فلسفه ی مکانیک کوانتومی (بخش دوم)
ساعت ۱٠:٥٩ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٩ آبان ۱۳۸۸ : توسط : حسین

تفکرات فلسفی به هنگام ظهور مکانیک کوانتومی

تفکر فلسفی فیزیکدانان در زمان پیدایش مکانیک کوانتومی دچار تغییر و یا شاید به بیان بهتر تزلزل عمیقی گردید.برای آندسته ازفیزیکدانانی که صدها سال با جبر نیوتنی یا اصل علیت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولی را به یک علت خاص ربط می‌دانند بسیار دردناک بود که دست از این تفکر بردارند چرا که این تفکر بخوبی با وقایع دنیایی قابل مشاهده سازگاری می نمود.گردش زمین تنها معلول نیروی گرانشی است که خورشید برآن وارد می‌کند، انحراف نور ستارگان دور دست از یک مسیر مستقیم، تنها معلول انحنای فضا – زمان است  و دامنه این تفکر جبری به جائی رسید که لاپلاس ریاضیدان فرانسوی بیان نمود که حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ینده آن است. این تفکر به ما می‌گوید که با آگاهی از موقعیت کنونی هر چیزی می توان آینده ی آن چیز را به طور بسیار دقیقی پیش بینی نمود. بنابراین همه چیز از جبر نیوتنی یا اصل موجبیت یا علیت پیروی می کرد ولی با  پیدایش فیزیک کوانتومی و اصل عدم قطعیت همه چیز تغییر نمود و تردید و احتمال بر دنیای زیر سایه انداخت .غیر قابل پیش بینی بودن برخی از وقایع – تاثیر روش های اندازه‌گیری بر روی سیستمهای مورد آزمایش- ناتوانی مطلق دراندازه گیری همزمان متغیرها‌ی مکمل(چون تکانه و مکان ذرات یا خاصیت موجی و ذره‌ای فوتون) از جمله پیامدهای مکانیک کوانتومی بود. این فیزیک جدید به ما می‌‌گوید نمی‌توان با قطعیت مسیر یک ذره‌ای را بادانستن تمامی حالات کنونیش پیش‌بینی کرد، ما هرگز نمی‌توانیم بفهمیم در پدیده تداخل الکترون مورد نظر ما از کدام یک از دو شکاف دستگاه عبور کرده است.مکانیک کوانتومی همانند فیزیک کلاسیک و نسبیت این اجازه را به ما نمی‌دهد که با دانستن حالت کنونی یک سیستم با قطعیت از آینده آن صحبت کنیم.همه جا صحبت ازمیانگین‌ها و احتمال در میان است و همین موضوع بود که اینشتین را وادار به بیان این جمله کرد : خدا هرگز تاس نمی‌اندازد.

به ادامه مطلب مراجعه نمایید


ادامه مطلب را مطالعه کنید
 
فلسفه ی مکانیک کوانتومی(بخش اول)
ساعت ۱٠:٥٦ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٩ آبان ۱۳۸۸ : توسط : حسین

فیزیک علمی است که روابط ریاضی یک پدیده را که خاصیت تکرار داشته باشد بصورت یک قانون بیان می کند هر چند ممکن است تعاریف متفاوتی از فیزیک ارائه داد ولی مهم آن است که علم فیزیک در مورد روابط بین اشیاء مادی بحث می کند.

فلسفه ی فیزیک از دیدگاه فیلسوفان

دکارت می گفت :محقق است که خدا قبلا همه چیز را مقدر کرده است و قدرت اراده فقط ناشی از اینست که ما به قسمی عمل می کنیم که از نیروی خارجی که به سبب آن مجبور به عمل خاصی هستیم آگاه نمی باشیم. دنیای جدیدی که گالیله و نیوتن.. ساخته بودند حتی عامه مردم را درگیر خود کرده بود هرچند مردم بصورت فطری از آن سر باز می زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده می کردند و به مقصود می رسیدند در واقع فیزیک کلاسیک از طرز تفکر موجبیت (دترمی سیسم ) دفاع می کرد و پایه استدلالات آن بر پایه منطق ریاضی بود و ظاهرا چاره ای جز قبول موجبیت در طبیعت نبود امانوئل کانت برای رفع این مشکل در مورد آزادی اراده می گوید اگر عالم فقط همین است (که می بینیم) در این صورت بدیهی است که اراده نمیتواند آزاد باشد یعنی که چیزی را که می بینیم شاید چیزی نباشد که در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون که کسانی که در زنجیر شده اند سایه ها را واقعیت می شمارند و نمی دانستند که سایه ها فقط سایه ای از واقعیت هستند! کانت بدین صورت عقیده خود را بیان می کند که پدیده ها فقط نشانه ها و نمایشهایی از حقیقت مطلق هستند نه خود حقیقت و استدلال می کند که منشاء اصلی آنها باید در جایی غیر از این عالم پدیده ها باشد بطوری که هر چند یک پدیده با پدیده دیگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتی برای قبول علیت بین تولید کنندگان آن پدیده نباشداگر، توجه خود را به پدیده ها معطوف کنیم ظاهرا قوانین ماشینی و جبر درست هستند و اگر بتوانیم با حقیقتی که اساس و اصل پدیده ها ست تماس حاصل کنیم شاید ببینیم که چنین قانونی وجود ندارد کانت در ادامه می گوید هدفش اثبات آزادی اراده نبود بلکه فقط می خواست این مسئله را حل کند که حداقل طبیعت و آزادی متضاد هم نیستند البته آنان سعی می کردند آزادی اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور کامل موفق نشدند مکانیک نیوتنی توسط فرمولهای ریاضی پایه ریزی شده بود و ظاهرا شکست ناپذیر بنظر میرسید اما پس از مدتی مشخص شد آنگونه که در ابتدا فکر می کردند نمی توانند تمام پدیده ها را توجیه کنند از جمله خواص نور که خاصیت دوگانه ای از خود نشان می داد هم عصر نیوتن، هویگنس از لحاظ هندسی ثابت کرد که نور دارای خاصیت موجی است هر چند بعضی از پدیده ها با در نظر گرفتن خاصیت ذره ای نور قابل توجیه بوده با این حال در پدیده ها یی مانند تداخل و پراش نظریه ذره ای دچار مشکل می شد و در عوض نظریه موجی به طور کامل آنها را توجیه می کرد.

به ادامه مطلب مراجعه نمایید


ادامه مطلب را مطالعه کنید
 
نفهمیدن فیزیک کوانتوم در هفت گام
ساعت ۱٢:٢٤ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٩ آبان ۱۳۸۸ : توسط : حسین

نیلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)، از بنیانگذاران فیزیک کوانتوم، در مورد چیزی که بنیان گذارده است، جمله ای دارد به این مضمون که اگر کسی بگوید فیزیک کوانتوم را فهمیده، پس چیزی نفهمیده است. من هم در اینجا می خواهم چیزی را برایتان توضیح دهم که قرار است نفهمید!
گام اول: تقسیم ماده
بیایید از یک رشته‌ی دراز ماکارونیِ پخته شروع کنیم. اگر این رشته‌ی ماکارونی را نصف کنیم، بعد نصف آن را هم نصف کنیم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف کنیم و... شاید آخر سر به چیزی برسیم ــ البته اگر چیزی بماند! ــ که به آن مولکولِ ماکارونی می‌توان گفت؛ یعنی کوچکترین جزئی که هنوز ماکارونی است. حال اگر تقسیم کردن را باز هم ادامه بدهیم، حاصل کار خواص ماکارونی را نخواهد داشت، بلکه ممکن است در اثر ادامه‌ی تقسیم، به مولکول‌های کربن یا هیدروژن یا... بربخوریم. این وسط، چیزی که به درد ما می خورد ــ یعنی به دردِ نفهمیدنِ کوانتوم! ــ این است که دست آخر، به اجزای گسسته ای به نام مولکول یا اتم می رسیم.
این پرسش از ساختار ماده که «آجرکِ ساختمانی ماده چیست؟»، پرسشی قدیمی و البته بنیادی است. ما به آن، به کمک فیزیک کلاسیک، چنین پاسخ گفته ایم: ساختار ماده، ذره ای و گسسته است؛ این یعنی نظریه‌ی مولکولی.
گام دوم: تقسیم انرژی
بیایید ایده‌ی تقیسم کردن را در مورد چیزهای عجیب تری به کار ببریم، یا فکر کنیم که می توان به کار برد یا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم این نیست که داخل یک قوطی جیغ بکشیم و در آن را ببندیم و سعی کنیم جیغ خود را نصف ـ نصف بیرون بدهیم. صوت یک موج مکانیکی است که می تواند در جامدات، مایعات و گازها منتشر شود. چشمه های صوت معمولاً سیستم های مرتعش هستند. ساده ترین این سیستم ها، تار مرتعش است ــ که در حنجره‌ی انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتی(!) و بر اساس مکانیک کلاسیک می توان نشان داد که بسیاری از کمّیت های مربوط به یک تار کشیده‌ی مرتعش، از جمله فرکانس، انرژی، توان و... گسسته (کوانتیده) هستند. گسسته بودن در مکانیک موجی پدیده ای آشنا و طبیعی است. امواج صوتی هم مثال دیگری از کمّیت های گسسته (کوانتیده) در فیزیک کلاسیک هستند. مفهوم موج در مکانیک کوانتومی و فیزیک مدرن جایگاه بسیار ویژه و مهمی دارد که جلوتر به آن می رسیم و یکی از مفاهیم کلیدی در مکانیک کوانتوم است.
پس گسسته بودن یک مفهوم کوانتومی نیست. این تصور که فیزیک کوانتومی مساوی است با گسسته شدن کمّیت های فیزیکی، همه‌ی مفهوم کوانتوم را در بر ندارد؛ کمّیت های گسسته در فیزیک کلاسیک هم وجود دارند. بنابراین، هنوز با ایده‌ی تقسیم کردن و سعی برای تقسیم کردن چیزها می‌توانیم لذت ببریم!
گام سوم: مولکول نور
خوب! تا اینجا داشتم سعی می کردم توضیح دهم که مکانیک کوانتومی چه چیزی نیست. حالا می رسیم به شروع ماجرا:
فرض کنید به جای رشته‌ی ماکارونی، بخواهیم یک باریکه‌ی نور را به طور مداوم تقسیم کنیم. آیا فکر می کنید که دست آخر به چیزی مثل «مولکول نور» (یا آنچه امروز فوتون می‌نامیم) برسیم؟ چشمه های نور معمولاً از جنس ماده هستند. یعنی تقریباً همه‌ی نورهایی که دور و بر ما هستند از ماده تابش می‌کنند. ماده هم که ساختار ذره ای ـ اتمی دارد. بنابراین، باید ببینیم اتم ها چگونه تابش می کنند یا می توانند تابش کنند؟
گام چهارم: تابش الکترون
در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترون ها پیش‌بینی و توصیه(!)
می کرد و اگر الکترون ها به این توصیه عمل می کردند، همه‌ی‌ مواد ــ از جمله ما انسان‌ها ــ باید از خود اشعه تابش می کردند (و همان‌طور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)! ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوریِ تابش‌شده از اتم ها به جای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسب های رمزینه‌ای (barcode) که روی اجناس فروشگاه ها می زنند. یعنی یک اتم خاص، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگ ها ــ یا فرکانس های ــ گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتم ها از جمله علامت سؤال های ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی ۱۸۹۰ بود.
گام پنجم: فاجعه‌ی فرابنفش
برگردیم سر تقسیم کردن نور.
ماکسول (۱۸۷۹-۱۸۳۱) نور را به صورت یک موج الکترومغناطیس در نظر گرفته بود. از این رو، همه فکر می کردند نور یک پدیده‌ی موجی است و ایده‌ی «مولکولِ نور»، در اواخر قرن نوزدهم، یک لطیفه‌ی اینترنتی یا SMS کاملاً بامزه و خلاقانه محسوب می شد. به هر حال، دست سرنوشت یک علامت سؤال ناجور هم برای ماهیت موجی نور در آستین داشت که به «فاجعه‌ی فرابنفش» مشهور شد:
یک محفظه‌ی بسته و تخلیه‌شده را که روزنه‌ی کوچکی در دیواره‌ی آن وجود دارد، در کوره ای با دمای یکنواخت قرار دهید و آن‌قدر صبر کنید تا آنکه تمام اجزا به دمای یکسان (تعادل گرمایی) برسند.
در دمای به اندازه‌ی کافی بالا، نور مرئی از روزنه‌ی محفظه خارج می‌شود ــ مثل سرخ و سفید شدن آهن گداخته در آتش آهنگری.
در تعادل گرمایی، این محفظه دارای انرژی تابشی‌ای است که آن را در تعادل تابشی ـ گرمایی با دیواره ها نگه می‌دارد. به چنین محفظه‌ای «جسم سیاه» می‌گوییم. یعنی اگر روزنه به اندازه‌ی کافی کوچک باشد و پرتو نوری وارد محفظه شود، گیر می‌افتد و نمی‌تواند بیرون بیاید.
فرض کنید میزان انرژی تابشی در واحد حجمِ محفظه (یا چگالی انرژی تابشی) در هر لحظه U باشد. سؤال: چه کسری از این انرژی تابشی که به شکل امواج نوری است، طول موجی بین ۵۴۶ (طول موج نور زرد) تا ۵۷۸ نانومتر (طول موج نور سبز) دارند. جوابِ فیزیک کلاسیک به این سؤال برای بعضی از طول موج‌ها بسیار بزرگ است! یعنی در یک محفظه‌ی روزنه دار که حتماً انرژی محدودی وجود دارد، مقدار انرژی در برخی طول موج‌ها به سمت بی نهایت می‌رود. این حالت برای طول موج‌های فرابنفش شدیدتر هم می‌شود.
گام ششم: رفتار موجی ـ ذره‌ای
در سال ۱۹۰۱ ماکس پلانک (Max Planck: ۱۹۴۷-۱۸۵۸) اولین گام را به سوی مولکول نور برداشت و با استفاده از ایده‌ی تقسیم نور، جواب جانانه‌ای به این سؤال داد. او فرض کرد که انرژی تابشی در هر بسامدِ &#۹۵۷; ــ بخوانید نُو ــ به صورت مضرب صحیحی از &#۹۵۷;h است که در آن h یک ثابت طبیعی ــ معروف به «ثابت پلانک» ــ است. یعنی فرض کرد که انرژی تابشی در بسامد &#۹۵۷; از «بسته های کوچکی با انرژی &#۹۵۷;h» تشکیل شده است. یعنی اینکه انرژی نورانی، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژی به‌تنهایی در فیزیک کلاسیک حرفِ ناجوری نبود‌ (همان‌طور که قبل‌تر در مورد امواج صوتی دیدیم)، بلکه آنچه گیج‌کننده بود و آشفتگی را بیشتر می‌کرد، ماهیتِ «موجی ـ ذره‌ای» نور بود. این تصور که چیزی ــ مثلاً همین نور ــ هم بتواند رفتاری مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاری مثل «ذره»، به طرز تفکر جدیدی در علم محتاج بود.
ذره چیست؟ ذره عبارت است از جرم (یا انرژیِ) متمرکز با مکان و سرعتِ معلوم. موج چیست؟ موج یعنی انرژی گسترده‌شده با بسامد و طول موج. ذرات مختلف می‌توانند با هم برخورد کنند، اما امواج با هم برخورد نمی‌کنند، بلکه تداخل می‌کنند. نور قرار است هم موج باشد هم ذره! یعنی دو چیز کاملاً متفاوت.
گام هفتم: نرسیدن!

مهدی قهرمانی
باشگاه دانش‌آموزی نانو


ادامه مطلب را مطالعه کنید
 
دانشمندان به تکنیک فشردن نور دست یافتند
ساعت ٧:٢٧ ‎ب.ظ روز جمعه ٥ تیر ۱۳۸۸ : توسط : حسین


فیزیکدانان دانشگاه تورنتو موفق شدند برای اولین بار تکنیکی را برای فشردن نور ابداع کنند.

به گزارش سرویس «علمی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این دانشمند‌ان تکنیک جدیدی را ابداع کرده‌اند که به کمک آن می‌توان نور را به اندازه کوآنتوم های بنیادی محدود کرد.

به گفته دانشمند‌ان، این یافته راه را برای کاربردهای بالقوه در اندازه‌گیری‌های فوق‌العاده دقیق و حساس، ساخت نسل آینده ساعت‌های اتمی، انجام محاسبات کوانتومی به شیوه‌های نوین و بالاخره اساسی‌ترین درک انسان از کائنات، هموار خواهد کرد.

کریستر شالم، راب آدامسون و آفرایم اشتنبرگ، فیزیکدانان دپارتمان فیزیک و مرکز اطلاعات کوانتومی و کنترل کوانتوم در دانشگاه تورنتوی کانادا این تحقیق را به انجام رسانده‌اند.

دکتر کریستر شالم درباره این دستاورد استثنایی می‌گوید: علم اندازه‌گیری دقیق در واقع قلب تمام علوم آزمایشی است. هر چه بتوانیم چیزی را دقیق‌تر اندازه‌گیری و سنجش کنیم، می‌توانیم اطلاعات بهتری درباره آن به دست بیاوریم.

در جهان کوانتوم، جایی که اجرام و اشیا به کوچکترین اندازه خود می‌رسند، دقت در اندازه‌گیری بسیار اهمیت پیدا می‌کند. بر همین اساس نور یکی از دقیق ترین ابزار اندازه‌گیری در دانش فیزیک محسوب می‌شود، اما در جهان فن‌آوری مدرن کوآنتومی محدودیت‌های خود را نیز دارد. کوچکترین ذره نور یک فوتون است و آنقدر کوچک است که یک لامپ معمولی در یک تریلیون ثانیه میلیاردها فوتون آزاد می‌کند، به رغم ماهیت عجیب و غیر قابل تصور این ذرات کوچک، فن‌آوری‌های پیشرفته کوانتومی برای ذخیره و اصلاح اطلاعات به فوتونهای منفرد و مجزا وابسته است؛ بنابراین با دستیابی به فن‌آوری فشردن نور می‌توان به اطلاعات جدید و بسیار متفاوت و مفیدی برای ادامه تحقیقات در عرصه علوم مختلف دست پیدا کرد.

نتایج این بررسی در مجله نیچر به چاپ رسیده است.


 
جست وجوى نقض اصول فیزیکى اینشتین
ساعت ٧:٤٦ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱٦ بهمن ۱۳۸٧ : توسط : حسین

دانشمندان براى آشکار شدن خصوصیات و ساختارهاى احتمالى یک نظریه نهایى در جست وجوى نقض اصول فیزیکى اینشتین هستند که زمانى مقدس بود .

نسبیت در قلب مهم ترین نظریات بنیادین فیزیک قرار گرفته است. نسبیت آنگونه که اینشتین آن را در ۱۹0۵ فرمول بندى کرد بر این ایده کلیدى بنا شده که قوانین فیزیک از نگاه تمام مشاهده گرهاى لخت (اینرسى) (مشاهده گرهایى که از دید یک مشاهده گر داراى جهت دلخواه و سرعت ثابت هستند) یکسان است. این نظریه یک دسته از آثار شناخته شده را پیش بینى مى کند که از میان آنها مى توان به ثابت بودن سرعت نور براى تمام مشاهده گرها، کند شدن ساعت هاى در حال حرکت، کوتاه شدن طول اجسام متحرک و هم ارزى جرم و انرژى  E=mc2  اشاره کرد. آزمایش هاى بسیار دقیق این نتایج را تائید مى کنند. نسبیت اکنون یک پایه و ابزار مهم و روزمره براى فیزیکدانان تجربى است:  برخورد دهنده هاى ذرات از مزایاى افزایش جرم و طول عمر ذرات پرسرعت به خوبى بهره مى برند و آزمایش با ایزوتوپ هاى رادیواکتیو نشان دهنده تبدیل جرم به انرژى است.

ادامه ی مقاله در قسمت "ادامه ی مطلب"


ادامه مطلب را مطالعه کنید
 
همه چیز در مورد انرژی هسته ای
ساعت ٢:٥۱ ‎ق.ظ روز یکشنبه ٢٩ دی ۱۳۸٧ : توسط : حسین

فیزیک هسته ای چیست؟

ذوالفقار دانشی

جدول تناوبی عناصر


درون هر اتم می‌توان سه ذره ریز پیدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون.
پروتونها در کنار هم قرار می‌گیرند و هسته اتم را تشکیل می‌دهند، در حالی که الکترونها به دور هسته می‌چرخند. پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف ، یکدیگر را جذب می‌کنند، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می‌کنند و همین نیرو، سبب پایدار ماندن الکترونها در حرکت به دور هسته می‌گردد. در اغلب حالت‌ها تعداد پروتونها و الکترونهای درون اتم یکسان است، بنابراین اتم درحالت عادی و طبیعی خنثی است.
نوترون، بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته، کنار هم نگاه داشتن پروتونهای هم بار است.می دانیم که ذرات با بار یکسان یکدیگر را دفع می‌کنند .در نتیجه وظیفه نوترونها این است که با فراهم آوردن شرایط بهتر، پروتونها را کنار هم نگاه دارند. ( این کار توسط نیروی هسته ای قوی صورت می‌گیرد )


تعداد پروتونهای هسته نوع اتم را مشخص می‌کند. برای مثال اگر 13 پروتون و 14 نوترون، یک هسته را تشکیل دهند و 13 الکترون هم به دور آن بچرخند، یک اتم آلومینیوم خواهید داشت و اگر یک میلیون میلیارد میلیارد اتم آلومینیوم را در کنار هم قرار دهید، آنگاه نزدیک به پنجاه گرم آلومینیوم خواهید داشت! همه آلومینیوم هایی که در طبیعت یافت می‌شوند، AL27 یا آلومینیوم 27 نامیده می‌شوند. عدد 27 نشان دهنده جرم اتمی است که مجموع تعداد پروتونها و نوترونهای هسته را نشان می‌دهد.
اگر یک اتم آلومینیوم را درون یک بطری قرار دهید و میلیونها سال بعد برگردید، باز هم همان اتم آلومینیوم را خواهید یافت. بنابراین آلومینیوم 27 یک اتم پایدار نامیده می‌شود.
بسیاری از اتمها در شکل های مختلفی وجود دارند. مثلاً مس دو شکل دارد: مس 63 که 70 درصد کل مس موجود در طبیعت است و مس 65 که 30 درصد بقیه را تشکیل می‌دهد. شکل های مختلف اتم، ایزوتوپ نامیده می‌شوند. هر دو اتم مس 63 و مس 65 دارای 29 پروتون هستند، ولی مس 63 دارای 34 نوترون و مس 65 دارای 36 نوترون است. هر دو ایزوتوپ خصوصیات یکسانی دارند و هر دو هم پایدارند.

اتمهای ناپایدار
تا اوایل قرن بیستم، تصور می‌شد تمامی اتم‌ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل مشخص شد برخی عناصر خاص دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند و برخی دیگر، تمام ایزوتوپ هایشان رادیواکتیو است. رادیواکتیو بدان معنی است که هسته اتم از خود تشعشع ساطع می‌کند.


هیدورژن مثال خوبی از عنصری است که ایزوتوپ های متعددی دارد و فقط یکی از آنها رادیو اکتیو است. هیدروژن طبیعی ( همان هیدروژنی که ما می‌شناسیم) در هسته خود دارای یک پروتون است و هیچ نوترونی ندارد. ( البته چون فقط یک پروتون درهسته وجود دارد نیازی به نوترون نیست ) ایزوتوپ دیگر هیدروژن، هیدروژن 2 یا دو تریوم است که یک پروتون و یک نوترون در هسته خود جای داده است. دوتریوم، فقط 015/0 درصد کل هیدروژن را تشکیل می‌دهد و در طبیعت بسیار کمیاب است، با این حال مانند هیدورژن طبیعی رفتار می‌کند. البته از یک جهت با آن تفاوت دارد و آن، سمی بودن دوتریوم در غلظت های بالاست. دوتریوم هم ایزوتوپ پایداری است، ولی ایزوتوپ بعدی که تریتیوم خوانده می‌شود، ناپایدار است. تریتیوم که هیدروژن 3 نیز خوانده می‌شود، در هسته خود یک پروتون و دو نوترون دارد و طی یک واپاشی رادیواکتیو به هلیوم 3 تبدیل می‌شود. این بدان معنی است که اگر ظرفی پر از تریتیوم داشته باشید و آن را بگذارید و یک میلیون سال بعد برگردید، ظرف شما پر از هلیوم 3 است. هلیوم 3 از 2 پروتون و یک نوترون ساخته شده وعنصری پایدار است ).


در برخی عناصر مشخص، به طور طبیعی همه ایزوتوپ‌ها رادیواکتیو هستند. اورانیوم بهترین مثال برای چنین عناصری است که علاوه بر رادیواکتیویته زیاد سنگین ترین عنصر رادیواکتیو هم هست که به طور طبیعی یافت می‌شود. علاوه بر آن، هشت عنصر رادیواکتیو طبیعی هم وجود دارند که عبارتند از پولوتونیوم، استاتین، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیوم، توریم و پروتاکتسینانیوم. عناصر سنگین تر از اورانیوم که به دست بشر در آزمایشگاه ساخته شده اند، همگی رادیواکتیو هستند.

واپاشی رادیو اکتیو
وحشت نکنید بر خلاف اسمش این فرایند بسیار ساده است! اتم یک ایزوتوپ رادیواکتیو طی یک واکنش خودبخودی به یک عنصر دیگر تبدیل می‌شود. این واپاشی معمولاً از سه راه زیر انجام می‌شود:
1- واپاشی آلفا
2- واپاشی بتا
3- شکافت خودبه خودی

توضیح تفاوت این سه راه کمی مشکل است اما بدون اینکه بدانید این سه راه چه فرقی با هم می‌کنند هم می‌توانید از ادامه مطلب سر در آورید!! اگر خیلی هم علاقمندید بدانید اینجا را کلیک کنید.

در این فرآیندها چهار نوع تابش رادیواکتیو مختلف تولید می‌شود:
1- پرتو آلفا
2- پرتو بتا
3- پرتو گاما
4- پرتوهای نوترون

باز هم برای اینکه بدانید چگونه ، اینجا را بخوانید!



تابش های طبیعی خطرناک
درست است که واپاشی رادیواکتیو، یک فرآیند طبیعی است و عناصر رادیواکتیو هم بخشی از طبیعت هستند، ولی این تابش های رادیواکتیو برای موجودات زنده زیان بار هستند. ذرات پر انرژی آلفا، بتا، نوترونها، پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی، همگی به تابش های یون ساز معروفند، بدین معنی که بر همکنش آنها با اتم‌ها منجر به جداسازی الکترون‌ها از لایه ظرفیتشان می‌شود. از دست دادن الکترونها، مشکلات زیادی از جمله مرگ سلول‌ها و جهش های ژنتیکی را برای موجودات زنده به دنبال دارد. جالب است بدانید جهش ژنتیکی عامل بروز سرطان است.
درات آلفا، اندازه بزرگتری دارند و از این رو توانایی نفوذ زیادی در مواد ندارند، مثلاً حتی نمی توانند از یک ورق کاغذ عبور کنند. از این رو تا زمانی که در خارج بدن هستند تأثیری روی افراد ندارند. ولی اگر مواد غذایی آلوده به مواد تابنده ذرات آلفا بخورید، این ذرات می‌توانند آسیب مختصری درون بدن ایجاد کنند.
ذرات بتا توانایی نفوذ بیشتری دارند که البته آن هم خیلی زیاد نیست، ولی در صورت خورده شدن خطر بسیار بیشتری دارند. ذرات بتا را می‌توان با یک ورقه فویل آلومینویم یا پلکسی گلاس متوقف کرد.
پرتوهای گاما همانند اشعه X فقط با لایه های ضخیم سربی متوقف می‌شوند. نوترونها هم به دلیلی بی یار بودن، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارند و فقط با لایه های بسیار ضخیم بتن یا مایعاتی چون آب و نفت متوقف می‌شوند. پرتوهای گاما و پرتوهای نوترون به دلیل همین قدرت نفوذ بالا می‌توانند اثرات بسیار وخیمی بر سلول های موجودات زنده بگذارند، تأثیراتی که گاه تا چند نسل ادامه خواهد داشت.


پس چه کار می‌شود کرد؟
با توجه به همه چیزهایی که گفتیم ، کنترل و استفاده درست از انرژی هسته ای بیشترین اهمیت را دارد. باید بدانیم چه کارهایی از این انرژی بر می‌آید و چه کارهایی فقط در تصورات ماست تا با آگاهی بیشتر از آن استفاده کنیم. خوب اولخوبهایش را بگوییم یا بدهایش را ؟

مصارف صلح آمیز انرژی هسته ای

کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای
1- برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می‌توان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری می‌توانیم بکنیم؟ البته می‌توان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط می‌کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می‌کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می‌شوند و تابش می‌کنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابش‌ها می‌توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می‌توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش‌ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می‌شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می‌شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.
هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می‌شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می‌گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می‌شود. و می‌توان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.
یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته می‌شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می‌شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می‌توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.
2- یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می‌دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می‌شود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز می‌توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می‌تواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.
3- ردیابی ایزوتوپ رادیواکتیو را تقریباً در تمام مراحل تأسیسات صنعتی پتروشیمی می‌توان مشاهده نمود. هنگام کشف و استخراج نفت، دانشمندان میله های رادیواکتیو را داخل چاههای آزمایشی فرو برده، سپس میزان انتشار تشعشع رادیواکتیو را در طبقات مختلف اندازه می‌گیرند زمین شناسان میزان بازتاب اشعه رادیواکتیو را ثبت نموده و یک تصویر واضح و دقیق از طبقات زیرین جهت حفاری بیشتر برای رسیدن به نفت در آن منطقه یا متوقف کردن کار به دست می‌آورند، در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو جهت دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده می‌شود. در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده جهت تعیین درجه خالص بودن آنها با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش می‌شوند در هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده می‌کنند ردیابی ایزوتوپی مختلف جهت علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی به کار برده می‌شوند.

سلاح های هسته ای

مرضیه رستمی
امروز، تمایز دادن این دو نوع سلاح بسیار دشوار است؛ زیرا در سلاح های پیچیده ای که امروزه ساخته می‌شود هر دو نوع بمب با هم ترکیب شده اند. مثلاً ابتدا یک بمب شکافت کوچک منفجر می‌شود تا دما و فشار مورد نیاز واکنش هم جوشی و انفجار بمب هم جوشی فراهم شود. عناصر هم جوشی هم ممکن است در هسته یک بمب شکافت استفاده شوند، چون نوترونهایی که از آنها تولید می‌شود باز می‌آفریند شکافت را بالا می‌برد.
وجه تمایز سلاح های شکافت و هم جوشی در این است که انرژی آنها از تغییرات هسته اتم به دست می‌آید. پس بهترین نام برای تمامی این سلاح های انفجاری، سلاح هسته ای یا Nuclear Weapon است. نوع دیگری از استفاده از سلاحهای اتمی هم وجود دارد که به آن
بمب کثیف
می‌گویند.

بمب های شکافت (Fission Bomb)
ساده ترین بمب های هسته ای بمب های شکافت خالص هستند که اساس سلاح های پیشرفته امروزی را تشکیل می‌دهند. اولین بار این بمب در آزمایش ترینتیی که نخستین دستاوردهای علمی پروژه، منهتن بود، منفجر شد.
یک بمب هسته ای شکافت، با تبدیل مداوم یک جرم زیر بحرانی یک ماده قابل شکافت به یک مجموعه فوق بحرانی و ایجاد یک واکنش زنجیره ای همراه با تولید مقداربسیار زیاد انرژی کار می‌کند. در عمل جرم به طور پیوسته و آرام و آرام به حالت بحرانی نمی رسد، بلکه از یک حالت زیر بحرانی به یک حالت بسیار فوق بحرانی تبدیل می‌شود. بدین ترتیب هر نوترون، نوترونهای جدید و زیادی تولید می‌کند و واکنش زنجیرهای با سرعت بسیار زیادی پیش می‌رود. مشکل اصلی در تولید یک بمب هسته ای شکافت بازده انفجاری خوب، این است که بتوان برای مدت کافی، اجزای بمب را کنار هم نگاه داشت تا بخش قابل توجهی از انرژی هسته ای قابل تولید آزاد شود.
تا پیش از زمان رها کردن بمب، ماده قابل شکافت را باید به صورت قطعات متعدد و جدا از هم که هر یک کمتر از جرم بحرانی هستند، نگاهداری کرد. در زمان انفجار، باید مواد قابل شکافت را به سرعت در کنار هم قرار داد. در ضمن فرآیند جمع شدن مواد، واکنش زنجیره ای آغاز می‌شود و سبب می‌شود اجزای بمب گرم شده، منبسط شوند. این انبساط مانع از فشرده شدن حداکثر مواد می‌شود ( به صرفه ترین حالت تولید انرژی در فشردگی کامل مواد قابل شکافت روی می‌دهند. ) اما فراهم کردن سیستمی که تمام این کارها را به خوبی انجام دهد اصلاً کار ساده ای نیست.

برای انفجار بمب باید چه کار کرد؟
الف - قطعات فرو بحرانی ماده هسته ای باید به هم متصل شوند تا یک جرم فرا بحرانی را تشکیل دهند. این جرم فرا بحرانی به هنگام آغاز واکنش، بیشتر از حد نیاز نوترون تولید می‌کند و ادامه یک واکنش زنجیره ای را تضمین می‌کند.
ب - تا آنجا که ممکن است، ماده بیشتری قبل از انفجار بمب شکافته شود تا از سوخته شدن بمب جلوگیری شود. سوخته شدن، زمانی است که بمب خوب عمل نکند و مواد قابل شکافت اندکی دچار شکافت هسته ای شوند.
برای تبدیل سوخت هسته ای از حالت فرو بحرانی به حالت فرا بحرانی، معمولاً از دو روش استفاده می‌شود. روش نخست، کنار هم قرار دادن جرمهای فرو بحرانی در کنار هم و تشکیل یک جرم فرو بحرانی است. روش دوم، فشرده کردن یک جرم فرو بحرانی و رساندن آن به جرم فرا بحرانی است.
نوترونها را یک مولد نوترون تولید می‌کند. این مولد، یک ساچمه کوچک از جنس پولونیوم و بریلیوم است که درون یک ورقه فلزی واقع شده است. ساچمه و پوشش فلزی اش درون هسته سوخت هسته ای بمب قرار می‌گیرد و بدین شکل عمل می‌کند:
1- هنگامی که دو جرم فرو بحرانی به هم متصل می‌شوند، پوشش فلزی ساچمه می‌شکند و پولونیوم بلافاصله ذرات آلفا ساطع می‌کند.
2- این ذرات آلفا بریلیوم 9 ( Br9 ) برخورد می‌کنند و در نتیجه بریلیوم 8 ( Br8 ) و چند نوترون آزاد می‌شود.
3- این نوترونهای آزاد به هسته های سوخت اتمی برخورد می‌کنند و شکافت هسته ای را آغاز می‌کنند.
در نهایت، واکنش شکافت درون یک پوشش فلزی چگال که بازتابنده نام دارد، گسترش می‌یابد. بازتابنده معمولاً از U-238 ساخته می‌شود. ادامه واکنش شکافت، سبب می‌شود بازتابنده گرم شود و انبساط پیدا کند. انبساط بازتابنده، فشاری را در جهت عکس به هسته واکنش وارد می‌کند و گسترش هسته را کندتر می‌کند. بازتابنده هم چنین نوترونهای پر انرژی را به درون هسته شکافت منعکس می‌کند و بازده فرآیند شکافت هسته ای را افزایش می‌دهد.

بمب شکافت به مکانیسم تفنگی
ساده ترین راه برای رساندن دو جرم فرو بحرانی به یکدیگر، این است که تفگی بسازیم و یکی از این جرمها را به سمت دیگری شلیک کنیم. جرم بحرانی U-235 به صورت یک کره به دور مولد نوترون ساخته می‌شود، ولی مقداری از آن به صورت یک گلوله کوچک جدا می‌شود. گلوله در انتهای یک لوله بلند قرار می‌گیرد و کره اورانیومی در انتهای دیگر لوله قرار می‌گیرد. مقدار دقیقی مانده منفجره هم پشت گلوله قرار می‌گیرد.
هنگامی که حسگر فشار سنج با رومتری با ارتفاع مناسب انفجار بمب منطبق شد، مراحل زیر به ترتیب اتفاق می‌افتد:
1- چاشنی ماده منفجره عمل می‌کند و انفجاری دقیق، گلوله را به انتهای لوله پرتاب می‌کند.
2- گلوله به کره اورانیومی و مولد نوترون برخورد می‌کند و طبق روندی که قبلاً اشاره شد، واکنش شکافت آغاز می‌شود.
3- واکنش های شکافت هسته ای گسترش می‌یابند.
4- بمب منفجر می‌شود.
پسر کوچولو ( Little Boy )، بمبی که روی شهر هیروشیما منفجر شد، از همین نوع بمب بود و با همین مکانیسم عمل کرد. قدرت انفجاری آن معادل 5/14 کیلوتن تی ان تی بود و بازدهش حدود 5/1 درصد. یعنی قبل از آنکه بمب منفجر شود و اجزای بمب در فضا پخش شوند، 5/1 درصد سوخت بمب دچار شکافت هسته ای شده بود و انرژی حاصل از آن، معادل انفجار 14500 تن یا 5/14 میلیون کیلوگرم تی ان تی بود.

بمب شکافت با مکانیسم انفجاری
در اوایل پروژه، منهتن ( برنامه فوق سری ایالات متحده در جنگ جهانی دوم برای تولید بمب هسته ای )، دانمشندان هسته ای فهمیدند فشرده کردن جرمهای فرو بحرانی توسط انفجارهای داخلی و متمرکز کردن آنها در یک کره کوچک، روش خوبی برای فرابحرانی کرن آن جرم است. البته مشکلات زیادی در این راه وجود داشت، مثلاً این که چگونه ضربه انفجار را کنترل کرد و به طور یکنواخت روی سطح یک کره پخش کرد.
مشکل بدین شکل حل شد: ابزار انفجاری، کره ای با جنس اورانیوم 235 به عنوان بازتابنده و یک هسته از جنس پلوتونیوم 239 بود که بین آنها را مواد منفجره بسیار قوی پر کرده بود. وقتی بمب‌ها رها می‌شود و به لحظه انفجار می‌رسد، این اتفاق‌ها به ترتیب روی می‌دهد:
1- مواد منفجره عمل می‌کنند و یک موج ضربه ای ایجاد می‌شود.
2- موج ضربه ای هست را فشرده می‌کند.
3- واکنش شکافت آغاز می‌شود.
4- بمب منفجر می‌شود.
مرد چاق ( Fat man)، بمبمی که برفراز شهر ناکازاکی منفجر شد، از این نوع بمب های انفجاری بود که قدرتش معادل انفجار 23 کیلوتن تی ان تی و بازدهش 17 درصد بود.

بمب های مکانیسم انفجاری جدید
بعدها بمب های انفجاری به طراحی های بهتری رسیدند که بازده آنها را به شدت افزایش می‌داد. نمونه ای از کار آنها به این قرار است:
1- ماده منفجره عمل می‌کند و موج ضربه ای پدید می‌آورد.
2- موج ضربه ای، قطعات پلوتونیوم را به درون یک کره کوچک هدایت می‌کند.
3- قطعات پلوتونیوم در مرکز آن کره کوچک به یک ساچمه بریلیوم - پولونیوم برخورد کرده، پوشش آن را می‌شکنند.
4- واکنش شکافت آغاز می‌شود و به سرعت گستش می‌یابد.
5- بمب منفجر می‌شود.
امروز تغییرات زیادی در مورد شکل بمب ایجاد شده است. در گذشته ابزارهای انفجاری کروی شکل بودند، ولی امروزه توصیه می‌شود شکل آنها به بیضی گون، همانند لیمو، نزدیک باشد.

مقایسه دو مکانیسم تفنگی و انفجاری
1- بازده روش انفجاری بیشتر است، زیرا در روش انفجاری نه تنها جرمهای فرو بحرانی با هم ترکیب می‌شوند، بلکه چگالی پلوتونیوم هم افزایش می‌یابد. افزایش چگالی پلوتونیوم، افزایش چگالی نوترونهای آزاد شده را نیز به همراه خواهد داشت.
2- مکانیسم تفنگی فقط با اورانیوم 235 قابل ساخت است، در حالی که مکانیسم انفجاری از هر دو این مواد استفاده می‌کند.
3- خطرات سلاح تفنگی بیشتر است. در سلاح انفجاری، مقدار پلوتونیوم کمتر از حد بحرانی است و هیچ اتفاقی تصادفی نمی تواند موجب آغاز واکنش شکافت شود. ولی مثلا فرض کنید بمب اشتباهی به آب بیفتد و آسیب ببیند. آب دریا به عنوان کند کننده عمل می‌کند و بمب تفنگی منفجر می‌شود.
4- در حالت عادی، کره پلوتونیومی درون سلاح های انفجاری نیست و فقط هنگام مسلح شدن به درون آن فرستاده می‌شود. بنابراین در صورت هر گونه آتش سوزی یا خطرات احتمالی، انفجار هسته ای روی نمی دهد. در برخی انواع دیگر، فضایی خالی که پلوتونیوم در آنجا فوق بحرانی می‌شود با کره ای سخت پر شده که در صورت بروز اتفاق، مانع از فشرده شدن پلوتونیوم می‌شود. به هنگام مسلح شدن بمب، این کره سخت خارج می‌شود.

طراحی بمب های هسته ای

انرژی هسته‌ای به 2 روش تولید می‌شود:

1- شکافت هسته‌ای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود.

2- گداخت هسته‌ای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا می‌شود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم می‌شوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید می‌شود. طراحی بمب‌های هسته‌ای: برای تولید بمب هسته‌ای، به یک سوخت شکافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یک وسیله راه‌انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است. بمب‌های اولیه با روش شکافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم: بمب‌ شکافت هسته‌ای :

1- بمب‌ هسته‌ای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد. 2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد. بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد. بمب‌های شکافت هسته‌ای از یک عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هسته‌ای استفاده می‌کنند. این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هسته‌ای استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند ، هسته به سرعت نوترون را جذب می‌کند و اتم به سرعت متلاشی می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته‌های دیگر را متلاشی می‌کنند--Vahid.hvmit871 ‏۳۱ دسامبر ۲۰۰۸، ساعت ۱۹:۳۵ (UTC) در طراحی بمب‌های شکافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده می‌شود:

روش رها کردن گلوله:

در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد. هنگامی که این بمب به زمین اصابت می‌کند، رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر می‌شوند و گلوله به پائین می‌افتد. 2- گلوله به کره برخورد می‌کند و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 3- بمب منفجر می‌شود. در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است:

روش انفجار از داخل: در این روش که انفجار در داخل گوی صورت می‌گیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است.

هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره روشن می‌شوند و یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند. 2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل کره می‌فرستد. 3- هسته مرکزی منفجر می‌شود و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 4- بمب منفجر می‌شود. بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شکل زیر نمایش داده شده است. بمب‌ گداخت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای، چندان قوی نبودند! بمب‌های گداخت هسته‌ای ، بمب های حرارتی هم نامیده می‌شوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند. دوتریوم و تریتیوم که سوخت این نوع بمب به شمار می‌روند، هردو به شکل گاز هستند و بنابراین امکان ذخیره‌سازی آنها مشکل است. این عناصر باید در دمای بالا، تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هسته‌ای در آنها صورت بگیرد. در این شیوه ایجاد یک انفجار شکافت هسته‌ای در داخل، حرارت و فشار زیادی تولید می‌کند و انفجار گداخت هسته‌ای شکل می‌گیرد.در طراحی بمبی که در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد، از این شیوه استفاده شده بود. در شکل زیر نحوه انفجار نمایش داده شده است. --Vahid.hvmit871 ‏۳۱ دسامبر ۲۰۰۸، ساعت ۱۹:۴۸ (UTC) اثر بمب‌های هسته‌ای:

انفجار یک بمب هسته‌ای روی یک شهر پرجمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد . درجه خسارت به فاصله از مرکز انفجار بمب که کانون انفجار نامیده می‌شود بستگی دارد. زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته‌ای عبارتند از : - موج شدید گرما که همه چیز را می‌سوزاند. - فشار موج ضربه‌ای که ساختمان‌ها و تاسیسات را کاملاً تخریب می‌کند.

- تشعشعات رادیواکتیویته که باعث سرطان می‌شود.

- بارش رادیواکتیو (ابری از ذرات رادیواکتیو که بصورت غبار و توده سنگ‌های متراکم به زمین برمی‌گردد) درکانون زلزله، همه‌چیز تحت دمای 300 میلیون درجه سانتی‌گراد تبخیر می‌شود! در خارج از کانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب می‌شوند. در بلندمدت، ابرهای رادیواکتیو توسط باد در مناطق دور ریزش می‌کند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محیط زندگی می‌‌شود. دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواکتیو روی بازماندگان بمباران ناکازاکی و هیروشیما دریافتند که این مواد باعث: ایجاد تهوع، آب‌مروارید چشم، ریزش مو و کم‌شدن تولید خون در بدن می‌شود. در موارد حادتر، مواد رادیواکتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم می‌شوند. سلاح‌های اتمی دارای نیروی مخرب باورنکردنی هستند، به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تکنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناکازاکی و هیروشیما رخ ندهد. منبع :www.best of persia.com & mollasadra ضرورت انرژی هسته‌ای کاربرد روز افزون انرژی یکی از مظاهر مهم زندگی جدید است. مقدار انرژی مصرفی در ایلات متحده ، که یک کشور صنعتی پیشرفته است بین سالهای 1920 تا 1970 با ضریبی حدود 40 افزایش یافته است. این بدان معنی است که در طول این 50 سال ، مقدار مصرف انرژی تقریبا هر 10 سال دو برابر شده است. با آنکه هنوز زغال سنگ و نفت وجود دارد. آشکار شده است که حتی با کوشش‌های بیشتر برای استفاده محتاطانه و صرفه جویانه از انرژی ، بازهم منابع انرژی جدیدی لازم است، انرژی حاصل از شکافت هسته (و در دو مدت ، از همجوشی) می تواند این نیاز را مرتفع سازد.

آیا بحران انرژی حل میشود؟

نیاز برای منابع جدید انرژی در بحران انرژی که ایالات متحده ، کشورهای غربی و ژاپن در سالهای 1974- 1973 با آن مواجه بودند شدیدا احساس میشد. این کمبود ناشی از آن بود که کشورهای تولید کننده نفت در خاورمیانه حمل نفت به بعضی از کشورهای پیشرفته صنعتی را کاهش دادند. این گونه رویدادها نظرها را بر روشهای دیگر تولید انرژی متمرکز کرد. از مصرف زغال سنگ که آلودگی بیشتری دارد به انرژی خورشیدی ، و به نقش صنعت توان هسته‌ای در اقتصاد ما کشانید.

ارمغان فناوری هسته‌ای

پیشرفت توان هسته‌ای در ایالات متحده از آنچه در پایان جنگ جهانی دوم انتظار می رفت، کندتر بوده است. به دلایل گوناگون ، اداری و فنی عمدتا در ارتباط با جنگ سرد با اتحاد شوروی ، کمیسیون انرژی اتمی آمریکا ( (AAEC) که امروزه مرکز انرژی Department of Energy نامیده میشود. تاکیدی بر پژوهش ، درباره سیستمهای توان الکتریکی هسته‌ای نداشت تا آنکه در 1953 آیزنهاور به این امر اقدام کرد. در طی سالهای 1960 توان الکتریکی هسته‌ای از لحاظ اقتصادی با هیدروالکتریسیته و الکتریسیته حاصل از زغال سنگ و نفت رقابت آمیز شد.

در آغاز سال 1978، 65 راکتور هسته‌ای با ظرفیتی بیش از 47 میلیون کیلووات که حدود 9% تولید توان کل الکتریکی ملی است در حال کار بود. با حدود 90 راکتور که در دست ساختمان بود انتظار میرفت که بخش هسته‌ای محصول الکتریسیته امریکا در 1980 به حدود 17% و در 1985 به حدود 28% برسد. در مابقی جهان ، در آغاز 1978 ، حدود 130 راکتور توان هسته‌ای با ظرفیتی حدود 50 میلیون کیلووات در حال کار بود ، و انتظار میرفت در سال 1995 تعداد آنها به حدود 325 راکتور برسد.

قدرت انرژی هسته‌ای

روش‌های استفاده از انرژی هسته‌ای کاملا تازه تکامل یافته‌اند، اما نخستین نتایج به دست آمده از به کارگیری این روش‌ها مهم‌اند. بدون تردید ، تکامل بیشتر روش‌های تولید و کاربرد انرژی هسته‌ای فرصت‌های بی سابقه جدیدی را در پیش روی دانش ، فن و صنعت فراهم خواهد آورد. تجسم میزان کامل این فرصت‌ها در مرحله نوین دشوار است.

آزادی انرژی هسته‌ای قدرت بیکرانی را در اختیار انسان گذاشته است مشروط بر این که این انرژی در راه هدف‌های صلح آمیز به کار گرفته شود. باید این را نیز به خاطر داشت که طراحی راکتور‌های هسته‌ای یکی از نتایج بسیار مهم ساختا درونی ماده است. تابش گسیلی از اتم‌ها و هسته‌های اتمی نامرئی و نا محسوس به نتیجه عملی کاملا مرئی ، یعنی آزاد سازی و استفاده از انرژی هسته‌ای نهان در اورانیوم ، منتهی شده است. این نتیجه به یقین اثبات میکند که نظرات علمی ما درباره اتم‌ها و هسته‌های اتمی درست‌اند، یعنی واقعیت عینی طبیعت را باز تاب میدهند.

شکافت هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به: ناوبری, جستجو

شکافت هسته ای فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می‌شود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می‌شود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته‌ای) یا تخریب (سلاح‌های هسته‌ای) استفاده می‌شود.

اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچک‌تری دست یافته‌است.در تمام واکنش‌های هسته‌ای که تا ان زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می‌شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لایز میتنر و اوتو فریش دریافتند که فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک‌تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می‌یابد و این جرم مطابق رابطهٔ اینشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده‌است.به خاطر شباهت این پدیدهٔ تقسیم هسته با تقسیم سلولی میتنر و فریش آن را شکافت نامیدند.مقالهٔ این یافته در یازدهم فوریهٔ ۱۹۳۹ در نشریهٔ نیچر با عنوان «واکنش هسته‌ای نوع جدید» منتشر شد.

در تصویر اتم اورانیم-۲۳۵ دیده می‌شود که پس از برخورد یک نوترون متلاشی شده و پرتو‌های رادیو اکتیو از خود صادر می‌کند.سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ تقسیم شده و به پایداری می‌رسدودر ضمن سه عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هسته ی اورانیوم دیگر می شوند واین واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا میکند .

اورانیوم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به: ناوبری, جستجو
اورانیوم در جدول تناوبی

اورانیوم یکی از عنصرهای شمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبی جزو آکتنیدها قرار می‌گیرد. ایزوتوپ۲۳۵U آن در نیروگاه‌های هسته‌ای به عنوان سوخت و در سلاح‌های هسته‌ای به عنوان ماده منفجره استفاده می‌شود.

اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. این فلز کمی نرم تر از فولاد بوده و تقریبآ قابل انعطاف است. اورانیوم یکی از چگالترین فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت می‌شود. چگالی آن ۶۵٪ بیشتر از سرب و کمی کمتر از طلا است.

سال‌ها از اورانیوم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا برای تهیه رنگ‌های اولیه در عکاسی استفاده می‌شد و خاصیت پرتوزایی (رادیواکتیو) آن تا سال ۱۸۶۶ ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود.

 

 فراوانی

این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته زمین در رده ۴۸ قراردارد.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین برابر دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. اورانیوم طبیعی شامل ‎۹۹/۳٪ از ایزوتوپ ‎۲۳۸U و ‎۰/۷٪ ‎۲۳۵U است.

این فلز در بسیاری از قسمت‌های دنیا در صخره‌ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد. میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقره یا جیوه بسیار بیشتر است.

ده کشوری که ۹۴٪ از استخراج اورانیوم جهان در آنها انجام می‌گیرد.

تاریخچه

اورانیوم در سال ۱۷۸۹ توسط مارتین کلاپروت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام پیچبلند (Pitchblende) کشف شد. این نام اشاره به سیاره اورانوس دارد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند.

اورانیوم یکی از اصلی‌ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از ۴۰ سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می‌کند.

دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از ۶/۶ بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه خورشیدی پراکنده شده‌است.

ویژگی‌های اورانیوم

اورانیوم سنگین‌ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصری است که در طبیعت یافت می‌شود (هیدروژن سبکترین عنصر طبیعت است.)

اورانیوم خالص حدود ‎۱۸/۷ بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد پرتوزا در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می‌شود.

اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد. حدود ‎۹۹/۳ درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می‌شود ایزوتوپ ۲۳۸ (U-۲۳۸) است و حدود ‎۰/۷ درصد ایزوتوپ ۲۳۵ (U-۲۳۵). دیگر ایزوتوپ‌های اورانیم بسیار نادر هستند.

در این میان ایزوتوپ ۲۳۵ برای بدست آوردن انرژی از نوع ۲۳۸ آن بسیار مهم‌تر است چرا که U-۲۳۵ (با فراوانی تنها ‎۰/۷ درصد) آمادگی آن را دارد که در شرایط خاص شکافته شود و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ «اورانیوم شکافتنی» (Fissil Uranium) هم گفته می‌شود و برای شکافت هسته‌ای استفاده می‌شود.

اورانیوم نیز همانند دیگر مواد پرتوزا دچار تباهی می‌شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می‌کنند.

U-۲۳۸ باسرعت بسیار کمی تباه می‌شود و نیمه عمر آن در حدود ‎۴،۵۰۰ میلون سال (تقریبآ برابر عمر زمین) است.

این موضوع به این معنی است که با تباه شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی برابر ‎۰/۱ وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می‌شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

شکاف هسته‌ای اورانیوم

U-۲۳۵ قابلیت شکاف هسته‌ای دارد. این نوع از اتم اورانیوم دارای ۹۲ پروتون و ۱۴۳ نوترون است (بنابراین جمعآ ۲۳۵ ذره در هسته خود دارد و به همین دلیل U-۲۳۵ نامیده می‌شود)، کافی است یک نوترون دریافت کند تا بتواند به دو اتم دیگر تبدیل شود.

این عمل با بمباران نوترونی هسته انجام می‌گیرد، در این حالت یک اتم U-۲۳۵ به دو اتم دیگر تقسیم می‌شود و دو، سه و یا بیشتر نوترون آزاد می‌شود. نوترون‌های آزاد شده خود با اتم‌های دیگر U-۲۳۵ ترکیب می‌شوند و آنها را تقسیم کرده و به همین منوال یک واکنش زنجیره‌ای از تقسیم اتم‌های U-۲۳۵ تشکیل می‌شود.

اتم U-۲۳۵ با دریافت یک نوترون به اورانیوم ۲۳۶ تبدیل می‌شود که ثبات و پایداری نداشته و تمایل دارد به دو اتم با ثبات تقسیم شود. انجام عمل تقسیم باعث آزاد شدن انرژی می‌شود بگونه‌ای که جمع انرژی حاصل از تقسیم زنجیره اتمهای U-۲۳۵ بسیار قابل توجه می‌شود.

نمونه‌ای از این واکنش‌ها به اینصورت است:


U-۲۳۵ + n \rightarrow Ba-۱۴۱ + Kr-۹۲ + ۳n + ‎۱۷۰ Million electron Volts‎

U-۲۳۵ + n \rightarrow Te-۱۳۹ + Zr-۹۴ + ۳n + ۱۹۷ Million electron Volts


که در آن: electron Volt = ۱٫۶۰۲ x ۱۰-۱۹ joules

(یک ژول انرژی برابر توان یک وات برای مصرف در یک ثانیه‌است.)

مجموع این عملیات ممکن است در محلی بنام رآکتور هسته‌ای انجام گیرد. رآکتور هسته‌ای می‌تواند از انرژی آزاد شده برای گرم کردن آب استفاده کند تا در نهایت از آن برای راه اندازی توربین‌های بخار و تولید برق استفاده شود.


 
مکانیک کوانتمی شاید چگونگی بوییدن انسان را توضیح می دهد
ساعت ۸:٤٠ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ٢٩ آبان ۱۳۸٧ : توسط : حسین

 فرایند بوییدن ار طریق تونل زنی الکترون . ( الف ) یک الکترون موجود در گیرنده ی بینی راه خود را جزء بخشنده ی گیرنده پیدا می کند ؛ ( ب) و ( ج ) بسامد ارتعاش مولکول معطر به الکترون امکان تونل زنی بین حالت های مختلف انرژی را می دهد ؛ ( د)  الکترون وارد واحد گیرنده می شود و مولکول آن را ترک می کند .

 

دانشمندان مرکز نانو فناوری لندن ( LCN - London Centre for Nanotechnology) در یونیور سیتی کالج لندن به تازگی نظریه ی 10 ساله و کنجکاوی بر انگیز بوییدن را تحلیل کرده و دریافته اند که این ایده شاید بیش از آنچه زمانی تصور می شد منطقی است .

 

دانشمندان دربار ه ی بوییدن فقط چند قطعه از پازل را در اختیار دارند و هنوز معلوم نیست که آن ها چگونه در تصویر بزرگ قرار می گیرند . اصولاً دانشمندان می دانند که مولکول های بودار موجود در هوا چند نوع گیرنده در بینی های ما را بر می انگیزد ، که سپس باعث به کار افتادن یاخته های عصبی مغز جهت تحلیل بو می شوند . اما ، در حالی که دانشمندان می دانند شکل و اندازه ی مولکول ها می تواند باعث متفاوت شدن بوی آن ها شود ، اما برخی مولکول ها ی با شکل تقریباً همانند بوی یکسانی ندارند .

 

این معمای ظاهراً لاینحل ناشی از عدم شناخت ما از چیز هایی است که در هنگام و پیش از بر هم کنش مولکول های بودار با گیرنده های بینی رخ می دهد . این فرایند های اولیه ی در مقیاس اتمی باید شامل برخی معیار های گزینش باشند که توضیح می دهد چرا گیرنده ها به مولکول ها ی با شکل های یکسان ( یا مختلف ) به صورت متفاوت واکنش می دهند .

 

امکانی که فیزیکدانان LCN جیفر بروکس (Jennifer Brooks ) ، فیلیو هارتوسیو ( Filio Hartosiou) ، آندرو هررسفیلد (Andrew Horsfield ) و استو نهام(Marshall Stoneham ) بررسی کرده اند آن است که الکترون های گیرنده ، در صورتی که بسامد ارتعاش مولکول های بودار نظیر اختلاف انرژی بین حالت های انرژی شود ، الکترون های گیرنده را می توان واداشت تا بین این حالت های انرژی تونل بزنند . گروه  LCN امکان فیزیکی این ساز و کار را که ابتدا دانشمندی به نام لوکاتورین (Luca Turin) در سال 1996 مطرح کرده بود بررسی کردند ، و دریافتند که یک مدل کلی این تونل زنی الکترون با قانون های فیزیک و همین طور جنبه های شناخته شده بوییدن سازگار است .

 

تونل زنی کوانتوم مکانیکی ، فرایندی که اغلب در فناوری مورد استفاده قرار می گیرد ، وقتی رخ می دهد که ذره ای در سد تونل بزند که به لحاظ مکانیک کلاسیک ممنوع است . این برای اجسام در مقیاس کوچک ، مانند الکترون ها ، به واسطه ی  ویژگی های موج گونه شان رخ می دهد . اگر ارتعاش های مولکول های بودار ( یا فونون ها ) باعث شود که الکترون های موجود در یک گیرنده ی بینی بین حالت های مختلف تونل بزنند ، سیگنال های عصبی به مغز فرستاده می شود . بسامد های مختلف ارتعاش را گیرنده های مختلف آشکار می سازند ، بنابراین ، چون مولکول های بودار مختلف دارای بسامد های متفاوتند ، پس مشام ما آن ها را متفاوت حس می کند .

 

استونهام گفت : " شخص من متعجب شدم که پاسخ های ما تا این اندازه قاطع به نظر می رسد – ما مجبور شدیم چیزی را سر هم بندی کنیم تا مقدار های مفید خاصی را برای پارامتر ها اختیار کنیم . در ابتدا اصلاً مطمئن نبودیم . در واقع وقتی اولین بار این ایده را 10 سال قبل شنیدیم ، اصلاً انتظار نداشتیم که عملی باشد . ایده ی ارکاتورین را دوست داشتم – جالب بود – اما معلوم شد آنچه انجام دادیم اصلاً بدیهی نیست . "

 

در حالی تصویر بنیادی شیمیایی بو در گذشته یک مدل «قفل وکلید » بود که در آن مولکول های به شکل متفاوت به گیرنده ها مختلف پر ارزش می یافتند ، گروه LCNبیان می کند که چگونه ساز و کار تونل زنی الکترون بیشتر یک مدل « کارت خوانی » است . مولکول بودار را ، گیرنده هایی که طیف ارتعاش آن را گرفته اند ،مثل یک کارت اعتباری با همساز شدن با شکل آن «می خوانند .»

 

استونهام اظهار داشت " نظریه های مهم دیگر در مورد چگونگی تولید سیگنال های منحصر به برخی مولکول ها ، نظریه هایی است که به شکل مولکولی بستگی دارد ، یعنی عمدتاً ساز و کار های «قفل وکلید » همان طور که در مقالۀ فیزیکال ریویو لتررز خود بیان کرده ایم ، این مدل متداول برای این مولکول های معطر کوچک با شکست بدی مواجه می شود ( مولکول های همانند دارای بوهای مختلف هستند ، مولکول های با شکل های متفاوت دارای یک بو هستند ، فرایند بر انگیخته شدن به خوبی تعریف نشده است . "

 

همان طور که محاسبه های گروه LCN نشان می دهد ، این روش بر انگیزش غیر مکانیکی به لحاظ فیزیکی قابل قبول است ؛ سیگنال الکترونی ناکشسان را می توان رمز گشایی کرد ؛ و به نظر می رسد ارتباطی بین طیف ارتعاش مولکول و بوی آن وجود داشته باشد . گرچه دانشمندان هنوز باید چیز هایی را درباره ی ویژگی های گیرنده ها بدانند ، اما مدل کارت خوانی بینشی را در مورد چگونگی عمل گزینش گری برای مشاهده ی انسان به دست می دهد . استونهام توضیح داد که " در مورد امکان شناخت کامل بوییدن در آیندۀ نزدیک ، سطح های شناخت متفاوتی وجود دارد . اما تا سطحی که بتوان بو ها را طراحی کرد ، احتمالاً آری ( و در واقع لوکاتورین و شرکت او فلکسیترال ( Flexitral) ، نسبتاً موفق بوده اند.)

ترجمه:  http://khalily.googlepages.com/rahbar


 
نظریه شعور - بخش سوم
ساعت ۱٢:٢٦ ‎ق.ظ روز یکشنبه ۱٩ آبان ۱۳۸٧ : توسط : حسین

 

همانگونه که در مقالات پیشین با عناوین : گزارشی از معرفت شناسی کوانتومی  و نقش اطلاعات در اپستومولوژی کوانتومی تلاش نمودم تا نمایی کلی از اپستومولوژی نوین کوانتومی ارایه کنم ، در بحث حاضر و مباحث آتی سعی می شود تا ذهن مخاطب گام به گام به سوی هسته های اصلی تشکیل دهنده معرفت شناسی کوانتومی حرکت کند ، تا ضمن دانستن چیستی فحوای این نوع جهان بینی ، بصورت متدیک آموزشهایی نیز در خصوص کاربردی و کارکردی کردن آن در زندگی اندیشمندانه و ا البته زندگی روزمره مان ارائه شود . دانستیم آدمی در طول تاریخ تمدن خود ( از آغازین روزهای غارنشینی تا اکنون لبه فضا پیما ها )  مجموعه ای از رها ورد های اندیشمندانه را در شاخه های  متفاوتی بنام فرهنگ سازماندهی نموده است . این شاخه های متنوع شامل پنج عنصر اصلی بنام : علم – فلسفه – دین – هنر و عرفان است .به بیانی ساده تر، به رهاوردهای فلسفی ، علمی ، دینی ، عرفانی و هنری بشر ، فرهنگ اطلاق میشود . و باز میدانیم که هر یک از این عناصر در طول حیات خود از بدو پیدایش تا اکنون ، انسان های شاخصی را در حافظه خود ثبت نموده اند که هر کدام سازندگان بخشی از بدنه این عناصر پنج گانه بوده اند . تاریخ تمدن و فرهنگ بشری هیچگاه نام مردان اندیشه ای همچون : ارسطو ، افلاطون ، ژاک دریدا ، جان لویی ، کانت ، دکارت و....را در ساختار اندیشه های فلسفی و یا مردان اندیشمندی چون : محمد ، موسی ، عیسی ، ابراهیم ، زرتشت و.... را در ساختار اندیشه های دینی و بزرگانی چون : انیشتن ، لویی پاستور ، نیوتن ، ابن سینا ، زکریای رازی و ..... در ساختار اندیشه های علمی و یا افرادی چون : بتهوون ، لئوناردو داوینچی ، ونگوگ ، پیکاسو ، ویکتور هوگو و... را در دنیای هنر و عرفای بزرگی چون : مولانا ، حافظ ، خانم آن ماری شیمل و... را درعرصه عرفان از یاد نخواهد برد . چراکه این بزرگان هر کدام بخشی از بدنه عناصر فرهنگی و جزئی از بدنه فرهنگ بشری را معماری نموده اند.

 

همانگونه که مشهود است ، سازندگان و معماران تاریخ تمدن بشری ، اندک انسانهایی بوده و هستند که امروز محصول تفکرات و اندیشه های ناب آنهاست که فرهنگهای گوناگون و غنی را در سطح زمین پراکنده است و باقی انسانها ناقلان فرهنگ و البته مصرف کنندگان محصولات اندیشمندانه معماران هستند . پیشتر به این مهم پرداخته بودم که هر یک از عناصر فرهنگی بخشی از زندگی آدمی را پر میکند و بعضا متعصبینی که در هر یک از عناصر پیدا میشوند ، افرادی هستند که جهان بینی خود را ، صرفا از یکی از این دریچه ها پی ریزی نموده اند . این در حالیست که هر یک از عناصر، پنجره ای با خاصیت های متفاوت برای دیدن جهان پیرامون در افق نگاه های عالمانه انسان باز میکند . اصولا در جهان امروز انسان با فرهنگ به انسانی اطلاق میشود که زوایای نگاهش بر گرفته از مجموع این پنچ عنصر باشد . دیده ایم بسیار انسانهایی که نگاهشان به هستی و جهان پیرامونشان صرفا نگاه دینی است و تصور میکنند هر آنچه در هستی پدید آمده ،با انگیزه و نگاهی دینی پدیدار شده و دایره غلو را تا به جایی میرسانند که مدعی میشوند ، هستی با چنین عظمت و بزرگی فقط برای وجود یک یا دو نفر بوجود آمده و کل کائنات صدقه سر یک یا دو انسان است .دراویشی را در نگاه عرفانی بارها دیده ایم که چشم از همه چیز بسته اند و تنها با نگاهی کور خود را در دام جهل و تعصب رها کرده اند و از دیگر موهبت های طبیعت بی بهره مانده اند . دو عنصر دین و عرفان به لحاظ ادعای وصل به ماوراء طبیعه همیشه در لبه پرتگاه انحرافات بوده اند. چون خاصیت طبیعی آنها متکی بر باور هاست و آزمون و خطا جایگاهی در نگاههای دینی و عرفانی نداشته است . همانگونه که عرض شد انسان با استفاده از مفاهیم، دریافتهای خود را از لایه های زیرین طبیعت بیان میکند و مفاهیم صرفا نقش بیان کننده را از دریافت های انسان دارد . پس هیچگاه نمیتوان مفاهیم را عنصری بر گرفته از حقیقت مطلق در هستی بیان نمود . هر یک از بزرگان عناصر پنچ گانه فرهنگ بشری ( دین ، فلسفه ، هنر ، عرفان و هنر) تنها به بیان بخشی از حقیقت مطلق هستی پرداخته اند . البته باید توجه داشته باشیم که این حقایق منطبق برآنچه در زبان طبیعت به آن پرداخته شده نیست ، بلکه ایشان با برخورد با لایه های زیرین طبیعت دریافتهایی داشته اند و این دریافتها با اختلاط با خواستها و نا خواستهایشان مفاهیمی را ایجاد نموده که سایه ای از آنچه در لایه های زیرین میگذرد را نمایان میکند . البته در علم کمی متفاوت است و امور در عمل، کمی به واقعیات نزدیک تر است .چرا که گزاره های علمی (ساینس ) مبتنی به روش تجربه و مشاهده است و این تجربه نیز بایستی قابلیت تکرارو دسترسی برای همگان را داشته باشد . والبته بقول پوپر گزاره هایی علمی هستند که درصدی از ابطال را در خود داشته باشند . اما در دین و عرفان چنین نیست . یکی از خصوصیات بارز دین و عرفان ، تاکید بر باور است و یک عالم دینی و یا عرفانی ، تاکید به باور امور دارد . چراکه آزمون و خطا و تجربه و مشاهده جایگاهی در گزاره های دینی و عرفانی ندارد . برای فهم بهتر ناگزیرم تا مثالی را بیان کنم . گزاره های دینی گزاره هایی هستند که قابلیت ابطال پذیری را ندارند و از همین روست که تاکید بر باور کردن دارند . به این جمله دقت کنید : ( " هر انسانی که لحظه مرگش فرا برسد ، میمیرد " )  این جمله یک گزاره دینی است . چرا که با هیچ گزاره ای نمیتوان آنرا ابطلال نمود . حتی قابلیت آزمون و خطا را ندارد . این قبیل گزاره ها ، بن بست های عقلانی ای را ایجاد میکنند که انسان به جز باور نمیتواند ، واکنشی نشان دهد . اما حال به این گزاره دقت کنید : ( " آب در سطح آبهای آزاد در 100 درجه به جوش می آید " )  . این گزاره بر عکس گزاره پیشین ، قابلیت تجربه و مشاهده وتکرار را دارد .و البته درصدی از ابطال را نیز در خود حفظ نموده . به مفهومی روشن تر اینکه اگر آب را در سطح آبهای آزاد در 99درجه گرم کنیم به جوش نخواهد آمد . یعنی در بن بست عقلانی قرار نمیگیرید و نیاز به باور بدون مشاهده ندارید . میتوانید بار ها مشاهده کنید و بعد بپذیرید . بیان این تفاوتها به منظور درست و غلط بودن روش ها نیست و بحثی هم در خصوص برتری دین بر علم و یا علم بر دین نداریم . چرا که بر اساس معرفت شناسی نوین ، در میابیم که هر یک از عناصرسازنده فرهنگ بشری یک فایل اختصاصی در ذهن آدمی دارد و مجموع این فایل ها فرهنگ یک انسان و یا یک سرزمین را میسازد . یعنی درساختار یک فرهنگ به همان اندازه که به علم نیازمندیم ، به دین هم محتاجیم . به همان اندازه که به دین نیاز داریم به فلسفه و هنر و یا عرفان هم نیازداریم . پس برتری های مجازی و ساختگی ای که برخی از متعصبین به آن دامن میزنند ، زاییده ذهن های مسمومی است که تصور میکنند هر انچه از جهان پیرامون خود دریافته اند مطابق با کل واقعیت هستی است . اشتباهاتی که برخی از عالمان دین به لحاظ خاصیت عدم تجربی بودن دین نسبت به علم ، مرتکب میشوند ، انسان را در گرداب توهم گرفتار میکند . بسیار، از عالمان دین شنیده ایم که مدعی اند : فلان گزاره علمی که امروز علم به ان دست یافته ، در تعالیم دینی آنها تلویحا به آن اشاره شده است .و بدین روش میخواهند گزاره های دینی را به یافته های تجربی گره بزنند . این نوع واکنش ها برگرفته از عدم آگاهی برخی انسانهاست که نمیدانند ، هر یک از عناصر فرهنگی بشر زبانیست که هر کدام از عالمان عناصر مذکور ، برای بیان مفاهیم دریافتیشان از لایه های زیرین طبیعت استفاده نموده اند . محمد ، عیسی و یا موسی عالمان علم نبوده اند که دریافتهایشان را مبتنی بر اصول علمی بیان کنند . حوزه دریافت انها و ارتباطشان با هستی و اجزاء طبیعت ، به زبان دین بوده و دریافتهایشان نیز از همین جنس است . و یا در حوزه علم تجربی ، انیشتن و یا پاستور و یا نیوتن ، حوزه دریافتهایشان ، حوزه دین نبوده ، بلکه ایشان با زبان علم با طبیعت ارتباط برقرار کرده اند و طبیعتا زبان فهم آنها زبان علم است . فلسفه ، هنر ، دین ،‌علم و عرفان ، هریک کانالهای ارتباطی و فهم انسان از بخشی از طبیعت است و هر کدام جایگاه خود را در برقراری ارتباط آدمی با هستی دارا ست . در هم ریختگی ای که انسان امروزی در حوزه های مختلف فرهنگی دچارش شده ، او را از باز شناسی تک تک عناصر فرهنگی اش باز میدارد . انسان امروزی بلاتکلیف در میان مفاهیم و گزاره های منتج از عناصر فرهنگی بدور خود می چرخد و تکلیف خود را در با این پنج عنصر معین نمیکند . دیده ایم، بسیاری مواقع گزاره های علمی را با زبان دین معنی میکنیم . و یا گزاره های هنری را با زبان عرفان و فلسفه را نافی دین میخوانیم و ...... اینها همگی ناشی از بلاتکلیفی انسان در مقابل تعریف جایگاه هنر ، دین ، عرفان و علم در زندگی اش است . بارز ترین نوع بلاتکلیفی در نگاههای دینی به چشم میخورد . زیرا تصور وصل گزاره های دینی به ماوراء طبیعه ، این توهم را بوجود میاورد که دین اجازه تعریف گزاره های مرتبط با دیگر حوزه ها را دارد . در حالیکه زبان دین فقط زبان دین است . زبان علم فقط زبان علم است . زبان هنر فقط زبان هنر است و زبان عرفان فقط زبان عرفان است .

 

این مقدمه نسبتا طولانی از این رو بیان شد تا بدانیم ؛ هر یک از عناصر فرهنگی بشر ، کانال ارتباطی انسان با طبیعت است و دریچه ایست که موجبات معنی بخشیدن به پیرامون انسان را فراهم میکند . پس هر چه دریچه های بیشتری برای نگاه به پیرامون خود داشته باشیم از حالت تک بعدی خارج میشویم و با فرهنگ غنی تری با جهان پیرامون خود مرتبط میشویم . در معرفت شناسی کوانتومی انسان جایگاه هر یک از عناصر فرهنگی را در زندگی خود شناسایی میکند و حوزه های مختلف را از هم تفکیک میکند . دیگر انسان ها بر سر برتری دین یا علم جدلی ندارند و هیچکدام خود را مدیون دیگری نمیداند . آدمی پی می برد که هر کدام از عناصر فرهنگی کاربرد و کارکردی مجزا در حوزه خود و زندگی بشر دارد . شناسایی این حوزه ها در معرفت شناسی کوانتومی جزو اصول مفاهیم فرهنگی بشمار میرود .  در نگاه های پیش از معرفت شناسی کوانتومی انسان تصور میکرد نیروهای طبیعت در گرو حجم اجزاء آن است اما امروز متوجه شده است که عظیم ترین نیرو های طبیعت در ریز ترین اجزاء و لایه های زیرین طبیعت وجود دارد . اما بصورت یک توان بالقوه که باید آزاد شود . هنگامی که بشر به سراغ مطالعه عظمت در ظرافت های طبیعت رفت ، متوجه شد که بعضی از پدیده ها را نمیتوان بدون عقل مسلح به سراغشان رفت .امروزه شفای کوانتومی ، علمی است که مغز انسان را برای مطالعه عظمت در ظرافت های طبیعت ، مسلح میکند . اینجاست که به اهمیت تعیین تکلیف کردن بین انسان و عناصر فرهنگی پی میبیریم . تا زمانی که انسان درگیر حقانیت بین اجزاء فرهنگی اش باشد و دعوا بر سر لحاف ملا ادامه دارد نمیتوان مغز آدمی را مسلح کرد تا از سطح پنج عنصر فرهنگی اش فراتر رود . جهانی که از بسته های نوری بنام کوانت تشکیل شده و این بسته ها نیز 10تا 100 میلیون بار از اتم کوچکتر است برای شناسایی اش باید با مغزی مسلح و بدور از ارزش گزاری های قرار دادی گام برداشت . جهان چیزی جز ارتعاشات کوانتومی نیروی مطلق نیست .بدین معنی که نیروی مطلق ( آفریدگار ) در هر لحظه و هر میلیونیم ثانیه ارتعاشاتی بوجود میاورد که هر لحظه آماده برای شدن است .انسان کیهانی انسانی است که پس از معین کردن تکلیف خود با دین ، علم ، فلسفه ؛ هنر و عرفان ، گامی فراتر میگذارد و در مسیر این تششعات قرار میگیرد . و این قابلیت را دارد که با شناسایی توان امکان، تبدیل به یک موجود ایجاد گر شود.دراپستومولوژی نوین کوانتومی تعاریف اساسی بشر تغییر یافته و این تغییرات حجم عظیمی از نیروهای بالقوه بشر را آزاد نمود . مفاهیم اساسی ای که همیشه بشر را برای معنی بخشی ، به خود مشغول میکرد شامل : زندگی ، جهان و انسان بود . تمام تکاپو های عالمانه بشر برای معنی بخشی این سه واژه کلیدی بوده و هست . امروزه در معرفت شناسی کوانتومی برترین تعریفی که تا کنون بیان شده ، ارائه میگردد. این تعریف مبتنی بر شناخت نوین بشر از هستی که پایه هایش بر اساس بسته های نوری کوانت بنا شده . امروز انسان بعنوان یک سلول از بدنه هستی معرفی میشود وکیستی و چیستی انسان در جهان مطالعه نمیشود ، بلکه رهاوردهای انسان، کیستی و چیستی اش را به نمایش میگذارد . انسان برای شناخت چیستی خود ، به دنبال رهاوردهای بین لبه غار تا لبه فضا پیماست و با مطالعه این فاصله است که میتوان چیستی و کیستی بشر را مورد مطالعه قرار داد .در مطالعه فاصله بین لب غار تا لب فضا پیما متوجه یک اصل مهم میشویم و آن قدرت ایجاد گری انسان است .

 

انسان لب غار ...............(فاصله طی شده )....................انسان لب فضا پیما = ایجاد های متعدد

 

همانگونه که گفتم جهان پر است از تشعشعات نوری ای است که از سمت نیروی مطلق اولیه در حال چرخش در هستی است . و این نیرو ها چیزی جز توان امکان نیست . بدین مفهوم که هر لحظه جهان با باندی با بینهایت طول موج در حال تولید توان است و در این میان تنها انسان بوده که توانسته جایگاه خود را در فاصله بین کوارک ها و آخرین ابر کهکشان رسد شده شناسایی کند و متوجه شود که توان ایجاد کردن دارد . پس تا کنون دریافتیم که مفاهیم نوینی که بشر برای جهان و انسان دریافته چیست . اما تکلیف زندگی هم باید در این بین مشخص می شد . باز هم ناگزیریم به فاصله بین انسان غار نشین و انسان امروزی حاضر در سفینه های فضایی سری بزنیم . با اولین نگاه درمی یابیم که این فاصله هیچگاه در مسیر حرکت خود توقفی نداشته !!! بدین معنی که حرکت همیشه در این فاصله به چشم میخورد . اما چگونه حرکتی ؟‌ قطعا این حرکت نمیتوانسته رو به عقب باشد . پس یک نگاه رو به جلو را در سیر تمدن بشر دنبال میکنیم . نگاهی که همیشه به فراروی انسان چشم داشته .در تعالیم کلاسیک انسان معتقد بود که امروزش باید بهتر از دیروزش باشد .در این فرم از نگاه امروز با نگاهی پیش از خود مقایسه می شد و انسان را مجبور به بازگشت به گذشته مینمود . اما در نگاه مدرن امروزی بشر معتقد است که : فــــردا باید بهتر از امروز باشد و این نگاه به فرا رو یک تفاوت اصلی را با نگاه کلاسیک دارد .بزرگترین تفاوت در این میان نگاه رو به جلوی انسان است و موجب میشود تا نیروی انسان صرف ساختن فردای بهتر شود و این نگاه فرا رو، سرعت انسان را با تغییرات موجود در جهان که هر لحظه در حال تولید توان امکان است منطبق میکند . اما در نگاه کلاسیک نیم نگاهی که انسان به گذشته برای مقایسه با امروز داشت ، نه تنها اورا از توجه به فردا باز میداشت بلکه سرعت او را برای هماهنگ شدن با جهان کاهش میداد . پس مدرن ترین تعریفی که بشر توانست برای زندگی خود ارائه کند سرعت با نگاه فرا رو بود . زندگی = سرعت با نگاه فرا رو – جهان = توان امکان –   انسان = ایجاد

 

همانطور که گفتم انسان بعنوان یک سلول از بدنه هستی جز با آفرینش هایش با چیز دیگری تعریف نمیشود . انسان میتواند طول موجهای مختلفی را بشناسد و دست به ایجاد گری بزند . تنها سلولی که در بدنه هستی تا کنون شناسایی شده که توان ایجاد گری دارد انسان است . و این اصل را میتوان در بررسی رهاورد های سلول های مغزی انسان متوجه شد . تصور میکنم باز هم بحث به درازا کشید . اما ناگزیرم تا با موشکافی معرفت شناسی کوانتومی، بستری را در ذهن مخاطب برای شناخت جهان پیرامونش از این دریچه مدرن و نوین آماده کنم . 



به نقل از: http://1andish.parsiblog.com

 

 


 
نظریه شعور - بخش اول
ساعت ۱٢:۱٤ ‎ق.ظ روز یکشنبه ۱٩ آبان ۱۳۸٧ : توسط : حسین

در ادامه مباحث  پیشین ، به تبین جایگاه انسان در هستی و تعریف سیستم مغزی وی میپردازم . در سلسله مراحلی که انسان در پی شناختش از جایگاه خود در طبیعت تبیین نموده ، آغازین انگاره های متدیک به زمان ارسطو و افلاطون بر میگردد . ارسطو و افلاطون مغز آدمی رو بعنوان پدیده ای حقیقت یاب متصور میشدند و تعالیم مکاتب فکری خود را نیز بر همین اساس طرح ریزی مینمودند . انسان از دیدگاه آنها موجودی برای یافتن حقیقت تعریف میشد و سایر توانایی های وی نادیده گرفته میشد . انسان موجودی بود که صرفا برای حقیقت یابی متولد شده بود و بایستی به دنبال حقایق از پیش تعیین شده میگشت .جالب این جا بود که حقیقت های متصور انها ، صرفا حقیقت های متکی به باور های انسانی بود و این خود شکل حقیقت یابی انسان را دچار اشکال مینمود . چرا که آنچه آدمی به عنوان حقیقت میافت مبانی آن در آمال ها و آرزوهای او محدود میشد و آنچه که با چشم انسانی قابل مشاهده بود و یا بعنوان ماورالطبیعه ارایه میشد همه و همه ریشه هایی در خواستها و نا خواستهای وی داشت .

پس لزوما آنچه که ماحصل حقیقت یابی وی بود برابر با تمام واقعیت های بیرونی نبود . کم کم انسان متوجه نقش قلکی ذهن خود گردید . ذهن قلکی این قابلیت را داشت که هرچه انسان از محیط پیرامون خود دریافت میکرد و بعنوان یک حقیقت مجسم میپذیرفت » بعنوان ذخیره ای در ذهن خود حفظ و در مواقع لزوم استخراج مینمود . این نوع برخورد با ذهن نوعی ترمز محسوب میشد .. چرا که صرفا یافته های موجود مبنای باور انسانی را تشکیل میداد و نوعی تعصب واهی دور محفوظات قلکی انسان را احاطه مینمود . یکی از اشکالات اساسی که بر نوع فرضیه دریافت کنندگی و قلکی بودن مغز انسان محتمل بود » عدم هماهنگی محفوظات قلکی با جنبه های نوین زندگی بشر بود . چرا که ابعاد تازه زندگی با گستردگی روز افزون خود نمیتوانست با فرضیه دریافت کنندگی و قلکی بودن مغز کنار بیاید . و این خود موجب ایستایی مغز بشر میشد.اما واقعیت این است که تحولات کنونی نمیتواند حاصل ایستایی مغز آدمی باشد و با روند رو به رشد زندگی فکری » در می یابیم بشر با تغییر نگرش خود نسبت به ذهنش و 14 میلیارد سلول مغزی اش و شناخت فراگیرش نسبت به محیط پیرامون » انگاره های نوینی را نسبت به خود پیدا نمود و با دریافت این واقعیت که تعریف مغز بشر چیزی فراتر از دریافت کنندگی و نقش قلکیست » معارف جدیدی را برای انسان شناسی و متعاقبش هستی شناسی بنا نهاد . معرفت شناسی نوین امروز دنیا با استفاده از متریال اطلاعات گسترش فراگیر خود را آغاز نمود . بشر به این مهم دست یافت که هر عمل تجربی در فرایند خود ایجاد اطلاعات مبکند و این اطلاعات قابلیت نشر دارد . بعنوان مثال اگر شما اولین شخصی باشید که در محیط اطرافتان دستش را با آتش برخورد داده » به لحاظ عمل تجربی ایکه انجام دادید » در فرایندش تولید اطلاعات نموده اید . یعنی برای خود و طبیعت این تجربه را به ثبت رسانده اید که آتش سوزاننده و داغ است . ساده ترین راه انتقال اطلاعات به جهان آدمی بیان این تجربه است . اما آیا نشر این اطلاعات صرفا در دنیای انسانی محدود میشود ؟!!! میدانیم هستی ای که در آن زندگی میکنیم به وسعت بیش از نیم میلیارد کهکشان رصد شده » نمیتواند بدون پژواک باشد . هستی قانونمند ترین پدیده شناخته شده توسط بشراست که یکی از خاصیت های اجتناب ناپذیر و غیر قابل انکارش ( پژواک ) است . از پژواک صدایتان در کوه گرفته تا افتادن سیب از درخت و پژواک جاذبه و یا انفجار ستارگانی در میلیاردها سال نوری پیش و پژواک نور آن در اکنون هستی .... همه و همه حاکی از اعتبار پژواک در کل هستی دارد . از همین روست که اپستومولوژی نوین دنیا معتقد است کلیه تجربیات آدمی به لحاظ تولید اطلاعات » قابلیت ایجاد پژواک و نشر را در کل هستی دارد ..همچنین سایر اجزاء طبیعت به لحاظ تجربه ای که انجام میدهند قابلیت نشر اطلاعات را در سطح طبیعت دارند . اما آیا دست یابی به اطلاعات منتشر شده در طبیعت با مکانیسم تبادل اطلاعات انسانی صورت میگیرد ؟!!! آیا همانگونه که انسان با استفاده از زبان انسانی اطلاعات را از انسان های دیگر میگیرد و به دیگر انسانها منتقل میکند »‌ میتوان از طبیعت دریافت کرد و به انسانها منتقل نمود ؟!!!! طبیعتا پاسخ منفی است . چرا که زبان طبیعت زبان انسانی نیست و نمیتوان هر آنچه را که از طبیعت برفرض توان دریافت ، دریافت کنیم را مستقیما بدون تبدیل به کلام انسانی و مفاهیم شناخته شده انسانی بیان نمود . در این میان در میابیم که همه انسانها قابلیت برقراری ارتباط با طبیعت را ندارند و نمیتوانند اطلاعات منتشره در هستی را درک و یا کسب کنند » تا چه رسد به تبدیل آن به کلام انسانی !  نشر اطلاعات در سطح طبیعت رازی شگفت انگیز برای آدمی بود . این راز سر به مهر هنگامی باز شد که انسان در تجربیات فیزیکی خود دچار تحول گردید . کوانتوم فیزیک یا فیزیک کوانتومی جرقه انفجار معرفت شناسی نوین جهان بود . بشر متوجه شد اتم که تا کنون بعنوان ساختار ریز ترین ذرات پدیده های تشکیل دهنده هستی میشناخته  ، در لایه های زیرین خود بسته های نوری بنام کوانت  را حامل است .


انقلابی که موجب شد تا استفان هافکینگ نظریه پرداز معاصر فیزیک نظری بعد از قریب 30 سال در نظریه سیاه چاله های فضایی خود تجدید نظر کند . هافکینگ معتقد بود هر آنچه وارد سیاه چاله های فضایی شود ، قابلیت خروج از سیاه چاله ها را نخواهد داشت . اما پس از 30 سال نظر اصلاحی اش را در سال 2003 اعلام و مدعی شد که برخی "اطلاعات" قابلیت خروج از سیاه چاله های فضایی را دارند . ریشه این تغییر نگرش در توجه انسان به بسته های نوری کوانت نهفته است . عوام و یا حتی بسیاری از فیزیک دانان معاصر هم متوجه واژه اطلاعات و ریشه آن نیستند . با توصیفی که در بالا ذکر شد ، دریافتیم که اطلاعات در ماحصل تجربه تولید میشود و به دلیل تجربیات طبیعی طبیعت اطلاعات کیهانی تولید میشود . و این یکی از وظایف بسته های نوری کوانت است که اطلاعات را در سطح هستی منتشر کند . حتی امروزه دریافته ایم که ازلی و ابدی بودن هستی و نا محدود بودن آن از لحاظ مفهومی کاملا تغییر پیدا نموده .به نحویکه زمان و فضا همزمان بصورت سایه ای رو به گسترش در حال شکل گیری است و این شکل گیری زمان و فضا بدلیل تجربی بودنش دائما در حال تولید اطلاعات است .  از دیگر سو جالبست بدانید که بشر متوجه تفاوت انسان هایی که در طول تاریخ توان دریافت اطلاعات کیهانی را داشته و آن را به زبان انسانی بیان مینمودند را با سایرین متوجه شد . از همین رو انسان کیهانی و انسان انسانی در معرفت شناسی نوین جهان تعریف شد .  به بیانی بسیار ساده انسان انسانی موجودیست که صرفا توان دریافت و انتقال اطلاعات را از انسان به انسان را دارد . اما انسان کیهانی علاوه بر این توان دریافت اطلاعات کیهانی منتشر در طبیعت و هستی کل را داشته و آنرا پس از به اصطلاح یونی کد کردن به زبان انسانی بیان میکند . یکی دیگر از شگفتی های معرفت شناسی نوین کوانتومی  تغیراتی اساسی در نحوه برخورد با سلولهای مغزی بشر و تعریف از آن به همراه تغییر در تعریف از هستی است ." امروزه 14میلیارد سلول مغزی انسان بعنوان پدیده ای پردازش گر که قابلیت ایجاد گری را داراست مورد مطالعه قرار میگیرد " اما این سیستم ایجاد گر باید در محیطی با مختصات عملی ای بنام امکان توان ایجاد گری داشته باشد و آن هستی است . از همین رو تعریف بشر از هستی هم به فضا و زمان امکان تغییر یافت . اگر به خاطر داشته باشید در مبحث انسان – طبیعت – تفکر دین بیان شد که پیامبران و بسیاری از بزرگان 5 رهاورد فرهنگ بشری ( فلسفه – دین – هنر – عرفان – علم ) همگی به نحوی با لایه های زیرین طبیعت ارتباط برقرار کرده و توانسته اند نا گفته ها و نا دیده هایی را با یکی از زبانهای فلسفه – دین – هنر – عرفان و یا علم در حوزه تخصصی خود بیان کنند .  این تحولات عظیم که عمر شروع آن کمتراز 30 سال میباشد انسان را دچار " شفای کوانتومی " در عرصه معرفت شناسی اش نمود و رهاورد های تکنولوژیک و پژوهشی انسان امروز ماحصل این نگرش نوین است . 


بسیاری از شما بار ها واژه عصر اطلاعات را شنیده اید اما کمتر به مفهوم عمیق آن با چنین نگرشی اندیشیده اید . کاملا هم طبیعی بنظر میرسد ، چرا که صرفا تصورعموم از اطلاعات به بخش انسانی آن معطوف می شود . و بسیاری غافل از شکل کیهانی آن و تجربیات هستی هستند . در این سلسله مباحث تلاش میکنم تا با ارایه گزارشی از اپستومولوژی کوانتومی مخاطب را با دانش های نوین بشری از جمله روانشناسی کوانتومی آشنا کنم . لذا تا همین جا به قدر ارایه گزارش کفایت میکند و امید وارم با ورود علاقمندان به بحث در پستی دیگر ادامه مطالب را در قالبی باز تر و متدیک تقدیم حضورتان کنم .


 
گرانش کوانتومی(مختصری بر نظریه تار یا ابر ریسمان)
ساعت ۱٠:۱٠ ‎ب.ظ روز شنبه ٧ اردیبهشت ۱۳۸٧ : توسط : حسین

در ابتدای قرن بیستم دو نظریه ی مهم در فیزیک پایه گذاری شد، مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت. بر خلاف موفقیت های فراوانی که هر کدام از این نظریه ها به طور جداگانه بدست آوردند، با یکدیگر ناسازگار به نظر می رسیدند. این تناقض در قلب فیزیک نظری همچنان یکی از جنجالی ترین مطالب علم است.

نظریه نسبیت عام در محاسبه ی دقیق گرانش موفق عمل می کند. اگر در میدان گرانش، مکانیک کوانتومی را به کار بگیریم، به گرانش کوانتومی دست می یابیم. در نگاه اول ساختن نظریه گرانش کوانتومی مشکل تر از نظریه ی الکترو دینامیک کوانتومی به نظر نمی رسید. الکترو دینامیک کوانتومی نیم قرن پیش ابداع شد. اساس QED یا همان الکترو دینامیک کوانتومی توصیف نیروهای الکترو مغناطیسی بر حسب تبادل ذراتی است که آنها را فوتون می نامیم. به عبارت دیگر فوتون کوانتای میدان الکترومغناطیس است. این فوتون ها گسیل شده و بلافاصله جذب می شوند. در نتیجه گسیل و جذب فوتون ها انرژی و تکانه ذرات ثابت نمی ماند. بنابر این دافعه ی الکتروستاتیک بین دو الکترون را می توان در نتیجه ی گسیل فوتون از یک الکترون و جذب آن توسط الکترون دیگر دانست.

به طور مشابه می توان جاذبه ی گرانشی بین دو جسم را در نتیجه ی تبادل گراویتون ، یعنی کوانتای میدان گرانشی ، دانست. این واقیعت که تا کنون گراویتون توسط هیچ وسیله ای آشکار نشده است، چندان تعجب آور نیست، چون نیروی گرانشی بسیار ضعیف تر از نیروهای مغناطیسی و الکتریکی است. ثابت می شود که تبادل گراویتون بین جرم های نقطه ای باعث ایجاد میدان گرانشی با قانون معروف عکس مجذور فاصله می شود.

 

اما هنگامی که فرآیند های پیچیده تر ، که در آنها تعداد زیادی گراویتون وجود دارند، در نظر گرفته می شود مشکلی به وجود می آید. یک فرق مهم بین میدان گرانشی و الکترومغناطیسی وجود دارد. میدان گرانشی غیر خطی است. این غیر خطی بودن از آنجا ناشی می شود که میدان گرانشی شامل انرژی است و این انرژی دارای معادل جرم است که میان ان جرم ها مجددا نیروی گرانشی وجود دارد. به زبان کوانتومی این مطلب بر این نکته دلالت دارد که گراویتون ها با گراویتون های دیگر اندرکنش می کنند، در حالی که فوتون ها با بارهای الکتریکی و جریان ها اندرکنش دارند و با هیچ فوتون دیگری اندرکنش ندارند. چون بین گراویتون ها اندرکنش وجود دارد می توان گفت که ذرات مادی با شبکه ی پیچیده ای از گراویتون ها احاطه شده است که حلقه های بسته ای را تشکیل می دهند، مانند یک درخت پر از شاخ و برگ.

در نظریه میدان کوانتومی حلقه های بسته نشانه ی درد سر می باشند و موجب تولید جواب های بی نهایت در محاسبه ی فرآیند های فیزیکی می شوند.در QED  این مسئله هنگامی به وجود می آید که یک الکترون فوتونی را گسیل و مجددا جذب کند. بی نهایت های بدست آمده را با یک روش ریاضی با نام «باز بهنجارش» بر طرف می کنند. اگر این روش به درستی به کار گرفته شود، جواب های قابل قبولی به دست می آید.چون در QED  جواب های بی نهایت را می توان با این روش مشخص برداشت به ان یک نظریه ی «باز بهنجار پذیر» می گویند. روش یاد شده مجمو عه ای از اعمال ریاضی است که برای برداشتن بی نهایت ها کافی است.

متاسفانه هنگامی که مکانیک کوانتومی را در نسبیت عام به کار می گیریم چنین روشی وجود ندارد. بنابر این در این حالت نظریه بازبهنجار نا پذیر است. هر فرآیند شامل حلقه های بسته ی بیشتر و بیشتری از گراویتون ها خواهد بود که موجب جملات بی نهایت بیشتری می شوند . وجود این جملات بی نهایت باعث می شود نظریه گرانش کوانتومی برای بررسی اکثر پدیده های طبیعی بی استفاده شود و این فکر را بوجود آورد که چیزی اساسا در نظریه ی نسبیت عام یا مکانیک کوانتومی و یا هردو غلط است.

در چند دهه ی گذشته تلاش های زیادی برای گریز از بازبهنجارناپذیری در گرانش کوانتومی شده است.  برجسته ترین آنها نظریه « تار» یا « ابر ریسمان» است. این نظریه بر این فرض بنا شده است که کوچکترین چیزی که دنیای فیزیکی از آن ساخته شده است ذرات نیستند، بلکه تارهایی می باشند که 20^10 بار کوچکتر از هسته ی اتم هستند.مدهای ارتعاشی مختلف این تارها را می توان به ذرات گوناگونی مانند الکترون ها ، کوارک ها، نوتریون ها، فوتون ها، گراویتون ها و دیگر ذرات نسبت داد. بین تار ها مانند ذرات اندرکنش وجود دارد، اما وقتی فرآیندهایی که شامل حلقه های بسته باشند مورد امتحان قرا گیرند، جواب هایی که بدست می آیند دیگر بی نهایت نیست.

مقیاس انرژی ها در نظریه تار از مرتبه ی (بخوانید گیگا الکترون ولت) 19^10Gev است. این انرژی 17^10 بار بیشتر از انرژی است که در حال حاظر بزرگترین شتاب دهنده های ذرات می توانند تولید کنند.بنابر این به نظر می رسد که مشاهده ی ساختار ریسمانی ماده غیر ممکن باشد. فیزیک دانان نظری امید دارند که در حد انرژی های کمتر و قابل دسترس بتوانند نظریه های فیزیکی آشنا تر مانند نسبیت عام، الکترومغناطیس،نیروهای ضعیف و قوی هسته ای و ذرات بنیادی آشنا را به عنوان تقریبی از نظریه تار بیرون بکشند. بنابر این نظریه ابر ریسمان یک توصیف پذیرفته شده از گرانش کوانتومی نیست، بلکه تلاشی برای وحدت نیرو ها و ذرات بنیادی است که آلبرت انبشتین آرزوی تحقق آن را داشت.

متاسفانه تا کنون نظریه تار واحدی وجود ندارد و همچنین حد پایین انرژی واحدی نیز برآورده نشده است.

برای مدت ها این مسئله مانند یک مانع بزرگ می نمود اما در سال های اخیر یک راهکار ریاضی مجرد با نام « نظریه ی M» ساخته شده است و معلوم شده است که این نظریه، نظریات ابر ریسمان کوناگون را در بر می گیرد.

هنوز زود است که گفته شود نظریه ی M  در نهایت بین گرانش و کوانتوم آشتی ایجاد کند ، ولی اگر این نظریه مطابق انتظارات باشد می بایست واقعیت های بنیادی دنیای فیزیک را توضیح دهد. به عنوان مثال فضا- زمان چهار بعدی می باسیت از نظریه بیرون آید ، بدون آنکه خودمان آن را به نظریه بیفزاییم. نیروها و ذرات طبیعت نیز می بایست بر اساس خواص کلیدی شان مانند قدرت اندرکنش ها و جرم هایشان توضیح داده شوند. به هر صورت تا زمانی که نتوان در حد انرژی شتاب دهنده های موجود نظریه M را مورد امتحان قرار داد، این نظریه در حد یک تمرین زیبای ریاضی باقی خواهد ماند.

نویسنده: دکتر داوود افشار

منبع :http://physicsshokuhi.parsibox.com