ماده تاریک(ماده سیاه)

Dark Matter

 ماده ی سیاه Dark Matter
 

نویسنده: Cra:g Freudenrich
مترجم: محمود کریم شرودانی
منبع اختصاصی فارسی:راسخون


 

مقدمه

هنگامی که شما در شب به بالای سرتان نگاه می کنید، هزاران ستاره ای را می بینید که سرتاسر آسمان وجود دارند. هنگامی که ستاره شناسان به عمیق ترین نواحی جهان بوسیله ی تلسکوپ های قدرتمند نگاه می کنند، کهکشان های بی شماری می بینند که در خوشه های بزرگ و دیگر ساختارها سازمان یافته اند. چنین چیزی ممکن است. منجرشود که شما فکر کنید که جهان عمدتاً از کهکشان ها، ستاره ها، گاز و غبار تشکیل شده است. چیزهایی که شما می توانید ببینید. اما اکثر ستاره شناسان معتقد هستند که ماده ی مرئی تنها بخش کوچکی از جرم جهان را تشکیل می دهد. عمده ی جهان از چیزی تشکیل شده است که ما نمی توانیم آن را ببینیم. ماده ی تاریک کذایی. ماده ی تاریک واقعاً چیست؟ چگونه می توانیم آن را کشف کنیم؟ به طور کلی اهمیت آن در جهان چیست؟
در این مقاله ما این سؤال ها را بررسی می کنیم. ما به مدار کسی که برای ماده ی سیاه وجود دارد، چگونگی کشف شدن و مورد مطالعه قرارگرفتن آن، ماهیت ماده ی سیاه و چگونگی کمک آن در تعریف ساختار و سرنوشت جهان نگاهی می اندازیم.
ادامه نوشته

پوزیترون چیست؟

پوزیترون(positron ) :پوزیترون , پادزره الکترون است.پوزیترون در واقع ذره ای بنیادی هم وزن الکترون ولی بابار الکتریکی مثبت است. این ذره را پل دیراک , فیزیکدان نظری و ریاضیدان انگلیسی کشف کرد.

نوترون چیست؟

نوترون(neutron ): نوترون از ذرات سازنده هسته تمامی عنصر ها بجز اتم هیدروژن است. در سال 1932 توسط فیزیکدان انگلیسی جیمز چادویک کشف شد. نوترون دادای بار الکتریکی نیست و 1840 بار از الکترون سنگین تر است. این ذره بجز در پرتوهای کیهانی به آسانی یافت نمی شود.

پروتون چیست؟

پروتون( PROTON ): از ذرات بنیادی اتم و داری بار مثبت. جرم آن 1836 بار از الکترون سنگین تر است. پروتون و نوترون با هم کشف شدند .تعداد پروتون های هر عنصر را عدد اتمی گویند.

الکترون چیست؟

الکترون (ELECTRON) : از ذرات بنیادی اتم و دارای بار منفی. الکترون تنها 0.1 درصد از جرم اتم را تشکیل می دهد. در شرایط طبیعی, به دور هسته می چرخدو هر چه مدار آن به هسته نزدیکتر باشد,آن را محکم تر در بر دارد. نخستین بار فیزیکدان انگلیسی جوزف تامسون,در سال 1897 به وجود الکترون پی برد.

پادماده

آیا پاد ماده ساخته شده است؟

در واقع اکنون این کار انجام شده است. شتاب دهنده بسیار بزرگ ذرات در اروپادر مرز دو کشور سوئیس و فرانسه ساخته شده و در ساخت آن بیشتر کشور ها واز جمله ایران نیز شرکت داشته اند. این شتاب دهنده در واقع لوله ای دایره ای به قطر 27 کیلومتر است. در این سامانه می توان ذرات را تا نزدیکی سرعت نور شتاب دادو آنگاه آنها را با ذرات دیگر برخورد داد .سپس ذرات خرد شده و به ذرات بنیادین سازنده دگرگون می شوند. به کمک این سامانه ,دانشمندان توانسته اند پادماده بسازند و تا 15 دقیقه نیز آن را پایدار نگه دارند. برای ساخت ذرات بنیادین وپاد آنها ,نخست باید اتم را شتاب داد. اتم ها در آن مسیر دایره ای شکل شتاب داده می شوند تا به 99/9 درصد سرعت نور برسند. روش شتاب دادن هم مانند قطار های برقی است. همانگونه که دو قطب آهنربا همدیگر راپس میزنند,قطار برقی هم روی یک ریل مغناطیسی سر می خورد و در واقع ریل قطار را پس می زند و به جلو سر می دهد. اتم های بار دار نیز به همین روش در شتاب دهنده به جلو سر داده میشود همچنین مسیر آنرا دایره ای نگه می دارد. وآنگاه که به نزدیکی سرعت نور رسید,به درون لوله شتاب دهنده ,ذراتی را وارد میکنند. ذرات تازه وارد,سرعت بسیار کمتری دارند و  در نتیجه بین آنها و اتم های بسیار پر شتاب تر برخورد به وجود می آیدو به بیان ساده,خرد میشوند و به بنیادی ترین ذرات اتم مانند کوارک وهادرون و نیز ذرات پادآنها خرد می شوند . در تمام سیاره زمین,همین یک شتاب دهنده با این اندازه وجود دارد.شتاب دهنده ذرات هادرون در مرز سوئیس و فرانسه , تنها میتواند در اندازه های آزمایشگاهی به کار بپردازد.