فیزیای سەدەی 21

کاتی پێویست بۆ خوێندەوەی ئەم بابەتە: 6 خولەک

 3,251 جار بینراوە

وەرگێڕانی هیوا ئەبوبەکر

فیزیای سەدەی 21 پرۆگرامێکە کە تێیدا بابەتە هەنووکەیەکانی فیزیای نوێی لە توێی 11 بەشدا خستۆتە بەرباس. ئەم پرۆگرامە ئامادەکراوە لەلایەن Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics بۆ مامۆستایانی ئامادەیی و خوێندکاری بەکالۆریۆس و هەرکەسێک خولیای فێربونی زانستی هەیە. لێرەدا وەکو ستافی physic4kurd بەشی یەکەم و دووەم کە دەربارەی تەنۆلکە فیزیایەکان و کارلێک کردنەکانیانە وەردەگێڕینە سەرزمانی شیرینی کوردی، بەهیوای ئەوەی کە یارمەتیدەربێت بۆ ئەوانەی خولیای قوڵبونەوەیان هەیە لەم بوارەدا. هەوڵدەدەین بە زنجیرە بابەتەکان بڵاوبکەینەوە، لەهەربابەتێکدا دوو بەند پۆست دەکەین.

بەشی یەکەم
پێکهێنەرە بنچینەییەکانی ماددە

پوختەی بەش

  لەم بەشەدا زانستی تەنۆلکە فیزیاییەکان، کە زانستی لێکۆڵینەوەیە لە پێکهێنەرە بنچینەییەکانی ماددە گەنگەشە دەکەین. ئەم پێکهاتە بنچینەییانەی ماددە بونە هۆی دامەزراندنی هەموو ئەو پڕۆژە بەناو بانگانەی کە لەم بەشەدا بەدرێژی دەخرێنەبەرباس. دۆزینەوە دراماتیکیەکانی سەدەی ڕابردوو بەتەواوی تێڕوانینمانی بۆ بنچینەی ماددە گۆڕی، هەروەکو فیزیازانەکان گەیشتنە ناو گەردیلە و لەویش قوڵتر ڕۆشتن بۆ دۆزینەوەی کوارکەکان و گلۆنەکان لەناو پرۆتۆن دا، دەرکپێکردنی لەرینەوە(گۆڕانی چەشنەکانی نیوترینۆ بۆ یەکتر)ی نیوترینۆکان و دەرئەنجامی تەواو وردیان دەستخست لەسەر ناچونیەکی(asymmetry) ماددە و دژە ماددە.  توێژینەوەکان لەم بوارەدا بونە ڕابەرێک بۆ تێگەیشتن لە بنچینەیترین پێکهێنەرەکانی گەردونەکەمان.

بەندی یەکەم : پێشەکی

گەردونی مادی ئاڵانگاریمان دەکات لە مەودایەکی فراونی درێژدا، کە مەوداکەی زیاترە لە 10³⁵ ی درێژیی، لە سنوری بچوکتر لە مەودای تەنۆلکەکانی ناو گەردیلەوە ( ) مەتر بۆ مەوداکانی گەلە ئەستێرەکان ( )مەتر و دورتریش. لەم ساڵانەی دوایدا زاناکان کاردەکەن لەسەر هەردوو کۆتایی سنورەکە ( فیزیازانە تەنۆلکەییەکان توێژینەوەیان دەکرد لەسەر بەردی بناغەی مادەکان و گەردونناسەکان لە پێکهاتەی گەردون دەکۆڵنەوە لەسەر ئاستی گەورەترین مەودای دەرکپێکراو) و هەوڵیانداوە کە وێنەیەکی هاوبەشیان هەبێت دەربارەی چۆنیەتی فراوان بونی گەردون لە شلەیەکی تەنۆلکەیی زۆر چڕو گەرمەوە بە ماوەیەکی کورت لەدوای تەقینەوە گەورەکەوە بۆ پێکهێنانی گەلەئەستێرەکان و ئەستێرەکان و هەسارەکان. پرسیاری تری وەکو ئەم  خاڵی بەیەکگەیشتنی گەردونییە هێشتا ماوە: ئایا تەنۆلکەی هیگز بەرپرسیارە لە پێدانی بارستایی بە تەنۆلکەکانی تر؟ سروشتی مادەی تاریک چییە کە زۆربەی بارستایی گەلەئەستێرەکانی داگیرکردووە بە گەلەئەستێرەی  ڕێگای شیری خۆشمانەوە؟ وە نهێنی ئەو هێزەی وزەی تاریک چییە کە دەبێتە هۆی زیادکردنی خێرایی فراوانبونی گەردون؟ بۆ وەڵامدانەوەی ئەم پرسیارانە، فیزیازانەکان نەخشەی چەندین تاقیکردنەوەی جۆراوجۆریان دانا کە تاودەرەکان و تەلەسکۆبەکان و دۆزەرەوەکانی ژێر قوڵایی زەویان بەکاردەهێنا. زاناکان هیوا دەخوازن کە وەڵامی هەندێک لەو پرسیارانە بدۆزنەوە لە دە ساڵی داهاتودا.

فیزیازانە تەنۆلکەییەکان پێشکەوتنێکی گرنگیان دەستەبەر کرد بۆ تێگەیشتن لە تەنۆلکە بچوکەکانی کۆتایی مەودا بچوکەکە. تەنۆلکە دۆزاوەکان کۆکرانەوە لە مۆدێلی ستانداردی تەنۆلکە فیزیاییەکاندا. ئەم بیردۆزە زۆر بێ کەم و کوڕییە و هەتا ئێستاش وادەردەکەوێت کە هیچ کەلێنێکی نەبێت سەرەڕای ئەوەی باشترین هەوڵ دراوە تاوەکو لە بێژەنگی تاقیکاری نوێ و زۆر ورد بدرێت. سەرەڕای ئەوەش لەهەمان کاتدا، زۆرقورسە تاوەکو بیردۆزدانەرانەکان ڕازی بکەیت  کەدەبێت بیردۆزێکی باشتر لە مۆدێلی ستاندارد بونی هەبێت کە خودی ئەم بیردۆزە و زیاتریش لەخۆی بگرێت. بەڵگەکانی بونی مادەی تاریک و وزەی تاریک، هەرچەندە تاوەکو ئێستا بە تەواوی لێڵن، لەوانەیە گرنگترین ئاماژە بن بۆ ئەوەی کەوا مۆدێلی ستاندارد ناتەواوە. تەنانەت پێش ئەوەی ئەم بەڵگە گەردونیانە بخەینە بەرباس ، تێبینی کردنی ڕەفتاری تەنۆلکانێک کە ناودەبرێن بە نیوترینۆکان و کێشەی بیردۆزەیی لە درێژکردنەوەی مۆدێلی ستاندارد بۆ وزە زۆربەرزەکان پێشنیاری ئەوەمان بۆدەکەن کە هەندێک شت لەم بیردۆزەدا ونە. بەنزیکەیی هەزارەها توێژیەنەوەی بیردۆزەیی بڵاو کراونەتەوە کە پێشنیاریان بۆ هەموو شتێک کردووە هەر لە بیردۆزی ژێیەکانەوە بۆ ڕەهەندە بەرزەکان و لە بەرزەچونیەکیەوە(supersymmetry) بۆ فرەگەردونی تاوەکو کەلینەکانی مۆدێلی ستاندارد پڕبکەنەوە. پێکدادەری گەورەی هادرۆنی (LHC) لە تاقیگەکانی سێرن لە ژنێف، سویسرا (وزە بەرزترین تاودەری تەنۆلکەیی کە تاوەکو ئێستا درستکراوە) مۆدێلی ستاندارد دەخاتە ژێر ئاڵۆزترین تاقیکردنەوەوە کە تاوەکو ئێستا ئەنجام درابێت و پێمان دەڵێت کام یەک لەو بیردۆزانەی کە لە پشت مۆدێلی ستانداردەوەیە دەگونجێت لەگەڵ ڕاستیدا. لەم بەشەدا بە درێژەی باسی دۆزینەوە یەک لەدوای یەکەکانی تەنۆلکەکانی ناو گەردیلە دەکەین و شیکاری دەکەین کام یەکیان بەشداری دەکەن لە مۆدێلی ستانداردا.

بەندی دووەم : تەنۆلکە یەکەمینەییەکان

پێکدادەری گەورەی هادرۆنی (LHC) بریتییە لە درێژترین و گەورەترین پێکدادەری تەنۆلکەیی بۆ دەرخستنی پێکهێنەرەکانیان. گومانگەراکان ئەم پرۆسەیان هاوشێوە دەکرد لەگەڵ ئەوەی کە بێیت و کاتژمێرێکی شیکی سویسری هەڵبوەشێنیت تاوەکو بزانیت چۆن کاردەکات. سەرەڕای ئەمەش ئەم ڕێگەیە زۆربەباشی کاریدەکرد. لەکاتێکدا تاودەرەکان کرانە گەورەترین و بەهێزترین لەماوەی سەدەی ڕابردودا، فیزیاییەکان بەهۆی ئەمەوە دوو سودی گەورەیان پێگەیشت.    یەکەم  هەتا تەنۆلکەی تاودراو وزەکەی بەرزتر بێت ئەوا بەقوڵتر دەتوانرێت بکۆڵرێتەوە لە بناغەی مادە. دووەم، لەپەیوەندیەکەی نێوان بارستایی و وزە وە کە ئاینیشتاین دایڕشت لە هاوکێشە بەناوبانگەکەیدا  دەریدەخات هەتا وزەی بەریەککەوتن بەرزتر بێت ئەوا دەتوانرێت تەنۆلکەی بارستە گەورەتر بەرهەمبهێنرێت. لەگەڵ هەر بەرەو پێش چونێک لە تەکنەلۆژیای تاودەرەکاندا دەگەینە سنورێکی نوێ لە وزەو دەبێتە هۆی لەدایکبونی دۆزینەوەیەکی نوێ و دەرگایەکی نوێ بە ڕوی چەمکە فیزیاییەکاندا دەکرێتەوە. تاودەرە تەنۆلکەییەکان بواری کارەبایی بەکاردەهێنن بۆ هاندانی تەنۆلکەکانی هەڵگری بارگەی کارەبایی بە ئاڕاستەی ویستراودا. کاتێک ئەلیکترۆنێک تاودەدرێت بەناو ئەرکێکی کارەبایی یەک ڤۆڵتیدا جوڵەوزەیەک پەیدا دەکات بەبڕی یەک ئەلیکترۆن-ڤۆڵت(eV). لە LHC  دا بوارێکی کارەبای لەراوە(گۆڕاو) دوو گورزەی باریکی پرۆتۆن تاودەدات بۆ 7 تێرا ئەلیکترۆن-ڤۆڵت. موگناتیسە بەرزگەیەنەرەکان گورزەکە ئاڕاستە دەکەن لە ڕێڕەوێکی بازنەیدا بە چێوەی 27 کیلۆمەتر. دوو گورزە پرۆتۆنەکە دەجوڵێن بەدەوری ئەڵقەیەکدا بە پێچەوانەی ئاڕاستەی یەکترەوە و بەخێرایی 0.999999991 ی خێرایی ڕوناکی. کاتێک پرۆتۆنەکان بەریەکدەکەون ، ئەوا چەقەبارستە وزەکەیان 14تێرا ئەلیکترۆن-ڤۆڵتە. وزەی گشتی ئەو دوو گورزرەیە هاوتایە لەگەڵ 173کیلۆگرام لە تی ئێن تیدا.

سەرەتایترین تاودەرەکان

دەتوانین شوێنەواری یەکەمی LHC دیاریبکەین بەگەڕانەوە بۆ جۆرە تاودەرێک کە لە جۆرە سەرەتاییەکانی لولەی تیشکی کاسۆدییە کە لە تەلەفیزیۆنە کۆنەکاندا بەکاردەهات. تاقیکردنەوە سەرەتاییەکان بەبەکارهێنانی تاودەرە سادەکانی وەکو ئەمە ڕابەرایەتیەکی کارایان کرد لە تێگەیشتنمان بۆ بنچینەی گەردیلە. بەکارهێنانی ئەم تاودەرانە نەخشەیەکی وردیان پێداین بۆ دۆزینەوەی ڕێگایەک کە وەچەی فیزیازانەکانی براوەی خەڵاتی نۆبڵ هەمیشە ئەم ڕێگەیە بەکاربهێنن.

فیزیازانەکان یەکەم تاودەریان بەکارهێنا بۆ تێگەیشتن و دواتریش بۆ بەکارهێنانی ئەو جۆرە نەزانراەوەی تیشک کە بۆ یەکەم جار دۆزرایەوە لە ساڵی 1890ز دا. فیزیازانی ئینگلیزی جۆسێف جۆن تۆمسۆن لولەیەکی شوشەی بەتاڵ کراو لەهەواو و ئانۆد و کاسۆدی بەکارهێنا بۆ پیشاندانی ئەوەی کە ئەو تیشکی بێتایەی کە لە تەلێکی کانزایی باریکی گەرمکراوەوە دەردەچێت لە ڕاستیدا تەنۆلکەیەکە کە بارگەیەکی کارەبایی سالبی هەڵگرتووە. بەدواداچونی زیاتر دەریخست کە ئەم ئەلیکترۆنانە بارستاییەکی زۆر بچوکیان هەیە بەبەراورد بە بارستایی هایدرۆجین. تۆمسۆن بیردۆزێکی دانا کە تێیدا گەردیلە لە شێوەی کێکێکدا وایە کە کشمیشی تێدا بێت. ئەلیکترۆنەکان بە شێوەیەکی چونیەک دابەش بوون لەناو گۆیەکی بارگە موجەبدا. یەکێک لە خوێندکارەکانی تۆمسۆن، ئێرنست ڕەزەرفۆردی نیوزلەندی لێکۆڵینەوەکانی دەربارەی گەردیلە فراوانتر کرد کاتێک گورزەیەکی تیشکی ئەلفا کەدەردەچێت لە شیبونەوەی مادەیەکی تیشکەچالاکییەوە ڕەوانەی توێژاڵێکی تەنکی ئاڵتونی کرد. لەمەشەوە گەیشتە ئەو سەرئەنجامەی کەوا بارستایی گەردیلە چڕبووەتەوە لە ناوچەیەکی زۆربچوکدا کە ناوی لێنا ناوک و دەورە دراوە بە هەورە ئەلیکترۆنییەکان. تیشکی ئەلفا دەرکەوت کەوا ناوکی هیلیۆم. ڕەزەرفۆرد خەمڵاندی کەوا تیرەی ناوک دەبێت کەمتربێت لە  مەتر بەبەراورد بە قەبارەی گەردیلە کە  مەترە (1 ئەنگسترۆم). پێوانە نوێترەکان نرخی تیرەی ناوکمان پێدەدەن لەمەودای  مەترەوە بۆ  مەتر  کەبەندە لەسەر گەردیلە ژمارەی گەردیلەکە. ئەم مۆدێلەی ڕەزەرفۆرد بۆ گەردیلە چاکسازی تێدا کرا لەلایەن فیزیازانی دانیمارکی نیڵس بۆرە بەبەکارهێنانی ڕێساکانی میکانیکی کوانتەمی. مۆدێلەکەی بۆر ڕاستەوخۆ ڕابەری کردین بۆ تێڕوانینە نوێیەکانمان بۆ گەردیلە: ناوک پێکدێت لە پرۆتۆنەکان و نیوترۆنە بێبارگەکان (لە ساڵی 1932ز دۆزرایەوە) ، وە دەورە دراوە بە کۆمەڵێک لە ئەلیکترۆنکان، کەلە ژمارەدا یەکسانن بەپرۆتۆنەکان. ئەمە سیستەمێکی سادەی سەرنج ڕاکێشە. بەتەنها پێکەوە بەستنی سێ جۆری جیاواز لە پێکهێنەرەکان(پرۆتۆنەکان، نیوترۆنەکان، ئەلیکترۆنەکان) دەتوانین لێکدانەوە بۆ هەموو ئەو توخمانە بکەین کە لەسروشتدا دەیبینین.

ڕێسای ڕێکخراو

بیردۆزی گەردیلەیی بنچینەی فیزیایی پێکهاتەکانی خشتەی خولی ڕوندەکاتەوە، کە کیمیازانی ڕوسی دیمیتری مەندەلیڤ یەکەمجار پێشنیاری کرد لەساڵی 1869ز دا. خشتەکە ڕێسایەکی ڕێکخراومان پێدەدات ، کە تواناییەکەی پیشاندراوە بە لەڕێگەی دۆزینەوەی گازە خانەدانەکانەوە، زۆر لەپێش ڕەزەرفۆرد و بۆرەوە پێکاهاتە بنەڕەتیەکانی مادە ڕونکراوەتەوە، خانە بەتاڵەکانی ناو خشتەی خولی ئەوتوانایەی دەدابە کیمیازانەکان تاوەکو پێشبینی بکەن لەکوێوە دەگونجێت توخمێکی نوێ بدۆزرێتەوە. بۆنمونە، لەساڵی 1894ز دا سێر ویلیام ڕامزی و جۆن سترۆت (لۆرد ڕایلەی) گازێکی نوێیان دۆزیەوە لە هەوای ئاسایدا. ناویان لێنا (ئارگۆن) کەلە وشەی یۆنانی(argos) ەوە هاتووە کەبە مانای (تەمبەڵەکە) دێت، لەبەر ئەوەی بەئاسانی کارلێک ناکات لەگەڵ توخمەکانی تردا. ئارگۆن شوێنکی بۆ دانرا لە خشتەی خولیدا بە گوێرەی گەردیلە ژمارەکەی، کە بەتەنها بوو وەکو پەنجەیەکی بریناوی  بەبێ ئەوەی هیچ دراوسێیەکی هەبێت کە بە ڕونی هەمان سیفەتیان هەبێت. ئەمە کیمیازانەکانی هاندا تاوەکو بگەڕێن بەدوای گازەکارلێک نەکردووەکانی تردا. لەماوەی پێنج ساڵی داهاتودا توانیان گازە خانەدانەکانی تری وەک (هیلیۆم، کریپتۆن، ڕادۆن، نیۆن، زینۆن) بدۆزنەوە.  گەڕان بەدوای توخمەکاندا هەتا ئەمڕۆش بەردەوامە، لەسەر بنچینەی مۆدێلە گەردیلەیەکەی  بۆر. یۆرانیۆم قورسترین توخمە کە بەشێوەیەکی سروشتی هەیە لە سروشتدا، و گەردیلە ژمارەکەی 92 ە ، واتە 92 پرۆتۆن و 92 ئەلیکترۆنی تێدایە. لەساڵی 1940 دا تیمێک لە تاقیگەی لاورێنس بێرکلی بەڕابەرایەتی کردنی ئێد ماکمێلان ، یەکەمین توخمی ترانزیۆرانیکیان* بەرهەم هێنا. ئەم توخمە ناوێکی لێنراوە وەکو یۆرانیۆم کە وەرگیراوە لە ناوی یەکێک لە دورترین هەسارەکان، نیپتۆنیۆم بە گەردیلە ژمارەی 93 .  لە 20 ساڵی دواتردا ، فیزیازانەکان بەبەکارهێنانی سایکلۆترۆنی 60 ئینجی (ئامێرێکە بەکاردێت بۆ تاودانی تەنۆلکەکان) تاقیگەی بێرکلی کە بۆ دروستکردنی توندە گورزەیەکی نیوترۆنی خاو بەکاردەهات توانیان 10 توخمی ترانزیۆرانیکی تر دروست بکەن، بەگەردیلە ژمارەی 94 هەتاوەکو 103. زۆربەی توخمەکان ناونراون بەناوی ئەو کەس و شوێنانەی کە پەیوەندیان هەبووە بە توێژینەوە فیزیایەکانەوە.

لەدەستپێکی ساڵانی 1960ەکانەوە توێژەرە ڕوسیەکان و ئەڵمانیەکان هاتنە ناو ڕاوی توخمەکانەوە و 8 توخمی دواتریان بەرهەم هێنا. لەساڵی 2006ز دا گروپێک توێژەر کەکاریان دەکرد لە دوبنا، ڕوسیا بڵاویان کردەوە کەوا بە شێوەیەکی ناڕاستەوخۆ سێ ناوکیان دۆزیوەتەوە کە گەردیلە ژمارەکەیان 118 ە. ئەم دۆزینەوە هێشتا چاوەڕیی دوپاتکردنەوە و پێدانی ناوێکی فەرمییە لە یەکێتی نێودەوڵەتی خاوێنکردنەوە و جێبەجێکردنە کیمیاییەکاندا.

پەراوێزەکان:

*ترانزیۆرانیک : بەهەر توخمێکی کیمیای دەوترێت کە گەردیلەی ژمارەکەی زیاتر بێت لە 92.