مزون: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز 1 ویرایش خرابکارانهٔ 188.253.61.133 (بحث) به آخرین ویرایش YamahaBot خنثی‌سازی شد. ([[وپ:توینکل|... |
بدون خلاصۀ ویرایش برچسب‌ها: جمع عربی واژگان فارسی ویرایشگر دیداری |
||
خط ۱:
{{منبع}}
{{دیگر کاربردها}}
[[پرونده:Meson nonet - spin 0.svg|بندانگشتی]]
این مقاله در مورد ذرات زیر اتمی است. برای نرم افزار، دیدن Meson (نرم افزار)
در فیزیک ذرات، مزون ها (/ miːzɒnz / or / mɛzɒnz /) ذرات زیر اتمی هادرون هستند که متشکل از یک کوارک و یک آنتیکوکور است که با تعامل قوی متصل می شوند. از آنجا که مزون ها از زیر ذرات کوارک تشکیل شده اند، اندازه ی فیزیکی آنها با قطر تقریبا یک femtometer [1] است که حدود 2/3 اندازه پروتون یا نوترون است. همه مزون ها ناپایدار هستند، با طولانی ترین عمر تنها چند صد و نیم ثانیه می باشد. فرو ریختن مازاد (گاهی اوقات از طریق میانجیگری ذرات) برای تشکیل الکترون و نوتینوئید. مزون های تخلیه ممکن است به فوتون فرو ریخته شوند. هر دو این فروپاشی حاکی از آن است که رنگ دیگر اموال محصولات جانبی نیست.
در خارج از هسته، مزون ها در طبیعت تنها به عنوان محصولات کوتاه مدت از برخورد های بسیار انرژی بین ذرات ساخته شده از کوارک ها، مانند پرتوهای کیهانی (پروتون های انرژی بالا و نوترون ها) و مواد معمولی ظاهر می شوند. مونون ها نیز اغلب به صورت مصنوعی در شتاب دهنده های ذرات با انرژی بالا در برخورد پروتون ها، ضد پروتون ها یا ذرات دیگر تولید می شوند.
مزونها ذرات کوانتومی میدان هستند که نیروی هسته ای را بین هادرون ها منتقل می کنند که آنها را به یکدیگر متصل می کند. اثر آنها به طور مشابه با فوتون هایی است که نهضت های نیرو هستند که نیروی الکترومغناطیسی جاذبه را بین پروتون های متضاد متقابل و الکترون هایی که اجازه می دهد اتم های جداگانه ای وجود داشته باشد، و سپس اتم ها را به مولکول ها منتقل می کنند. انرژی های مخرب (عظیم تر) مزون ها به طور موقت در انفجار بزرگ ساخته شده اند اما تصور نمی شود که در طبیعت امروز نقش داشته باشند. با این حال، این مزون های سنگین به طور منظم در آزمایش های شتاب دهنده ذرات ایجاد می شوند تا ماهیت نوع سنگین تر کوارک را که مونوگرام سنگین تر را تشکیل می دهند، درک کنند.
مزون ها بخشی از خانواده ذرات هادرون هستند و به صورت ذره ای از دو کوارک تعریف می شوند. دیگر اعضای خانواده هادرون، بریون هستند: ذرات زیر اتمی از سه کوارک تشکیل شده است. برخی از آزمایشات شواهدی از مزون های عجیب و غریب را نشان می دهد که محتوای کوارک متعارف متعلق به یک کوارک و یک آنتیکوکور ندارد.
از آنجا که کوارک ها دارای چرخش 1/2 هستند، تفاوت تعداد کوارک بین مزون ها و بریون ها باعث می شود که مازون های معمولی دو کوارک بواسون باشند، در حالیکه باریون ها فرمیون هستند.
هر نوع مزون داراي آنتی اکسیدان های متناظر (antimeson) است که کوارک ها توسط آنتیکوکور های مربوطه جایگزین می شوند و برعکس. به عنوان مثال، یک پیون مثبت (
π +
) از یک کوارک ساخته شده است و یکی از آنتیکوکورهای پایین؛ و آنتی اکسید کننده متناظر آن، پیون منفی (
π-
)، از یک تا یک ضدقارق و یک کوارک پایین ساخته شده است.
از آنجا که مزون ها از کوارک ها تشکیل می شوند، در هر دو تعامل ضعیف و قوی شرکت می کنند. مزون با بار الکتریکی خالص همچنین در تعامل الکترومغناطیسی شرکت می کند. مزون به ترتیب بر اساس محتوای کوارک، توازن زاویه ای، پاریتیت و سایر خواص دیگر مانند C-parity و G-parity طبقه بندی می شوند. اگر چه هیچ مزون پایدار نیست، اما کسانی که از جرم پایین تر هستند پایدارتر از عظیم تر هستند و از این طریق می توانند در شتاب دهنده های ذرات یا آزمایشات اشعه کیهانی مشاهده و مطالعه شوند. مونون ها معمولا کمتر از بارونی ها هستند، به این معنی که آنها به راحتی در آزمایش ها تولید می شوند و بنابراین پدیده های انرژی بیشتری را به راحتی از باریون ها به نمایش می گذارند. به عنوان مثال، کوارک جذاب در ابتدا در مزون J / Psi دیده می شود(J/ψ) در سال 1974، [2] [3] و کوارک پایینی در مزون upsilon (ʏ) در سال 1977. [4]
== تاریخچه ==
از نظر ملاحظات نظری، در سال 1934 Hideki Yukawa [5] [6] وجود و توزیع تقریبی "مزون" را به عنوان حامل نیروی هسته ای که هسته اتمی را با هم نگه می دارد پیش بینی کرد. اگر هیچ نیروی هسته ای وجود نداشته باشد، تمام هسته ها با دو یا چند پروتون به علت انفجار الکترومغناطیسی از بین می روند. یوکوا ذرات حامل خود را مزون، از μέσος mesos، کلمه یونانی برای "متوسط" نامید، زیرا توده پیش بینی آن بین الکترون و پروتون است که تقریبا 1836 برابر جرم الکترون است. یوکوا ابتدا ذرات خود را "مزوترون" نامید، اما توسط ورنر هاسنبرگ (که پدرش استاد یونانی در دانشگاه مونیخ بود) اصلاح شد. هاسنبرگ اشاره کرد که در کلمه یونانی "mesos" هیچ "tr" وجود ندارد. [7]
اولین کاندیدای مزون یوکوا که در اصطلاح شناختی مدرن به عنوان مونی شناخته شده بود، در سال 1936 توسط کارل دیوید اندرسون و دیگران در محصولات فروپاشی تعاملات اشعه کیهانی کشف شد. موزون در مورد جرم مناسب به عنوان حامل نیروی هسته ای یوکوا بود، اما طی دهه آینده مشخص شد که این ذره مناسب نیست. در نهایت متوجه شدیم که "mu mezon" در تعامل قوی هسته ای شرکت نکرد، بلکه به عنوان یک نسخه سنگین الکترون عمل کرد و در نهایت به عنوان یک لپتون مانند الکترون، به جای یک مزون طبقه بندی شد. فیزیکدانان در این انتخاب تصمیم گرفتند که خواص غیر از توده ذرات، باید طبقه بندی خود را کنترل کنند.
در طول جنگ جهانی دوم (1939-45) سالها تاخیر در تحقیقات ذرات زیر اتمی وجود داشت. اکثر فیزیکدانان در پروژه های کاربردی برای شرایط ضروری جنگی مشغول به کار بودند. هنگامی که جنگ در اوت 1945 به پایان رسید، بسیاری از فیزیکدانان به تدریج به تحقیقات صلح بازگشته اند. نخستین مزون واقعی که باید کشف شود، چیزی است که بعدا "پیک مازون" (یا پیه) نامیده می شود. این کشف در سال 1947 توسط Cecil Powell، César Lattes و Giuseppe Occhialini انجام شد که محصولات برفی کیهانی در دانشگاه بریستول انگلستان را بر اساس فیلم های عکاسی که در کوه های اند قرار داشتند، مورد بررسی قرار دادند. بعضی از این مزون ها در حدود جرمی مشابه با meson شناخته شده بودند، اما به نظر می رسید به آن فرو ریختن، منجر فیزیکدان رابرت مارشک به فرض در سال 1947 که در واقع یک مزون جدید و متفاوت است. در طول چند سال آینده، آزمایش های بیشتری نشان داد که پیون واقعا در تعاملات قوی دخیل بود. اعتقاد بر این، پیون (به عنوان یک ذره مجازی)، نیروی اصلی برای نیروی هسته ای در هسته اتمی است. دیگر مزونها، مانند مزون مجازی مجازی، در میانجیگری این نیرو نیز مشارکت دارند، اما به میزان کمتری. پس از کشف پیون، یوکوا در سال 1949 جایزه نوبل فیزیک را برای پیش بینی هایش اهدا کرد.
در گذشته، واژه مزون گاهی اوقات به معنی هر حامل نیرویی مانند "Z0 meson" بود که در مداخله تعامل ضعیف دخیل بود. [8] با این حال، این استفاده نادرست از نفع کاهش یافته است، و مزون ها در حال حاضر به عنوان ذرات تشکیل شده از جفت کوارک ها و antiquark ها تعریف شده است.
== بررسی اجمالی ==
چرخش، حرکت زاویه ای مدار و حرکت کامل زاویه ای
مقالات اصلی: اسپین (فیزیک)، اپراتور حرکتی زاویه ای، توازن زاویه ای کامل و تعداد کوانتومی
اسپین (تعداد کوانتومی S) مقدار بردار است که نشان دهنده "ذاتی" حرکت زاویه ای یک ذره است. این می آید در افزایش 1/2 ħ. اغلب اوقات کاهش می یابد، زیرا این واحد "اساسی" است که از چرخش استفاده می کند و به این معنی است که "چرخش 1" به معنای "چرخش 1 ħ" است. (در برخی از سیستم های واحدهای طبیعی، ħ به 1 انتخاب می شود و بنابراین در معادلات به نظر نمی رسد.)
کوارک ها فرمیون هستند - مخصوصا در این مورد، ذرات دارای چرخش 1/2 (S = 1/2) هستند. از آنجایی که پیش بینی های چرخشی با افزایش 1 (که 1 ħ است) متفاوت است، یک کوارک تک دارای یک چرخش اسپین طول 1/2 و دارای دو پیش بینی چرخش (Sz = + 1/2 و Sz = - 1/2) است. دو کوارک می توانند چرخش های خود را هموار کنند، در این صورت دو بردار چرخش برای ایجاد یک بردار طول S = 1 و سه چرخش چرخشی (Sz = 1، Sz = 0 و Sz = -1) 1 سه گانه اگر دو کوارک دارای چرخش های غیر همسطح باشند، بردارهای چرخشی برای ایجاد یک بردار طول S = 0 و تنها یک پروانه چرخش (Sz = 0)، به نام اسپین صفر تکمیل می شوند. از آنجا که مزون ها از یک کوارک و یک ضدقارق ساخته می شوند، می توان آنها را در حالت های چرخشی سه گانه و تکین یافت.
مقدار دیگری از حرکت زاویه ای کوانتومی وجود دارد که به نام زاویه حرکت مداری (تعداد کوانتوم L) است که با افزایش 1 ħ می شود که به دلیل کوارک هایی که در اطراف یکدیگر هستند نشان دهنده حرکت زاویه ای است. بنابراین، حرکت کامل زاویه ای (تعداد کوانتومی J) یک ذره، ترکیبی از حرکت زاویهای درونی (چرخش) و حرکت زاویه ای مدار است. این می تواند هر مقدار از J = | L - S | به J = | L + S |، با افزایش 1.
مزون به معنی میانه توسط دانشمندی ژاپنی به نام [[هیدکی یوکاوا]] پیشنهاد گردید زیرا نیروی کولنی در هسته باید از کنار هم قرار گرفتن [[پروتون]] جلوگیری می‌کرد این نظریه اعلام می‌کند که در هسته و توسط [[نوترون|نوترون‌ها]] ذراتی به نام مزون وجود دارد و این نیرو که اکنون [[نیروی قوی]] نامیده می‌شود از واپاشی هسته جلوگیری می‌کند ابتدا نظر بر مزون مو بود([[میون]]) که بعدها مشخص شد [[پیون]] است پیون ذره‌ای با اسپین صفر است که از هر طرف به آن نگاه کنیم به یک شکل به نظر می‌رسد مزونها اکنون دسته‌ای از [[ذرات بنیادی]] را تشکیل می‌دهند که در تعریف چنین نامیده شده اند((ذراتی که دو [[کوارک]] سازنده‌ای آن است))
| |||