فیزیک ذرات
فیزیک ذرات، مبحثی در فیزیک است که به بررسی بنیادی ماده و پرتو‌ها و برهم‌کنش میان آنها می‌پردازد. بسیاری از ذراتِ بنیادی، به صورت عادی در طبیعت یافته نمی‌شوند،را در برخورد ذرّات دیگر که در شتاب دهنده انرژی زیادی به دست آورده‌اند، پدید آورد.
مدل استاندارد (ذرات بنیادی)
بر اساس مدل استاندارد (ذرات بنیادی) ماده از ۶۲ ذره تشکيل شده که اين ذرات در سه دسته قرار می‌گيرند:
• لپتون‌ها
• کوارک‌ها
• واسطه‌ها
لپتون‌ها
لپتون‌ها سه نسل دارند که هر نسل از يک ذره و نوترينوی آن ذره تشکيل شده است.
• الکترون
• ميون
• تاو
هرکدام از آنها هم يک پاد ذره دارند. به اين ترتيب تعداد کل لپتون‌ها ۱۲ عدد می‌گردد. (به عنوان مثال الکترون، نوترينوی الکترون، پوزيترون (پاد ذره الکترون)، نوترينوی پوزيترون برای نسل اول)
کوارک‌ها
کوارک‌ها هم سه نسل دارند که هر نسل از دو نوع کوارک تشکيل شده است. اين انواع کوارک‌ها را طعم کوارک می‌نامند.
• نسل اول:u(بالا) , d(پایین)
• نسل دوم:s(شگفت) ,c(افسون)
• نسل سوم:t(سر) ,b(ته)
کوارک‌ها شش طعم دارند و هر طعم يک پاد کوارک دارد و هرکدام از آنها در سه رنگ گوناگون هستند.
بدین ترتیب در مجموع ۳۶ نوع کوارک وجود دارند.
واسطه‌ها :برای حمل چهار نيروی بنيادی طبيعت به ذرات واسطه‌ای احتياج است.
برای نيروی الکترومغناطیسی :يک ذره(فوتون)
برای نیروی ضعيف: سه ذره
برای نیروی قوی: هشت ذره (گلوؤن)
برای گرانش (در صورت اثبات): يک ذره گراویتون
برای نظریه الکترو ضعيف :یک ذره هیگز
بدین ترتیب، در دسته ذرات واسط، در مجموع ۱۲ ذره پذیرفته شده و ۲ ذره پیش‌بینی شده وجود دارند.
بوزون
بوزون (انگلیسی:Boson)، نامیده شده به اسم فیزیکدانِ هندی ساتیندرا نات بوزِ، لقب ذرات بنیادی با اسپین کامل (به عبارتی صحیح، مانند: , , 0) است. به بقیه ذرات با اسپین نیمه، فرمیون گفته می‌شود. از بوزون‌ها می‌توان، فوتون ها، مزون‌ها و فونون‌ها را نام‌برد و همچنین هستهً اتم‌هایی با جرم اتمی زوج، مانند هسته هیدرژن سنگین.
در قضیه اسپین-آمار، نشان داده می‌شود که در یک تابع موجی (بسیار ذره‌ای)، با تعویض جای دو بوزون همسان، تابع هیچ تغییری نمی‌کند البته بر‌خلاف سیستم‌های فرمیونی که در آن تابع موجی تغییر علامت پیدا می‌کند.
از این‌رو، برعکس سیستم‌های فرمیونی، دو یا تعداد بیشتری از بوزون‌های همسان، می‌توانند یک حالت کوانتومی را هم‌زمان در فضای هیلبرت، اشغال کنند. حتی نیز ممکن است، یک حالت کوانتومی (اصولا در دماهای پایین)، توسط تعدادی ماکروسکوپی از بوزون‌ها اشغال شود که به این اثر، چگالش بوز-اینشتین می‌گویند. ابررسانایی (جفت‌های کوپر)، ابرمیعان (هلیوم) و حتی لیزر (فوتون‌ها) مثالهایی از این تغییر حالت (به عبارتی چگالش بوز-اینشتین) هستند.
در ضمن هم، چهار نیروی پایه در فیزیک توسط رد و بدل شدن بوزون‌ها صورت می‌پذیرد:
• نیروی هسته‌ای قوی: توسط گلووًن
• نیروی هسته‌ای ضعیف: توسط W-بوزون و Z-بوزون
• الکترو مغناطیس: توسط فوتون
• گرانش: توسط گراویتیون .
فیزیک ذرات، مبحثی در فیزیک است که به بررسی بنیادی ماده و پرتو‌ها و برهم‌کنش میان آنها می‌پردازد. بسیاری از ذراتِ بنیادی، به صورت عادی در طبیعت یافته نمی‌شوند،را در برخورد ذرّات دیگر که در شتاب دهنده انرژی زیادی به دست آورده‌اند، پدید آورد.
مدل استاندارد (ذرات بنیادی)
بر اساس مدل استاندارد (ذرات بنیادی) ماده از ۶۲ ذره تشکيل شده که اين ذرات در سه دسته قرار می‌گيرند:
• لپتون‌ها
• کوارک‌ها
• واسطه‌ها
لپتون‌ها
لپتون‌ها سه نسل دارند که هر نسل از يک ذره و نوترينوی آن ذره تشکيل شده است.
• الکترون
• ميون
• تاو
هرکدام از آنها هم يک پاد ذره دارند. به اين ترتيب تعداد کل لپتون‌ها ۱۲ عدد می‌گردد. (به عنوان مثال الکترون، نوترينوی الکترون، پوزيترون (پاد ذره الکترون)، نوترينوی پوزيترون برای نسل اول)
کوارک‌ها
کوارک‌ها هم سه نسل دارند که هر نسل از دو نوع کوارک تشکيل شده است. اين انواع کوارک‌ها را طعم کوارک می‌نامند.
• نسل اول:u(بالا) , d(پایین)
• نسل دوم:s(شگفت) ,c(افسون)
• نسل سوم:t(سر) ,b(ته)
کوارک‌ها شش طعم دارند و هر طعم يک پاد کوارک دارد و هرکدام از آنها در سه رنگ گوناگون هستند.
بدین ترتیب در مجموع ۳۶ نوع کوارک وجود دارند.
واسطه‌ها :برای حمل چهار نيروی بنيادی طبيعت به ذرات واسطه‌ای احتياج است.
برای نيروی الکترومغناطیسی :يک ذره(فوتون)
برای نیروی ضعيف: سه ذره
برای نیروی قوی: هشت ذره (گلوؤن)
برای گرانش (در صورت اثبات): يک ذره گراویتون
برای نظریه الکترو ضعيف :یک ذره هیگز
بدین ترتیب، در دسته ذرات واسط، در مجموع ۱۲ ذره پذیرفته شده و ۲ ذره پیش‌بینی شده وجود دارند.
بوزون
بوزون (انگلیسی:Boson)، نامیده شده به اسم فیزیکدانِ هندی ساتیندرا نات بوزِ، لقب ذرات بنیادی با اسپین کامل (به عبارتی صحیح، مانند: , , 0) است. به بقیه ذرات با اسپین نیمه، فرمیون گفته می‌شود. از بوزون‌ها می‌توان، فوتون ها، مزون‌ها و فونون‌ها را نام‌برد و همچنین هستهً اتم‌هایی با جرم اتمی زوج، مانند هسته هیدرژن سنگین.
در قضیه اسپین-آمار، نشان داده می‌شود که در یک تابع موجی (بسیار ذره‌ای)، با تعویض جای دو بوزون همسان، تابع هیچ تغییری نمی‌کند البته بر‌خلاف سیستم‌های فرمیونی که در آن تابع موجی تغییر علامت پیدا می‌کند.
از این‌رو، برعکس سیستم‌های فرمیونی، دو یا تعداد بیشتری از بوزون‌های همسان، می‌توانند یک حالت کوانتومی را هم‌زمان در فضای هیلبرت، اشغال کنند. حتی نیز ممکن است، یک حالت کوانتومی (اصولا در دماهای پایین)، توسط تعدادی ماکروسکوپی از بوزون‌ها اشغال شود که به این اثر، چگالش بوز-اینشتین می‌گویند. ابررسانایی (جفت‌های کوپر)، ابرمیعان (هلیوم) و حتی لیزر (فوتون‌ها) مثالهایی از این تغییر حالت (به عبارتی چگالش بوز-اینشتین) هستند.
در ضمن هم، چهار نیروی پایه در فیزیک توسط رد و بدل شدن بوزون‌ها صورت می‌پذیرد:
• نیروی هسته‌ای قوی: توسط گلووًن
• نیروی هسته‌ای ضعیف: توسط W-بوزون و Z-بوزون
• الکترو مغناطیس: توسط فوتون
• گرانش: توسط گراویتیون .
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر