بی نهایت کوچک ها

بی نهایت کوچک ها

اسلاید 1: موضوع  بی نهایت کوچکهای عبداسلام  استادجناب آقای دکتر محمد نژاد

اسلاید 2: بي نهايت كوچكها بي نهايت كوچك ها

اسلاید 3: عَــلِمُ الْغَيْبِ وَالشَّهَـدَةِ وَهُوَ الْحَكِيمُ الْخَبِيرُ داناى نهان و آشكار است و او فرزانه آگاه است» (انعام، آيه 73).

اسلاید 4: در قرآن مجيد از دنياي غيب و شهود صحبت شده است. يعني ما دو جهان داريم يكي جهان مادي و محسوس كه ديدني و مشهود است (و به عبارت قرآني «الشهادة» ناميده شده) و دنياي ديگري كه غير مادي و غير محسوس و ناديدني و غير مشهود است (و به عبارت قرآني «الغيب» ناميده شده) است. ظاهراً به نظر مي‌رسد كه دنياي غيب در داخل دنياي مشهود است ولي دقيقاً اين گونه نيست. مهم اين است كه قوانين و منطق در اين دو دنيا شباهتي با هم ندارند و بلكه در اغلب موارد مغاير و متناقض هم نيز مي‌باشند. قبول «دنيايي در دنياي موجود» موجب تغيير فكر مادي علماي جديد شده. اين وضع ادامه داشت تا دنياي داخل اتم كشف شد و معلوم شد كه در داخل اتم دنيايي وجود دارد كه با دنياي مشهود ما متفاوت است. قوانين اين دنيا را قوانين كوانتومي ناميده‌اند. (كوانتوم يعني ريز و بسيار كوچك ـ دنياي كوانتوم به اصطلاح سنتي يعني دنياي اصغر). قوانين كوانتومي نشان مي‌دهد كه دنياي داخل اتم بر خلاف دنياي مشهود ما (دنياي اكبر) دنيايي خردمند است و نه تنها جبر موجود در دنياي مادي و مكانيكي ما در آنجا وجود ندارد بلكه آنچه آنجا مي‌گذرد براي ما فاقد تصور عيني است، زيرا رفتار پديده‌هاي موجود در دنياي داخل اتم از رفتار پديده‌هاي دنياي آشكار كه انسان ميليونها سال مشاهده كرده و به آن عادت كرده كاملاً متفاوت و متمايز است.

اسلاید 5: Atomsاتم از چه چیزهایی تشکیل شده :1-پروتون و نوترون داخل هسته2- الکترونهایی که به دور هسته می چرخندالکترونپروتوننوترونپروتونها و نوترونها از کوارک تشکیل شده اندالکترون اولین ذره پایه ای بوئ که در سال 1987 توسط تامسون کشف شد

اسلاید 6: از اتم تا کوارکاندازه کوچکترین جزء سازنده ماده چقدر است؟~ 10-10 m~ 10-14 m~ 10-15 m<10-18 m<10-1 8 m

اسلاید 7: مدل استاندارد ذرات بنیادی

اسلاید 8: لپتونهالپتون‌ها سه نسل دارند که هر نسل از يک ذره و نوترينوی آن ذره تشکيل شده     الکترون     ميون     تاو هرکدام از آنها هم يک پاد ذره دارند. به اين ترتيب تعداد کل لپتون‌ها ۱۲عدد می‌گردد.

اسلاید 9: بطور کلی شش لپتون وجود دارد سه تا از آنها دارای بارالکتریکی بوده و سه تای دیگر هم فاقد بارالکتریکی هستند. لپتون‌ها جز ذرات بنیادین شناخته شده‌اند. لپتونهای بدون بار سه نوع نوترینو نوترینوی الکترون , نوترینوی میون و نوترینوی تاو. نوترینوها فاقد بارالکتریکی بوده و دارای جرم بسیار ناچیزی هستند و یافتن آنها هم بسیار مشکل است. لپتون‌ها نیز دارای پاد ذره میبا شند پس برای هر لپتون یک ضد ماده متناظر با آن وجود دارد که آنتی لپتون نامیده می‌شود در بین لپتونها پاد ذره الکترون نامی ویژه دارد و آن پوزیترون است که همان آنتی الکترون میباشدلپتونها

اسلاید 10: نوترونها همواره روی پوست ما هستند!!در هر لحظه حدود 30 میلیون نوتریون ازخورشید به بدن ما می رسندامانگران نباشیدنوتریونها به ما آسیبی نمی رسانند. بدن ما مثل یک ماده شفاف است و آنها را از خود عبور می دهدnدر هر سانتی متر مکعب از سطح زمین هرثانیه بیش از10بیلیون نوتریون توسط خورشید تولید می شود

اسلاید 11: کوارکهاکوارک یکی از دو جزء اصلی تشکیل دهنده مواد است؛ کوارکها ذرات بنیادی ماده هستند که نوترون، پروتون و سایر هادرونها را تولید می کنند. 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 سه 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

اسلاید 12: جرمهای کوارک0.0030.0060.0951.24.5Top(discovered 1995)175 GeVE= mc21 proton mass ~ 1GeV (10-27 Kg)

اسلاید 13: پروتونها و نوترونها در مدل کوارکproton (charge +1)neutron (charge 0)udduudکوارکها دارای کسری از بار الکترون هستند!u electric charge + 2/3d electric charge -1/3

اسلاید 14: كوارك و رنگهايشهر کوارک دارای سه طعم مختلف است که به آن رنگ گفته می شود”ud+2/3-1/3uuddupdownکوارکها با هم ترکیب میشوند تا ذرات بدون رنگ را ایجاد کنندBaryons(three quarks: red+ green + blue = white) Mesons (زوج کوارک – آنتی کوارک) such as red+anti-red u-ubar stateprotonuumeson

اسلاید 15: . ديراك فيزيكدان معروف در سال 1928 استنباط كرد كه مواد مي در آغاز نظريه خودر ا درمورد الكترون بيان كرد و اظهار داشت كه بايد ذراتي به نام پادالكترون هم وجودداشه باشند. . داشته باشند توانند دو حالت .فيزيكدان آمريكايي كارل اندرسون در 1932 پاد الكترون و يا پوزيترون را كشف كرد.سپس پاد نوترون كشف شد و دانشمندان فهميدند كه هر ذره و ماده اي داراي پاد ماده خودش استپاد ذره داراي جرمي برابر خود ذره و با ابار مخالف است.پادماده به طور طبیعی در زمین یافت نمی‌شود، به غیر از خیلی به ندرت و با عمر بسیار کوتاهی که از نتیجه تباهی هسته‌ای و پرتوهای کیهانی به وجود می‌آیند. زیرا پادماده‌هایی که در زمین و خارج از آزمایشگاه‌های خاصی موجود می‌باشند با برخورد با مواد معمولی، نابود می‌شوند. پادذره‌ها و بعضی از پادماده‌های پایدار (مانند ضدهیدروژن)، می‌توانند به مقدار بسیار اندکی تولید شوند، ولی نه به اندازه‌ای که تمام خواص فیزیک-نظری آنها را مورد عمر کوتاه پادماده‌ها به این علت است که با برخورد آنها با ماده‌هایی که در اطراف ما وجود دارند، نابود می‌شوند که با این نابودی، انرژی به اندازه هم‌ارزی جرم و انرژی آزاد می‌شود. ماده و پاد ماده

اسلاید 16: چرا همه ضد ماده ها ازبين رفته اند؟Anti-matterويژگي ديگر پادذرات ، نابودي در صورت برخورد و تماس با پادماده است.در اين انهدام مشترك هردو نابود مي شوند.اگر انرژي به اندازه كافي زياد باشد اين دو به جفت پاد ماده و ماده ديگر تبديل مي شوند.كه اين نمونه تبديل ماده و انرژي به يكديگر طبق فرمول انيشتين است.matterPuff

اسلاید 17: در مرحله آغازين پيدايش جهان هستي كه اولين سنگ بناهاي ماده و پاد ماده از برخورد پرتوها با يكديگر به وجود آمده اند.شايد يك ويژگي ذرات فوق سنگين به وجود اورنده جهان اين است كه هنگام فروپاشي ماده بيشتري نسبت به پاد ماده ايجاد مي كند. خلق جفت‌ها«سبحان الذي خلق الازواج كلّها مما تنبت الارض و من انفسهم و ممّا لا يعلمون» (يس، 36/36) يعني سپاس خدايي كه همه ممكنات عالم را جفت آفريد چه از نباتات و چه از نفوس بشر و ديگر مخلوقات كه شما از آن آگاه نيستيد. به احتمال قوي جمله? «ممّا لا يعلمون» در آيه? بالا كه يعني: «چيزهاي ديگري هم جفت آفريدم كه شما نمي‌دانيد و علم شما به‌آنها نرسيده است.» منظور خشت‌ها و مصالح اوّليه ساخت جهان باشد كه با ضد خود همزاد بوده توأمان بوجود آمدند،

اسلاید 18: بررسی سه نسل ذراتnmm-csntt-tbOrdinary matterCosmic raysAccelerators1st generation2nd generation3rd generation-1/3-1/3+2/3+2/3nee-ud-1/3+2/3-1-1-1000

اسلاید 19: بوزون هاسومین دسته ذرات بنیادی هستندبه عنوان حاملهای نیرو عمل می کنند.که در چهار گروه هستند:گلوئن:نیروی هسته ای قوی : نیروی هسته‌ای ضعیفWبوزون و Zبوزون فوتون: الکترو مغناطیس گراویتون:گرانش

اسلاید 20: سومین دسته از ذرات بنیادی موجود در مدل استاندارد ذرات واسط نیرو هستند که چهار نیروی اصلی گرانش الکترومغناطیس نیروی قوی نیروی ضعیف توسط آنها مبادله میشود.همه ذرات واسطه از نوع بوزون با اسپین صحیح1 هستند به همین دلیل به آنها بوزون های واسطه گفته می شود.ذره واسط نیروی الکترومغناطیس، فوتون(1 ذره)نظریه کوانتوم با ارائه فرمول مشهور پلانک در سال 1900 مطرح شد. سپس ایشنتین با استفاده از بسته های  موج یا کوانتوم نور (همان فوتون ها) اثر فوتو الکتریک را توجیه کرد. واژه فوتون اولین بار در سخنرانی نوبل پلانک در سال 1920 استفاده شد.فوتون در زبان یونانی به معنی نور است.درفیزیک یک فوتون یک ذره بنیادی  یک کوانتوم واکنش الکترو مغناطیس و جزء اصلی نور و سایر تابش های الکترو مغناطیس است.فوتون همچنین حمل کننده نیرو در نیروی الکترومغناطیس است اثر این نیرو هم در مقیاس ماکروسکوپیک و هم در مقیاس میکروسکوپیک به راحتی قابل مشاهده است.فوتون جرم ندارد و همین باعث واکنش در فواصل دور می شود ذره واسط نیروی ضعیف(3 ذره)ذرات Zو +Wو-W که حامل نیروی ضعیف هستند.وجد این ذرات در سال  1968 توسط گاشو ،وینبرگ وسلام برای اتحاد نیروی ضعیف و نیروی الکترومغناطیس پیشگویی شد و جایزه نوبل سال 1969 را برایشان به ارمغان آورد. W از حرف اول کلمه Weak به معنی ضعیف و نام ذره Z توجیه خاصی ندارد.بار الکتریکی ذره +W برابر +1 و پاد ذره آن-W با بار 1-است.بار ذره Z صفر و پاد ذره آن خودش است.این ذرات بیشتر به خاطر نقششان در واپاشی هسته ای شناخته شده هستند.کشف این ذرات در سال 1983 کمک بزرگی به نظریه مدل استاندارد کرد. ذره واسط نیروی قوی،گلئون(8 ذره)گلئون ، ذره‌ای که حدس زده می‌شود بین کوارک‌ها مبادله می‌شودتا آنها را به هم پیوند دهد. به این ترتیب گلئونها به طور غیرمستقیم مسئولیت جذبه بین پروتونها و نوترونها در هسته اتم را به عهده می‌گیرند. گلوئون از کلمه glue به معنای چسب گرفته شده است.8 نوع یا هشت رنگ گلئون وجود دارد. ذره واسط نیروی گرانش یا گراویتون(1 ذره)این ذره حامل نیروی گرانش است و لی هنوز مشاهده نشده است در صورت وجود  بار الکتریکی آن صفر اسپین آن 2 و جرم آن صفر خواهد بود و در حقیقت کوانتوم گرانش است.این ذره یک مزون محسوب می شود. بوزون ها

اسلاید 21: پروفسور عبداسلامدر زیر به برخی از مهم ترین دستاورد های علمی پروفسور عبدالسلام اشاره می شود:_ تئوری دو گانگی نوترینو _ وحدت پیمانه ای بر هم کنش الکترومغناطیسی و هسته ای ضعیف (الکترو-ضعیف)_ پیش بینی نظری وجود ذرات بزرگ W و Z_ خصوصیات تقارنی ذرات بنیادی، تقارن یکانی-- پیش بینی فوتون ها ی هندسیMatter6 quarks6 leptonsGrouped in three generationsForcesElectroweak:g (photon) Z0, W± Strong g (gluon)

اسلاید 22: چهار نیروی موجود در طبیعتWeak Beta-decayStrong Quark bindingElectromagneticTV, PCs Magnets e- e+ creationGravityResponsible ofKeeping us well-planted on earthElectric chargemassweak chargestrongcharge

اسلاید 23: نیروی هسته ای ضعیف واپاشی نوترونnpAntineutrinoElectron

اسلاید 24: واپاشی نوترونیک نوترون آزاد بعد از 15دقیقه تجزیه می شودuddnuudpe-d→ u e- nene15 minدر کوارک داریمLong life time (15min is an eternity in particle physics!)  “weak” without such weak interactions the Sun would shut down!

اسلاید 25: نیروی هسته ای ضعیف: W-,W+,Z0b-decayn→peneW-

اسلاید 26: نیروی الکترو مغناطیسe-e-Photonفوتون ذره ای است که به نیروی الکترومغناطیس نسبت داده می شود

اسلاید 27: نیروی هسته ای قوی: gluonsگلوئن در برهمکنش با کوارکهاگلوئن در برهمکنش با سایر گلوئن ها

اسلاید 28: Quark confinement تحدید کوارککوارک آزاد وجود ندارد و کوارکها و آنتی کوارکها در ذرات دوتاییو سه تایی توسط گلوئن محدود شده اندتا وقتی که پیوند گلوئن به طور ناگهانی از هم گسیخته می شود و به واسطه آزاد شدن اانرژی زوج کوارک و انتی کوارک دیگر به وجود می آیدگلوئن ها کوارکها را کنار هم نگه می دارند وقتی جدا از هم پیش میروندZ0Decay® S.Ward

اسلاید 29: وحدت نیروها ماورای مدل استانداردWEAKSTRONG GRAVITYELECTRO-MAGNETICUNIFIEDFORCE?به دنبال یک تئوری برای وحدت نیروها..............

اسلاید 30: نظريه ريسمانبزرگترین اجسام موجود در جهان یعنی ستارگان تحت تاثیر قانونی هستند که آلبرت اینشتین پیش بینی کرده و همچنین ریزترین اجسام جهان یعنی ذرات زیر اتمی نیز تحت تاثیر قوانین کاملا متفاوتی بنام مکانیک کوانتومی هستند . این دو مجموعه از قوانین در محدوده ی عملکرد خود به گونه ای باور نکردنی کاملا دقیقند ولی هر وقت بخواهیم برای حل برخی از ژرفترین اسرار جهان آنها را با هم ترکیب کنیم به نتایج فجیعی بر میخوریم . چگونه می توانیم نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با هم ادغام کنیم ؟ بله ممکن است مجموعه ای از مفاهیم جدید به نام نظریه ی رشته ها روزی قادر به تشریح تمامی پدیده ها باشند از ریزترین اجزای ماده تا دور افتاده ترین نواحی آن هم با استفاده از ذرات ریز در حال ارتعاش.  

اسلاید 31: نظريه ريسمانقوانین دنیای کوانتوم تفاوت بسیاری با دنیایی دارد که ما با آن خو گرفته ایم. ما فکر می کنیم همه چیز از رقص پر شور ذرات زیر اتمی تا حرکت منظم سیارات از یک اصل اعظم فیزیکی پیروی میکند. تصویر بی قرار و متغیر فضا و زمان پیشبینی شده توسط مکانیک کوانتوم در تعارض مستقیم با مدل هندسی یکدست و منظم فضا و زمان توصیف شده توسط نسبیت عمومی دارد.اگر بتوانیم آن ابر معادله را بیابیم میتوانیم مشخص کنیم جهان در هر مکان و زمانی چه رفتاری دارد.در این چارچوب تمام نیروها به هم پیوند خورده و متحد میشوند.نظریه ی عمومی شناخته ترین نیرو یعنی جاذبه را توصیف می کند و مکانیک کوانتوم سه نیروی دیگر:1-هسته ای قوی که منجر به چسبیدن پروتونها و نوترونها در هسته می شود 2-هسته ای ضعیف که منجر به ایجاد واپاشی هسته ای میشود 3-الکترو مغناطیس که نور, الکتریسیته و نیروی جاذبه ی مغناطیسی به آن مربوط می شود را بیان میکند. تمام پدیده هایی که در جهان حادث میشوند از شکاف اتم تا تولد ستاره چیزی نیستند جز فعل و انفعالات این 4 نیرو وماده. آلبرت انیشتین 30 سال پایانی عمرش را در رویای یگانه سازی این 4 نیرو صرف کرد شاید نظریه ی رشته ها رویای او را بر آورده سازد .  قرنها دانشمندان ذرات بنیادی هر ماده را بصورت گوی در نظر میگرفتند ولی ادعای نظریه ی رشته ها این است که در مرکز هر ذره تار مرتعشی به نام رشته قرار دارد و این ذرات مرتعش کلید ادغام جهان اجسام بزرگ و اجسام ریز در یک تئوری است.

اسلاید 32: نظريه ريسمان

اسلاید 33: اگر یک اتم را به اندازه ی منظومه ی شمسی بزرگ کنیم یک رشته اندازه ای معادل یک درخت را دارد و ارتعاشات آن درست مانند الگوی ارتعاشی یا بسامدهای سیم ویالون سل  آنچه ما بصورت نتهای مختلف میشنویم را بوجود می آورند. ارتعاشات مختلف رشته منجر به ایجاد خصوصیات متفاوت میشود.خصوصیاتی مثل جرم بار الکتریکی و ....به عنوان مثال تنها تفاوت ذراتی که ما ازآن تشکیل شده ایم و ذراتی که جاذبه را منتقل میکنند در نحوه ی ارتعاش رشته های آن است. جهانی که از تعداد بیشماری از این رشته های ریز تشکیل شده را میتوان به عنوان سمفونی عظیم کیهانی در نظر گرفتنظريه ريسمان

اسلاید 34: در سوره النازعات آیات ششم و هفتم نوشته شده است :یَوْمَ تَرْجُفُ الرَّاجِفَةُ ﴿۶﴾تَتْبَعُهَا الرَّادِفَةُ ﴿۷﴾ آن روز که لرزنده بلرزد﴿۶﴾و از پى آن لرزه‏اى [دگر] افتد﴿۷﴾هرچند برداشت سطحی از این آیه ممکن است مفهوم زلزله را بدهد،ولی در آیه ششم به لرزیدن یک لرزنده اشاره شده است،و بعد از آن در آیه هفتم به تبع آن به لرزش تمام اتمها اشاره شده است.این مساله در فرآیند فروپاشی جهان نیز ممکن است کاملا صادق باشد و لرزش از ابتدا از یک ذره آزاد و به همه ذره های محیط اطراف و جهان سرایت بکند و جهان دچار نابودی شود،ولی در حالت عادی نیز صادق است زیرا وقتی یک ذره می لرزد از پی آن سایر ذرات نیز دچرا لرزش می شوند.نظريه ريسمان

اسلاید 35: جمله ذرات عالم در نهان باتو می گویند روزان و شبان ما سمیعیم و بصیریم و هشیم با شما نامحرمان ما خامشیم چون شما سوی جمادی می رویدمحرم جان جمادان کی شوید؟

اسلاید 36: با تشکر