مهبانگ 10

مهبانگ 10

در قسمت آغازین برنامه‌ی دهم “مِهبانگ” گزیده‌ای از اخبار علمی در هفته گذشته را خواهید شنید؛ و در قسمت دوم جناب دکتر نیری داستان پیدایش و دگرگونی فیزیک کوانتوم را از ابتدا به شیوائی توضیح خواهند داد و نیز به توضیح گوشه‌ای از کاربردها و استفاده‌‌های فیزیک کوانتوم در زندگی روزمره خواهند پرداخت و در خلال داستان کوانتوم، پاسخگوی پرسش‌های تلفنی عزیزان خواهند بود.

*********************************************************************************

– دانشمندان دانشگاه میشیگان در تحقیقی متوجه شده اند که قرار گرفتن دو جنس مخالف از مگس میوه در کنار هم اگر به تولید مثل نپردازند باعث کوتاه شدن عمرشان می‌شود. این تحقیق در نوع خودش جالب است برای اینکه 67% از نظر ژنی ما به این مگس شباهت داریم.

 

– اخیرأ یک ستاره دنباله داری به نام آیسان Ison از فاصله 120 میلیون کیلومتری خورشید رد شد. با توجه به اینکه فاصله زمین تا خورشید 150 میلیون کیلومتر است در نتیجه این فاصله با توجه به مقیاس نجومی بسیار نزدیک قلمداد می‌شود و فاصله اش کوتاه‌تر از فاصله زمین تا خورشید بوده است.
معمولأ ستاره دنباله دار یک کلاهک یا مغز سنگی دارد و دنبالۀ آن گازهایی هستند که از آن مغز درونی به بیرون فوران می‌کنند و دنباله دار با سرعت بسیار زیادی به سمت خورشید کشیده می‌شود. بسیاری از این ستاره های دنباله دار یا به درون خورشید خواهند افتاد یا به دور خورشید خواهند چرخید و در اثر این چرخش بیشتر اعضایشان متلاشی خواهد شد. یا به دلیل فاصله زیاد فقط یک دور به دور خورشید می چرخند مانند ستاره دنباله دار هالی که هر 80 سال یکبار نمایان می‌شود.

 

– خاستگاه یا سرچشمه ستاره های دنباله دار عمومأ از ابرهای اورت Oort می باشند که اخترشناس هلندی Jan Oort کاشف آن‌ها بود. ستاره های دنباله دار معمولأ به سمت خورشید کشیده می شوند. ممکن است یکی از ستاره های دنباله دار به زمین اصابت کند که در این صورت فاجعه ای به بار خواهد آورد که شبیه آن 65 میلیون سال پیش اتفاق افتاد.
ستاره دنباله دار showmaker lew در اواخر دهه 90 به سیاره مشتری اصابت کرد. پر جرم ترین سیاره بعد از خورشید سیاره مشتری Jupiter (خدای نگاه دار زمین) است. اگر این سیاره با چنین جرمی در این نقطه از منظومه شمسی قرار نداشت ممکن بود این ستاره های دنباله دار به زمین اصابت می‌کردند. سیاره مشتری به علت جاذبه خیلی قوی که دارد ستاره های دنباله دار را جذب خودش می کند. در غیر این صورت ستاره‌های دنباله دار یا به خورشید اصابت می کردند یا به زمین.

 

– تا به امروز فیزیک کوانتومی موفق‌ترین و در عین حال شگفت انگیز‌ترین بخش از دانش بشری بوده چرا که هیچ آزمایشی نبوده که بتواند نشان دهد فیزیک کوانتومی اشکال یا ایراد دارد. تمام تجهیزات الکترونیکی، تلفن‌های هوشمند، تلویزیون‌های تخت پلاسما و LED که ما استفاده می‌کنیم همه این‌ها کاربرد فیزیک کوانتومی است. درست است که فیزیک کوانتومی کاملأ مجرد و انتزاعی است ولی در تمام زندگی روزمره نمی‌توانید از وسایلی استفاده نکنید که فیزیک کوانتومی در آن نقشی نداشته باشد.

 

– در اواخر قرن 19 دانشمندان تلاش می‌کردند مفاهیم نور، حرارت و امواج الکترو مغناطیسی را به هم ربط دهند تا رابطه آن‌ها را بفهمند. آن‌ها متوجه شدند که رنگ اجسام بسته به درجه حرارتشان از خود طول موج نوری ساطع می‌کنند و بنا به رابطه ساده ریاضی طول موجی که منتشر می شود را می توان به درجه حرارت شان ربط داد.

 

– مثلأ ما انسان‌ها با توجه به درجه حرارت بدنمان به طور طبیعی طول موجی را منتشر می‌کنیم که قابل روئیت هم نیست و به آن نور فروسرخ یا مادون قرمز می‌گویند.
معمولأ در نیروی نظامی و انتظامی از عینک‌های دید شب استفاده می‌کنند برای اینکه در روز نور خورشید در محدوده نور مرئی هست و تقریبأ از روی تمام اجسام منعکس می‌شود و به چشمان ما می‌رسد. در خلال میلیون‌ها سال چشمان ما به خاطر وجود درجه حرارت ستاره ای به نام خورشید منطبق شده است. خورشید بیشترین طول موج نور را از خودش منتشر می‌کند و همانطور که گفته شد در طول موج مرئی قرار دارد. اگر ستاره ما به جای درجه حرارت کنونی اش 5 برابر گرم‌تر از این چیزی بود که اکنون است آن وقت چشمان ما به جای اینکه به نور مرئی حساس باشد احتمالأ به نور بنفش و یا حتی فرا بنفش حساس می‌شد.

 

– بنابراین چشمان ما به طور طبیعی به نور مرئی حساس است و در شب ما نمی‌توانیم همدیگر را ببینیم اما بدن ما به خاطر درجه حرارت طبیعی که دارد همچنان از خودش نور فروسرخ یا مادون قرمز را تابش می‌کند.

 

– برای دیدن این نور نیاز به دوربین‌های مخصوصی است تا به نور فروسرخ یا مادون قرمز حساس باشد. اصطلاحأ به این دوربین‌ها دوربین‌های دید شب night vision goggles می‌گویند.
تقریبأ می‌شود گفت که در شب هر موجود زنده‌ای که درجه حرارتی بین بالای صفر مطلق تا حدود 3000 درجه کلوین باشد طول موج فروسرخ یا مادون قرمز از خودش تابش می‌دهد. (صفر کلوین پایین درجه حرارتی است که در عالم می‌تواند وجود داشته باشد.)

 

– چیزی که در قرن 19 متوجه نشده بودند این بود که جسم سیاه را که در واقع جذب کنندۀ کامل امواج الکترومغناطیسی در تمام طول موج‌ها بود را وقتی گرمش می‌کردند باید همان طول موج‌ها را پس می‌داد اما به این صورت نبود و دانشمندان با شکست مواجه می‌شدند. در این تئوری و در توجیح طول موج‌های بسیار بسیار کوتاه یعنی فرا بنفش، جواب بینهایت می‌گرفتند و برای طیف جسم سیاه در منطقه فرا بنفش توضیحی نداشتند.
– تا اینکه در بهار سال 1900 یکی از نوابغ روزگار به نام ماکس پلانک آلمانی مقاله‌ای را ارائه داد که یکی از خوانندگان آن مقاله فیزیکدان جوانی به نام آلبرت انیشتین بود. ماکس پلانک در آن مقاله از واژه کوانتوم استفاده کرد.

 

– کوانتوم یعنی کوچکترین و غیر قابل تقسیم‌ترین جزء؛ کوانتوم یعنی بسته و بسته‌ای که دیگر قابل تقسیم نیست. پلانک برای اینکه مشکل بینهایت شدن معادلات فیزیکی را حل بکند پیشنهاد کرد که انرژی نه به صورت پیوسته جذب و منعکس می‌شود بلکه انرژی به صورت کوچکترین بسته‌‌های موجود به نام کوانتوم جذب می‌شود و بعد هم می‌تواند منعکس و بازتابانده بشود.
– ماکس پلانک پدر واقعی فیزیک کوانتومی است و برای اولین بار از این واژه استفاده کرد. درواقع با وارد کردن یک مفهوم بسیار عجیب و غریب یعنی گسسته بودن انرژی و بسته بسته بودن انرژی یا کوانتوم انرژی، توانست مسئله جسم سیاه را حل بکند تا معادلات جواب محدود داشته باشند. و به طرز اعجاب آوری تئوری دقیقأ همخوانی داشت با آن چیزی که به طور عملی و تجربی دانشمندان می‌توانستند از طیف جسم سیاه بگیرند.

 

– در آن زمان درک درستی از اتم و چرخش الکترونی به دور هسته اتم وجود نداشت. تصوری که داشتند این بود که مولکول‌ها توسط فنرهای مجازی به هم وصل و در حال ارتعاش و نوسان هستند. فکر می‌کردند که نوسانگرهایی وجود دارند و به این ترتیب انرژی را جذب و دفع می‌کنند. اما پلانک این نظریه را به هم ریخت و گفت این نوسانگرهای مجازی انرژی را به صورت بسته بسته دریافت می‌کنند و به شکل بسته بسته هم پس‌مان می‌دهند. انرژی مفهوم گسسته ای دارد؛ بنابراین، کوانتوم پیوسته نیست بلکه گسسته است. مانند راه رفتن ما روی نردبان است و پاها را فقط در جاهایی می‌توانیم قرار بدهیم که نرده وجود دارد و اگر مابین قرار دهیم پایین می‌افتیم و چون برای اتم‌ها افتادنی وجود ندارد در نتیجه اتم‌ها می‌توانند در ترازهای نرده‌ها (ترازهای انرژی) قرار بگیرند. درواقع، راه رفتن بر روی نردبان، کوانتومی راه رفتن است.
اتم‌ها و ذرات کوچکتر از اتم مجاز نیستند که در فضای ما بین انرژی قرار بگیرند بلکه این انرژی باید در بسته‌های کوانتومی باشند.

 

– ستاره‌ها به علت جرم و حرارت بسیار زیادی که دارند واکنش‌های هسته ای در درونشان رخ می‌دهد و نوری که ما از آن‌ها می‌بینیم به دلیل واکنش‌های هسته ای است که اتفاق می‌افتد. سیاره‌ها به دلیل جرم کمی که دارند در هسته شان حرارت بالایی ندارند که بتوانند به واکنش‌های هسته ای شان شکل دهند و بی نور هستند. سیارات و اقمار سیارات نظیر ماه نور خورشید را باز می تابانند.

دریافت فایل صوتی

دریافت فایل صوتی

Leave a Reply

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

*

Scroll To Top