نوترینو

واضح آرشیو وب فارسی:سایت ریسک: View Full Version : نوترینو saeed-d05-11-2008, 07:09 PMاطلاعات اولیه فیزیک و اختر شناسی جدید بستگی نزدیکی با یکدیگر دارند. در حالی که فضا برای علم فیزیک که نمی‌تواند بسیاری از فرآیندها را در شرایط زمینی مطالعه نماید. در حکم آزمایشگاهی می‌باشد. کشفیات این علم در این آزمایشگاه پیشرفت اخترشناسی را آسان می‌سازد. بنابراین ما شاهد نفوذ این دو علم در یکدیگر هستیم که یک مرحله طبیعی در روند ادراک می‌باشد. نوترینو در میان دویست ذره بنیادی شناخت شده برای فیزیکدانان عجیب‌ترین ذره می‌باشد. طبق نظریه‌ای که از مدتها پیش وجود داشته ، نوترینو جرم سکون ندارد و همیشه دقیقا با سرعت نورحرکت می‌نماید از سوی دیگر ، هیچ قانونی وجود ندارد فرض اینکه نوترینو دارای جرم باشد را منع کند. نوترینو بدون جرم طبق نظریه‌ای که از مدتها پیش وجود داشته نوترینو دارای جرم سکون نیست و همیشه دقیقا با سرعت نور حرکت می‌نماید. و اینکه نوترینو دارای جرم باشد، گروهی از متخصصین در موسسه فیزیک نظری و تجربی فرهنگستان علوم شوروی سابق تشویق نمود تا برای یافتن جرم نوترینو (اگر چنین جرمی وجود داشته باشد) به تجربیاتی دست بزنند. با آنکه هنوز این تجربه در مرحله مقدماتی است، نتایج آن بسیار هیجان‌انگیز می‌باشد. جرم نوترینو صفر نیست، بلکه بین 14 تا 16 الکترون ولت است. نوترینو جرم بزرگی ندارد، جرم آن بین سی هزارم و ده هزارم جرم الکترون است، ولی واقعیت وجود داشتن چنین جرمی ، اگر تصدیق شود باید موجب تغییرات عمده‌ای در عقاید و آرا متداول ما درباره جهان گردد. نوترینو در فضا از میان مسائل قابل توجهی که امروزه اخترشناسان با آن روبرو هستند مسئله انرژی خورشیدی و ستاره‌ای است. تا همین اواخر اعتقاد بر این بود که منبع این انرژی واکنش گرما - هسته‌ای تبدیل هیدروژن به هلیوم است. این عقیده به قدری قوت داشت که تقریبا جزو بدیهیات به شمار می‌آمد، ولی بعد تردید بر آن سایه افکند. اگر خورشید حقیقتا محل واکنش‌های گرما - هسته‌ای باشد. در این صورت باید نوترینو در آنجا ایجاد شود. به علت قدرت نفوذ بسیار زیاد نوترینوها و برهمکنش ضعیف آنها با ماده ، این ذرات باید به فضای خورشید فرار کنند و برخی از آنها باید به زمین برسند. همان طور که می‌دانید وسیله خاصی برای ثبت نوترینوها وجود دارد. بلی مشخص شده تعدادی از این ذرات که به زمین می‌رسند، چند برابر کوچک‌تر از تعدادی است که به وسیله فرضیه پیش بینی شده است. اگر نوترینو دارای جرم باشد؟ اگر ثابت شود که نوترینو دارای جرم است امکانات جدیدی را پدید می‌آید. تا نتایج تجربیات نوترینو را که رضایت بخش نیستند، توضیح دهیم. نظریه پردازان بر این عقیده هستند که سه نوع نوترینو در طبیعت وجود دارد و تصور می‌کنند نوترنیوئی نوترینوهای خورشید که به وسیله آشکارسازهای ویژه‌ای ثبت می‌شود. ممکن است در مسیر حرکت خود به سوی زمین به نوترینوهای دیگر تبدیل شوند که آنها به وسیله آشکارسازها قابل ثبت نیستند. اگر تصدیق شود که نوترینو دارای جرم است، باید درباره بسیاری از عقاید کیهان شناسی تجدید نظر به عمل آوریم. سهم نوترینو در فضا هندسه فضا به چگالی ماده مربوط می‌شود. اگر چگالی از مقدار بحرانی معین 10-29 گرم در سانتی متر مکعب بزرگ باشد. فضای جهان بسته و هدر می‌گردد. تاکنون اختر فیزیکدانان براین عقیده بوده‌اند که چگالی متوسط واقعی در جهان از مقدار بحرانی تعیین شده کمتر است. ممکن است که نوترینو به طور قابل توجهی این نظریه را تغییر دهد. طبق اطلاعات موجود در مقابل هر پروتوندر جهان حدود یک بیلیون نوترینو وجود دارد. (مبنای محاسبات پروتون می‌باشد. زیرا هسته هیدروژن است و هیدروژن فراوانترین عنصر شیمیایی در طبیعت است). اگر نوترینو واقعا دارای جرم باشد و اگر این جرم دهها میلیون بار کوچک‌تر از جرم پروتون باشد، جرم کل نوترینو در جهان 30 برابر بزرگتر از جرم ماده استاندارد می‌گردد. ممکن است تمام ستارگان ، سیارات ، کهکشان‌ها و سحابی‌ها فقط سهم کوچکی را در زمینه نوترینوئی داشته باشند. مفهوم چنین مطلبی آنست که چگالی متوسط ماده بسیار بزرگتر از مقدار بحرانی می‌باشد. در نتیجه جهان بسته و محدود است و زمانی در آینده جایگزین انبساط آن می‌شود. کهکشان‌ها و خوشه بندی آنها در اولین مرحله انبساط جهان، ناپایداری‌های کوچک اتفاقی از گاز نوترینویی که جهان را پر نموده بود، ناشی می‌شدند. ولی در آن مرحله نوترینوها فوق‌العاده پرانرژی بودند و میدانهای گرانشی توده‌های کوچک ماده برای آنکه نوترینوها را به خود متصل سازند کافی نبودند. و این نوترینوها به تدریج نابود و پراکنده شدند. در ضمن ادامه انبساط نوترینوهاسرعت خود را از دست دادند. و طبق محاسبات حدود سیصد سال پس از انبساط ، آنها را در توده‌های ماده که بزرگتر شده و قابلیت جذب نوترینو را پیدا کرده بودند قرار گرفتند. جرم این توده‌ها 1015 برابر جرم خورشید بود. آنها به تدریج سنگین‌تر شدند و شدت میدان گرانشی آنها افزایش یافت و تعداد بیشتری نوترینو جذب گردید. حدود یک میلیون سال پس از آغاز انبساط توسط توده‌های ماده نیز قادر بودند که ماده استاندارد - گاز خنثی- را جذب نمایند. محاسبات نشان می دهد که مقدار این ماده فقط چند دهم جرم کل تجمع های نوترینوئی می باشد. جرم پنهان (Hidden Mass) برای روشن ساختن جرم پنهان که چندسالی است فیزیکدانان برای حل آن تلاش می‌نمایند، بایستی ماهیت نوترینوها از لحاظ جرم‌دار بودن مشخص شود. برای تعیین جرم خوشه‌های کهکشانی دو راه وجود دارد، که عبارتند از: نخستین طریق به وسیله تابش خوشه می‌باشد. هر چه جرم خوشه بزرگتر باشد، تابش آن بیشتر است. طریقه دوم بر مبنای قانون گرانش نیوتون و حرکت کهکشان‌ها در داخل خوشه‌ها نسبت به یکدیگر که به وسیله این قانون مشخص می‌گردد، می‌باشد. اطلاعاتی که بوسیله این دو روش به دست آمده با یکدیگر تفاوت فاحشی دارند. جرمی که بر مبنای قانون گرانش حاصل می‌شود چندین برابر مقداری است که از شدت تابش نتیجه می‌گردد. توضیحی که در این مورد می‌توان بیان داشت، بدین گونه می‌باشد که خوشه‌ها حاوی اجسام غیر درخشان هستند که در تراکم ماده سهیم می‌باشند ولی اثری در تابش ندارد. اینگونه جرمهای پنهان شده باعث افزایش سرعت کهکشانهای داخل خوشه ها می‌شود. ماهیت فیزیکی جرم‌های پنهان شده تعدادی فرضیه در مورد ماهیت فیزیکی جرم‌های پنهان شده مطرح شده است و آنها پیشنهاد می‌نمایند که این جرم‌ها گاز ، گرد و غبار ، ستارگانی با تابش اندک یا سیاهچاله می‌باشند. ولی هیچ یک از این فرضیه‌ها نمی‌توانند چگونگی مسائل را به نحو رضایت بخشی توضیح دهند. در نتیجه این مسئله هنوز بدون پاسخ می‌باشد. ممکن است نوترینوها این مسئله را روشن کنند. اگر آنها دارای جرم باشند. در آن صورت سهم آنها در جرم کل کهکشان‌های موجود در خوشه‌ها ، برای بیان علت اختلافی که در تعیین جرم به وسیله دو روش پدید می‌آید کافی باشد. فرضیه مبنی بر اینکه جرم نوترینو صفر نیست همانطور که می‌دانید احتمال وجود نوترینوها بر مبنای تباهی بنا می‌باشد. یعنی فرآیندی که به وسیله آن هسته یک عنصر شیمیایی یک الکترون از دست می‌دهد و به هسته عنصر دیگری تبدیل می‌گردد. فیزیکدانان ملاحظه نمودند که در برخی موارد ، انرژی الکترون خارج شده کمتر از مقداری می‌باشد که بوسیله محاسبات نظری پیشنهاد شده است. فیزیکدانان بلند پایه سوئیسی و ولف گانگ پائولی (Wolfgong Pouli) پیشنهاد نمود. نقصان انرژی بوسیله ذره خنثای شناخته شده‌ای حمل می‌گردد که هیچ برهمکنش قابل توجهی با ماده ندارد و بنابراین نمی‌توان به وجود آن پی برد. این ذره نوترینو نامیده شد. و وجود آن به وسیله تجربه تائید گردید. برای تعیین اینکه آیا نوترینو دارای جرم است یا نه؟ اصولا تباهی بتا می‌تواند شاخص غیر مستقیمی باشد. منبع:رشد saeed-d05-11-2008, 07:16 PMنگاه اجمالی همان طور که می‌دانید، خورشید «جعبه سیاهی» است که اختر شناسان فقط می‌توانند «خروجی» آن را بررسی نمایند. تمام اطلاعات مربوط به خورشید که برای اخترشناسی جدید قابل حصول بوده بر مبنای مطالعه تابش‌های مختلفی قرار دارد. که از بیرونی ترین لایه‌های خورشید منتشر می‌گردد. هیچ گونه معلوماتی مستقیما از اعماق خورشید به دست نمی‌آید. اگر بخواهیم اظهار نظر دقیقی به عمل آوریم. باید بگوییم که نظریه ترکیب داخلی خورشید که دوام میزان انرژی آن را در اثر واکنش‌های گرما هسته‌ای می‌داند فقط یک مدل نظری است. آری ، کلمه فقط در این مورد کاملا مناسب نیست. http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/5/5d/solar-anim071400.gif نوترینو نوترینو ذره‌ای است با سرعت زیاد که مستقیما مربوط به واکنش‌های گرما-هسته‌ای می‌گردد. نوترینوها در اثر تبدیل هسته هیدروژن به هلیوم تشکیل می‌شوند و بر مبنای عقاید جدید ، منبعی از انرژی میان ستاره‌ای هستند. شار این ذرات و انرژی آنها به درجه حرارت و ماهیت واکنش‌های گرما - هسته‌ای بستگی دارند. در حالی که فوتونهای تشکیل شده در داخل منظومه شمسی ، پیش از وارد شدن به فضا حدودا ده بیلیون بار برخورد پیدا می‌کنند. قدرت نفوذ نوترینو به قدری زیاد است که از تمام توده ماده خورشیدی بدون برخورد به مانعی عبور می‌کند و به زمین می‌رسد. اگر امکان داشت آنها را به دام بیاندازیم می‌توانستیم مشاهده نماییم که در داخل خورشید چه می‌گذرد. در صورتی که نوترینوها فقط بطور مستقیم در خلال برهمکنش با ذرات دیگر (در واکنشهای گرما - هسته‌ای) که نتایج آن قابل ثبت می‌باشد، بررسی می‌شوند. چنین اظهار نظری بسیار مشکل می‌گردد. نظریه گرما - هسته‌ای نظریه گرما هسته‌ای به وضوح فرآیندهای تکامل ستاره‌ای را توضیح می‌دهد. و با مشخصات فیزیکی قابل رصد خورشید و ستارگان کاملا مطابقت می‌نماید. با این وجود این نظریه درست مانند هر مدل نظری دیگر که مربوط به وضعیت داخلی جعبه سیاه است چون بر شواهد غیر مستقیمی تکیه دارد، نمی‌تواند رضایت بخش باشد. تایید مستقیم اطلاعات ضروری است و چنین تاییدی باید از اطلاعاتی که مستقیما از داخل ستارگان به دست می‌آید، فراهم گردد. یکی از راههای بدست آوردن چنین اطلاعاتی مشخص شده است. و آن عبارت است از اختر شناسی نوترینویی و یا به طور دقیق نیز یک نجومی نوترینویی. http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c3/sun-core.gif واکنش گرما-هسته‌ای در نوترینو یکی از این گونه واکنش‌ها به وسیله فیزیکدان مشهور آگادمیسین برنو .ام.پونتکرنو (Bruno M.Pontecorvo) پیشنهاد گردید. او خاطر نشان کرد که ایزوتوپ کلر) می‌تواند یک نوترینو جذب کند و با از دست دادن یک الکترون به یکی از ایزوتوپ‌های آرگن (37Ar) تبدیل شود. که ردیابی الکترون بوجود آمده دشوار نیست. از این گذشته چون 37Ar رادیواکتیو است، مقدار آن بوسیه محصولات حاصل از تجزیه‌اش قابل اندازه گیری می‌باشد. آشکارسازی نوترینوها اشکال ثبت نوترینوها به وسیله آشکارساز کلر این است که باید شار نوترینو از دیگر پرتوهای کیهانی که می‌توانند واکنش هسته‌ای تبدیل کلر به آرگن را آغاز کنند، مجزا شود. این واقعیت انجام گیری در عمق کره زمین را که نفوذ ذرات کیهانی به داخل آن ممکن نیست، ضروری می سازد. فکر ساختن آشکارساز کلر به وسیله فیزیکدان آمریکایی ریموند دیویس (Ragmond Davis) و همکارش اجرا گردید. دام نوترینو از مخزن عظیمی حاوی 600 تن تتراکلرو اتیلن مایع پاک کننده معمولی تشکیل شده بود و در گودال سنگی معدن هومزتیک نزدیک شهر لید در داکوتای جنوبی کار گذاشته شد. تفاوت تابش الکترومغناطیسی با نوترینوی خورشیدی تابش الکترومغناطیسی که از خورشید به ما می‌رسد. واقعا حدود یک میلیون سال پیش از خورشید گسیل شده و باید فاصله داخل خورشید تا سطح آن و بعد تا سطح زمین را پیموده باشد. ولی نوترینوها عملا شرایط خورشید را در لحظه بررسی گزارش می‌دهند. بنابراین تعجبی ندارد که چرا نتایج مطالعه به وسیله تابش الکترومغناطیسی با نتایج مطالعه به وسیله نوترینو تفاوت دارد. آیا عدم وجود نوترینوهای خورشید در آزمایش ویدیس به دلیل است که در دوره ما کوره گرما هسته‌ای خورشید است از کار کشیده است؟ برای پاسخ دادن به این سئوال آزمایش‌های بیشتری ضرورت دارد. و تجهیزات چنین آزمایشی هم اکنون در حال گسترش می‌باشد. مسئله دیگری که احتمال نتایج تجربیات دیویس را توضیح می‌دهد. طبیعت خود نوترینوهامی‌باشد. سایت ما را در گوگل محبوب کنید با کلیک روی دکمه ای که در سمت چپ این منو با عنوان +1 قرار داده شده شما به این سایت مهر تأیید میزنید و به دوستانتان در صفحه جستجوی گوگل دیدن این سایت را پیشنهاد میکنید که این امر خود باعث افزایش رتبه سایت در گوگل میشود

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت ریسک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 445]