مهبانگ 09

مهبانگ 09

در برنامه ی نهم “مِهبانگ” در قسمت آغازین گزیده‌ی رویدادهای علمی در هفته گذشته را خواهید شنید؛

و در بخش دوم نیز همانطور که جناب نیری بزرگوار فرمودند میهمان بسیار عزیز و گرانقدر، فیزیک‌دان برجسته‌ی ایرانی جناب کامران وفا همراه این هفته‌ی “مِهبانگ”خواهند بود.

جناب کامران وفا از اساتید فیزیک نظری دانشگاه هاروارد و نیز از پیشگامان نظریه‌ی ریسمان‌ها هستند.

اساس نظریه ریسمان‌ها بر پایه‌ی وجود ابعادی بیشتر از سه بُعد مکان و یک بعد زمان که برای ما شناخته شده‌اند شکل گرفته است.

خلاصه‌ای از فعالیت‌های چشمگیر ایشان در حیطه‌ی این نظریه، عبارتند از:

– توضیح و توجیح سیاه‌چاله‌ها

– نظریه‌ی کیهان شناخت بر اساس گاز ریسمانی

– نظریه F

در این برنامه توضیح کامل این نظریه (ریسمان‌ها) و موضوعات مرتبط را از ایشان خواهیم شنید و در میانه‌ی برنامه با همراهی دکتر نیری عزیز پاسخگوی سئوالات شما عزیزان دراین زمینه خواهند بود.

و همچنین در قسمت بعد جناب نیری با توجه به توافق هسته‌ای ایران در هفته گذشته، توضیحاتی در مورد نحوه غنی‌سازی و تولید اورانیوم خواهند داد.

-آخرین اطلاعات در باره تغییرات اقلیمی و گرم شدن جهانی global warming نشان می‌دهند که برخلاف پیش‌بینی اولیه‌ که قرار بود دما تا پایان این قرن به طور متوسط 4 درجه سانتی‌گراد افزایش پیدا ‌کند این مقدار به 8 درجه سانتی‌گراد افزایش پیدا کرده‌است. این افزایش دما به طور میانگین است و در بعضی از نقاط هواهای سردتر و در برخی جاها هواهای گرم‌تری را خواهیم داشت. اثراتش را هم اینک بسته به جایی که زندگی می‌کنیم می‌بینیم.

مسائل مورد بحث و مناقشه در این زمینه این است که آیا تغییرات اقلیمی به علت چرخۀ زمانی است که زمین باید هرازگاهی گرم و سرد می شده یا اینکه فعالیت‌های خورشید بیش از پیش شده و ما این گرما را داریم و یا به دلیل دستکاری‌های بشر است؟

درواقع، به نظر می‌آید که بعد از انقلاب صنعتی به علت پیشرفتهایی که در تکنولوژی و تجاوزی که به طبیعت کرده‌ایم کارهایی را داریم انجام می‌دهیم که با آلاینده‌ها و گازهای مختلفی که به گازهای گلخانه‌ای معروف هستند به این تغییرات کمک می‌کنیم. به عبارت دیگر، با مصرف بی‌رویه کمک به گرم شدن زمین می‌کنیم.

– در 40-30 سال اخیر فیزیکدان‌ها سعی کرده‌اند که تئوری عمومی نسبیت انیشتین را با تئوری کوانتومی وفق بدهند و در این راه خیلی به سختی برخورد کرده‌اند. تا اینکه نظریه ریسمان مطرح شد که از اواخر دهۀ 60 آغاز شد ولی در اواسط دهۀ 70 میلادی تازه متوجه شدند که این تئوری درواقع جوابگوی آن ناسازگاری بین تئوری انیشتین و تئوری کوانتومی می‌تواند باشد.

از آن موقع به بعد همین طور رشد کرد تا رسید به کاندید اصلی وفق دادن این دو نظریه اصلی و پایه فیزیک است.

مطالبی در این تئوری وجود دارد که برایمان آشنا نیست و عادی به نظرمان نمی‌آید. به عنوان مثال، تعداد ابعاد جهانی را بیشتر از 3 بعد در نظر می گیرد. علاوه برآن، به جز ذره اشیا دیگری هم هستند که رل اصلی را بازی می‌کنند از جمله ریسمان‌ها.

ریسمان‌ها می‌توانند حالت‌های مختلفی داشته‌باشند و بسته به نوسانات و ارتعاشات می‌توانند ذرات مختلف را از خودشان نمایش دهند. درواقع، تمام ذرات را می‌توانند به یک نوع ذره و به صورت ریسمان‌ها وحدت کنند. یعنی، در نظریه ریسمان‌ها می‌شود به آن چهار نیروی بنیادین طبیعت وحدت داد.

– ریسمان یعنی چه؟ آیا واقعأ در کیهان یک سری ریسمان وجود دارد؟ هر ذره خودش یک ریسمان می‌شود. الکترون یک ریسمان است. کوارک‌هایی که در یک فوتون هستند ریسمان هستند. یعنی ما تراکمی از انرژی در بخشی از فضا داریم.

زمانی فکر می‌کردیم الکترونها یک نقطه هستند ولی اگر با لوازم خاص به آنها نگاه کنیم می بینیم دایره هایی با شعاع‌های کوچک هستند و به علت کوچکی‌شان است که نقطه می گوییم ولی همین نقطه ها ریسمان هستند. هنوز نمی‌شود گفت که طول دقیق این ریسمان چقدر است ولی می‌توان حدس زد که در حدود 10 به توان 30- سانت باشد. یعنی، طول خیلی خیلی کوچکی دارد و در مقایسه با شعاع اتم که 10 به توان 8 سانت است این ریسمان بسیار کوچک تر است

– چه آزمایش‌هایی بر روی این ریسمان‌ها انجام شده و لازم است که انجام بشود؟ چون در ریسمان‌ها درباره اجسامی صحبت می شود که طول بسیار کوچکی دارند طبیعتأ مشاهده کردنشان و نوع آزمایش‌هایی که می‌شود بر روی آن‌ها انجام داد بسیار سخت است. انرژی‌هایی که لازم است به کار ببریم تا ذرات به این ریزی را مشاهده کنیم بسیار بالاتر از انرژی‌هایی است که در آزمایشگاه توانسته‌ایم به آنها دست پیدا کنیم.

با توجه به انرژی‌هایی که به آنها دسترسی داریم (انرژی‌هایی که در آزمایشگاه سرن انجام می‌شود ضریب 10 به توان 10 است) مشاهده مستقیم ریسمان‌ها در حال حاضر تقریبأ غیرممکن به نظر می‌رسد. نظریه‌ای به نام اَبَر تقارن وجود دارد و بر طبق آن اگر بشود آن را در انرژی‌های پایین مشاهده کرد (از جمله در آزمایشگاه سرن) می‌تواند یک نشانه‌ای غیر مستقیم از نظریه ریسمان‌ها باشد یا حتی بشود برخی خواص ریسمان‌ها را از این طریق اثبات کرد.

– آیا Graviton particle ذره گراویتون در تأیید یا رد ریسمان‌ها می‌تواند اثری داشته‌باشد؟ کشف ذره گراویتون graviton particle درواقع صحه گذاشتن بروجود دو پایه فیزیک (کوانتومی و انیشتین) و مستلزم آنها است. ولی کشف گراویتون به تنهایی نمی‌تواند دلیل بر وجود ریسمان‌ها باشد.

– یکی از چیزهایی که در فیزیک مشاهده شده‌است شکسته شدن تقارن‌هاست؛ آن هم شکسته شدن در ابعادی که ما در بین‌شان هستیم. هرچند با نگاه کردن به دور و اطرافمان به صورت عادی، به شکسته شدن تقارن هسته جهان پی نمی‌بریم. در سه بعد دور و اطرافمان طول و عرض و ارتفاع را می‌توانیم مشاهده کنیم ولی ابعاد دیگری هم هستند که نمی‌توانیم آنها را ببینیم و از نقطه نظر نظریه ریسمان‌ها شکسته شدن تقارن موجب شده تا دیدن ابعاد دیگر سخت گردد. یعنی، آنها کوچک مانده‌اند و ابعاد دیگر بزرگ شده‌اند. از جمله کشف هیگز هم از نشانه‌های شکسته شدن تقارن بوده. در نتیجه شکسته شدن تقارن در فیزیک ایده عجیبی نیست.

چیزی که در مورد نظریه ریسمان عجیب است این است که تقارن شکسته را به ابعاد ربط می‌دهد. ربط دادن به ابعاد، خود دریچه‌های جدیدی را در فیزیک می‌گشاید که خواص هندسی و خواص مختلفی که در این ابعاد مشاهده نشده می‌توانند وجود داشته‌باشند، اثری که در ابعاد بزرگ‌تر می‌توانند داشته‌باشند و اینکه چه هستند یک نوع ارتباط خیلی زیبایی را بین هندسه و فیزیک به وجود می‌آورند. البته این ابعاد دیگر، باید که ابعاد کوچکتری باشند والا آنها را می‌بایست تا حالا در مشاهداتمان دیده بودیم‌شان

– بین ماده و ضد ماده به صورت طبیعی باید تقارنی وجود داشته باشد ولی این تقارن شکسته شده است. به علت شکست شدن این ضد ماده است که ما از ماده تشکیل شده ایم نه از ضد ماده. اگر این تقارن به صورت دقیق برقرار بود این ماده و ضد ماده همدیگر را خنثی می‌کردند و ذره‌ای باقی نمی‌ماند. پس وجود ما خودش نشانه شکسته شدن تقارن است.

شکسته شدن تقارن در تمام قسمت‌های فیزیک وجود دارد. به عنوان مثال:

1- وجود مغناطیس شکسته شدن تقارن است. قرار گرفتن spin الکترون‌ها در یک جهت که مغناطیس را به وجود بیاورد دلیل بر شکسته شدن تقارن است.

2- ابر رسانایی

3- کشف ذره هیگز است.

4- سختی که جامدات دارند نشان دهنده شکسته شدن تقارن‌هایی است که کریستال‌ها به وجود آورده‌اند.

5- وجود ابعاد دیگر هم نشان دهنده شکسته شدن تقارن‌ها بین ابعاد بزرگ‌ترو ابعاد کوچکتری که می‌تواند وجود داشته باشد

– پیش بینی می شود که برای هر ذره‌ای یک نوع ذره مشابه آن ذره وجود دارد و تمام خواص همان ذره را دارد. مثلأ برای الکترون ذره‌ای وجود دارد درست مشابه الکترون با همان بار و جرم الکتریکی. منتهی spin (چرخش) آن با spin الکترون یک اختلاف کوچکی دارد. به این ابر تقارن می گویند. ابر تقارن ارتعاشات کوانتومی را به صورت فاحشی کم می‌کند. یعنی فیزیک کوانتومی تقریبأ از خیلی جهات می‌شود مشابه فیزیک کلاسیک.

این ابرتقارن خواص زیادی دارد ولی هنوز در طبیعت کشف نشده است و در حد پیش بینی است و نمی‌دانیم آیا وجود دارد یا نه ولی اگر وجود هم داشته باشد باید به یک صورتی شکسته شده باشد

– ماده هیگز چیست؟ از بدو پیدایش عالم این ذره یا میدان هیگز وجود داشته و همه ما در این میدان هستیم و بسته به برهم کنشی که با این میدان ایجاد می‌کنیم جرم ما را مشخص می‌کند. بنابراین میدان هیگز به نحوی می‌تواند سرمنشا جرم را به ما نشان دهد که چرا ذرات بنیادین مختلف طبیعت بعضی‌هایشان مانند نور که فوتون است اصلأ هیچ جرمی ندارند و برخی هم مانند الکترون یا نوترینها چرا اینقدر دارای جرم کم هستند و برخی از آن‌ها مانند کوارک‌ها بسیار پر جرم هستند.

بنابراین تعریف جدید جرم این است که هر چقدر با میدان هیگز بیشتر برهم کنش انجام بگیرد ذره پر جرم تر خواهد بود. اگر هیچ نوع برهم کنشی انجام نگیرد مانند ذرات نور و فوتون‌ها بدون جرم خواهند بود.

دریافت فایل صوتی

دریافت فایل صوتی

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

Scroll To Top