سه‌شنبه، اسفند ۰۹، ۱۳۸۴

نوترينو

تابه‌حال برايتان پيش آمده كه حس كنيد چيزي از درون بدنتان عبور مي‌كند؟ نه اين كه روي سطح پوستتان حركت كند(مثل يك مورچه)، يا درون لوله‌هاي گوارشي(مثل بعضي وقتها كه اوضاع به هم مي‌ريزد). نه. منظورم دقيقاً عبور از درون بدن است. يعني مثلاً از روبرو به سمت صورتتان بيايد، با نوك دماغتان برخورد كند، بدون هيچ تلاشي وارد شود و مسير مستقيمي را طي كند: از پوست و غضروف و استخوان بيني عبور كند و مقطع حفره آن را طي كند، سپس بافت نرم زير آن را هم پشت سر گذارد و وارد دهان مبارك شود، آنجا را هم رد كند و به سادگي به استخوانهاي پشت آن نفوذ كند، بافتهاي حسّاس و پيچيده مغزتان را بپيمايد، به بصل‌النّخاع برسد، از درون استخوانهاي جمجمه عبور كند، و سرانجام دوباره از پوست رد شود و از ميان موهاي پشت سرتان خارج شود.

وحشت نكنيد. اين اتّفاق در هر ثانيه ميلياردها بار رخ مي‌دهد،بي آن كه ما حس كنيم. ذرّاتي وجود دارند به نام «نوترينو»(neutrino) كه با كمال بي‌رحمي، يا شايد بهتر است بگويم در كمال لطافت و مهرباني از هر چيز كه ما مي‌شناسيم(از جمله از بدن خودمان)عبور مي‌كنند.

نوترينوها از عجيب‌ترين ذرّات بنيادي سازنده جهان مادّي ما هستند. كشف شدن آنها داستان جالبي دارد كه از فيزيك هسته‌اي شروع مي‌شود و به آزمايشهاي طولاني و بسيار دقيق، با توده‌هاي بسيار بزرگ ماده مي‌رسد كه هنوز ادامه دارند(شايد بعداً داستانش را بنويسم، كي مي‌خواهد بشنود؟). نوترينو‌ها در واكنشهاي موسوم به «ضعيف» توليد و يا نابود مي‌شوند.

نوترينوها جرم سكون ندارند(بر اساس مدل استاندارد ذرّات بنيادي)، يعني مثل فوتونها هستند كه در حالت سكون نمي‌توانند وجود داشته‌باشند و جرم(انرژي) آنها تماماً مربوط به حركتي است كه دارند. چنين ذرّاتي فقط يك سرعت مي‌توانند داشته‌باشند: سرعت نور. اگر هم مدل استاندارد اشتباه باشد و نوترينوها جرم سكون داشته‌باشند، آزمايشهايي كه تاكنون انجام گرفته‌اند، نشان مي‌دهند كه جرم سكون نوترينوها حقيقتاً ناچيز است و نمي‌تواند بيش از چند دهم الكترون‌ولت باشد.

امّا عجيب‌ترين خاصيّت نوترينو‌ها، همان است كه اوّل گفتم: ميل فوق‌العاده ضعيف آنها به برهمكنش با ساير ذرّات. يك نوترينو مي‌تواند از يك توده سرب كه هزاران كيلومتر عمق دارد عبور كند و به قول استاد بزرگوارم دكتر ميرفخرائي، با هيچ ذرّه‌اي سلام و عليك نكند(كه اگر بكند كارش تمام است). همين الآن كه شما اين نوشته‌ را مي‌خوانيد، جريان نسبتاً ثابتي از نوترينوهايي كه در واكنشهاي هسته‌اي خورشيد توليد شده‌اند از بدن شما عبور مي‌كند: بيش از ده ميليارد نوترينو (ساخت خورشيد) در هر ثانيه از هر سانتيمتر مربّع سطح بدنتان عبور مي‌كند. جالب‌تر آن كه ميزان اين جريان بستگي محسوسي به تغيير ساعت در شبانه‌روز ندارد، يعني در طول شب (عملاً) همان مقدار جريان نوترينو از بدنتان عبور مي‌كند كه در روز، و نوترينوهايي كه در شب از بدن ما عبور مي‌كنند، از درون كره زمين عبور كرده‌اند و سپس به ما مي‌رسند! چه بسا در آن سوي سيّاره، از درون پيكر دوست يا آشنايي گذشته‌باشند و پس از پيمودن قطر زمين، به ما برسند(اين هم باد صبا در علم جديد، البتّه با سرعت نور و قدرت نفوذ بيكران).

از سوي ديگر، با وجود چنين جريان عظيمي كه از نوترينوها كه به طور پيوسته بدن ما را پشت سر مي‌گذارند، احتمال اين كه در طول عمر هر يك از ما، فقط يك نوترينو با يكي از ذرّات يكي از اتمهاي بدن ما برهمكنش انجام دهد، تقريباً صفر است. جالب نيست؟

بر اساس مدل استاندارد ذرّات بنيادي، سه نوع نوترينو و براي هر كدام هم يك آنتي-نوترينو وجود دارد، يعني مجموعاً شش نوع نوترينو وجود دارد. نوترينوها با سرعت(آهنگ) بسيار زيادي در واكنشهاي هسته‌اي تمامي ستاره‌ها و در واكنشهاي هسته‌اي ديگر(از جمله در رآكتورهاي هسته‌اي) توليد مي‌شوند، امّا در برابر سرعت نابودي آنها بسيار كم است، چرا كه تمايل فوق‌العاده ضعيفي به برهمكنش با ذرّات بنيادي ديگر دارند. بنابراين شايد نوترينوها پرشمارترين ذرّات در جهان ما باشند(حتّي نظريه‌هايي وجود دارند كه نوترينوها را منشاء ماده تاريك مرموز كيهاني مي‌دانند)، امّا در عين حال تنهاترين مخلوقات خدا هم به شمار مي‌روند.

پيكر ما از ذرّات بنيادي كم‌شماري تشكيل شده: پروتون، نوترون و الكترون. يا اگر بخواهيم به زبان كاملاً ميكروسكوپي بگوييم(تا آنجا كه الآن مي‌دانيم)، بايد گفت: الكترون، كوارك u و كوارك d. امّا اگر بخواهيم ذرّاتي را كه همواره در بدن ما حضور دارند را بشماريم، بايد نوترينوها و همچنين فوتونها را به اين ليست اضافه كنيم. شايد اگر روزي بشر موفّق شود خودش به فضاي بين‌كهكشانها برود، جايي كه ميزان خيلي كمتري از جريان نوترينو وجود داشته‌باشد، متوجّه شود كه جريان نوترينوهاي خورشيدي اثر تعيين‌كننده‌اي بر حيات و خصوصيّات زيست‌شناختي انسان زميني داشته‌است. كجائي آسيموف، پيشگوي بزرگ؟

شب به خير نوترينو، ذرّۂ تنها.

0 Comments:

ارسال یک نظر

Links to this post:

ایجاد یک پیوند

<< Home