واضح آرشیو وب فارسی:سینا پرس: فیزیکدانان مؤسسه تحقیقاتی «پریمیتر» (Perimeter) چگونگی استفاده از بزرگترین ساختارِ ممکن - انحنایِ کلی جهان – به عنوان یک عدسی برای بررسی کوچک ترین ذرات بنیادی قابل مشاهده در جهان امروز را نشان می دهند.دکتر نیایش افشردی، عضو هیات علمی دانشگاه واترلو و موسسه فیزیک نظری پریمیتر و دکتر الیوت نلسون، محقق پسادکتری موسسه به تازگی موفق به کسب مقام سوم جایزه کیهان شناسی «بوکاتر» برای کشف روش کاملا جدید و متفاوتی در کیهان شناسی شده اند. این روش قادر است دریچه ای را به آینده فیزیک ذرات بنیادی بگشاید. دکتر افشردی از فارغ التحصیلان دبیرستان استعدادهای درخشان (تیزهوشان) علامه حلی تهران و برنده مدال نقره المپیاد جهانی فیزیک سال 1996 (1375) نروژ است که تحصیلات کارشناسی خود را در رشته فیزیک در دانشگاه صنعتی شریف به پایان برده و دکتری خود را از دانشگاه پرینستون آمریکا اخذ کرده است. این اخترفیزیکدان جوان ایرانی، پیش از این نیز جوایز علمی متعددی از جمله مدال طلای پروفسور M. K. Vainu Bappu انجمن نجوم هند در سال 2008، جایزه وزارت تحقیقات و نوآوری اونتاریوی کانادا و تسهیلات شتاب دهنده اکتشافات شورای تحقیقات علوم طبیعی و مهندسی کانادا (NSERC) را کسب کرده است. کار تحقیقاتی آن ها از جایی شروع شد که فضا را همانند سطح صاف و همواری در نظر می گیرند که در این فضای صاف و هموار چین خوردگی های موضعی وجود دارند و نکته جالب آن است که جهان به طور کلی یک درصد از این سطح هموار را شامل می شود. مشکل آنجاست که در واقع نباید این طور باشد. خلاء موجود در فضا تهی نیست بلکه در آن میدان هایی وجود دارد که اگرچه ممکن است ضعیف باشند اما مقدارشان صفر نیست. در کوانتوم هیچ چیزی نمی تواند صفر باشد به این علت که پارامتر های کوانتومی دائما در حال حرکت و تغییر هستند. طبق نظریه نسبیت عام، این نوسانات باعث خمیدگی فضا - زمان می شوند. در حقیقت تمام این توضیحات برای آن است که بدانیم یک محاسبه ساده از میزان خمیدگی فضا نشان می دهد که جهان درهم پیچیده ای خواهیم داشت که ماه در آن نمی گنجید. کیهان شناسان همچنین برای حل این مساله تحقیقاتی انجام داده اند: جهان باید خمیده باشد، اما صاف و هموار به نظر بیاید. اگر فرض کنیم ضد جاذبه ای وجود دارد که قادر است به طور دقیق تمایل به خمیدگی فضا را خنثی کند، مشکل قابل حل خواهد بود. چنین پیش بینی ها و تصحیحات نامحتملی از مشکلات همیشگی کیهان شناسان به شمار می رود که بیش از نیم قرن است که با آن دست و پنجه نرم می کنند. در این مقاله، نلسون و افشردی تلاشی برای حل این مساله انجام ندادند. هنگامی که کیهان شناسانِ دیگر به دنبالِ ثابتِ خنثی کننده می گشتند، نلسون و افشردی در پی طرح پرسش دیگری بودند: "آیا اضافه کردن چنین ثابتی برای خنثی کردنِ انرژیِ خلا وجودِ فضا زمانِ مسطح را تضمین می کند؟". پاسخ آن ها این بود: "مسلما خیر !" در این صورت در فضایِ خلاء هنوز میدان های کوانتومی وجود دارد و نوسانات میدان های کوانتومی طبیعت آنها است. حتی اگر آن ها به صورت دقیق و کاملی خنثی شوند به طوری که مقدار میانگین آن صفر باشد، میدان های کوانتومی کماکان حول نقطه صفر نوسان خواهند کرد و نوسانات (دوباره) موجب خمیدگی فضا می شود. در این طرح، مقدار خمیدگی که توسط میدان های معلوم (میدان الکترومغناطیسی یا میدان ناشی از هیگز) ایجاد می شود، آنقدر کوچک است که قابل اندازه گیری نیست و بنابراین مجاز خواهد بود اما مقدار هر میدان ناشناخته ای باید به اندازه کافی کم باشد تا نوسانات آن خمیدگیِ قابل مشاهده در جهان ایجاد نکند این یعنی در نظر گرفتنِ ماکزیمم انرژی برای میدان های نامعلوم. یک حداکثر نظری برای یک میدان نظری ممکن است پیشگامانه به نظر نرسد، اما پنجره جدیدی به مکان غیرمنتظره فیزیک ذرات خواهد گشود. همان طور که مکانیک کوانتومی به ما می آموزد، ذره، حاصلِ برانگیختگیِ میدان است. به عنوان مثال، فوتون، حاصل برانگیختگیِ میدانِ الکتریکی است. همچنین، بوزون هیگز، ذره ای که به تازگی کشف شده حاصل برانگیختگیِ میدانِ هیگز است. تقریبا شبیه موج که نتیجه برآشفتگیِ اقیانوس است. همانطور که می توان از رویِ ارتفاعِ موج، اطلاعاتی راجع به عمق آب به دست آورد، جرم یک ذره نیز به میزان قدرتِ میدانِ متناظر با آن بستگی دارد. انواعِ جدیدِ میدان های کوانتومی، اغلب پیشنهاد هایی برای گسترشِ مدلِ استانداردِ فیزیک ذرات مطرح می کنند. اگر افشردی و نلسون درست گفته باشند و چنین میدان هایی که نوسانات آن ها انرژیِ کافی برای ایجادِ خمیدگی قابل توجه را داشته باشد، وجود نداشته باشند، احتمال وجود ذرات ناشناخته با جرم بیشتر از 35 ترا الکترون ولت بسیار کم خواهد بود. به نوشته سایت انجمن فیزیک، نویسندگان مقاله پیش بینی می کنند که اگر ذرات و میدان های جدیدی در ارتباط با گسترشِ مدل استاندارد وجود داشته باشند در زیر محدوده ذکر شده قرار خواهند گرفت. در طول نسل ها، فیزیک ذرات پیشرفت بسیار زیادی داشته است: ساختن برخورددهنده های قدرتمند و قدرتمند تر برای تولید، سپس ضربه زدن و مطالعه و بررسیِ ذرات سنگین و سنگین تر. درست مانند آن است که از طبقه همکف شروع به ساختن کرده ایم و هر چه که به طبقات بالاتر می رسیم، ذرات بیشتری را کشف می کنیم. آنچه که نلسون و افشردی انجام داده اند، تنها ابری کردن آسمان است. در فیزیک ذرات بحث گسترده ای پیرامون این موضوع که آیا به تولید شتابدهنده های بسیار قدرتمندتر برای جست وجو و بررسی ذراتِ ناشناخته سنگین تر نیازمند هستیم یا خیر وجود دارد. در حال حاضر، قدرتمند ترین شتابدهنده جهان، شتابدهنده بزرگ هادرونی با انرژی ای از مرتبه 14 ترا الکترون ولت عمل می کند و این در حالی است که شتابدهنده فوق سریعِ چین تا پیشنهادِ 100 ترا الکترون ولت نیز پیش رفته است. از آنجایی که ادامه این بحث ناتمام است، نتایج بررسی های تحقیقِ جدید می تواند به تجربی کاران در انتخاب انرژی مطلوب کمک کند که ارتفاع کدام آسمانخراشِ انرژی مناسب تر است! به گزارش ایسنا،موسسه پریمیتر، بزرگترین موسسه تحقیقاتی فیزیک نظری در جهان به شمار می رود که در سال 1999 برای گسترش اکتشافات در فهم بنیادی جهان از کوچکترین ذرات تا کل کیهان تاسیس شد.
سه شنبه ، ۲۹دی۱۳۹۴
[مشاهده متن کامل خبر]
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: سینا پرس]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 19]