up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله فيزيک ذرات بنيادي PDF
QR code - فيزيک ذرات بنيادي

فيزيک ذرات بنيادي

امروزه مدت زيادي نگذشته که ثابت شده تمامي مواد از مولکول ها، مولکول ها هم از اتم ها، اتم ها از هسته ها و الکترون ها و هسته ها از پروتون ها و نوترون ها تشکيل شده اند اما پروتون ها و نوترون ها والکترون ها از چه چيزي ترکيب يافته اند؟ اين ذزات ، ذرات بنيادي يعني ذرات غير قابل تجزيه نام دارند. با فرض اينکه تجزيه بيشتر آنها باعث مي شود که به ذرات ديگري تبديل شود.
● تاريخچه
در اواخر قرن بيستم دانشمندان درباره ساختمان پنهاني ذرات بنيادي به يک مطالعه سيستماتيک و مداوم پرداختند. اين مطالعه ابتدا از نوکلئون ها (اجزاي هسته ) يعني پروتون ها و نوترون ها شروع شد. عموما در فيزيک هسته اي اين کار مي توانست دردوخط اصلي ادامه يابد.
● بررسي پديده هاي شامل ذرات بنيادي با فيزيک هسته اي
کوشش براي شکستن يا خرد کردن يک ذره بنيادي در صورت امکان و تبديل آن به اجزا تشکيل دهنده اش اگر اجزا تشکيل دهنده اي داشته باشد. براي اين منظور ذرات مشابه ديگر را با سرعت هاي حتي المقدور نزديک به سرعت نور شتاب داده و اين گلوله هاي شتاب دار را به ذرات بنيادي موجود در اتم هاي ديگر برخورد مي دهند. براي مثال براي بمباران هيدروژن يونيزه شده (يعني پروتون) از پروتون هاي شتابدار يا براي بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفا ي ديگر استفاده گردد.
انرژي لازم براي اين عمل فقط مي تواند به کمک شتابدهنده هاي قوي ذرات باردار فراهم شود توليد ذرات باردار شتابدار براي دسترسي به انرژي هاي دهها ميليون و بالاخره دهها هزار ميليون الکترون ولت زماني يک کار بزرگ تلقي مي شد.
● بررسي ساختمان ذرات بنيادي
اين روش بر اساس پديده آشناي نوري قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده کوچکتر باشد طول موج نور تابانده شده به اين ماده بايستي کوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آساني از اطراف جسم عبور کرده و چيزي ديده نمي شود. و اگر از طول جسم کوچکتر باشد موج منعکس شده بازتاب نور) و جسم روشن شده و قابل رويت مي گردد.
● ديدگاه موجي ذرات
دوبروي (De Broglie) کشف کرد که هر چه ذرات سريعتر حرکت کنند خواص موجي بيشتري از خود نشان مي دهد. پس از اين کشف تهيه نوعي ميکروسکوپ الکتروني ممکن گرديد که در آنها الکترون با انرژي ۱۰۰Kev شتاب داده مي شد. اين ميکروسکوپ رويت اجسام با قطر چند انگستروم را ميسر مي سازد. که هر آنگستروم برابر ۸- ^ ۱۰ سانتيمتر مي باشد.
مطابق نظريه دوبروي هرچه ذرات سنگين تر بوده و سريعتر حرکت کند ، طول موج معادل آن کوتاهتر خواهد بود. اين مطالب نشان مي دهد اگر الکتروني تا انرژي چند صد ميليون الکترون ولت شتاب داده شود طول موجش آنقدر کوچک مي شود که متناسب با اندازه ذرات هسته اي شده و مي تواند براي بررسي ساختمان هسته اتمي بکار رود.
● ساختار فيزيک ذرات بنيادي
از بازتاب و پخش اين فيزيک امواج براي اندازه گيري ذرات داخل هسته استفاده مي شود. اگر الکتروني تا انرژي يک يا دو هزار ميليون الکترون ولت شتاب يابد طول موج الکترون چندين مرتبه کوچکتر از قطر ذرات هسته اي مي شود. اين فيزيک امواج تحقيق ساختمان پروتون هاو نوترون ها را ممکن مي سازد از روزي که دانشمندان به يک توپخانه اتمي قوي مسلح شدند.ذرات جديد اتمي يکي پس از ديگري کشف گرديد.
- انرژي معادل با يک ميليون الکترون ولت موجب کشف الکترون مثبتي به نام پوزيترون شد. شتاب دهنده هايي با صدها ميليون الکترون ولت تهيه مصنوعي مزون ها را ممکن ساخت. مزون ها اولين بار در پرتوهاي کيهاني کشف شدند.توسعه شتابدهنده هاي با انرژي بسيار زياد موجب کشف ضد ذرات گرديد.ضد ذرات تشکيل دهندگان اصلي ضد ماه مي باشد که عمده ترين انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غيره.
- بسياري از ذرات کشف شده ، ذرات ناپايدارند آنها پس از يک دوره زماني بسيار کوتاه تجزيه شده و به تعدادي ذرات کوچکتر و پايدارتر تبديل مي شود اين ذرات کوچکتر پايدارتر شامل : الکترون ها ، نوترون ها ، اشعه گاما و يا نوترينو ها مي باشند.
- ذرات ناپايدار ممکن است به ضد ذرات معادل خود که اصولا پايدارترند ، تبديل مي گردند.
- همانگونه تا بحال معلوم شده هيچيک از ذرات بنيادي شناخته شده نمي توانند به اجزا کوچکتر شکسته شوند. آنها همگي به نام ذرات بنيادي معرفي شده است به همين دليل نشان مي دهد که ساختماني ندارند.
● تقسيم بندي ذرات ناپايدار :
ذرات ناپايدار بدو گروه به صورت زير تقسيم مي شوند:
- يک دسته از آن شامل ذرات سنگين تر از الکترون ولي سبک تر از پروتون است که مزون (Meson) نام دارند.
- گروه ديگر شامل ذرات سنگين تر از پروتون است که هيپرون(Hyperon) خوانده مي شوند. هيپرون ها فقط به ذرات هسته اي از جمله پروتون ها و نوترون ها تجزيه مي شوند.

کاني کانيها ترکيبات طبيعي هستند که طي فرايندهاي زمين شناختي بوجود مي آيند. واژه کاني به ترکيباتي اطلاق مي گردد که از يک سو ترکيب شيميايي و از سوي دي ...

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شدهاست.اولين ليزر جهان توسط تئود ...

فيزيک ذرات بنيادي يکي از شاخه‌هاي علم فيزيک مي‌باشد، که به بررسي اين که ماده از چه چيزي ساخته شده‌است مي‌پردازد. در اين شاخه از فيزيک به بررسي ماده در ...

شيمي فيزيک (Physical chemistry) بخشي از علم شيمي است که در آن ، از اصول و قوانين فيزيکي ، براي حل مسائل شيميايي استفاده مي‌شود. به عبارت ديگر ، هدف از ...

فيزيک پزشکي به معني کاربرد فيزيک در حرفه پزشکي است، مانند راديوگرافي ، سونوگرافي ، بينايي سنجي و غيره. چون بيوفيزيک به معني فيزيک حيات است، فيزيک پزشک ...

زمان ظهور نانوسراميک ها را مي توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد ...

ليزر به وسيله اي گفته مي شود که نور را به صورت پرتوهاي موازي بسيار باريکي که طول موج مشخصي دارند ساطع مي کنند. اين دستگاه از ماده اي جمع کننده يا فعال ...

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است.اولين ليزر جهان توسط تئو ...

دانلود نسخه PDF - فيزيک ذرات بنيادي