هایم هراری (Haim Harrari) یک فیزیکدان نظریست و بین سال‌های 1988 تا 2001 رئیس انیستیتوی علوم وایزمن (Weizmann Institute of Science) بوده است و از 2001 به این طرف کرسی انیستیتوی علوم دیویدسون (Davidson Institute of Science Education) را داشته است.

 

بیش از یک قرن است که الکترون با ما بوده است و اساس انقلاب الکترونیکی و تکنولوژی اطلاعاتی ما را شکل داده است. به باور فیزیک، الکترون ذره ای نامرئی و متمرکز در یک نقطه است و تقسیم ناپذیر. ولی آیا واقعاً اینگونه است؟

در سال 1920 نیز فیزیک نظری وجود ذره دیگری به نام نوترینو (Neutrino)را پیش‌بینی کرد که نقشی عمده در تولد ستاره‌ها (از جمله خورشید) و هسته های سنگین دارد. این ذره که یک میلیون بار سبک‌تر از الکترون هست در دهه 50 میلادی در آزمایشگاه مشاهده شد که علاوه بر نامرئی بودن، اندرکنش آن با دیگر ذرات جهان فوق‌العاده ضعیف است. (مترجم: همین الان، در هرلحظه، میلیاردها نوترینو از بدن ما عبور می‌کنند بدون آنکه اثر قابل ملاحظه ای داشته باشند و میلیارها نوترینو هم از هر سانتی متر مربع کره زمین وارد می‌شوند و بدون هیچ واکنشی از آنطرف زمین بیرون می آیند). ولی آیا واقعاً اینگونه است؟

در دهه 60 میلادی نیز ذرات جدیدی به نام کوارک که اجزای پرتون ها و نوترون ها می‌باشند کشف شد هرچند تا امروز هیچ کوارکی به تنهائی و مجزا مشاهده نشده‌ است بلکه به طور سه تائی و تنها در محدوده فوق‌العاده کوچک فضا (اندازه پروتون و نوترون) مشاهده شده‌اند. (گفتنی است که دو گونه از این کوارک وجود دارد به نام های کوارکup و کوارک down که این نامگذاری هیچ ارتباطی با «بالا» یا «پایین» ندارد.) این‌ها نیز به عنوان ذراتی تقسیم ناپذیر و بنیادی به حساب می آیند. ولی آیا واقعاً چنین است؟

 تا اینجا شد چهار ذره بنیادی (الکترون، نوترینو، کوارک آپ و کوارک داون). امروز می‌دانیم که طبیعت دو کپی دیگر نیز از این چهار ذره دارد هرچند علت وجود آن‌ها هنوز ناشناخته است. تا آنجائی که به خواص این کپی ها مربوط می شود، منهای جرم که بسیار متفاوت می باشند،دیگر خواص هر کپی عین اصل است. این 12 ذره همگی نامرئی و متمرکز در یک نقطه اند و به عنوان ذره بنیادی شناخته می‌شوند . ولی آیا واقعاً اینگونه است؟

 روزگاری اتم ذره بنیادی تعریف می‌شد و غیرقابل تقسیم. این تفکر چندان نپائید و این بار هسته اتم ذره‌ای بنیادی و تقسیم ناپذیر تعرف شد. این باور نیز جای خود را به تقسیم ناپذیر و بنیادی بودن پروتون داد. با این اوصاف، چطور می‌توانیم کله شقی کنیم و فکر کنیم آنچه امروز بنیادی و تقسیم ناپذیر می‌دانیم واقعاً چنان باشد؟ چرا باید طبیعت 12 ذره اینقدر متفاوت را تولید کرده باشد که با وجود نظم خاصی که در مورد بار الکتریکی و نسبت بارها (مثلاً اکترون به کوارک) صادق است، هیچ نظم و رابطه خاصی به جرم آن‌ها حاکم نیست؟ آیا همین دلیل خوبی نیست که این ذرات به اصطلاح بنیادی قابل تقسیم هستند و از ذراتی دیگر ساخته شده اند؟

 البته هیچ شواهد آزمایشگاهی که دلالت بر تقسیم پذیر بودن این ذرات بکند در دست نیست. هیچ تئوری قابل قبولی هم نداریم که دلالت بر وجود چنان ذرات سبکی که (در صورت وجود) باید طبق تئوری کوانتوم سرعت های بسیار بالا (و بنابراین انرژی بسیار زیاد) داشته باشند کند. این دو نکته فیزیکدان ها را تشویق می‌کند که فکر کنند به شناخت بنیادی ترین سطح از ساختار ماده رسیده اند.

 اکنون بیش از دو دهه می‌شود که فیزیک امیدوار است بتواند این طیف وسیع ذرات بنیادی را توسط مودهای نوسانی چیزی یه اسم «ریسمان» (string) توضیح دهد. این «ریسمان» ها برخلاف تصور قبلی در مورد ذرات بنیادی مبنی بر تمرکز در یک نقطه، رشته هائی هستند بسیار کوچک (مترجم: حدود 33^10 سانتیمتر) و بنیادی ترین ساختار ماده تعبیر می شوند. لیکن علیرغم ریاضیات زیبائی که در تئوری ریسمان (string theory) به کار رفته است تا امروز حتی یک یافته آزمایشگاهی این تئوری را تائید نکرده است.

 با توجه به موارد بالا و نبودن هیچ تئوری مقبول و هیچ تائید آزمایشگاهی، من معتقدم و به این باور نیز باقی خواهم ماند که الکترون، نوترینو و کوارک تقسیم پذیر است و از ذرات کوچکتری ساخته شده اند. این ذرات ممکن است یه شکل ریسمان باشند (یا نباشند). حتی ممکن است خود آن‌ها نیز تقسیم پذیر باشند.

 آیا آنقدر عمر خواهیم کرد که اجزا الکترون را ببینیم؟

نظرات   

 
#5 ... طرحی نو دراندازیممصطفی افشار 1396-03-20 18:18
با سلام خدمت دکتر ناصری و دیگر دوستان آکادمی
نیوتن نگاهی تازه آورد و زبان ریاضی مربوط به آن را نیز فراهم آورد.
انیشتین نیز همین کار را کرد و ریاضیات آن را با همکارانش ساخت.
از سویی کوانتوم نیز با معادلات پیچیده ای مانند معادلات شرودینگر و دیگر مبانی ریاضی حضور پیدا کرد.
اما حالا که در ظاهر فیزیک به مبانی و بنیادی ترین ماهیت های هستی بسیار نزدیک شده، با درب های بسته ی زیادی رو در رو شده است که فقط متمایل کردن ریاضیات، جوابگوی باز کردن تمام این درب ها نیست؛ چه این که ریاضیات نظری در شاخه های مختلف به پیشرفت هایی دست یافته که ستودنی است و مشکل فیزیک نظری، جا ماندن ریاضیات نیست.
شاید امروز روزگاری است که نظریه ی اتمیسم دموکریتوس را کناری نهاده و برای برونرفت از این وضعیت، آنهم در آستانه ی کشف ذرات بنیادین، نگاهی نو به تمامی فراروایت ها و پیش فرض های بنیادین مانند اتمیسم دموکریتوسی بیندازیم که این آکادمی با حرکتی بسیار ظریف بین علم پیشینیان و دست درازی خلاقانه به نایافته های پیش رو، این مهم را با دقت در نطر دارد.
پیشاپیش از دکتر ناصری عزیز برای این همت عالی سپاسگزارم.
 
 
#4 نظرسینا هماتاش 1395-10-10 08:05
سلام آقای دکتر .
به نظر من این ذرات تقسیم پذیری شان تا جایی ادامه پیدا میکنه که در نهایت دچار یک اتصال همراه با خمیدگی به ابعاد بسیار بزرگتر میکنه. یعنی پایانی برای این تجزیه پذیری وجود نداره و دقیقا وقتی خیلی داخل اتم پیش میریم در نهایت وارد فضا میشیم. یکم افکارم پیچیدس اما شاید از نظر فیزیک هم قبلا بررسی شده باشه. به نظر شما همچین چیزی مصداق علمی داره؟
 
 
#3 10حسین طحان کار دزفولی 1394-10-25 15:52
سلام
موضوع جالبی بود . موجودات جهان تا کجا تجزیه پذیراند؟؟
بلفرض الکترون و کوارک تجزیه پذیر باشند و تجیزیه های آنها هم تجزیه شوند و ...... بالاخره این تجزیه جایی توقف می شد یا نه؟؟
اصلا دوست ندارم به این موضوع فکر کنم که موجودات بنیادی وجود ندارد!!!

ناصرى:
با درود، حق با شماست و من هم مثل شما اعتقادى به بينهايت ندارم. اين موضوع را در كلاس جبر گويا خواهيم شكافت.
 
 
+1 #2 چهار ذره بنیادیعاطفه ابوالقاسمی امیری 1394-04-01 07:22
با سلام

گفته شد : در طبیعت دو کپی دیگر از این چهار ذره وجود دارد.
این دو کپی ، چه می توانند باشند؟

ناصرى:
با سلام، در كلاس فيزيك ذرات بنيادى (تئورى ميدان كوانتمى) همه ذرات را معرفى خواهيم كرد.
 
 
+2 #1 آیا الکترون-کوارک-ن وترینو ذرات بنیادی هستند؟عاطفه ابوالقاسمی امیری 1393-01-26 18:46
با سلام فراوان
با خواندن این مطلب بیشتر از گذشته به تاثیر رابطه پی بردم.
رشته من تجربی است
ایکاش ریاضیات را بیشتر می دانستم.
کل مفهوم رابطه را می توان با ریضیات ، بیشتر درک کرد.
خیلی زیباست
شاید ، مانند آنچه که در تئوری آشوب متوجه شدم ، اینجا هم با رسیدن به اجزا الکترون ، ناگهان به یک دنیای جدیدوعظیمی برسیم
 

شما اجازه ارسال نظر ندارید. لطفا ابتدا عضو شوید