کشف نیروی زیراتمی ۱۰ برابر مخرب‌تر از انفجار بمب های هیدروژنی!/رویدادی که آنقدر قدرتمند است که می‌تواند منجر به نابودی بشریت شود

به گزارش نامه نیوز ، این دانشمندان دریافتند دو ذره کوچک با نام کوارک‌های زیرین (bottom quarks) در تئوری می‌توانند طوری در هم تنیده شوند که منجر به یک انفجار بزرگ شوند. این رویداد مادون اتمی موجب تشکیل یک ذره‌ ثانویه بزرگتر مادون اتمی به نام نوکلون (nucleon) و انرژی لجام گسیخته‌ای می‌شود که سراسر دنیا را در بر می گیرد! این «انفجار کوارک» چیزی بسیار قدرتمندتر از مورد مشابه واکنش درهم‌آمیختگی مستقل اتمی است که در هسته‌ بمب‌های هیدروژنی استفاده می‌شود.

رویداد مادون اتمی ۱۰ برابر قدرتمندتر از انفجار بمب های هیدروژنی است!

کوارک‌ها ذره‌های کوچکی هستند که معمولا به هم می‌چسپند و منجر به تولید نوترون و پروتون در داخل اتم می‌شوند. آنها در شش نسخه یا «طعم» دسته‌بندی می‌شوند؛ بالا، پایین، رویین، زیرین، عجیب و دلربا.

رویدادهای مرتبط به انرژی در سطح مادون اتمی، با ولتاژ مگالکترون (MeV) محاسبه می‌شوند. فیزیکدانان مشاهده کردند زمانی که دو کوارک زیر با هم آمیخته می‌شوند، انرژی معادل ۱۳۸ مگا الکترون را آزاد می‌کنند. این انرژی ۱۰ برابر قوی‌تر از یک رویداد در هم آمیختگی هسته‌ای مستقل است که در بمب‌های هیدروژنی رخ می‌دهد.

برای انفجار بمب‌های هیدروژنی، هسته‌های کوچک هیدروژنی به نام دئوترون (deuterons) و تریتون (triton) را با هم ترکیب می‌کنند تا یک هسته هلیومی تولید شود و نتیجه آن قدرتمندترین انفجاری است که بشر به آن دست یافته است.

طبق آرشیو تسلیحات هسته‌ای، وب‌سایتی که کارش جمع‌آوری داده و تحقیق درباره تسلیحات اتمی است، هر کدام از این واکنش‌های مستقل رخ داده درون بمب‌، به تنهایی در حدود ۱۸ مگا الکترون را تولید می‌کنند. این رقم خیلی کمتر از در هم آمیختگی کوارک‌های زیرین با قدرت ۱۳۸ مگا الکترون است.

آیا این رویداد مادون اتمی نسل بشر را تهدید می‌کند؟

مارک کارلین، یکی از محققان این مطالعه گفت: باید اعتراف کنم زمانی که فهمیدم چنین واکنشی امکان‌پذیر است، ترسیدم!

هرچند واکنش‌های در هم آمیخته از قدرتی فوق‌العاده عظیمی برخوردارند، اما یک رویداد واحد از درهم‌آمیختگی، به خودی خود چندان خطرناک نیست. بمب‌های هیدروژنی قدرت فوق‌العاده عظیم خود را از واکنش‌های زنجیری دریافت می‌کنند؛ یعنی درهم‌آمیختگی آبشاری میلیاردها هسته در یک لحظه.

کارلینر و جاناتان روسنر، از دانشگاه شیکاگو می‌گویند که چنین واکنش زنجیره‌ای در کوارک‌های زیرین امکان‌پذیر نیست و قبل از انتشار این مطالعه، نظرات خود را با همکارانی که با آن موافق بودند به اشتراک گذاشتند.

برای فعال کردن یک واکنش زنجیری، سازندگان بمب‌های هسته‌ای به تعداد بسیاری زیادی از ذره نیاز دارند. جالب است بدانید یکی از صفات مهم کوارک‌های زیر، کار انباشت آن را غیر ممکن می‌کند. آنها درست ۱ پیکوثانیه پس از ایجاد شدن، از بین می‌روند. بعد از این چرخه زمانی، آنها به یک ذره‌ مادون اتمی کم‌انرژی تبدیل می‌شوند که به عنوان کوارک بالا شناخته می‌شود.

دانشمندان می‌گویند امکان تولید واکنش‌های درهم‌آمیختگی کوارک‌های زیرین، در داخل شتاب‌دهنده‌های ذره‌ای طویل وجود دارد. به گفته محققان، حتی درون یک شتاب‌دهنده، کسی نمی‌تواند به اندازه کافی کوارک جمع کند تا بتواند به دنیا آسیب برساند. پس نیازی نیست نگران بمب‌های کوارک زیرین باشیم.

کارلینر می‌گوید این کشف هیجان‌انگیزی است، زیرا این اولین اثبات نظری است که نشان می‌دهد می‌توان ذره‌های مادون اتمی را به شیوه‌ای که انرژی منتشر کند، در هم آمیخت. این یک قلمرو جدید در علم فیزیک ذره‌های کوچک است که طی آزمایشی در CERN، بزرگترین آزمایشگاه فیزیک ذره‌ای در مکانی نزدیک به ژنو کشف شد.

فیزیکدانان چگونه این قابلیت فراهسته ای را کشف کردند؟

ماجرا از این قرار است که در آزمایشگاه CERN، ذره‌ها در مسیر یک زیر زمین دایره‌ای شکل ۱۷ مایلی (۲۷ کیلومتری) با سرعتی نزدیک به سرعت نور، قبل از برخورد با هم، به حرکت در می‌آیند. دانشمندان سپس از کامپیوترهای قدرتمند استفاده می‌کنند تا داده‌های برگرفته از این برخورد را وارسی کنند. در طول این تحقیق بعضی اوقات ذره‌های عجیبی نیز ظهور پیدا می‌کردند. در ماه ژوئن، مورد عجیبی در داده یکی از برخوردها نشان داده شد؛ یک باریون «دلربای مضاعف»، یا یکی از قوم و خویش‌های نوترون و پروتون که از دو خویشاوند کوارک «زیرین» و «رویین» است و با عنوان کوارک‌های «دلربا» شناخته می‌شوند، مشاهده شد.

در حال حاضر، کوارک‌های دلربا در مقایسه با کوارک‌های متداول بالا و پایین که پروتون و نوترون را تشکیل می‌دهند، بسیار سنگین هستند و زمانی که ذره‌های سنگین در هم تنیده می‌شوند، به یک قطعه بزرگ انرژی تبدیل می‌شوند و در بعضی موارد، انرژی مضاعفی تولید می‌کنند که در جهان منتشر می‌شود.

کارلینر و روسنار دریافتند زمانی که دو کوارک دلربا در هم تنیده می‌شوند، ذره‌ها با یک انرژی در حدود ۱۳۰ مگاالکترون در هم تنیده می‌شوند و ۱۲ مگا الکترون انرژی پس ماند تولید می‌کنند (حدود دو سوم انرژی در هم تنیدگی دئوترون و تریتون). درهم‌آمیختگی دلربا اولین واکنش ذره‌ها در این مقیاس بود که مشخص شده انرژی را بدین شیوه منتشر می‌کند و عنوانی جدید برای این تحقیق است که در تاریخ یکم نوامبر در مجله طبیعت منتشر شد.

درهم‌تنیدگی دو کوارک زیرین، که با یک انرژی ۲۸۰ مگا الکترون در هم تنیده می‌شوند و ۱۳۸ مگا الکترون انرژی آزاد می‌کنند، قدرتمند تر از دو واکنشی است که تا بحال کشف شده است.

تا بحال، این واکنش‌های نظری در آزمایشگاه اجرایی نشده بودند. حال کارلینر می‌گوید انتظار دارد چند سال آینده از نزدیک شاهد این رویداد مادون اتمی در آزمایشگاه CERN باشد.

منبع : کلیک