گفتنی است جرم این ذرات سه برابر پروتون است. -(DS3*(2860 از نظر فنی دارای اسپینی* برابر با ۳ است و به این ترتیب این نخستین ذره با اسپین ۳ است که در خود کوارک، افسون را نیز دارد. در دیگر مزون ها، کوارک ها به شکلی قرار می گیرند که اسپین کلی ذره کمتر از ۳ شود. همین مساله سبب می شود که مطالعه دقیق ویژگی های این ذرات دشوار شود. اما از آنجا که اسپین ذره-(DS3*(2860برابر با ۳ است، مطالعه خواص آن ساده تر خواهد بود.

اما اصلی ترین کاربرد این ذرات کشف شده را شاید بتوان در کمک آنها به توضیح «نیروی هسته ای قوی» دانست. نیروی هسته ای قوی همان نیرویی است که موجب کنار هم نگه داشتن کوارک ها می شود. دانشمندان با وجود پیشرفت های علمی زیاد، هنوز نتوانسته اند ماهیت این نیرو را به طور دقیق شناسایی کنند و به همین دلیل، کشف این ذرات جدید می توانند به پیشرفت این بخش از فیزیک ذرات بنیادی کمک موثری کند.

*اسپین: همه ذرات داری ویژگی بنام اسپین هستند که مربوط می شود به اینکه ذره از جهت های مختلف به چه شکلی و شمایلی بنظر می رسد.

منبع: newscientist / مترجم: صالح سپهری فر

مشاهدۀ ۲ مقاله: arxiv.org/abs/1407.7574 و arxiv.org/abs/1407.7712


9 دیدگاه ها

  1. دو سه کوارک یعنی چی؟ سه کوارک باید گفته بشه
    ddu تشکیل پروتون نمیده uud هست که تشکیل پروتون میده.
    درمورد این سه ذره ی کشف شده، منظورتون این نبود که در جهان وجود دارن؟
    چون تا جایی که من میدونم حالت تعادل، جرم پروتون هست. حتی نوترون که حدود ۲MeV از پروتون سنگین تره، یه مقدار ناپایداره اونوقت ۳ برابر که جای خود داره

  2. ذرات بنیادی همان طور که از اسمشان پیدا است بنیادی اند یعنی از چیز شناخته شده ای کشف نشدند. آن باریون ها(شامل نوترون و پروتون) هستند که از کوارک ها تشکیل شده اند نه ذرات بنیادی.
    درباره سوالی که ایلیاد درباره ذرات کوچکتر از کوارک ها پرسیده بود باید بگویم بله. چندتایی هستند. آن ذراتی که سرش مطمئنم: گلوئون و فوتون بدون جرمند و سبک ترین ذره هم الکترون نوترینو هست
    در درباره سوالی که ایلیاد درباره جا به جایی کوارک ها پرسیده بود باید بگویم که کوارک ها در اتم توسط ذراتی به گلوئون محکم به هم چسبیده اند و امکان جا به جایی و تبادل آن ها در اتم (هر اتمی چه برای موجودات زنده چه برای غیر زنده ها) وجود ندارد

دیدگاهتان را بنویسید

Please enter your comment!
Please enter your name here

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.