اولین علائم ماده‌ی عجیب

تقریباً همه جهان اطراف ما فقط از دو نوع كوارك تشكیل شده است، كواركهای بالا و پایین؛ در حالی كه شش نوع كوارك وجود دارد. محاسبات نظری نشان می‌دهد كه امكانات دیگری هم وجود دارد؛ موادی كه علاوه بر این دو كوارك
چهارشنبه، 14 مهر 1395
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
اولین علائم ماده‌ی عجیب
  اولین علائم ماده‌ی عجیب

 

مترجم: زهرا هدایت منش
منبع:راسخون




 

تقریباً همه جهان اطراف ما فقط از دو نوع كوارك تشكیل شده است، كواركهای بالا و پایین؛ در حالی كه شش نوع كوارك وجود دارد. محاسبات نظری نشان می‌دهد كه امكانات دیگری هم وجود دارد؛ موادی كه علاوه بر این دو كوارك شامل سومین كوارك سبك دیگر، كوارك شگفت، هم باشند. انتظار می‌رود كه تركیبهای نسبتاً پایداری از این سه نوع كوارك در نقاطی از جهان كه اوضاعی غیر متعارف دارند وجود داشته باشد، مثلاً درون ستاره‌های نوترونی. اما تاكنون همه تلاش‌هایی كه در راه تولید چنین تركیب‌هایی در شتاب دهنده‌ها انجام شده است بی ثمر بوده است.
در آوریل 1995 گروهی از فیزیك‌دانان آزمایشگاه ملی بروكهین گزارش دادند كه دو رویداد ثبت كرده‌اند كه احتمالاً شامل سبكترین نوع ماده شگفت است. این تركیب، كه آن را دی باریون H ⃘ می‌نامند، مجموعه‌ای از شش كوارك است كه دوتای آن‌ها كوارك شگفت‌اند. اما دو رویداد برای نتیجه‌گیری خیلی كم است. برای اینكه بتوان حرف محكمی در این باره زد باید دست كم 20 رویداد در اختیار باشد. با وجود این نظریه پردازان به هیجان آمده‌اند، زیرا نزدیك به دو دهه است كه به دنبال ماده شگفت می‌گردند و از نیافتن آن متعجب‌اند. بازیون‌های معمولی اطراف ما شامل سه كوارك‌اند كه با نیروی هسته‌ای قوی (رنگ) كنار هم قرار می‌گیرند. انا نظریه پردازان پیش‌بینی می‌كنند كه این پایدارترین شكل ماده بار یونی نیست. در واقع پیش بینی شده است كه تركیبی شامل شش كوارك – دو كوارك بالا، دو كوارك پایین و دو كوارك شگفت – پایدارترین تركیب كواركی است. این تركیب همان دی باریون H ⃘ است. اما باید توجه داشت كه این تركیب از نظر نیروی هسته‌ای قوی پایدار است. به خاطر بر هم‌كنش ضعیف، یك كوارك شگفت می‌تواند به كوارك پایین تبدیل شود، و در این صورت H ⃘ وا می‌پاشد. حاصل این واپاشی یك نوترون و ذره‌ای ناپایدار به نام ⃘ ⋀ است. ⃘ ⋀ یك كوارك بالا، یك كوارك پایین، و یك كوارك شگفت دارد. اما چون فرایند واپاشی فقط از طریق بر هم كنش ضعیف است، زمان واپاشی نسبتاً طولانی است؛ در حدود 9-10 ثانیه. این زمان برای مشاهده واپاشی در آزمایش‌های شتاب دهنده‌ها كافی است. آزمایش‌های بروكهیون در سال 1992 آغاز شد. روش كار این است كه در شتاب دهنده برخوردهایی به وجود می‌آورند كه تعدادی زیادی ذره كوتاه عمر، از جمله ذرات شامل كوارك شگفت، تولید كند. در موارد نادری ممكن است بین این ذرات یك H ⃘ هم تشكیل شود. برای تشكیل چنین ذرات كوتاه عمری از برخورد پروتون با هدف مس استفاده شد. سپس ذرات باردار حاصل را به وسیله یك میدان مغناطیسی از محیط خارج كردند. به این ترتیب، باریكه‌ای از ذرات خنثی به دست آمد. در سال 1992 به مدت یك ماه داده جمع آوری شد.
اما این بخش آسان كار است. بخش دشوارتر، تحلیل داده‌هاست. دو راه برای تشخیص H پیشنهاد شد. یكی اینكه ممكن است H ⃘ به یك حالت برانگیخته برود، و سپس به دو ⃘ ⋀ وابپاشد. دیگر اینكه ممكن است H ⃘ به یك ⃘ ⋀ و یك نوترون وابپاشد. كار تحلیل داده‌ها سه سال طول كشید؛ هیچ رویدادی متناظر با طرح واپاشی H ⃘ برانگیخته به دو ⃘ ⋀ به دست نیامد، اما دو رویداد به دست آمد كه با طرح واپاشی H ⃘ به ⃘ ⋀ و نوترون سازگار است. و ظاهراً هیچ توجیه طبیعی دیگری هم برایشان وجود ندارد. اما مشكل اینجاست كه فقط دو رویداد به دست آمده است و برای دو رویداد می‌شود انواع توجیه‌های غیر طبیعی تراشید.
قرار بود گروهی از دانشگاه بركلی، UCLA، و بروكهیون در چند سال آینده آزمایشی ترتیب دهند كه مسئله را حل كند. حساسیت این آزمایش باید 1000 برابر آزمایش قبلی باشد تا مسئله قطعی شود. امید انجام دهندگان این آزمایش آن است كه H ⃘ را اگر چنین ذره‌ای وجود داشته باشد، پیدا كنند. S

/ج

 

 

تبلیغات در راسخون
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
وقتی کودک با قهرمانان و اینفلوئنسرها بزرگ می‌شود تعریف ستاره‌های کودک باید دگرگون شود
وقتی کودک با قهرمانان و اینفلوئنسرها بزرگ می‌شود تعریف ستاره‌های کودک باید دگرگون شود
دریادار سیاری: لازم باشد بازهم به شناورهای دشمن ضربه می‌زنیم
play_arrow
دریادار سیاری: لازم باشد بازهم به شناورهای دشمن ضربه می‌زنیم
روایت مرشایمر از عقب‌نشینی ترامپ در برابر ایران + فیلم
play_arrow
روایت مرشایمر از عقب‌نشینی ترامپ در برابر ایران + فیلم
سرلشکر رضایی: پایان این جنگ در دست ملت ایران است + فیلم
play_arrow
سرلشکر رضایی: پایان این جنگ در دست ملت ایران است + فیلم
فرار مسافران از فرودگاه ریاض پس از حمله موشکی یمن + فیلم
play_arrow
فرار مسافران از فرودگاه ریاض پس از حمله موشکی یمن + فیلم
زلنسکی حقایق بازار را برملا کرد + فیلم
play_arrow
زلنسکی حقایق بازار را برملا کرد + فیلم
روایت تلخ مجتبی جباری از مصدومیتی که فوتبالش را تمام کرد + فیلم
play_arrow
روایت تلخ مجتبی جباری از مصدومیتی که فوتبالش را تمام کرد + فیلم
ریزش سقف یک سوپرمارکت در کره جنوبی با ۳۶ مصدوم + فیلم
play_arrow
ریزش سقف یک سوپرمارکت در کره جنوبی با ۳۶ مصدوم + فیلم
حادثه برای یک کشتی دیگر در جنوب تنگه هرمز + فیلم
play_arrow
حادثه برای یک کشتی دیگر در جنوب تنگه هرمز + فیلم
وقتی گلوله به جلیقه ضدگلوله می‌خورد، داخل آن چه اتفاقی می‌افتد؟ + فیلم
play_arrow
وقتی گلوله به جلیقه ضدگلوله می‌خورد، داخل آن چه اتفاقی می‌افتد؟ + فیلم
وزیر خارجه سابق ترامپ: باید ایران را از درون درگیر کنیم + فیلم
play_arrow
وزیر خارجه سابق ترامپ: باید ایران را از درون درگیر کنیم + فیلم
التماس ترامپ به جمهوری‌خواهان برای رای جمع کردن + فیلم
play_arrow
التماس ترامپ به جمهوری‌خواهان برای رای جمع کردن + فیلم
هدف قرار گرفتن یک کشتی متخلف در سواحل امارات + فیلم
play_arrow
هدف قرار گرفتن یک کشتی متخلف در سواحل امارات + فیلم
دیپلمات آمریکایی: ایران ممکن است این‌بار حملۀ پیش‌دستانه کند + فیلم
play_arrow
دیپلمات آمریکایی: ایران ممکن است این‌بار حملۀ پیش‌دستانه کند + فیلم
اسلامی خطاب به وزیر خزانه‌داری آمریکا: خودتان تروریست و تروریست‌پرور هستید + فیلم
play_arrow
اسلامی خطاب به وزیر خزانه‌داری آمریکا: خودتان تروریست و تروریست‌پرور هستید + فیلم