Real Time Web Analytics کشف پدیده‌ی همجوشی کوارک‌ها : آیا بمب کوارکی در راه است؟! | دیپ لوک

کشف پدیده‌ی همجوشی کوارک‌ها : آیا بمب کوارکی در راه است؟!

0

فیزیکدانان نوع جدیدی از همجوشی را کشف کردند که بین کوارک‌ها رخ می‌دهد. به دلیل نیروی زیاد ناشی از این پدیده، آن‌ها در مورد انتشار کامل نتایج خود نگران هستند و تقریبا آن را به طور کامل منتشر نکردند. به نظر می‌رسد انرژی حاصل از این همجوشی کوارک‌ها از انرژی هسته‌ای مورد استفاده در عصر حاضر بیشتر باشد! با دیپ لوک همراه باشید…

این می‌تواند آغاز دوره جدیدی در علوم زیر اتمی باشد. اما همان‌ طور که آن‌ها این همجوشی کوراک‌ها را کشف کردند به محدودیت‌های بالقوه‌ی این اثر نیز پی بردند که باعث نا امیدی از تجربه کردن این پدیده نیز می‌شود. کشف این شکل بسیار پر انرژی از همجوشی کوارک‌ها با محدودیت‌هایی مواجه است که بعید به نظر می‌رسد نامزدی برای منابع سوخت در آینده و همچنین ساخت سلاح‌های هسته‌ای بعدی باشد. مارک کارلینر از دانشگاه تل آویو که یکی از دو فیزیکدانی است که این نوع از همجوشی کوارک‌ها را کشف کرده‌ می‌گوید:

باید قبول کنم اولین بار که فهمیدم چنین واکنشی امکان پذیر است ترسیدم.

بیش از یک قرن است که بشر می‌داند ذرات تشکیل دهنده هسته‌ی هر اتم با دارا بودن مقدار چشمگیری انرژی در کنار هم قرار گرفته‌اند. جداسازی این ذرات در فرایندی به نام شکافت هسته‌ای می‌تواند مقداری از این انرژی را آزاد کند. با پیوند دادن این ذرات در فرایندی به نام همجوشی هسته‌ای، انرژی بیشتری آزاد می‌شود. هر دو فرایند می‌توانند هم برای برنامه‌های صلح آمیز مانند تولید برق و هم برای انجام برنامه‌های تجاوزگرانه مانند تولید سلاح‌های هسته‌ای خطرناک استفاده شوند. کارلینر و همکارش جاناتان روزنر در این کشف به جای بازآرایی ذرات تشکیل دهنده هسته اتم یعنی پروتون‌ها و نوترون‌ها، ذرات کوچکتری را بررسی کردند که کوارک نام دارند و آن‌ها را با همان روش ذرات هسته اتم بازآرایی کردند.

کوارک‌ها، شش نوع دارند که در فیزیک ذارت به آن طعم گفته می‌شود. جرم کوارک‌ها در طعم‌های مختلف متفاوت است و با اسامی عجیب و غریب نامگذاری شده‌اند که عبارتند از: بالا، پایین، افسون، شگفت، سَر و تَه. باریون‌ها نوعی از ذرات هستند که از سه کوارک تشکیل شده‌اند. برای مثال باریون ++Xi cc از دو نوع کوارک افسون و یک کوارک بالا تشکیل شده است که کمی سنگین‌تر از کوارک‌های نوع بالا و پایین در پروتون و نوترون می‌باشد.

تبدیل جرم به انرژی (اصل هم ارزی جرم و انرژی انیشتین)‌ عامل نیروی همجوشی و شکافت است، با این حساب می‌توانید مقدار انرژی نهفته در  این فرآیند جدید را تخمین بزنید: اگر انرژی یک دوتریم (یک پروتون به اضافه یک نوترون) را در مقابل تریتیوم (یک پروتون به اضافه دو نوترون) افزایش دهیم، از همجوشی، یک هلیوم (دو پروتون به اضافه دو نوترون) تولید می‌شود و نوترون آخری از صحنه جُرم فرار می‌کند! با این کار ۱۷٫۶ مگا الکترون ولت انرژی و یک بمب هیدروژنی به دست می‌آید!

کارلینر و همکارش محاسبه کردند که همجوشی کوارک‌ها از نوع افسون در کشف اخیر ال‌اچ‌سی ۱۲ مگا الکترون ولت انرژی آزاد خواهد کرد. این مقدار برای دو ذره خیلی خیلی کوچک بد نیست، اما اگر از دو کوارک سنگین دیگر، برای نمونه از دو کوارک تَه، استفاده کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟ جواب این است که از این همجوشی کوارک‌ها ، مقدار چشمگیر ۱۳۸ مگا الکترون ولت انرژی بدست می‌آید!

مطمئنا اولین واکنش انسان در مواجهه با چنین انرژی چشمگیری، پیدا کردن راه جدیدی برای تولید مقدار زیادی انرژی از چنین ماده کوچکی خواهد بود؛ اما به نظر می‌رسد این امر هیچ وقت اتفاق نخواهد افتاد! زیرا بر خلاف اتم‌ها، کوارک‌های تَه را نمی‌توان به داخل یک محفظه سوق داد و درون یک پوسته محبوس کرد. این ذرات قبل از اینکه به کوارک سبک‌تر از خود تبدیل شوند، برای زمانی در حدود چند پیکو ثانیه به دنبال برخورد سر به سر اتم‌ها درون شتاب‌دهنده‌های ذرات به وجود می‌آیند. این مشکل، بمب‌ کوارکی و همجوشی کوارک‌ها را در حد یک داستان علمی تخیلی باقی می‌گذارد و البته خوشبختانه از دسترسی کشورها و گروه‌های تروریستی خارج می‌سازد! اما با توجه به چشم‌انداز پیش رو، این یک نگاه شگفت انگیز به ذات جرم و انرژی و مرموز بودن پدیده‌ها در مقیاس کوانتومی است…

منبع: sciencealert.com

فوق لیسانس فیزیک ذرات بنیادی. علاقمند به تقارنها و نظریه میدان‌های کوانتومی

ارسال نظر

*