زوج ماده - مادههاي خنثي عامل اصلي انرژي
نوسان خلاء يا انرژي نقطه صفر هستند
به استناد تعاريف فعلي / "
بدون هيچگونه ميدان خارجی و با حذف تمامي اشعهها ، باز هم
انرژي نوسانات خلاء
وجود دارد . در واقع فضا در پايينترين نقطه پتانسيل خود ، داراي مقدار
انرژي مخالف صفر است . انرژي نقطه صفر يا انرژي نوسان خلاء ، اصطلاحي است كه براي نوسانات
تصادفي امواج الكترومغناطيسي در خلاء بكار برده ميشود و اين انرژي پس از
حذف تمام انرژيهاي موجود در محيط ، باز هم مشاهده ميشود . مفهوم انرژي نقطه صفر
نخستين بار توسط انيشتين و اوتو استرن در سال 1913 تحت عنوان
« انرژي
رسوبي » يا
« انرژي مبهم صفر »
مطرح شد . همه سيستمهاي كوانتومي داراي يك مقدار انرژي نقطه صفر
هستند . اين اصطلاح عموما براي حالتهاي كوانتومي نوسانات هماهنگي بكار
ميرود كه در آن نوسان كنندهاي وجود ندارد . در كيهان شناختي نيز
انرژي خلاء مبناي ثابت كيهان شناختي است . نمونه آزمايشي انرژي نقطه صفر
مستقيما توسط اثر كاسيمير ( كازيمير )
در مقياس نانو مشاهده شد . يك روش براي توضيح
اين پديده ، استفاده از اصل عدم قطعيت مكانيك كوانتومي است كه به موجب
آن انرژي نميتواند به طور مطلق صفر باشد . مسئله مهم ديگري ، فرايند
توليد ذرات مجازي است كه نتيجه اصل عدم قطعيت است و طبق رابطه زير
امكان پذير است :
ћ=h/2π
, ∆E∆T≥ћ
كه طي آن خلاء ممكن
است يك يا چند ذره با انرژي E∆
در مدت كوتاه T∆
توليد كند . بنابرين هرگونه تجزيه و تحليلي بايد بتواند توليد
ذرات در خلاء حتي تابش هاوكينگ در يك ميدان قوي گرانشي ، نظير ميدان
گرانشي سياه چالهها را توجيه كند . "
گوردن كانه نظريه
پرداز فيزيك ذرات بنيادي و استاد دانشگاه ميشيگان كه كارهاي او روي
آزمايش و گسترش مدل استاندارد متمركز است ، ده سوال بيجواب فيزيك را
منتشر كرده است . اولين سوال مطرح شده اين است كه همه نظريههاي امروزي
به طور ضمني بيان ميكنند كه جهان بايد حتي در خاليترين مناطق خود
شامل تراكم شديد انرژي باشد . اثرات گرانشي اين پديده كه آن را انرژي
خلاء مينامند ، يا ميبايست جهان را مدتها پيش درهم تنيده باشد يا
باعث گسترش آن به مقداري بسيار بيش از اندازه كنوني شده باشد . مدل
استاندارد نميتواند براي فهميدن اين نكته كه مسئله ثابت كيهانشناسي
ناميده ميشود ، كمكي كند !
اما موضوع بسيار مهم اين است كه ما بايد همواره اين نكته را به
ياد داشته باشيم كه انرژي نقطه صفر داراي ماهيتي الكترومغناطيسي است ، بنابرين
عنصر يا عامل توليد كننده اين انرژي نيز بايد از ويژگيهاي ميدانهاي
الكترومغناطيسي برخوردار باشد ، يعني باردار باشد تا بتواند ويژگيهاي
الكترومغناطيسي انرژي نقطه صفر را توجيه كند . و ما ميتوانيم از اثرات
( ميدانهاي ) گرانشي موجود در خلاء چشم پوشي كنيم . ولي همانطور كه
ميدانيم
دسترسي به مكاني بدون هيچگونه ميدان خارجي و با حذف تمامي اشعهها ( صفر كلوین ) اگر غير ممكن
نباشد كار بسيار سختي است ، براي اينكه اگر ما از هر مانعي استفاده كنيم ممكن است ميادين
بر آن مانع القا شده و بعد خود همين مانع ، مولد ميدان شود و همچنين ممكن است اين
مانع خود جاذب اشعه و سپس مولد و دافع اين اشعه شود ، ولي به هر حال ميتوان اينگونه
فرض كنيم كه در هستي هيچ سكوني وجود ندارد ، به طور مثال اتمها و ملكولها با سرعتهاي
بسيار بالا در حال نوسان هستند كه در جامدات دامنه اين نوسانات كم ولي در گازها اين
دامنه نوسانات نسبتا زياد است و همواره اتمها و ملكولها با شدت با هم برخورد و
تصادم دارند . در مورد خلاء و زوج ماده - مادههاي خنثي هم اينگونه است ، در واقع زوج ماده - مادههاي
خنثي
همواره در نوسان هستند و با هم برخورد دارند و اين برخوردها باعث بوجود آمدن تغيير
در سرعت زاويهاي ( اسپين ) ذرات شده كه به نوبه خود مولد امواج
الكترومغناطيس است . در پارهاي از موارد ممكن است پيوندها در بازه زماني
بسيار كوتاهي گسسته و مجددا برقرار شوند و همچنين بسيار محتمل است كه تصادم مابين زوج
الكترون - الكترونها و زوج پروتون - پروتونها رخ دهد كه در لحظه برخورد عليرغم
توليد و انتشار امواج
الكترومغناطيس ، چنانچه برخوردها شديد باشد شاهد پديدار شده اتمهاي
هيدروژن و يا پاد هيدروژن و .... باشيم ، آشكار شدن ذرات و پاد ذرات نيز بسيار
محتمل و توجيه پذير است كه در نوع خود بسيار شگفت انگيز خواهد بود (
يعني آفرينش ذرات و اتم يا زايش آنها از خلاء ) ، ولي
به طور كلي برخورد و تصادم زوج ماده - مادههاي خنثي انرژيزا است و آنهم از نوع
الكترومغناطيسي و اين پديده در همه جا
عملي و ممكن است حتي درون اطاق يا خانهاي كه درون آن هستيم . پيوند مجدد ذرات با
دريافت انرژي از محيط يا خلاء همراه است كه اين فرايند دماي خلاء را
متعادل نگه ميدارد . اما موضوع مهم اين است كه ما نميتوانيم ميدان الكتريكي را مستقل از
ميدان مغناطيسي در نظر بگيريم و برعكس كه در مورد ماده و انرژي براي ما در اين عالم
فيزيكي آفريده شده هم اين چنين است ، يعني هر جا انرژي باشد بايد به دنبال ماده یا
جرم (
يعني منبع توليد و انتشار آن ) باشيم
و هر جا ماده یا جرم باشد بايد به دنبال توليد و انتشار انرژي بود ، تصور اين دو به تنهايي و انفرادي براي
ما غير ممكن بهنظر ميرسد . زوج ماده - مادههاي خنثي ميتوانند حجم و جرم بسيار
عظيمي از كيهان را تشكيل داده باشند كه نه تنها قابل مشاهده و احساس
نيستند بلكه انرژي بسيار عظيمي را درون خود محبوس و به دام انداختهاند
. به طور خلاصه اگر زوج ماده - مادههاي خنثي در آزمايشگاه شناسايي
شوند ما در علم فيزيك نياز به يك خانه تكاني بزرگ خواهيم داشت البته اگر بتوانيم از نظريات قبلي دست بكشيم و نگرش جديدي
نسبت به آزمونها داشته باشيم كه در نهايت مفاهيم علم فيزيك عصر ما دگرگون خواهند شد . اگر ما انرژي نسبتا زيادي را در
نقطهاي از فضا ( خلاء ) متمركز و يا تشديد كنيم به نحوي كه موفق به
گسستن پيوند مابين زوج ماده - مادههاي خنثي شويم ، بعد از انحراف و
جداسازي آنها خواهيم توانست با شتاب دهندهها اين ذرات را در
آشكارسازها مشاهده كنيم .
به طور خلاصه همانطور كه در مبحث (
وارونگي
ميادين الكتريكي ، توجيهي جديد
براي توليد زوج ماده - پاد ماده
. بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده
يكديگر را نابود نميكنند )
توضيح داده شد الكترونها و ساير ذرات باردار ساكن نيستند و حول محور
فرضي خود با سرعت چرخشي بسيار بالايي در حال دوران هستند كه به اين
دوران آنها اسپين گفته ميشود . اگر دوران
الكترون را موافق چرخش عقربههاي ساعت فرض كنيم و آن را از بالا
بنگريم مشاهده ميشود كه :
امتداد خطوط ميدان از مركز الكترون يا ميدان
الكتريكي ، خارج و حول مركز به صورت دوايري تو در تو و پيوسته در
ميآيد كه ميتوانيم آن را يك ميدان الكتريكي بسته و تا بينهايت در نظر
بگيريم ، براي اينكه اين ميدان دايرهاي شكل هيچ آغاز و پاياني ندارد . همانطور كه ميدانيم ، هرگاه ميدان الكتريكي در
فضا برقرار شود ، ميدان مغناطيسي عمود بر امتداد آن پديدار خواهد شد و
برعكس آن نيز صادق است كه به مجموعه اين دو ميدان در فضا ، ميدان الكترومغناطيس گفته ميشود .
در شكل فوق نماي الكترون ( سطح دايرهاي قرمز
رنگ ) از پهلو و در حال دوران حول محور عمودي نشان داده شده است ، به
گونهاي كه اگر از بالا به آن بنگريم جهت چرخش آن موافق جهت چرخش
عقربههاي ساعت خواهد بود . خطوط افقي سياه رنگ ، ميادين الكتريكي و
فلش قرمز رنگ جهت ميدان الكتريكي از روبرو را نشان ميدهد كه در
اين صورت جهت فلشهاي آبي رنگ ، جهت ميدان مغناطيسي تشكيل شده را نشان
ميدهد . با توجه به دو قطبي بودن الكترون و ذرات باردار ديگر ، آنها
ميتواند تشكيل زوج ماده - ماده دهند يعني شكل زير :
يك زوج ماده - ماده خنثي يا يك سيستم دوتايي با ميدان الكترومغناطيسي بسته را
ميتوان چنين فرض كرد .
همانطور كه در شكل فوق مشخص است ميادين الكتريكي
و مغناطيسي ( الكترومغناطيسي ) به صورت بسته در آمده و زوج در خارج از
ميادين خنثي بنظر رسيده و غير قابل شناسايي است .
تنها زماني كه اين زوجها با هم تصادم و تماس حاصل كنند امواج
الكترومغناطيس توليد و منتشر خواهد شد كه ما چنين استنباط خواهيم كرد
كه اين انرژي و نوسان آن مربوط به خلاء است كه در واقع چنين نيست .
اين انرژي الكترومغناطيسي كه به نام انرژي نوسان خلاء يا انرژي نقطه
صفر شناخته شده است مربوط به تصادم زوج ماده - مادههاي خنثي ميشود .
البته همانطور كه ميدانيم طول موج اين امواج الكترومغناطيسی خيلي بيشتر
از قطر ذرات باردار است حتي قطر خود اتمها و طول موج اين امواج تابع
سرعت زاويهاي ذرات باردار ميباشد ، موضوعي است كه در مبحث توليد و
انتشار امواج الكترومغناطيس به آن خواهيم پرداخت .
اینك سعی می كنیم نیروی حاصل از اثر
كازيمير مابین دو آینه ( صفحه
فلزی تخت ) موازی را توجیه كنیم :
همانطور كه می دانیم این نیرو در
فواصل خیلی كم ( در فواصل میكرو و نانو متری ) آشكار میشود . با توجه به شكل زیر دلیل این پدیده
میتواند این
باشد كه :
جدا شدن زوج ذرات از یكدیگر خیلی
سریع و در فواصل بسیار كوتاهی انجام می پذیرد و در هنگام جدایی زوج
، دو
بار الكتریكی مثبت و منفی پدیدار میشود
كه آینه ها همانند
دو صفحه یك خازن عمل كرده و ذرات باردار موقتا روی آنها مستقر شده و در
زمان بازگشت به جانب یكدیگر جهت تشكیل زوج ذره جدید
، صفحات را به طرف
یكدیگر می كشانند و این نیروی كشش تا یك اتمسفر ( یك
كیلوگرم یا 10 نیوتن بر سانتی متر مربع ) اندازه گیری شده است ، یعنی شكل زیر :
جالب اینجاست كه دورتر از فواصل
میكرونی این نیرو مشهود نیست و دلیل آن میتواند این باشد كه اكثر زوج
ذرات در هنگام گسسته شدن پیوند ، بیشتر از این فاصله از همدیگر دور
نمیشوند .
محاسبه سرعت تصادم
زوج الكترون - الكترونها با یكدیگر :
E انرژی جنبشی كه میبایست معادل
كمترین
انرژی لازم برای تولید زوج الكترون - پوزیترون باشد ،
m جرم كه جرم دو زوج الكترون ( چهار الكترون
) در تصادم شاخ به شاخ در نظر گرفته میشود و v
سرعت الكترونها میباشد و از دیدگاه مكانیك
كلاسیك سرعت
تصادم میبایست معادل سرعت نور باشد كه با در نظر گرفتن قوانین نسبیت و
فیزیك كوانتوم با توجه به افزایش جرم و انرژی ذرات در سرعتهای بالا ،
سرعت تصادم مسلما كمتر از سرعت نور خواهد بود .
امکان
ایجاد ماده و ضدماده از هیچ
فیزیکدانان آمریکایی و فرانسوی به معادلات جدیدی دست یافتند که اجازه
می دهد پرتوهای لیزر در شرایط خلاء از "هیچ" ماده و ضدماده ایجاد کنند.
به گزارش خبرگزاری مهر، درحال حاضر برای ایجاد
ماده و ضدماده نیاز به یک شتابگر و برخورددهنده ذرات است اکنون
دانشمندان پلی تکنیک اکول در فرانسه و دانشگاه میشیگان معادلات جدیدی
را توسعه دادند که نشان می دهند چگونه یک دسته از الکترونهای پر انرژی
که با یک پالس لیزر ترکیب شده است، می تواند در خلاء بخشهایی از ماده و
ضدماده خود را ایجاد کند.
این فیزیکدانان در این خصوص توضیح دادند: "اکنون
ما می توانیم حساب کنیم که چگونه از یک الکترون واحد می توان صدها ذره
مختلف را تولید کرد. فکر می کنیم که این همان چیزی است که در نزدیکی
اخترنماها و ستاره های نوترونی رخ می دهد. ما با استفاده از تئوریهای
یک فیزیکدان فیزیک نظری به نام پل دیراک می توانیم بگوییم که خلاء،
ترکیبی از ماده و ضد ماده و ذرات و ضد ذرات است. چگالی این ترکیبات
بسیار بالا است اما نمی توانیم آنها را ردیابی کنیم چون اثرات قابل رصد
آنها بلافاصله یکی پس از دیگری حذف می شوند."
براساس گزارش پاپ ساینس، در آزمایشی که در دهه
90 انجام شد دانشمندان موفق شدند از خلاء و یک زوج الکترون- پوزیترون
یک سری دسته پرتوهای فوتونی ایجاد کنند، اما اکنون با استفاده از این
معادلات جدید می توان شدت دسته پرتو لیزر را تثبیت کرد و نسبت به تزریق
الکترون- پوزیترون توسط یک برخورددهنده شتابگر، ذرات بیشتری ایجاد کرد.
منبع خبر گزاری مهر:
http://www.mehrnews.com/fa/newsdetail.aspx?NewsID=1208324
و شاید این کشف جدید
مدرکی برای اثبات نظریه مطرح شده در این مقاله باشد .
محمدرضا طباطبايي 15/10/86
http://www.ki2100.com
لطفا نظر خود را
به تالار زير ارسال فرماييد :
/talar/viewtopic.php?f=16&t=74
