ديد کلي
امروزه مدت زيادي نگذشته که ثابت شده تمامي مواد از مولکولها ، مولکولها هم از اتمها ، اتمها از هسته‌ها و الکترونها و هسته‌ها از پروتونها و نوترونها تشکيل شده‌اند اما پروتونها و نوترونها والکترونها از چه چيزي ترکيب يافته‌اند؟ اين ذزات ، ذرات بنيادي يعني ذرات غير قابل تجزيه نام دارند. با فرض اينکه تجزيه بيشتر آنها باعث مي‌شود که به ذرات ديگري تبديل شود.
تاريخچه
در اواخر قرن بيستم دانشمندان درباره ساختمان پنهاني ذرات بنيادي به يک مطالعه سيستماتيک و مداوم پرداختند. اين مطالعه ابتدا از نوکلئونها (اجزاي هسته) يعني پروتونها و نوترونها شروع شد. عموما در فيزيک هسته‌اي اين کار مي‌توانست در دو خط اصلي ادامه يابد.
بررسي پديده‌هاي شامل ذرات بنيادي با فيزيک هسته‌اي
کوشش براي شکستن يا خرد کردن يک ذره بنيادي در صورت امکان و تبديل آن به اجزاء تشکيل دهنده‌اش ، اگر اجزاء تشکيل دهنده‌اي داشته باشد. براي اين منظور ذرات مشابه ديگر را با سرعتهاي حتي المقدور نزديک به سرعت نور شتاب داده و اين گلوله‌هاي شتاب دار را به ذرات بنيادي موجود در اتمهاي ديگر برخورد مي‌دهند. براي مثال براي بمباران هيدروژن يونيزه شده (يعني پروتون) از پروتونهاي شتابدار يا براي بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفاي ديگر استفاده گردد.
انرژي لازم براي اين عمل فقط مي‌تواند به کمک شتاب دهنده‌هاي قوي ذرات باردار فراهم شود توليد ذرات باردار شتابدار براي دسترسي به انرژيهاي دهها ميليون و بالاخره دهها هزار ميليون الکترون ولت زماني يک کار بزرگ تلقي مي‌شد.
بررسي ساختمان ذرات بنيادي
اين روش بر اساس پديده آشناي نوري قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده کوچکتر باشد طول موج نور تابانده شده به اين ماده بايستي کوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آساني از اطراف جسم عبور کرده و چيزي ديده نمي‌شود. و اگر از طول جسم کوچکتر باشد موج منعکس شده بازتاب نور و جسم روشن شده و قابل رويت مي‌گردد.
ديدگاه موجي ذرات
دوبروي (De Broglie) کشف کرد که هر چه ذرات سريعتر حرکت کنند خواص موجي بيشتري از خود نشان مي‌دهد. پس از اين کشف تهيه نوعي ميکروسکوپ الکتروني ممکن گرديد که در آنها الکترون با انرژي 100Kev شتاب داده مي‌شد. اين ميکروسکوپ رويت اجسام با قطر چند انگستروم را ميسر مي‌سازد. که هر آنگستروم برابر 8-10 سانتيمتر مي‌باشد. مطابق نظريه دوبروي هر چه ذرات سنگينتر بوده و سريعتر حرکت کند ، طول موج معادل آن کوتاهتر خواهد بود. اين مطالب نشان مي‌دهد اگر الکتروني تا انرژي چند صد ميليون الکترون ولت شتاب داده شود، طول موجش آنقدر کوچک مي‌شود که متناسب با اندازه ذرات هسته‌اي شده و مي‌تواند براي بررسي ساختمان هسته اتمي بکار رود.
ساختار فيزيک ذرات بنيادي
* از بازتاب و پخش اين فيزيک امواج براي اندازه گيري ذرات داخل هسته استفاده مي‌شود. اگر الکتروني تا انرژي يک يا دو هزار ميليون الکترون ولت شتاب يابد طول موج الکترون چندين مرتبه کوچکتر از قطر ذرات هسته‌اي مي‌شود. اين فيزيک امواج تحقيق ساختمان پروتونها و نوترونها را ممکن مي‌سازد. از روزي که دانشمندان به يک توپخانه اتمي قوي مسلح شدند، ذرات جديد اتمي يکي پس از ديگري کشف گرديد.
* انرژي معادل با يک ميليون الکترون ولت موجب کشف الکترون مثبتي به نام پوزيترون شد. شتاب دهنده‌هايي با صدها ميليون الکترون ولت تهيه مصنوعي مزونها را ممکن ساخت. مزونها اولين بار در پرتوهاي کيهاني کشف شدند. توسعه شتاب دهنده‌هاي با انرژي بسيار زياد موجب کشف ضد ذرات گرديد. ضد ذرات تشکيل دهندگان اصلي ضد ماده مي‌باشد که عمده‌ترين انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غيره.
* بسياري از ذرات کشف شده ، ذرات ناپايدارند آنها پس از يک دوره زماني بسيار کوتاه تجزيه شده و به تعدادي ذرات کوچکتر و پايدارتر تبديل مي‌شود اين ذرات کوچکتر پايدارتر شامل: الکترونها ، نوترونها ، اشعه گاما و يا نوترينوها مي‌باشند.
* ذرات ناپايدار ممکن است به ضد ذرات معادل خود که اصولا پايدارترند ، تبديل مي‌گردند.
* همانگونه تا بحال معلوم شده هيچ يک از ذرات بنيادي شناخته شده نمي‌توانند به اجزاء کوچکتر شکسته شوند. آنها همگي به نام ذرات بنيادي معرفي شده است به همين دليل نشان مي‌دهد که ساختماني ندارند.
تقسيم بندي ذرات ناپايدار
ذرات ناپايدار به دو گروه به صورت زير تقسيم مي‌شوند:
* يک دسته از آن شامل ذرات سنگينتر از الکترون ولي سبکتر از پروتون است که مزون (Meson) نام دارند.
* گروه ديگر شامل ذرات سنگينتر از پروتون است که هيپرون (Hyperon) خوانده مي‌شوند. هيپرونها فقط به ذرات هسته‌اي از جمله پروتونها و نوترونها تجزيه مي‌شوند.
منبع: http://atwis.com
/س