اخبار

انقلاب نوامبر | کشف کوارک افسون

آزمایشگاه ملی بروکهاون
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

کوارک‌ها و لپتون ها دسته‌ای از ذرات بنیادی هستند به نام فرمیون‌ها؛ این ذرات اجزای سازنده ماده هستند. در مدرسه به ما یاد داده بودند که همه مواد از الکترون‌ها و پروتون‌ها (و البته نوترون) ساخته‌شده‌اند؛ اما حقیقت این است که نوکلئون‌ها (ذرات تشکیل‌دهنده هسته‌اتم؛ پروتون و نوترون) خود از ذراتی مثل کوارک‌ها تشکیل‌شده‌اند.

در نوامبر ۱۹۷۴ کشف «کوارک افسون» به‌طور هم‌زمان توسط دو گروه تجربی در آمریکا سبب شد تا انقلابی در فیزیک ذرات صورت بگیرد. گروه اول گروهی از دانشگاه MIT بودند که در آزمایشگاه ملی بروکهاون کار می‌کردند. (در تصویر بالا نمایی از این مرکز را مشاهده می‌کنید.)
گروه دیگر نیز در مرکز شتاب‌دهنده خطی استنفورد بر روی ذرات بنیادی مطالعه می‌کردند.
ذره جدید جرم ۳۰۹۵ مگا الکترون‌ولت و نیمه‌عمر حدود ۱۰۰۰ برابر بیشتر از سایر ذرات با جرم قابل مقایسه داشت.
این خبر جهان فیزیک انرژی‌های بالا را به آتش کشید و به انقلاب نوامبر معروف است.
دو سال بعد در ۱۹۷۶ دانشمندان برجسته دو گروه Samuel Ting و Burton Richter جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کردند.

کوارک چیست؟

کوارک‌ها و لپتون ها دسته‌ای از ذرات بنیادی هستند به نام فرمیون‌ها؛ این ذرات اجزای سازنده ماده هستند. در مدرسه به ما یاد داده بودند که همه مواد از الکترون‌ها و پروتون‌ها (و البته نوترون) ساخته‌شده‌اند؛ اما حقیقت این است که نوکلئون‌ها (ذرات تشکیل‌دهنده هسته‌اتم؛ پروتون و نوترون) خود از ذراتی مثل کوارک‌ها تشکیل‌شده‌اند.
در مدل استاندارد ذرات بنیادی؛ ۶ کوارک در نظر گرفته‌شده است. این کوارک‌ها عبارت هستند از:
کوارک بالا ۱۹۶۹
کوارک پایین ۱۹۶۹
کوارک شگفت ۱۹۶۹
کوارک افسون ۱۹۷۴
کوارک سر ۱۹۹۵ در آزمایشگاه فرمی
کوارک ته ۱۹۷۷ در آزمایشگاه فرمی
به هرکدام از این ۶ کوارک یک «مزه» گفته می‌شود؛ که ترجمه عبارت flavors است.

Standard-model

چرا کوارک؟

نام «کوارک» توسط موری گلمن (Murray Gell-Mann) و از کتاب «Finnegan’s Wake»، جمیز جویس گرفته‌شده است. گلمن در سال ۱۹۶۹ جایزه نوبل را برای تلاش‌هایش در زمینه طبقه‌بندی ذرات بنیادی دریافت کرد.

موری گلمن (Murray Gell-Mann)

موری گلمن (Murray Gell-Mann)

شب‌زنده‌داری فینگن‌ها (به انگلیسی: Finnegans Wake) رمانی است نوشته نویسنده ایرلندی، جیمز جویس که به خاطر سبک آن شهرت دارد و به عنوان یکی از دشوارترین آثار داستانی ادبیات انگلیسی شناخته می‌شود.

شب‌زنده‌داری فینگن‌ها (به انگلیسی: Finnegans Wake) رمانی است نوشته نویسنده ایرلندی، جیمز جویس که به خاطر سبک آن شهرت دارد و به عنوان یکی از دشوارترین آثار داستانی ادبیات انگلیسی شناخته می‌شود.

اما نام ۶ مزه کوارک بر چه اساسی است؟
مزه‌های کوارک‌ها به دلایل مختلفی به آن‌ها داده‌شده است. نام کوارک‌های بالا و پایین برگرفته از اجزای بالا و پایین ایزو اسپینی است که حمل می‌کنند.
کوارک‌های شگفت نامشان را از آنجا گرفته‌اند که این کوارک‌ها اجزای تشکیل‌دهنده ذره‌های شگفتی بودند؛ که در پرتوهای کیهانی سال‌ها قبل از مطرح‌شدن مدل کوارک، کشف‌شده بودند. این ذره‌ها را از آن جهت شگفت نامیده بودند که به صورت غیر معمولی، طول عمر بالایی داشتند.
از گلاشو که به همراه بجورکن وجود کوارک افسون را پیشنهاد داده بودند، چنین نقل‌شده است که «ما نام سازه‌مان را کوارک افسون گذاشتیم، زیرا ما مسحور و خرسند از تقارنی بودیم که به دنیای زیراتمی می‌آورد»
نام‌های ته و سر هم به این دلیل توسط هراری (Harari) برگزیده که «همراهان منطقی برای کوارک‌های بالا و پایین» هستند. درگذشته از کوارک‌های سر و ته، گاهی با نام‌های «زیبایی» و «حقیقت» یاد می‌شد اما کم‌کم این نام‌ها از کاربرد خارج شدند.

مرکز شتاب‌دهنده خطی استنفورد

مرکز شتاب‌دهنده خطی استنفورد

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست