به گزارش ثریا - چه پروتونها و نوترونهایی که اتمها را میسازند، چه فوتونهایی که ما آنها را به شکل نور میبینیم، و چه الکترونهایی که برق تلفنهای هوشمندمان را فراهم میکنند؛ جهان ما چیزی جز مجموعهای از ذرات زیراتمی نیست. بااینحال، همین ذرات به دلیل اندازهی فوقالعاده کوچکشان، از درک و دید مستقیم ما پنهان میمانند.
اما وقتی پای «اندازه»ی این ذرات به میان میآید، موضوع پیچیدهتر از چیزی است که به ذهن خطور میکند. معمولاً تصور میکنیم ذرات مثل توپهای کوچکی هستند که میتوان طول و عرضشان را با خطکش اندازه گرفت. در حالی که ذرات بنیادی هیچ شباهتی به این تصویر سادهانگارانه ندارند.
از کجا شروع کنیم؟
«کوچک بودن» همیشه معنای واحدی ندارد. همانطور که جانت کانراد، فیزیکدان ذرات از موسسه فناوری ماساچوست، میگوید، توپ پنبهای ممکن است به خاطر سبک بودنش «کوچک» به نظر برسد، اما توپ فلزی هماندازه، سنگینتر است. یعنی وقتی درباره ذرات صحبت میکنیم، باید مشخص کنیم منظورمان کوچکی از نظر وزن است یا کوچکی از نظر اندازه فیزیکی.
از طرف دیگر، ذرات در دو دستهی اصلی تقسیم میشوند:
- فرمیونها: ذرات ماده مثل پروتونها و الکترونها که همهی مادهی جهان را میسازند.
- بوزونها: ذرات حامل نیرو مثل فوتونها که نیروها را بین ذرات ماده منتقل میکنند.
اما مهمتر از همه، باید بین ذرات بنیادی (که قابل شکستن به بخشهای کوچکتر نیستند) و ذرات مرکب تفاوت قائل شد. مثلاً پروتون بنیادی نیست، چون اگر با انرژی کافی به آن ضربه بزنید، به کوارکها تجزیه میشود؛ اما کوارکها در حال حاضر بنیادی به حساب میآیند.
مشکل تعریف اندازه
در نگاه اول به نظر میرسد که ذرات بنیادی باید کوچکتر از ذرات مرکب باشند، چون ذرات مرکب از چند ذره بنیادی تشکیل شدهاند. اما اینجا مسئله پیچیده میشود. طبق مدل استاندارد فیزیک ذرات، همهی ذرات بنیادی بیبعد هستند؛ یعنی اصلاً نمیتوان برایشان اندازه فیزیکی مشخص کرد.
به زبان سادهتر، وقتی میپرسیم «کدام ذره کوچکتر است؟»، این پرسش بیمعنی است؛ شبیه این است که بخواهیم بپرسیم «شمال بالاتر از بالا کجاست؟» ذرات بنیادی وجود دارند و اثراتشان قابل اندازهگیری است، اما مفهوم «اندازه» برایشان مانند اشیای روزمره کاربردی ندارد.
به جای تصور الکترونها مثل توپهای کوچک در مدار هسته، باید آنها را مثل ابری از احتمال در نظر گرفت. ابری که بیان میکند احتمال یافتن ذره در یک نقطهی خاص چقدر است.
وزن یا جرم بهعنوان معیار
آنطور که ساینتیفیک امریکن توضیح میدهد، فیزیکدانها برای کنارزدن ابهام درباره اندازه و جرم ذرات بنیادی، از محاسبات معکوس معادله مشهور اینشتین E = mc² استفاده میکنند. این معادله نشان میدهد که انرژی و جرم دو روی یک سکه هستند و میتوان جرم یک ذره را از انرژی آن محاسبه کرد.
برای این کار معمولاً از واحد انرژی الکترونولت (eV) استفاده میشود، که انرژی یک الکترون با بار واحد را نشان میدهد. با تبدیل این انرژی به جرم، مشخص میشود که جرم الکترون حدود ۰٫۵۱ MeV/c² است. اگر بخواهیم این مقدار را به کیلوگرم بیان کنیم، تقریباً برابر است با ۹٫۱ × ۱۰⁻³¹ کیلوگرم؛ یعنی خیلی، خیلی کوچکتر از هر چیزی که در زندگی روزمره میبینیم
درمقابل، سبکترین کوارک، یعنی کوارک بالا، بیش از چهار برابر سنگینتر است و جرمش حدود ۲٫۱۴ MeV/c² است. یعنی هنوز هم فوقالعاده سبک است، اما نسبت به الکترون قابل توجهتر است.
به این ترتیب، حتی کوچکترین ذرات بنیادین، با اینکه بیاندازه سبک و کوچکاند، تفاوتهای جزئی در جرم دارند که فیزیکدانها میتوانند اندازهگیری و مقایسه کنند.
چند پاسخ برای یک سؤال
در نهایت، کوچکترین ذرهی جهان بسته به نوع ذره متفاوت است: اگر فقط به بوزونها (ذراتی که نیروها را منتقل میکنند) نگاه کنیم، کوچکترین ذره فوتون است، زیرا هیچ جرمی ندارد و در سراسر جهان حضور دارد. گلوئونها نیز جرم ندارند، اما چون همیشه داخل پروتونها و نوترونها گیر میکنند، مطالعهی آنها بسیار دشوار است.
اگر به فرمیونها (ذراتی که ماده را میسازند) نگاه کنیم، کوچکترین گزینه نوترینو است. نوترینوها جرمی فوقالعاده کم دارند: حدود ۰٫۴۵ الکترونولت بر مجذور سرعت نور، یعنی کمتر از یک میلیونیم جرم یک الکترون! به بیان سادهتر، نوترینوها تقریباً بیوزناند و میتوانند از دل ماده عبور کنند بدون اینکه چیزی را لمس کنند.
با این وجود، تمامی ذرات بنیادی بیبعد هستند و ساختار داخلی قابل اندازهگیری ندارند، بنابراین مفهوم «کوچکترین ذره» همواره نسبی و وابسته به معیار مورد نظر یعنی جرم، اندازه فضایی یا نقش فیزیکی ذره، خواهد بود. این نتیجه نشان میدهد که جهان زیراتمی بسیار پیچیدهتر از تصورات سادهی ماست و هنوز اسرار زیادی برای کشف وجود دارد.
منبع : کوچکترین ذره جهان
کلید نهایی پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی منتشر شد
بازخوانی حادثه خروج اوپنایآی/ چگونه هوش مصنوعی مهاجم شد؟
رومینگ اربعین ارزانتر شد/ توصیه به استفاده از بستههای ایرانی
حال علامه امینی وقتی از مسیر مشایه به نزدیک کربلا میرسید، منقلب میشد
گوشهای از دلدادگی موکبداران عراقی در پیادهروی اربعین
اولین زیارت اربعین مادران داغدیده میناب؛ روایتی از دلهایی که سوخت
مریم همتیان بازیگر سینما و تئاتر درگذشت
داریوش فرضیایی بازیگر سریال جدید سیمافیلم شد
گانگستر مشهور سینما از دنیا رفت
مراسم یادبود اکبر عبدی برگزار شد؛ پخش سریال اکبر عبدی بعد از صفر
لطفاً زبان فارسی را تکه پاره نکنید!
پویش بزرگ کتابخوانی اربعین حسینی با محوریت «آب هرگز نمیمیرد» برگزار میشود
نخهای نازک هوشمند علائم حیاتی بدن را رصد میکند
شروط جدید وزارت بهداشت برای ایجاد رشته و دوره جدید علوم پزشکی
برافراشتهشدن پرچم ایران در بینالحرمین
راهاندازی نخستین مرکز دانش تخصصی بازیهای رایانهای در کشور
رکورد سریع ترین پهپاد الکتریکی جهان شکسته شد
اعتباربخشی؛ کلید ارتقای نظام آموزش عالی
اهدای جایزه چهره برجسته علمی و فرهنگی جهاد دانشگاهی به شهید لاریجانی
ابر خوشه استارلینک صاحب ۲۴ ماهواره جدید شد
۴ خانواده آمریکایی از متا، تیک تاک، اسنپ و گوگل شکایت کردند
همدستی هوش مصنوعی آمازون و والمارت با تقلب در کالا
اقدامات گسترده برای آمادهسازی زیرساختهای خوابگاهی دانشجویان
سه تصمیم راهبردی دولت برای تقویت نقشآفرینی دانشگاهها در حکمرانی کشور
تاسیسات آبی هفت ایالت آمریکا تحت حملات هک
صدرنشینی دانشگاه علوم پزشکی تهران در رتبهبندی سایمگو ۲۰۲۶
وقتی لذت سلفی غمِ سوگ را میبلعد؛ ۲ حکم قضایی به نفع سینماگران ایرانی
طلب خونخواهی قائد شهید امت روی دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج)
«مرد عنکبوتی» با رکوردشکنی از راه رسید؛ درخشش «روز کاملاً جدید»
نگاهی به الهیات و اخلاق جنگ و صلح از منظر اسلام و مسیحیت در همایشی بین المللی
ورود بیش از سه میلیون زائر خارجی به عراق از اول محرم
موشک اسپیس ایکس با ماه تصادف میکند
انتخاب واحد دانشگاه آزاد اسلامی از تاریخ ۲۴ مرداد آغاز میشود
کاهش ۵۰ درصدی خوردگی تجهیزات نیروگاهی با فناوری نانوحباب
توسعه دیپلماسی فناوری ایران و اتیوپی با محوریت صادرات دانشبنیان
مهلت ثبتنام آزمونهای علوم پزشکی تا ۲۰ شهریور تمدید شد
کلید اولیه آزمون ارتقای دستیاری منتشر شد/ مشارکت ۹۶ درصدی دستیاران
عدم امکان ثبت درخواست صدور دانشنامه در تعطیلات تابستانی پیام نور
سهروردی به صراحت خود را احیاکننده «حکمت خسروانی ایرانی» قلمداد می کرد
بیعت زنان با زینب کبری؛ آغازِ احیای تمدنِ مهدوی به دستِ زن
تأکید اوقاف بر تسهیل فرآیندها برای توسعه پروژههای مذهبی و درمانی
شب شهدای میناب در اربعین/ پدر دو شهید: من از کربلا به کربلا آمدم
رئیس دانشگاه الزهرا کربلا: نهضت حسینی مرزهای طایفهای را شکست داد
چسب زیستی الهامگرفته از صدف حسگرهای پوشیدنی را مقاومتر کرد
نگاهی به سه قسمت ابتدایی یک سریال؛ وقتی همه کوریم!
اربعین ۱۴۰۵ با دو شعار مشترک امت اسلامی برگزار میشود
گوگلپلی ابزارهای تأیید سن را برای توسعهدهندگان گسترش میدهد
اسپیس ایکس ماهواره جاسوسی به مدار زمین برد
اربعین زیر پوشش ارتباطی/ از رومینگ تا اینترنت رایگان در مسیر زائران
محدودیت آموزش مجازی برای دانشجویان خارجی رفع میشود
ایران عضو سازمان جهانی همکاری هوش مصنوعی شد
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
اقدامات گسترده برای آمادهسازی زیرساختهای خوابگاهی دانشجویان
کلید اولیه آزمون ارتقای دستیاری منتشر شد/ مشارکت ۹۶ درصدی دستیاران
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
تأکید اوقاف بر تسهیل فرآیندها برای توسعه پروژههای مذهبی و درمانی
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
شب شهدای میناب در اربعین/ پدر دو شهید: من از کربلا به کربلا آمدم
محدودیت آموزش مجازی برای دانشجویان خارجی رفع میشود
نگاهی به الهیات و اخلاق جنگ و صلح از منظر اسلام و مسیحیت در همایشی بین المللی
چسب زیستی الهامگرفته از صدف حسگرهای پوشیدنی را مقاومتر کرد
عدم امکان ثبت درخواست صدور دانشنامه در تعطیلات تابستانی پیام نور
مهلت ثبتنام آزمونهای علوم پزشکی تا ۲۰ شهریور تمدید شد
شروط جدید وزارت بهداشت برای ایجاد رشته و دوره جدید علوم پزشکی
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
اربعین ۱۴۰۵ با دو شعار مشترک امت اسلامی برگزار میشود
انتخاب واحد دانشگاه آزاد اسلامی از تاریخ ۲۴ مرداد آغاز میشود
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
ایران عضو سازمان جهانی همکاری هوش مصنوعی شد
بیعت زنان با زینب کبری؛ آغازِ احیای تمدنِ مهدوی به دستِ زن
گوگلپلی ابزارهای تأیید سن را برای توسعهدهندگان گسترش میدهد
سهروردی به صراحت خود را احیاکننده «حکمت خسروانی ایرانی» قلمداد می کرد
سه تصمیم راهبردی دولت برای تقویت نقشآفرینی دانشگاهها در حکمرانی کشور
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
نگاهی به سه قسمت ابتدایی یک سریال؛ وقتی همه کوریم!
اربعین زیر پوشش ارتباطی/ از رومینگ تا اینترنت رایگان در مسیر زائران
همدستی هوش مصنوعی آمازون و والمارت با تقلب در کالا
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.