باشگاه فیزیک ( فیزیک ذرات بنیادی )

نشست اخیر باشگاه فیزیک دانشگاه با حضور دانشجویان و اعضای هیئت علمی برگزار شد. در این جلسه، دکتر اتفاقی(عضو هیئت علمی دانشگاه قم)به ارائه سخنرانی تخصصی درباره ذرات بنیادی و مرزهای دانش در آن پرداختند.

در ادامه خلاصه ای از سخنرانی دکتر اتفاقی را مشاهده میکنید

آشنایی با ذرات بنیادی:ذرات بنیادی به عنوان کوچکترین اجزای تشکیل‌دهنده ماده معرفی شدند که در مقیاس‌های فوق‌ریز (مانند ده به توان منفی ۱۵ (۱۰⁻¹⁵) متر برای هسته اتم) فاقد ساختار داخلی هستند. برای درک این ذرات، سلسله مراتب ساختاری ماده از دنیای ماکروسکوپی تا ریزترین اجزای آن مرور شد: مولکول‌ها، اتم‌ها (شامل هسته و الکترون)، هسته (متشکل از پروتون و نوترون) و در نهایت کوارک‌ها به عنوان ذرات بنیادی سازنده پروتون و نوترون.

نیروهای بنیادی و ذرات حامل:چهار نیروی بنیادی طبیعت شامل نیروی قوی (مسئول پیوند هسته‌ای)، الکترومغناطیس، ضعیف (موثر در واپاشی ذرات) و گرانش معرفی شدند. در مدل استاندارد، این نیروها از طریق مبادله ذرات حامل (بوزون‌ها) منتقل می‌شوند: گلوئون (نیروی قوی)، فوتون (الکترومغناطیس) و بوزون‌های W و Z (نیروی ضعیف).

دسته‌بندی ذرات:ذرات بر اساس اسپین به دو گروه اصلی فرمیون‌ها (مانند الکترون و کوارک که ماده را می‌سازند) و بوزون‌ها (حامل نیرو) تقسیم می‌شوند. همچنین با توجه به مشارکت در برهم‌کنش قوی، ذرات به لپتون‌ها (مانند الکترون که در این برهم‌کنش شرکت نمی‌کنند) و هادرون‌ها (مانند پروتون و نوترون) طبقه‌بندی شدند.

مدل استاندارد و موفقیت‌های آن:مدل استاندارد فیزیک ذرات به عنوان چارچوب نظری موفق که بسیاری از پدیده‌های عالم را با دقت بالا توصیف می‌کند، مورد بحث قرار گرفت. کشف ذره هیگز در سال ۲۰۱۲ در سرن، که مکانیسم کسب جرم توسط ذرات را توضیح می‌دهد، از دستاوردهای برجسته این مدل محسوب می‌شود.

چالش‌ها و محدودیت‌های مدل استاندارد:با وجود موفقیت‌ها، مدل استاندارد پاسخگوی برخی پدیده‌های اساسی نیست. از جمله این چالش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• وجود ماده تاریک (حدود ۲۷٪ کائنات) که تنها از طریق اثرات گرانشی رصد شده است.
• انرژی تاریک (نزدیک به ۷۰٪ عالم) که دلیل انبساط شتابدار کیهان است.
• عدم تقارن ماده و پادماده در جهان مشاهده‌شده.
• جرم دار بودن نوترینوها که نیاز به گسترش مدل دارد.

راه‌های پیش رو و پژوهش‌های آینده:برای پاسخ به این پرسش‌های بنیادی، تلاش‌های آزمایشگاهی عظیمی در جریان است:

• شتاب‌دهنده‌های پرانرژی: مانند LHC در سرن و طرح‌های آینده مانند FCC برای کشف ذرات جدید و شبیه‌سازی شرایط آغاز کیهان.
• آشکارسازهای پیشرفته: مانند اطلس و CMS برای ردیابی برهم‌کنش‌های ذرات، و همچنین ساخت آشکارسازهای مستقیم ماده تاریک و نوترینو با حساسیت بسیار بالا.
• کاربردهای فناورانه: پیشرفت در آشکارسازی می‌تواند به کاربردهایی مانند سیستم‌های ارتباطی نوینی برای زیردریایی‌ها منجر شود.

در آخر این جلسه علمی، دکتر یادآور خاطره‌ای جانسوز و عمیق شدند که روح حقیقت‌جویی علم را با معنویت و ایثار گره زد.

ایشان از شهید عمران بهرامی، دانشجوی فیزیک گرایش ذرات بنیادی یاد کردند که در مسیر شناخت رازهای آفرینش گام برمی‌داشت. پایان‌نامه او، پژوهشی در مورد سوسوزن‌ها برای آشکارسازی نوترینوها بود – گویی می‌خواست نوری از این ذرات رازآلود و گذرا بر جهان علم بتاباند. تنها یک هفته پیش از شهادت، با پایان‌نامه‌ای آماده و قلبی مالامال از امید، به استادش مراجعه کرده بود، بی‌آنکه بداند نامش به زودی در زمره ستارگانی ثبت خواهد شد که در آسمان وطن می‌درخشند.

او که پنج فرزند و خانواده‌ای داشت، به جای میز پژوهش، به جبهه‌ای رفت که میهنش نیازش را فریاد می‌زد و در عملیاتی حماسی در سال ۱۴۰۴، در برابر حملات رژیم صهیونیستی، سرانجام خون پاکش را با جوهر علم و ایمانش در هم آمیخت و به شهادت رسید.

حالا او را دانشمندِ شهیدی می‌شناسیم که نه تنها در پی کشف ذرات نادیدنی عالم بود، بلکه خود، به (ذره‌ای بنیادی) از عشق و ایمان بدل شد ، ذره‌ای که در بنیاد‌های هستی این سرزمین جاری است و هرگز زوال نمی‌پذیرد. یاد و راهش پررهرو باد.روحش شاد و یادش گرامی.