کامل‌ترین مایع جهان کشف شد

[Easy Bug]

همشهری آنلاین: تحقیقات فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی ویتنام نشان می‌دهد، کوارک گلوئون پلاسما با گرانروی بسیار کم احتمالا کامل‌ترین مایع جهان است
مایعات چگونه می توانند مایع باشند؟

این سوالی است که فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی ویتنام در تلاش برای یافتن پاسخی به این سوال هستند.



نتایج تحقیقات صورت گرفته نشان می‌دهد، حالت چسبندگی کوارک گلوئون پلاسما بسیار کمتر از مقداری است که در تئوری‌های قبلی مطرح شده بود.
مایعات با قدرت چسبندگی بسیار بالا مانند عسل از اصطکاک داخلی قوی برخوردار هستند و مایعات کوانتومی مانند سوپر هلیوم مایع از گرانروی (ویسکوزیته) بسیار پایینی برخوردار است.



عکس (http://www.hamshahrionline.ir/images/position36/2012/1/12-1-21-104744111.jpg)

به گزارش ایسنا، در سال 2004 میلادی نظریه پردازان مدعی شدند که در نظریه کوانتومی، ویسکوزیته پایین‌تری برای مایعات در نظر گرفته شده است. با استفاده از شیوه‌های نظریه استرینگ، پایین‌ترین نسبت ممکن گرانروی (ویسکوزیته) اعلام شد که سوپر هلیوم مایع بسیار بالاتر از این آستانه قرار داشت.
اندازه گیری‌های صورت گرفته در سال 2005 نشان داد که گرانروی کوارک گلوئون پلاسما به ندرت بالاتر از حد اعلام شده است.
گرانروی کوارک گلوئون پلاسما را نمی‌توان به طور مستقیم محاسبه کرد و این مساله به چند شاخص فیزیکی دیگر بستگی دارد. رفتار این مایع چنان پیچیده است که باید از روش‌های مختلف برای سنجش گرانروی آن استفاده کرد. با استفاده از نظریه استرینگ محققان دریافتند که نظریه میدان کوانتومی کوارک گلوئون پلاسما در ابعاد بالاتر به فیزیک سیاه چاله‌ها مربوط می‌شود.
با این حال «دومینیک اشتاین ادر» از محققان موسسه فیزیک نظری وین معتقد است، رکورد گرانروی بسیار پایین این مایع ممکن است در آینده شکسته شود.
کوارک گلوئون پلاسما بسیار داغ توسط شتاب دهنده یون سنگین در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) تولید شده است.
این برخورد دهنده پر انرژی‌ترین شتاب دهنده ذرات جهان است که توسط سازمان تحقیقات هسته‌یی اروپا (CERN) در نزدیکی شهر ژنو سوئیس ساخته شده است.

[Easy Bug]

ضمیمه اول

پلاسمای کوارک گلوئون ؟



پلاسمای کوارک گلوئون(به انگلیسی: quark–gluon plasma، مخفف: QGP) یا سوپ کوارک یک فاز در کرومودینامیک کوانتمی است که در دما ویا چگالی‌های بسیار بالا رخ می‌دهد. در این فاز ماده تقریبا فقط کوارک و گلوئون آزاد است که هر دو از بنیادی‌ترین ذرات سازنده ماده هستند. دانشمندان فیزیک ذرات بر این عقیده‌اند که این پلاسما در اولین میکروثانیه‌های پس از مهبانگ وجود داشته‌است و بررسی خواص این پلاسما کمک بزرگی به چگونگی آغاز جهان دارد. سنکروترون سوپر پروتون در سرن برای اولین بار در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ تلاش کرد که به پلاسمای کوارک گلوئون دست یابد نتایجی که به مدارک غیرمستقیم وجود این فاز منجر شد در سال ۲۰۰۰ آزمایشگاه ملی بروکهیون نیز به تحقیق درباره پلاسمای کوارک گلوئون پرداخت.

اگرچه یک سازمان بی‌طرف ادعای دانشمندان آزمایشگاه ملی بروکهیون را تایید نکرده‌است اما انها در فوریه ۲۰۱۰ ادعا کردند که یک پلاسمای کوارک گلوئون در دمای ۴ تریلیون درجه سلسیوس ساخته‌اند.

سه آزمایش کنونی که در برخورددهنده هادرونی بزرگ، سرن در حال انجام است یعنی آزمایش آلیس، آزمایش اطلس و سی‌ام‌اس, هنوز در حال بررسی خواص پلاسمای کوارک گلوئون است. این آزمایش‌ها در نوامبر ۲۰۱۰ آغاز شد و ابتدا پروتون‌ها و سپس یون‌های سرب را در آزمایش آلیس بهم برخورد دادند و در ۶ دسامبر متوقف شده و دوباره در ژانویه ۲۰۱۱ شروع به کار کردند. در هفته اول برخورد دادن یون‌های سرب در ال‌اچ‌سی دانشمندان به چند پلاسمای کوارک گلوئون با دمای ده‌ها تریلیون درجه سلسیوس دست یافتند.


عکس (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/First_Gold_Beam-Beam_Collision_Events_at_RHIC_at_100_100_GeV_c_per _beam_recorded_by_STAR.jpg)

توضیح عکس : یک پلاسمای کوارک گلوئون تولید شده از برخورد دو پرتوی یون طلا با انرژی ۱۰۰ گیگاالکترون ولت در آشکارساز استار، برخوردهنده یون‌های سنگین نسبیتی، آزمایشگاه ملی بروکهیون، آمریکا.



منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

ضمیمه دوم

کوارک ؟



کوارک یک ذره بنیادی و بخش اساسی سازندهٔ ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را به وجود آورند، پروتون و نوترون از معروف‌ترین آن‌ها هستند. مثلاً پروتون از دو کوارک u و یک کوارک d تشکیل شده است، در حالی که دو کوارک d و یک کوارک u، نوترون را می سازند. آنها تنها ذرات بنیادی برای آزمایش همه چهار برهم کنش اساسی یا نیروهای اساسی در مدل استاندارد می‌باشند. به خاطر پدیده‌ای که به تحدید رنگ معروف است، کوارک‌ها هیچ گاه به صورت انفرادی یافت نمی‌شوند؛ آنها را فقط می‌توان درون هادرونها پیدا کرد. به همین دلیل بیشتر آنچه که ما درباره کوارک‌ها می‌دانیم از مشاهده خود هاردونها به دست آمده‌است. شش نوع مختلف از کوارک‌ها وجود دارد که به طعم شهرت دارند : بالا up، پایین down، افسون charm، شگفت strange، سرtop یا حقیقت truthوته bottom یا زیباییbeauty . بالا و پایین دارای کمترین وزن در بین کوارک‌ها می‌باشند. کوارک‌های سنگین تر در طول یک فرآیند واپاشی به سرعت به کوارکهای بالاو پایین تبدیل می‌شوند: تبدیل شدن از حالت جرم بیشتر به حالت جرم کمتر. به همین علت کوارک‌های بالا و پایین عموما پایدار می‌باشند و رایج‌ترین کوارک‌ها در عالم می‌باشند، در حالی که کوارک‌های دیگر فقط در تصادم‌های با انرژی زیاد تولید می‌شوند (مثل تابشهای کیهانی و شتاب دهنده‌های ذرات). کوارک‌ها خواص ذاتی گوناگونی دارند که شامل بار الکتریکی، بار رنگ، اسپین و جرم می‌باشد. برای هر یک از طعم‌های کوارک یک پادماده متناظر وجود دارد که به پادکوارک نیز شناخته می‌شوند و فقط در برخی خصوصیات دارای علامت مخالف می‌باشد. کوارک‌ها تنها ذرات شناخته شده می‌باشند که بار الکتریکی آنها کسری از بار پایه می‌باشد.

یک تفاوت بنیادی بین لپتون ها و کوارک ها این است که برخلاف لپتون ها، هیچ وقت در تجربیات آزمایشگاهی کوارک ها به صورت ذرات آزاد مشاهده نشده اند. این واقعیت که کوارک ها داخل پروتون وجود دارند، فقط بر اساس ایجاد برخورد میان پروتون و سایر ذرات پر انرژی که بتوانند به داخل آن نفوذ کنند، قابل بررسی است. در چنین آزمایشهایی که اعماق پروتون را می کاوند، می توان دید که کوارک ها به عنوان زیر ساختار پروتون وجود دارند.


عکس
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/Quark_structure_proton.svg)
توضیحات مربوط به عکس : ساختار کوارکی پروتون





ترکیب:
ذره بنیادی


خانواده:
فرمیون


گروه:
کوارک


رده:
۱٬۲٬۳


برهم‌کنش:
نیروی ضعیف٬نیروی قوی٬نیروی جاذبه٬نیروی الکترومغناطیس


ذره بنیادی:
آنتی‌کوارک (q)


پاد ذره بنیادی:
پاد پروتون


استدلال:
ماری گلمان (1964)
جورج زویگ (1964)


کشف شده:
SLAC (~1968)


نماد:
q


تعداد انواع:
(u, d, c, s, t، و b)


بار الکتریکی:
+2⁄3 e, −1⁄3 e


بار رنگ:
بله


اسپین:
1⁄2





گلوئون ؟



گلوئون (به انگلیسی: Gluon)، ذره‌ای است که بین کوارک‌ها مبادله می‌شودتا آنها را به هم پیوند دهد. به این ترتیب گلئونها به طور غیرمستقیم مسئولیت جذبه بین پروتونها و نوترونها در هسته اتم را به عهده می‌گیرند. گلوئون از کلمه glue به معنای چسب گرفته شده است.

به پیشنهاد هیدکی یوکاوا‌ و محاسبات وی در سال ۱۹۳۰ پیون مسئول نیروی قوی در هسته‌ها شناخته شد این نیرو باعث می‌شود تا نوکلئون‌ها در کنار یکدیگر باقی بمانند اما باریون‌ها خودشان از کوارک تشکیل شده‌اند و این کوارک‌ها با میانجیگری گلوئون به هم متصل می‌شوند و به این نیرو «نیروی قوی» می‌گویند.

نیروی قوی مشابه نیروی الکترومغناطیسی است که بین دو ذره باردار به وجود می‌آید با این تفاوت که فوتون (میانجیگر نیروی الکترومغناطیسی) خود بار الکتریکی ندارد اما گلوئون که میانجیگر نیروی قوی بین دو ذره رنگ‌دار * است خود دارای رنگ است و به همین دلیل این موضوع وجود دارد که میان دو گلوئون برهمکنش رخ دهد در صورتی که برای فوتون‌ها این چنین نیست. محاسبات بیشتر نشان داده‌است که این برهمکنش‌ها (برهمکنش گلوئون-گلوئون و کوارک-گلوئون) در انرژی بالا سست می‌شود و به همین دلیل تلاش دانشمندان بر این بوده‌است که برای اجسام دماهای بالای از قدر تریلیون درجه سانتیگراد تولید کنند تا گلوئون و کوارک از هم جدا شده و پلاسمای کوارک گلوئون به وجود آید.

اگر یک پروتون متحرک باشد نیمی از تکانه آن توسط سه کوارک آن تامین می‌شود و نیمی دیگر از آن توسط تعداد زیادی گلوئون تامین می‌شود.







گلوئون

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Picto_infobox_physics.png




ترکیب:
ذرات بنیادی اولیه


خانواده:
بوزون


گروه:
بوزون‌های تبادلگر نیرو


برهم‌کنش:
نیروی قوی


استدلال:
موری گلمن (۱۹۶۲)


کشف شده:
دسی (۱۹۷۹)


نماد:
g


تعداد انواع:
۸


جرم:
۰ MeV/c2 (مقدار نظری)
< ۲۰ MeV/c2 (حد آزمایشگاهی)


بار الکتریکی:
۰ e



بار رنگ:
هشت‌تایی (هشت رنگ مستقل)


اسپین:
۱




منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

ضمیمه سوم

گرانروی ؟

گِرانرَوی ،لِزْجَت یا ویسکوزیته(به انگلیسی: Viscosity)، عبارت است از مقاومت یک مایع در برابر اعمال تنش برشی. در یک سیال جاری (در حال حرکت)، که لایه‌های مختلف آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، به‌مقدار مقاومت لایه‌های سیال در برابر لغزش روی هم گرانروی سیال می‌گویند. هرچه گرانروی مایعی بیشتر باشد، برای ایجاد تغییر شکل یکسان، به تنش برشی بیشتری نیاز است. به‌عنوان مثال گرانروی عسل از گرانروی شیر بسیار بیشتر است.
با افزایش دما لزجت سیالات مایع کاهش می یابدولی در گازها، قضیه برعکس است، البته درصد تغییرات آن برای سیالات مختلف متفاوت است.



منبع : ویکیپدیا