۰۷ فروردین ۱۳۹۶

مدل استاندارد

مدل استاندارد

مدل استانداردنظریه ها و اکتشافات هزاران فیزیکدان در طول قرن گذشته،منجر به یک بینش قابل توجه در ساختار اساسی مواد گردید:همه چیز در جهان از دوازده بلوک ساختمان اصلی به نام ذرات بنیادی تشکیل شده است که توسط چهار نیرو مدیریت می شوند …

شما را به مطالعه این مقاله توصیه می کنم

بسته و مدل استاندارد

نظریه ها و اکتشافات هزاران فیزیکدان در طول قرن گذشته،منجر به یک بینش قابل توجه در ساختار اساسی مواد گردید:همه چیز در جهان از دوازده بلوک ساختمان اصلی به نام ذرات بنیادی تشکیل شده است که توسط چهار نیرو مدیریت می شوند .بهترین درک ما از چگونگی ارتباط داشتن این دوازده ذره و سه تا از نیرو ها،در مدل استاندارد ذرات و نیرو ها محصور گشته است.مدل استاندارد در نزدیکای سال ۱۹۷۰ توسعه یافت و با موفقیت نتایج تجربی را توضیح داد و با دقت بالایی یک طیف گسترده ای از پدید ها را پیشبینی نمود .در طول زم ان و از طریق آزمایش های بسیاری که توسط فیزیکدانان انجام شد،مدل استاندارد به نظریه ای فیزیکی مثبت که آزمایش ها را به خوبی توجیه می کند تبدیل شد.

ذارت ماده

هر چیزی که اطراف ما وجود دارد از ذارت ماده تشکیل شده است.که در دو نوع به نام کوارک ها و لپتون ها دسته بندی می شوند.هر گروه شامل شش ذره که یا جفت هایی در ارتباط با یکدیگر هستند و یا در یک رده قرار دارند.سبک ترین و پایدار ترین ذرات نسل اول را تشکیل می دهند،در حالیکه ذرات سنگین تر و کم پایدار متعلق به نسل دوم و سوم هستند.تمام مواد پایدار موجود در جهان از ذراتی که وابسته به نسل اول هستند ساخته شده اند، و هر گونه ذره ی سنگین تر به سطح بعدی پایدار واپاشیده می شود.
شش کوارک در سه رده و نسل جفت شده اند:
کوراک بالا (up) و کوارک پایین (down) در رده ی اول
کوارک افسون(charm) و کوارک شگفت (strange) در رده ی دوم
کوارک سر یا حقیقت (top) و کوارک ته یا زیبایی (bottom)
شش لپتون نیز به همین سبک در سه رده قرار میگیرند:
الکترون و الکترون نوترینو
میون و میون نوترینو
تاو و ناونوترینو
الکترون،میون و تاو همگی دارای بار و جرم هستند،در حالی که نوتریون ها دارای جرم بسیار کم و از نظر بار،خنثی هستند.

نیرو ها و ذرات حامل

چهار نیروی بنیادی در جهان شناخته شده است :
نیروی قوی
نیروی ضعیف
نیروی مغناطیسی
نیروی گرانشی
محدوده ی اثر و قدرت آنها با هم فرق دارد.نیروی الکترومغناطیسی دارای محوده ی اثر بینهایت است ولی چندین بار قوی تر از نیروی گرانشی است. نیرو های قوی و ضعیف تنها در فواصل نزدیک موثر هستند و تنها در سطوح ذرات زیر اتمی غالب هستند.علی رغم نام خود،این نیرو از نیوری گرانش بسیار قوی تر است و این در حالی است که نیروی گرانش از سه نیروی دیگر ضعیف تر است. نیروی قوی هم با توجه به نام خود،قویترین نیرو در بین نیرو های برهمکنشی بنیادی به شمار می آید.
ما می دانیم که سه تا از نیرو های بنیادی نتیجه ی تبادل ذرات حامل نیرو هستند که خود متعلق به گروه وسیعتری به نام بوزون ها هستند. ذرات ماده مقادیر گسسته ای از انرژی را توسط تبادل بوزون ها با همدیگر انتقال می دهند.هر نیروی بنیادی خود متناظر با یک ذره ی بوزنی است-نیروی قوی که ذره ی حامل آن گلئون میباشد،نیروی الکترومعناطیس که ذره ی حامل آن فوتون است و که ذرات حامل نیروی ضعیف هستند. (z) و (w) بوزون های گراویتون هم باید متناظر با ذره ی حامل نیروی گرانشی باشد-گرچه هنوز پیدا نشده است.
مدل استاندارد نیرو های شامل الکترومغناطیس،قوی و ضعیف و تمام ذرات حامل آنها و چگونگی اثر این نیرو ها بر ذرات ماده را به خوبی توضیح می دهد.با این حال نیروی بسیار آشنای مرتبط با زندگی روزمره ی ما،بخشی از مدل استاندارد نمی باشد.در واقع،پیدا کردن یک چارچوب مناسب برای توجیه گرانش به یک چالش دشوار تبدیل شده است.نظریه کوانتومی مورد استفاده برای توصیف جهان ریز(میکرو)،و نظریه ی عمومی و نسبیت برای توصیف جهان بزرگ(ماکرو)،مانند دو فرزندی هستند که بازی کردن با هم و در کنار هم را قبول ندارند و نمی پذیرند.تا کنون هیچ کس موفق به ساخت دو ریاضی همسان(روابط ریاضی همسان) در زمینه ی مدل استاندارد نشده است. خوشبختانه برای فیزیک ذرات،هنگامی که با مقیاس های کوچک ذرات کار می کنیم، تاثیرات گرانش به حدی کم است که می توان از آن چشم پوشی کرد.تنها زمانی که ما مواد و اجسامی داشته باشیم که حد و اندازه ی آن قابل منظور باشد -مثل سیارات – گرانش غالب خواهد بود.ولی با وجود کنار رفتن یکی از نیرو های بنیادی از مدل استاندارد،این مدل هنوز به خوبی خوب کار می کند.

تا کنون خوب است،اما…

اگر چه در حال حاظر مدل استاندارد بهترین شرح را از دنیای زیر اتمی به ما می دهد،اما وصف کاملی در مورد آنها در اختیار ما قرار نمی دهد.این نظریه شامل تنها سه نیرو از چهار نیروی بنیادی است که در آن نیروری گرانش حذف شده است.افسوس،….،پرسش های مهمی وجود دارند که هنوز جوابی برای آنها وجود ندارد،مانند:ماده ی تاریک چیست،چه اتفاقی بر سر پاد ماده ها افتاده است،و پرسش های دیگر…
و در آخر اما نه خیلی دور،یک ذره ی اساسی در مدل استاندارد که “بوزون هیگز ” نامیده می شود، تا آن زمان در آزمایشگاه پیدا خواهد شد.جست و جو برای پیدا کردن هیگز ادامه دارد-کلید سر منشاء جرم ذرات.پیدا کردن این امر می تواند گام بزرگی در فیزیک ذرات باشد،ولی کشف کردنش پایان دادن به داستان نیست. بنابر این با وجود اثر بخشی مدل استاندارد در توصیف پدیده هایی که در محدوده ی آن قرار دارد،با این حال هنوز کامل نیست. شاید این تنها بخشی از یک تصویر بزرگتر شامل فیزیک جدید است که در اعماق جهان درون اتمی یا در گوشه ی تاریکی از دنیا پنهان شده است.اطلاعات جدید از آزمایش های انجام شده در برخورد دهنده ی بزرگ هادرون مطمئنا به ما در پیدا کردن هر چه سریعتر این تکه ی گمشده کمک خواهد کرد.

 

 

   + ترجمه و انتشار از وب سایت بی نظیر هیگز ( رهرو توصیه می کند )

 

 

درباره نویسنده

مُصْطَفی اسدی (1415 ه.ق) هستم ، دانشجوی مهندسی برق . موضوعات مذهبی ، اعتقادی ، فکری ، ادبی بویژه شعر ، فیزیکی ، تکنولوژی ، سایبری ، رسانه‌ای و فرهنگی را دنبال می کنم. به نوشتن ، خواندن ، تحقیق ، یاد گرفتن ، یاد دادن ، برنامه نویسی و طراحی علاقه دارم . برای تفریح می نویسم ، مطالعه میکنم ، تحقیق میکنم ، یاد میگیرم و تلاش می کنم یاد بدم ، چند خط کد می نویسم و اگر مجالش باشه طراحی میکنم.

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *