خبرگزاری ذرات

پزشک ها برای هر دردی، داروی مخصوص و جداگانه ای دارند و یک راه برای درمانش. سرت درد می کند، این قرص را بخور، پایت درد می کند، آن یکی قرص را. دندانت خراب شده، بکش بیندازش دور. اما فیزیک دانها از این که برای هر اتفاقی یک دلیل مخصوص و برای هر مسئله ای یک راه حل جداگانه پیدا کنند. خوششان نمی آید. فیزیک دان ها دل شان می خواهد کلیدی بسازند که همه ی درهای دنیا را باز کند؛ یا لااقل خیلی از درها را.
این علاقه شان، بفهمی نفهمی از تنبلی شان هم آب می خورد، ولی چون تنبل های باهوشی بودند و هستند، بالاخره راهش را پیدا کردند. آنقدر گشتند و چون و چرا کردند و جلو رفتند تا همه ی اتفاق های دنیا را فقط با سه دلیل توضیح دادند، این شد سه تا کلید که همه ی درها را باز می کرد. بعد هم کل دنیا را ریختند توی یک جدول بیست سی خانه ای و گفتند " بفرمایین! همه ی دنیا از همین ذره های بنیادی ساخته شده "
توی دنیا، هر لحظه هزار جور اتفاق می افتد. من روی زمین نشسته ام، نه تویش فرو می روم نه معلق می شوم توی هوا. با خودکار روی کاغذ می نویسم. پروتون ها و نوترون ها عین بچه ی آدم توی هسته ی اتم نشسته اند و الکترون ها دورشان می گردند. بخاری هوا را گرم می کند. دلیل هر کدام این اتفاق ها را که دلت می خواهد از یک فیزیک دان بپرس. نه هول می شود، نه فرار می کند. مسئول هر اتفاق، یکی یا چند تا از نیروهای بنیادی اند.
اگر داستان به جرم مربوط باشد، نیروی گرانش سر و کله اش پیدا می شود؛ مثل همان داستان من و زمین و هوا!
اگر به بار الکتریکی و نیروهای بین اتم ها و مولکول ها مربوط باشد، مسئولش نیروی الکترومغناطیسی است ( این که می توانم با خودکار روی کاغذ بنویسم هم به نیروی الکترومغناطیس مربوط است باورت می شود؟ ) و اگر قضیه خیلی خصوصی باشد و فقط مربوط به هسته ی اتم و نوترون ها، دو تا نیروی دیگر می آیند وسط: هسته ای قوی و هسته ای ضعیف.
تا حالا همه ی چراهای دنیا را جواب داده ایم، اما یک سئوال دیگر هم می شود پرسید: " این چیه؟ " هزار جور ماده ی مختلف در دنیا وجود دارد. هر کدام هم اسم خودش را دارد. اما اگر از یک فیزیک دان بپرسی دنیا از چی ساخته شده، جدول جادویی اش را نشان ات می دهد و می گوید " از همین چند ذره. " فیزیک دان ها همیشه جواب های قشنگی برای هر سئوالی دارند: قشنگ و بنیادی!
ذره هایی که دنیا را می سازند، دو دسته اند: آن هایی که تحت تأثیر نیروی هسته ای قرار می گیرند و آن هایی که قرار نمی گیرند. دسته ی اول اسم شان، "کوارک" است، دسته ی دوم "لپتون". مثلاً الکترون نوعی لپتون است، اما پروتون و نوترون هر کدام از سه کوارک ساخته می شوند.
هر ذره هم برای خودش یک پاد ذره دارد. خصوصیات پادذره معکوس ذره است. مثلاً اگر بار الکتریکی ذره مثبت باشد، پادذره منفی است. خصوصیاتی هم که معکوس ندارند، در هر دوشان عین هم است. مثلاً جرم هر ذره با پادذره اش برابر است. مثل خواهر و برادر دوقلویی که همه چیزشان عین هم است، فقط یکی دختر است و یکی پسر!
ذره و پادذره بدجوری به هم وصل اند. اگر قرار باشد یک ذره بوجود بیاید، حتماً باید پادذره اش هم به وجود بیاید ( انرژی ___ ذره + پادذره ) و اگر قرار باشد نابود شود، جتماً باید پادذره اش هم نابود شود. در واقع وقتی ذره و پادذره به هم می خورند. هر دو نابود می شوند و انرژی تولید می کنند ( ذره + پادذره ___ انرژی ) و این خاصیت مهم ذرات ماده است.
همه ی ذرات دنیا را می توانیم با همین ذره های بنیادی بسازیم.
تا حالا فهمیدیم که هر چی توی دنیا هست از تعدادی ذره بنیادی درست شده ( اسم و تعدادشان خیلی هم برایمان مهم نیست! ) و هر اتفاقی توی دنیا می افتد، اثر یکی از نیروهای بنیادی است. این جا برای آدم های باهوش ( منظور همان فیزیک دان هاست! ) یک سئوال پیش می آید.
سئوال: اگر این طور که گفتی باشد، پس این نیروهای بنیادی در واقع دارند به آن ذره های بنیادی وارد می شوند.
جواب: بله. دقیقاً
ادامه ی سئوال: چه طوری؟
ادامه ی جواب: خب! اگر من بخواهم به تو نیرو وارد کنم، با دستهایم هلت می دهم یا می کشم ات.
ادامه ی ادامه ی سئوال: حالا اگر من یک الکترون باشم و دست نداشته باشم – که معمولاً هم الکترون ها ندارند - چه طوری می توانم یک پروتون را بکشم سمت خودم یا یک الکترون را هل بدهم؟
ادامه ی ادامه ی جواب: اگر نتوانم هل ات بدهم ازت خواهش می کنم بروی عقب یا بیایی جلو. الکترون هم در واقع از پیک بادپا استفاده می کند! و برای پروتون خبر می فرستند که بیاید طرف اش. اسم پیک بادپایش هم فوتون (Photon) است. فوتون در واقع همان نور است. پس الکترون و پروتون هر وقت بخواهند به هم نیرو وارد کنند، برای هم فوتون می فرستند. این فوتون با سرعت نور از یک ذره به ذره ی دیگر می رود. وقتی فوتون به ذره ی دوم رسید، او خبردار می شود که در نزدیکی اش الکترونی وجود داد. در واقع تازه آن موقع است که الکترون را می بیند و نیروی جاذبه بهش وارد می شود.
اداه ی ادامه ی ادامه ی سئوال: الکترون و پروتون همیشه از فوتون استفاده می کنند که همدیگر را ببینند؟ بقیه ی ذره های بنیادی چی؟
ادامه ی ادامه ی ادامه ی جواب: آره. فقط هم الکترون و پروتون نیستند: ببین! دنیا در واقع یک خبرگزاری بزرگ است که در هر لحظه هزاران هزار خبر تویش رد و بدل می شود. هر اتفاق یعنی یک خبر. خبرها دسته بندی می شوند به خبرهای گرانشی، خبرهای الکتروضعیف ( خبرهای الکترومغناطیسی + هسته ای ضعیف ) و خبرهای هسته ای قوی. ( اسم این خبرها برات آشنا نیست؟ ) هر دسته خبری را پیک های مخصوص همان دسته می برند و پیک های دسته های مختلف با هم قاتی نمی شوند. به این پیک ها می گوییم ذره های پیمانه ای.
این ذره ها گاهی مثل چسب می مانند؛ باعث می شوند ذرات بنیادی هم دیگر را جذب کنند. گاهی هم باعث می شوند ذرات بنیادی هم دیگر را هل بدهند. این که نیروی بنیادی، همیشه جاذبه باشد یا گاهی جاذبه و گاهی دافعه، بستگی به نوع ذره ی پیمانه ای دارد.
خبرهای گرانشی را ذره هایی به نام گراویتون (G) به جرم ها می رسانند. گراویتون ها ذرات عجیب و غریبی هستند که خوب نمی شناسیم شان. اما همیشه باعث می شوند دو تا جرم هم دیگر را جذب کنند. خبرها را تا فاصله های خیلی دور هم می توانند ببرند ولی چسب شان آن قدرها قوی نیست.
خبرهای هسته ای قوی را گلوئون ها می برند. گلوئون، دو تا پروتون را به هم، دو تا نوترون را به هم، یا یک نوترون را به یک پروتون می چسباند. اصلاً گلوئون یعنی چسبونکی! همین ذره ها باعث می شوند پروتون های توی هسته که هم دیگر را دفع می کنند، بتوانند کنار هم بمانند. این ها فقط می توانند در فاصله های خیلی خیلی کوتاه خبر ببرند، اما چسب شان حسابی قوی است.
You need to have a Java Enabled Browser in order to use this applet.
از همه شلوغ تر هم بخش الکترو ضعیف است. چهار ذره ی پِیمانه ای: z و+W و -W و ( همان فوتون ) این ها چسب شان قوی است، اما معمولاً از گلوئون ضعیف تر است. بعضی هاشان فقط تا فاصله های کوتاه خبر می برند و بعضی هاشان تا فاصله های خیلی دور.
هیجان انگیزترین بخش داستان را گذاشته ام آخر برایت بگویم: ذره هایی وجود دارند که نه ذره ی پیمانه ای اند نه مثل ذرات مادی. یعنی پاد ماده ندارند. خودشان تنهایی به وجود می آیند و از بین می روند، مستقل مستقل. به شان می گویند ذرات هیگز. داریم آماده می شویم سال ۲۰۰۷ توی سرن (CERN) آزمایش کنیم و ببینیم واقعاً وجود دارند یا نه؟

فاطمه مصلح زاده