خبرگزاری آیصد (جدیدترین و جذاب ترین اخبار ایران و جهان)

نشر توسط:admin Views 32 تاریخ : 7 اسفند 1394

ﻣﻘﺪﻣﻪ 
ﺑﺎ ﮐﺸﻒ ﻧﻮﺗﺮون ﺗﻮﺳﻂ ﭼﺎدوﯾﮏ
در ﺳﺎل 1932، ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي ﻣﺘﻮﻟﺪ ﺷﺪ و در ﻗﻠﺐ ﻓﯿﺰﯾﮏ
ﻫﺴﺘﻪاي ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. در ﺣﻘﯿﻘﺖ، در ﻃﯽ ﭼﻨﺪ دﻫﻪي اول از ﻓﯿﺰﯾﮏ ﻫﺴﺘﻪاي، ﻋﺒﺎرت ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪ-
اي ﻣﺘﺮادف ﺑﺎ ﺗﻤﺎم ﻓﯿﺰﯾﮏ ﻫﺴﺘﻪاي ﺑﻪ ﮐﺎر ﺑﺮده ﺷﺪه اﺳﺖ. دﻻﯾﻞ ﺧﻮﺑﯽ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ-
دﻫﺪ ﭼﺮا ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي ﭼﻨﯿﻦ ﻧﻘﺶ ﺑﺮﺟﺴﺘﻪاي را اﯾﻔﺎ ﻣﯽﮐﻨﺪ.
ﯾﮑﯽ از اﻫﺪاف ﺑﺰرگ در ﻓﯿﺰﯾﮏ ﻫﺴﺘﻪاي درك و ﺷﻨﺎﺧﺖ ﻫﺴﺘﻪﻫﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶﻫﺎﯾﯽ اﺳﺖ
ﮐﻪ ﻫﺴﺘﻪﻫﺎ در آن ﺷﺮﮐﺖ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ. در واﻗﻊ ﺧﻮاص ﮐﻠﯽ ﯾﮏ ﻫﺴﺘﻪ را ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ
ﻓﻘﻂ ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶﻫﺎي دوﺗﺎﯾﯽ ﻣﯿﺎن ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ
را در ﻧﻈﺮ ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ، ﻣﯽﺗﻮان ﺗﻮﺿﯿﺢ داد. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ
دﻟﯿﻞ، ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﺑﯿﻦ دو ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﺑﺮاي ﺗﻤﺎم ﻓﯿﺰﯾﮏ ﻫﺴﺘﻪاي اﺳﺎﺳﯽ اﺳﺖ.
ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن، ﺗﻮﺳﻂ ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدي از ﻓﯿﺰﯾﮑﺪاﻧﺎن در ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﺟﻬﺎن در ﻃﯽ70
ﺳﺎل ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻣﻮرد ﺑﺤﺚ و ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. اﯾﻦ ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶﻫﺎ از ﻧﻈﺮ ﺗﺠﺮﺑﯽ، ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻗﺴﻤﺖ
ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪهي ﻧﯿﺮوي ﻗﻮي ﻫﺴﺘﻪاي ﻫﺴﺘﻨﺪ. در ﺣﻘﯿﻘﺖ ﺑﺮاي ﻫﯿﭻ ﻗﺴﻤﺖ دﯾﮕﺮ از ﻧﯿﺮوي ﻗﻮي
ﻫﺴﺘﻪاي، ﺑﻪ اﯾﻦ اﻧﺪازه دادهﻫﺎي ﺗﺠﺮﺑﯽ ﺑﺪﺳﺖ ﻧﯿﺎﻣﺪه اﺳﺖ.

ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي
ﻫﺴﺘﻪ از ﻧﻮﺗﺮونﻫﺎ و ﭘﺮوﺗﻮنﻫﺎي ﺑﺎ ﺑﺎر ﻣﺜﺒﺖ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ، ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﻣﺤﯿﻂ ﻫﺴﺘﻪ ﺑﺎ
ﻧﯿﺮوي داﻓﻌﻪ ﮐﻮﻟﻨﯽ اﺣﺎﻃﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﺎﯾﺪ ﻧﯿﺮوﯾﯽ ﻗﻮي، ﺟﺎذب و ﺗﻌﺎﻣﻠﯽ وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ
ﮐﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﺑﺮ ﻧﯿﺮوي داﻓﻌﻪ ﮐﻮﻟﻨﯽ ﻏﻠﺒﻪ ﮐﺮده و ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ(ﭘﺮوﺗﻮنﻫﺎ و ﻧﻮﺗﺮونﻫﺎ) را ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﭘﯿﻮﻧﺪ
دﻫﺪ. اﯾﻦ ﻧﯿﺮو در واﻗﻊ ﻫﻤﺎن ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي اﺳﺖ[2].
ﻗﺪﯾﻤﯽﺗﺮﯾﻦ ﺗﻼش ﺑﺮاي ﺷﺮح ﻃﺒﯿﻌﺖ ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي ﺗﻮﺳﻂ ﯾﻮﮐﺎوا

در ﺳﺎل 1934 و ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ
زﻣﺎﻧﯽ ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻮﺗﺎه از ﮐﺸﻒ ﻧﻮﺗﺮون(ﺳﺎل 1932) اﻧﺠﺎم ﺷﺪ. ﺑﺮاﺳﺎس اﯾﻦ ﻧﻈﺮﯾﻪ، ﻣﺰونﻫﺎ
واﺳﻄﻪي
اﻧﺘﻘﺎل ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي و ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻣﯿﺎن ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﺑﻮدﻧﺪ، ﻫﺮ ﭼﻨﺪ ﮐﻪ ﭘﯿﺶ از اﯾﻦ وﺟﻮد ﻣﺰونﻫﺎ
ﺑﻪ ﻃﻮر ﺗﺌﻮري ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه ﺑﻮد، وﻟﯽ اﯾﻦ ذرات در ﺳﺎل 1947 ﮐﺸﻒ ﺷﺪﻧﺪ. در ﺳﺎل1970،

ﯾﺎﻓﺘﻪﻫﺎي ﺑﯿﺸﺘﺮ اﯾﻦ ﺣﻘﯿﻘﺖ را آﺷﮑﺎر ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﻣﺰونﻫﺎ ﺧﻮد ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از ﮐﻮاركﻫﺎ و ﮔﻠﻮﺋﻮنﻫﺎ
1
ﺑﻮده
و ﻣﯿﺎن ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ اﻧﺘﻘﺎل ﻣﯽﯾﺎﺑﻨﺪ. اﯾﻦ ﻣﺪل ﺟﺪﯾﺪ ﺳﺒﺐ ﺷﺪ ﮐﻪ ﻧﯿﺮوي ﻗﻮي ﻫﺴﺘﻪاي ﮐﻪ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ
را ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﭘﯿﻮﻧﺪ ﻣﯽداد، ﺑﯿﺶ از ﭘﯿﺶ در ﻧﺰدﯾﮑﯽ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﻗﺎﺑﻞ ﻟﻤﺲ ﺑﺎﺷﺪ.

ﺷﮑﻞ(1-1):ﻧﻤﻮدار ﻓﺎﯾﻨﻤﻦ ﯾﮏ ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻗﻮي ﻣﯿﺎن ﻧﻮﺗﺮون و
ﭘﺮوﺗﻮن را ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ ذره واﺳﻄﻪ ﭘﺎﯾﻮن ﺧﻨﺜﯽ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.
در ﺣﻘﯿﻘﺖ، ﻃﺒﯿﻌﺖ واﻗﻌﯽ اﯾﻦ ﻧﯿﺮو، ﻫﻨﻮز ﺗﺎ ﺣﺪ زﯾﺎدي ﻧﺎﺷﻨﺎﺧﺘﻪ اﺳﺖ. اﻣﺎ، ﺑﺎ اﯾﻦ وﺟﻮد ﺑﺎ ﮐﻤﮏ
ﺣﻘﺎﯾﻖ ﺗﺠﺮﺑﯽ اﻧﺪﮐﯽ ﮐﻪ در دﺳﺖ دارﯾﻢ ﻣﯽﺗﻮاﻧﯿﻢ ﺑﻪ ﻣﻔﺎﻫﯿﻢ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﯽ ﭘﯿﺮاﻣﻮن آن دﺳﺖ ﯾﺎﺑﯿﻢ.
آن ﺳﻮي اﯾﻦ ﺗﺠﺎرب، ﻣﯽﺗﻮان ﺑﻪ دو ﺣﻘﯿﻘﺖ اﺳﺎﺳﯽ اﺷﺎره ﻧﻤﻮد:
1- ﻫﺴﺘﻪ ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻮﭼﮏ ﺑﻮده و ﻗﻄﺮ آن در ﺣﺪود
-12
10 ﺗﺎ
-13
10 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ اﺳﺖ.
2- ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ ﭘﺪﯾﺪهﻫﺎي اﺗﻤﯽ و ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ را در ﻧﻈﺮ ﻣﯽﮔﯿﺮﯾﻢ، ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ از ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي
ﭼﺸﻢ ﭘﻮﺷﯽ ﮐﺮد.
از اﯾﻦ دو ﺣﻘﯿﻘﺖ ﻣﯽﺗﻮان ﻧﺘﯿﺠﻪ ﮔﯿﺮي ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي ﺑﺎﯾﺪ ﮐﻮﺗﺎه ﺑﺮد ﺑﺎﺷﺪ
اﻟﺒﺘﻪ ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي در ﻓﺎﺻﻠﻪﻫﺎي ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻮﺗﺎهﺗﺮ از 0,7 ﻓﺮﻣﯽ داﻓﻌﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ و در ﻓﺎﺻﻠﻪي
ﺣﺪود 1 ﻓﺮﻣﯽ ﻣﯿﺎن ﻣﺮﮐﺰ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﺑﻪ ﺷﺪت ﺟﺎذﺑﻪ ﺑﻮده، اﻣﺎ در ﻓﺎﺻﻠﻪي ﺣﺪود 2,5 ﻓﺮﻣﯽ ﺑﻪ
ﺳﺮﻋﺖ ﺑﻪ ﻣﻘﺪاري ﻧﺎﭼﯿﺰ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ.

- ﺧﻮاص ﻧﯿﺮوي ﻫﺴﺘﻪاي
ﺑﺮ اﺳﺎس ﺧﻮاص ﻫﺴﺘﻪﻫﺎ در اﻧﺮژيﻫﺎي ﭘﺎﯾﯿﻦ و ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎي ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه در اﻧﺮژيﻫﺎي ﺑﺎﻻ،
وﯾﮋﮔﯽﻫﺎي اﺻﻠﯽ ﻧﯿﺮوي ﻣﯿﺎن ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر ﺧﻼﺻﻪ ﺑﻪ ﺷﺮح زﯾﺮ اﺳﺖ:

1- ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﺑﯿﻦ دو ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن، از ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮﯾﻦ ﻣﺮﺗﺒﻪي ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻣﺮﮐﺰي ﺟﺎذﺑﻪاي ﺣﺎﺻﻞ
ﻣﯽﺷﻮد.
2- ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﺑﻪ ﻃﻮر ﺷﺪﯾﺪي واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ اﺳﭙﯿﻦ اﺳﺖ.
3- ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻣﯿﺎن ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ ﯾﮏ ﺟﻤﻠﻪي ﻏﯿﺮ ﻣﺮﮐﺰي، ﺑﻪ ﻧﺎم ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﺗﺎﻧﺴﻮري
اﺳﺖ.
4- ﻧﯿﺮوي ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺎر ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﺗﻘﺎرن دارد.
5- ﻧﯿﺮوي ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﺗﻘﺮﯾﺒ ًﺎ ﻣﺴﺘﻘﻞ از ﺑﺎر اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ اﺳﺖ.
6- ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن در ﻓﻮاﺻﻞ ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻮﺗﺎه داﻓﻌﻪ ﻣﯽﺷﻮد.
7- ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن- ﻧﻮﮐﻠﺌﻮن ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺗﮑﺎﻧﻪ ﯾﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻧﺴﺒﯽ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮنﻫﺎ ﻫﻢ ﺑﺴﺘﮕﯽ
داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ

منبع:وزارت علوم وتحقیقات >فناوری/پایان نامه ها