ذره ناشناخنه جدید درساختار ماده.

رایج ترین پرسشها درباره ناشناخته ترین ذره جهان/ همه چیز درباره بوزون هیگز.

فیزیکدانان دو آزمایش اطلس و CMS در سرن گزارشی از نتایج تازه ترین آزمایشات خود را در خصوص بوزون هیگز ارائه کردند. به همین منظور در ادامه، به رایج ترین سئوالاتی که در خصوص این ذرات مطرح می شوند پاسخ داده می شود.

به گزارش خبرنگار مهر، سمیناری هفته گذشته در مرکز سرن واقع در ژنو سوئیس برگزار شد و فیزیکدانان دو آزمایش اطلس و CMS که در برخورد دهنده بزرگ ذرات کار می کنند، گزارشی از آزمایشات جدید را در تلاش برای کشف ذره بوزون هیگز ارائه کردند.
در این راستا برای یک سری از رایج ترین پرسشهایی که در خصوص این ذره ناشناخته وجود دارند جوابهایی ارائه می شود:
بوزون هیگز چیست؟
بوزون هیگز، یک ذره ابتدایی است که در مدل استاندارد وجود آن پیش بینی شده است. مدل استاندارد، قابل اطمینان ترین نظریه فیزیک برای توصیف و شرح نیروهای جهان و ذرات ابتدایی است که آن را تشکیل داده اند.
بوزون هیگز، برخلاف تمام ذرات دیگر ذکر شده در مدل استاندارد، تا به امروز تنها در حد یک فرضیه باقی مانده و تاکنون هیچ آزمایشی موفق به شناسایی آن نشده است. هرچند در سرن ژنو فیزیکدانان درحال انجام تحقیقات گسترده ای در این حوزه هستند.
از چه زمانی فرضیه وجود این ذرات مطرح شد؟
اکنون 47 سال از تاریخ فرضیه بوزون هیگز می گذرد. اولین بار در سال 1964 تحقیقات فیزیکدانان مختلفی که تقریباً همگی به نتایج مشابهی رسیده بودند فرضیه وجود این ذرات را مطرح کردند. در میان این فیزیکدانان، به ویژه پیترهیگز ، فیزیکدان انگلیسی تحقیقات گسترده ای را در این عرصه انجام داد و به همین دلیل این ذرات نام خود را از این دانشمند گرفته اند.
بوزون هیگز در طبیعت چه نقشی ایفا می کند؟
بوزون هیگز می تواند توضیح دهد که چرا در جهان جرم وجود دارد. در حقیقت، بعضی از ذرات ابتدایی دارای جرم هستند درحالی که بعضی دیگر خیر. برای مثال، وجود این ذره می تواند به درک این مطلب کمک کند که چرا ذراتی چون فوتونها که پرتوهای الکترومغناطیس (و همچنین نور) را انتقال می دهند بدون جرم هستند، درحالی که سایر ذرات ابتدایی مثل بوزونهای W و Z که با نیروهای هسته ای ضعیف ارتباط دارند دارای جرم هستند.
به این ترتیب، همانطور که فوتون با نیروی الکترومغناطیس ارتباط دارد بوزون هیگز، کوانتوم میدان هیگز است. میدان هیگز، میدانی از انرژی است که جرم ذرات ابتدایی را می سازد. بنابراین، شناسایی بوزون هیگز می تواند به درک بهتر روابط موجود میان چهار نیروی طبیعت (نیروی الکترومغناطیس، نیروی گرانش، نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی) کمک کند.
تا امروز، فیزیک توانسته است به یک شرح واحد مفهومی میان نیروهای الکترومغناطیس، هسته ای ضعیف و هسته ای قوی دست یابد، درحالی که نیروی چهارم (نیروی گرانش) هنوز از این شرح واحد مستثنی می شود.
چرا یافتن بوزون هیگز مهم است؟
این ذرات در واقع تکه گمشده پازل مدل استاندارد هستند. مدل استاندارد، جهان ما را در کنار تمام ذرات موجود در آن از کوارکها تا لپتونها به یک روش واحد مفهومی شرح می دهد. این نظریه، همانطور که گفتیم، درحال حاضر تنها سه نیرو از چهار نیروی طبیعت را توضیح می دهد. تا به امروز تمام آزمایشات تجربی توانسته اند با دقت بسیار بالایی این سه نیرو را تائید کنند. اما هنوز بوزون هیگز نتوانسته است نیروی چهارم را توضیح دهد.
بوزون هیگز چگونه ساخته می شود؟
هنوز تردیدهای بسیاری در مورد خواص این ذرات وجود دارد. دانشمندان می دانند که باید دارای جرم بوده و با ضد ذره خود منطبق باشد، اما هنوز نمی دانند که ارزش بوزون هیگز چیست. درحقیقت، مدل استاندارد مقدار جرم این بوزون را پیش بینی نمی کند و تاکنون دهها و دهها فرضیه متفاوت در خصوص ارزش آن ارائه شده است.
آزمایشاتی که در سالهای اخیر پی در پی انجام شده اند اندازه های احتمالی جرم و محدوده های آن را تعیین کرده اند. همچنین برپایه نظریه ریسمان ، پنج نوع مختلف بوزون هیگز می تواند وجود داشته باشد. این درحالی است که سایر فرضیه ها تنها یک بوزون هیگز را پیش بینی می کنند.
نظریه ریسمان ، یک نظریه در فاز توسعه است و تلاش می کند که مکانیک کوانتوم را با نسبیت عمومی تطبیق دهد و امیدوار است که بتواند تمام ویژگیهای لازم برای یک تئوری کامل را کسب کند.
چرا تاکنون موفق به شناسایی بوزون هیگز نشده ایم؟
برای شناسایی ذرات ابتدایی، فیزیکدانان از شتابگرها یا پیستهای مدوری استفاده می کنند که در داخل آنها ذرات ابتدایی با سرعت نزدیک به سرعت نور شتاب می گیرند و به یکدیگر برخورد می کنند.
این برخوردها ذرات جدیدی را تولید می کنند که جرم بالایی دارند و قابل مطالعه هستند. در ابتدا، اعتقاد بر این بود که جرم بوزون هیگز می تواند برای شتابگرهای موجود در دنیا بسیار بزرگ باشد. اما امروز تصور می شود که این جرم می تواند بسیار کوچک باشد و به خصوص بتواند در برخورد دهنده بزرگ ذرات (LHC) در سرن تولید شود.



منبع : خبر گزاری مهر

آزمایش درمورد شناخت بعضی ازذرات اتم مانندالکترون


آزمایش درمورد وجود ذره ای مانند پروتون یانترون درساختار اتم.

مدل اتمی بور جهت نشان دادن الکترون هادرمدارهای اتم باتراز انرژی معین وهنگام پرش الکترون ازمداری

به مداردیگر  ،همیشه مقداری انرژی به صورت فوتون های ذره ای در محیط منتشر می شود..

دانش ومهارت -ابتکاروفناوری رادنبال دارد.

| تکنولوژی ، پژوهش و فناوری |

با ابتکار دانشمند ایرانی دانشگاه برکلی پوست مصنوعی الکترونیکی با حساسیت بالا تولید شد.

دانشمند ایرانی آزمایشگاه ملی برکلی در آمریکا با استفاده از محلول های نانولوله کربنی نیمه رسانا موفق به ارائه یک شیوه جدید و کم هزینه برای ساخت مدارهای رابط انعطاف پذیر و قابل کشش در مقیاس بزرگ شده که نویدبخش شبکه هایی از ترانزیستورهای فیلم نازک با ویژگیهای الکتریکی بالا است.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، علی جاوی، دانشمند بخش علوم مواد آزمایشگاه برکلی و استاد مهندسی برق و علوم رایانه دانشگاه کالیفرنیا در برکلی برای نمایش کاربردی این رابط های مداری کربنی دست به ساخت یک پوست الکترونیک مصنوعی زده که از قابلیت شناسایی و واکنش به تماس برخوردار است.

جاوی اظهار کرد: با فناوری پردازش مبتنی بر این محلول، توانسته ایم رابط های مدار ماتریسی فعال منعطف و قابل کشش مکانیکی مبتنی بر مجموعه هایی از ترازیستورهای فیلم نازک کاملا اثرناپذیر و یکنواخت از نانولوله های کربنی تک دیواره تولید کنیم که به طور مساوی مناطقی در حدود 56 سانتیمتر مربع را پوشش می دهد.

به گفته وی، این فناوری با ترکیب چاپ جوهرافشان اتصلات فلزی می تواند در آینده به تولید لوازم الکترونیکی قابل انعطاف و کشش کم هزینه عاری از لیتوگرافی منجر شود.

با افزایش تقاضا برای لوازم الکترونیکی پلاستیکی، تحقیقات و توسعه در این حوزه در دهه اخیر افزایش یافته است. نانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان یکی از اصلی ترین مدعیان مواد نیمه رسانا برای الکترونیکهای پلاستیکی به دلیل برخورداری از ویژگی تحرک بالای آنها برای الکترونها ظهور کرده اند.

این نانولوله ها همچنین از قابلیت شکل گیری به عنوان یک نیمه رسانا یا یک فلز برخوردار بوده و یک محلول عادی نانولوله کربنی تک دیواره از دو سوم لوله نیمه رسانا و یک سوم فلزی تشکیل می دهند. این ترکیب، شبکه های نانو لوله با نسبت جریان خاموش/ روشن پائین ایجاد می کند که مشکل اصلی دستگاههای الکترونیکی است.

به گفته جاوی، نسبت جریان خاموش/ روشن بالا برای کاهش اختلال از سوی پیکسل ها در حالت خاموشی لازم است.

وی به همراه دیگر محققان این آزمایشگاه این پوست الکترونیکی مصنوعی را برای نقشه برداری فشار مکانی ساخته اند که از 96 پیکسل حسگر به اندازه 24 سانتی متر مربع تشکیل شده و هر پیکسل با یک ترازیستور فیلم نازک کنترل می شود.

کهکشان ها.

کهکشان ها سامانه هایی بزرگ و با اندازه و مرزی مشخص هستند که از ستاره ها، بقایای ستاره‌نماها (شبه ستاره ها)، ماده تاریک، گازها و گرد غبارهای میان ستاره ای که با نیروهای گرانشی به گرد هم آمده اند، تشکیل یافته اند. کوچکترین کهکشان ها دارای پهنایی برابر با چند صد سال نوری، شامل نزدیک به ۱۰ میلیون ستاره هستند. بزرگترین کهکشان ها تا ۳ میلیون سال نوری پهنا دارند و شامل بیش از ۱۰۰۰۰۰ میلیارد ستاره هستند. ماده تاریک در اخترشناسی و کیهانشناسی، ماده ای فرضی است.

به مجموعه ای از ستاره ها واجرام دیگری که درآسمان به حول مرکزی می چرخند رابه عنوان یک تعریف کلی کهکشان می توان به میان آورد.

تصویر مادون قرمز هسته مرکزی کهکشان راه شیری

تصویر کهکشان بی قائده Messier 82

تصویر کهکشان کوتولهNGC 4449 که توسط تلسکوپ هابل ثبت شده است

تصویر کهکشان بیضی شکل و غول پیکر ESO 325-G004

نگاره شبیه ‌سازی ‌شده از یک سیاه‌چاله

است که چون از خود شید(نور) (امواج الکترومغناطیسی) گسیل یا بازتاب نمی کند، نمی‌توان آن را مستقیما" دید اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، همانند ستاره‌ها و کهکشان‌ها، می‌توان به وجود آن پی برد. درک و تجسم ماده تاریک آسان نیست اما در دانش ستاره شناسی حائز اهمیت است.

پدیده فلورسانس درفناوری ومهارت درعلم.

تصویربرداری از نانولوله های کربنی با استفاده پدیده فلورسانس.

خبرگزاری فارس: یک مهندس الکترونیک به موفقیت هایی در تصویربرداری از نانولوله ها نائل شده است اما هنوز مشکلاتی را پیش رو دارد.

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری فارس، مایکل بلید، مهندس الکترونیکی است که در یک دوره تحقیقاتی روی تصویربرداری از نانولوله های کربنی کار کرده است. او برای این کار از راهبردهای مختلفی نظیر استفاده از میکروسکوپ نوری اپی فلورسانس یا استفاده از لیزر سبز استفاده کرده است. بلید به موفقیت هایی در تصویربرداری از نانولوله ها نائل شده است اما هنوز مشکلاتی را پیش رو دارد.

مایکل بلید بطری کوچکی را تکان می دهد که حاوی مایعی است. سپس به آن بطری نگاهی می اندازد و لکه های تیره کوچکی را می بیند که در حال چرخش هستند. این لکه ها خوشه هایی از میلیون ها نانولوله کربنی هستند. نانولوله های کربنی از ورقه های گرافی تشکیل شده اند که به صورت لوله ای شکل در امده اند. قطر آنها یک تا دو نانومتر بوده اما طول شان از 100 نانومتر تا چند سانتیمتر متغییر است. این ترکیبات ساختارهای مختلفی دارند اما اندازه کوچک شان موجب شده تا شناسایی، تست و کار با آنها دشوار شود.

مایکل بلید، مهندس الکترونیکی که روی حل این مشکل کار می کند، تابستان سال قبل دوره تحقیقاتی را در پیشگامی محیط زیست لهیگ برای تحقیق در این حوزه برگزید. او پاییز را نیز با همکاری سلاوا روتکین، استادیار فیزیک، بروی این موضوع کار کرد. مایکل بلید می گوید نانولوله های کربنی باید با دقت بالایی روی یک نقطه صحیح قرار گیرند. مشکل پیش رو آن است که انجام این کار دشوار است زیرا نانولوله های کربنی بسیار کوچک هستند و کار با آنها مشکلاتی در پی دارد.

قبل از این که نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گیرند، باید خوشه های آنها را از هم جدا کرد به طوری که این لوله ها بتوانند دیده شوند. سپس به آن نور تابیده می شود و نانولوله با استفاده از پدیده فتولومینسانس شروع به درخشیدن می کند.

در این دوره تحقیقاتی، مایکل بلید موظف بود تا با استفاده از میکروسکوپ نوری اپی فلورسانس نانولوله های کربنی را مشاهده کند. او برای آغاز کار از لامپ هالوژن به عنوان منبع نور استفاده کرد.

مایکل بلید می گوید وقتی شما از یک منبع نور استفاده می کنید، تصویر فیلامنت روی نمونه شما قرار می گیرد. از آنجایی که پرتوهای مادون قرمزی که لامپ ایجاد می کند بسیار شدید هستند بنابراین مشاهده نانولوله های کربنی دشوار می شود.

در قدم بعد، او از یک لیزر سبز استفاده کرد که موجب می شد نانولوله ها از خود پرتو مادون قرمز ایجاد کنند. این پرتوها با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند بنابراین مایکل بلید از یک دوربین دیجیتال برای ثبت تصویر استفاده کرد.

این دوربین دارای حساسیت طول موج بیش از چیزی است که چشم انسان قادر به رویت آن است. اما او باز هم موفق به دیدن نانولوله ها نشد زیرا حساسیت حسگر مادون قرمز کافی نبود. برای رفع این مشکل او از یک دوربین سونی خانگی که حساسیت بالایی به پرتو فرابنفش داشت استفاده کرد.

مایکل بلید هنوز با مشکلات زیادی روبرو است. او هنوز موفق به دیدن نانولوله های منفرد نشده است. سلاوا روتکین خلاقیت مایکل بلید را می ستاید و می گوید در این کار مشکلات زیادی وجود داشت که مایکل بلید بسیاری از آنها را با روش های غیرمعمول حل کرده است.
انتهای پیام/



منبع : خبر گزاری فارس