وحشت فیزیکدان ها

به طور خلاصه، هر اتم شامل یک بخش مرکزی با بار مثبت به نام هسته است. این هسته را ساختارهای پوسته مانندی از الکترونها که بار منفی دارند، احاطه کرده است. هسته نسبت به بقیه ی اتم بسیار کوچک است (« مگسی است در یک
يکشنبه، 25 اسفند 1392
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
وحشت فیزیکدان ها
وحشت فیزیکدان ها

 

نویسنده: ویلیام کروپر
مترجمان: احمد خواجه نصیر طوسی و سهیل خواجه نصیر طوسی



 

به طور خلاصه، هر اتم شامل یک بخش مرکزی با بار مثبت به نام هسته است. این هسته را ساختارهای پوسته مانندی از الکترونها که بار منفی دارند، احاطه کرده است. هسته نسبت به بقیه ی اتم بسیار کوچک است (« مگسی است در یک کلیسای بزرگی») امّا بسیار سنگین: هسته تقریباً همه ی جرم اتم را در بر دارد.
زمان را از سالهای 1920 تا سالهای 1890 که نخستین مطالعات آشکارترین مظهر هسته ی اتمی یعنی رادیواکتیویته مطرح شد، بازمی گردانیم. دو کاشف بزرگ در پژوهش رادیو اکتیویته، ماری کوری و ارنست رادرفورد بودند، کوری در پاریس و رادفرورد نخست در مونترآل، سپس در منچستر و سرانجام در کمبریج بود. ماری کوری و همسر او پی یر ابتدا به جداسازی عنصر رادیواکتیو رادیم اقدام کردند. رادرفورد سه «پرتو» گسیل یافته از عناصر رادیواکتیو را مشخص کرد و آنها راوحشت فیزیکدان ها ، و نامید. او و شریک نوجوان کار پژوهشی او، فردریک سادی (1)، نشان دادند که کیمیاگری ( نام مناسبتر آن تبدل هسته ای transmutation) تحقق یافته است: یک عنصر رادیواکتیو به عنصر دیگر تبدیل می شود. رادرفورد، هانس گایگر (2) و ارنست مارسدن (3) با استفاده از ذراتوحشت فیزیکدان ها ( در واقع آنها یونهای هلیم با دو بار مثبت اند، نه پرتو) و بمباران کردن ورقه های نازک فلزی با آن ذرات دلیل محکمی برای وجود هسته در یک سری آزمایشها به دست آوردند که در سال 1913 کامل شد.
مدل رادرفورد از هسته، آن را فوق العاده کوچک، امّا با اندازه ی محدود و متناهی نشان می دهد. این موضوع پرسش دیگری را مطرح کرد: اجزای سازنده ی هسته چه هستند؟ یکی از آنها آشکارا پروتون، کوچکترین هسته، یعنی هسته ی هیدروژن بود. دیگری، نوترون بود که در سال 1932 به وسیله ی جیمز چادویک (4) که معاون رادرفورد در آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج بود کشف شد. نوترون جرم هسته را در حدود پروتون افزایش می دهد، امّا بار الکتریکی ندارد.
ابزار آزمایشی مطلوب رادرفورد ذره یوحشت فیزیکدان ها بود. او با این ذره به مفهوم هسته و نخستین نمونه ی « شیمی هسته ای» دست یافت: او دریافت که با بمباران گاز نیتروژن به وسیله ی ذراتوحشت فیزیکدان ها پر انرژی، نیتروژن را به اکسیژن تبدیل می کند. چادویک با بمباران برلیم با ذراتوحشت فیزیکدان ها ، نوترون تولید کرد. در پاریس ایرن ژولیو کوری (دختر ماری کوری) و همسرش فردریک بور (5) و آلومینیم را با ذراتوحشت فیزیکدان ها بمباران کردند تا عناصر رادیواکتیو مصنوعی که در طبیعت یافت نمی شود، به دست آورند.
انریکو فرمی (6)، در رم پرتابه ی مؤثر دیگری برای آزمایشهای بمباران کردن یافت: نوترونهای «کند» یعنی نوترونهای کم- انرژی. بسیاری از عناصر پس از اکسیژن در جدول تناوبی، نوترونهای کند را جذب می کنند و در این فرایند رادیواکتیو می شوند. گیراندازی نوترون تأثیر ویرانگری بر سنگین ترین عنصر، اورانیوم، دارد و سبب می شود هسته اش از هم پاشیده یا به دو پاره ی تقریباً با جرم برابر «شکافته» شود. فرمی و همکارانش نخستین بمباران اورانیم با نوترون را در سال 1935 انجام دادند، امّا درباره ی نتایج آن دچار سوء تعبیر شدند. تا آنکه در سال 1938 لیز میتنر (7) و اتو فریش (8) در آن موقع در سوئد، و اتو هان (9) و فریتس اشتراسمان (10) در برلین مفهوم شکافت هسته ای را مطرح کردند.
در یک رویداد شکافت، یک نوترون مصرف و دو یا سه نوترون تولید می شود. اگر توجه دقیقی به نوترونهای از دست رفته و نوترونهای به دست آمده داشته باشیم، نوترونهای تولید شده در رویدادهای شکافت می توانند سبب شکافتهای بیشتری شوند، در نتیجه یک واکنش هسته ی زنجیری تداوم می یابد. هر شکافت مقدار انرژی زیادی آزاد می کند. یک واکنش هسته ای زنجیره ای اگر کنترل شود منبع توان مفیدی خواهد بود، و اگر کنترل نشود ممکن است به عنوان یک بمب به کار گرفته شود که قادر است شهرهایی را با خاک یکسان کند. در یک آزمایش پیچیده ی بی سابقه، فرمی در سال 1942 نشان داد که چگونه واکنش زنجیره ای اورانیوم کنترل می شود. طی سه سال بعد، گروه برجسته و ممتازی از فیزیکدانان، مهندسان، شیمیدانان و ریاضیدانان با کار در لوس آلاموس، نیو مکزیکو بمبی را طراحی کردند و ساختندـ که وقتی آن را آزمایش کردند خودشان به وحشت افتادند.

پی نوشت ها :

1.Frederick Soddy.
2. Hans Geiger.
3. Ernest Marsden.
4. James Chadwick.
5. Frederic.
6. Enrico Fermi.
7. Lise Meitner.
8. Otto Frisch.
9. Otto Hahn.
10. Fritz Strassmann.

منبع مقاله :
کروپر، ویلیام هـ، (1389)، فیزیکدانان بزرگ از گالیله تا هاوکینگ، احمد خواجه نصیر طوسی ـ سهیل خواجه نصیر طوسی، تهران، مؤسسه ی فرهنگی فاطمی، چاپ اول 1389.



 

 

نظرات کاربران
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.
مقالات مرتبط
موارد بیشتر برای شما
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
play_arrow
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
play_arrow
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
play_arrow
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
play_arrow
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
play_arrow
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
play_arrow
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
play_arrow
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
play_arrow
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
play_arrow
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
play_arrow
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
play_arrow
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
play_arrow
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران