کشف نیروی هسته‌ای: پروتون‌ها با وجود نیروی دافعه شدید نسبت به هم چطور در کنار هم در درون هسته می‌مانند؟

0

پس از کشف نوترون در سال ۱۹۳۲ میلادی شناخت فیزیکدان‌ها از هسته اتم تا حد زیادی کامل‌تر شد. اما هنوز یک سؤال بسیار مهم همچنان بیپاسخ مانده بود.

این سؤال بسیار مهم در ارتباط با پایداری هسته‌های اتمی بود. در آن زمان مشخص شده بود تمامی هسته‌های اتمی از تعدادی پروتون و نوترون تشکیل شده‌اند.

اما با توجه به آنکه پروتون‌ها بار مثبتی دارند و همدیگر را به شدت دفع می‌کنند پس چگونه است که هسته اتم پایدار مانده و از درون متلاشی نمی‌شود؟ چه عاملی است که پروتون‌ها را با وجود نیروی دافعه شدیدی که نسبت به همدیگر دارند همچنان در کنار هم در درون هسته نگاه می‌دارد؟ پاسخ این پرسش بسیار مهم را یک فیزیکدان ژاپنی به نام هید کی یوکاوا در سال ۱۹۳۵ پیدا کرد. یوکاوا پیش خود گفت قاعدتا باید نیروی جاذبه ناشناخته‌ای در هسته اتم حاکم باشد که در برابر نیروی دافعه الکتریکی شدید مابین پروتون‌ها مقاومت کرده و از متلاشی شدن هسته جلوگیری کند. بر اساس مدل یو کاوا، این نیروی ناشناخته – که او آن را نیروی هسته‌ای نامیده بود – اساسآ با نیروی الکترومغناطیسی متفاوت بوده و نیروی کاملا جدیدی با ماهیتی کاملا متفاوت محسوب می‌شود که مابین نوکلئون‌ها (یعنی پروتونها و نوترون‌ها اعمال می‌شود.

بر مبنای محاسبات یوکاوا برد نیروی هسته‌ای بسیار کوتاه و در حدود ابعاد هسته اتم است و به همین دلیل هم این نیرو تا آن زمان در هیچ آزمایشی مستقیما مشاهده نشده بود و تا آن هنگام همچنان ناشناخته باقی مانده بود. ضمنا از آنجایی که یوکاوا با نظریه میدان کوانتومی دیراک آشنا بود و می‌دانست که بر اساس این نظریه، میدان الکترومغناطیسی از تبادل فوتون‌ها مابین ذرات باردار شکل می‌گیرد؛ بنابراین فکر کرد پس قاعدتا نیروی هسته‌ای هم باید از تبادل ذرات خاصی مابین نوکلئون‌ها ایجاد شود.

یوکاوا نام این ذرات حامل نیروی هسته‌ای را پیون (یا مزون‌های پی) گذاشت. محاسبات یوکاوا نشان می‌داد جرم پیون‌ها باید حدود ۲۵۰ برابر جرم الکترون باشد. ۱۲ سال پس از این پیش بینی (یعنی در سال ۱۹۴۷ میلادی) یک گروه پژوهشی انگلیسی به رهبری فیزیکدانی به نام سسیل پاول با نصب دستگاه‌های آشکارساز پرتوهای کیهانی در ارتفاعات کوههای پیرنه در اروپا و کوه‌های آند در آمریکای جنوبی سرانجام موفق به آشکارسازی پیونها در میان ذرات پرتوهای کیهانی ثانویه شدند. بدین ترتیب صحت مدل نیروی هسته‌ای یوکاوا به طور تجربی هم تأیید شد و به مناسبت این دستاورد مهم یعنی کشف نیروی هسته‌ای و ذره حامل این نیرو یعنی مزون‌های پی (پیون ها) جایزه نوبل فیزیک سال‌های ۱۹۴۹ و ۱۹۵۰ به ترتیب به یوکاوا و پاول اهدا شد.

لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران
   

پستهای اخیر

اپل سرویس پادکست اشتراکی راه‌اندازی کرد: گوش دادن بدون تبلیغات و دسترسی به محتواهای اختصاصی

اپل سرویس اشتراکی پادکست پلاس را برای ارائه خدمات و مزایای بیشتر به کاربران راه‌اندازی کرد. مدت‌ها بود سرویس و اپلیکیشن Apple Podcast بدون تغییراتی به کار خود ادامه می‌داد و اینک اپل خبرهای خوبی برای کاربران این سرویس دارد. اپل در مراسم…

اپل تی‌وی ۴K جدید معرفی شد: با تراشه A12 بیونیک و ریموت کاملا جدید

اپل یک مدل جدید از محصول Apple TV 4K خود با تراشه ارتقایافته‌تر و برخی ویژگی‌های جدید معرفی کرد. اپل تی‌وی 4K جدید از تراشه آشنای A12 Bionic سود می‌برد تا تصاویر ویدئویی HDR را با نرخ فریم ریت بالاتر اجرا کند. به علاوه، تراشه جدید قدرتی…

آیپد پرو جدید با پردازنده M1،نمایشگر حیرت‌انگیز مجهز به فناوری مینی LED و پشتیبانی از ۵G معرفی شد

اپل امشب در مراسم Sprint Loaded از آیپد پرو پرچم‌دار جدید خود رونمایی کرد. آیپد پرو ۱۲.۹ اینچی جدید کاملا یک دستگاه ارتقایافته و مجهز به فناوری‌های جدید و پیشگام اپل از جمله پردازنده M1، پشتیبانی از 5G و فناوری نمایشگر مینی LED به همراه یک…

اپل یک آی‌مک نازک با پردازنده M1 و رنگ‌بندی متنوع و جذاب معرفی کرد

اپل امشب در مراسم بهار خود از یک مدل کامپیوتر iMac بازطراحی شده و باریک‌تر، پردازنده اپل سیلیون M1 و کیس‌های رنگی و بسیار متنوع رونمایی کرد. اپل می‌گوید این آی‌مک از ابتدا برای استفاده M1 طراحی شده است. آی‌مک جدید دارای نمایشگر ۲۴ اینچی…

سرانجام اپل ایرتگ معرفی شد: مشابه Tile و با قیمت ۲۹ دلار

اپل در مراسم Spring Loaded امشب پس از مدت‌ها انتظار ردیاب هوشمند تجهیزات AirTag را معرفی کرد. در اولین نظر، اپل ایرتگ مشابه Tile است ولی خوب در اکوسیستم اپل قطعا ویژگی‌های جذاب‌تری خواهد داشت. ایرتگ کوچک و دایره‌ای است و به شما امکان…

بهترین و خاطره‌انگیزترین فیلم‌های دهه ۹۰ میلادی – فهرست ۵۷ فیلم خوب و دیدنی- چرا اینقدر محبوب‌اند؟…

امروز می‌خواهم در این مورد صحبت کنم که چرا تصور می‌کنم فیلم‌های دهه 90 برای ما اینقدر محبوب هستند. وقتی این سال‌ها، فهرست نامزدهای جایزه اسکار و نیز جشنواره‌های معتبر دیگر فیلم اعلام می‌شود و این فهرست‌ها را با فهرست‌های دهه 90 مقایسه…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.