Delta Physics 🖋️

یک دهه پیش، مجموعه BESIII در برخورد دهنده الکترون پوزیترون پکن یکی از این قله ها را مشاهده کرد [1]. این مجموعه اکنون وجود آن قله را تایید کرده است [2]. اما داده‌ها و تحلیل‌های جدید نشان می‌دهند که قله‌ای که قبلاً مشاهده شده بود، در واقع دو قله است که وجود یک ذره عجیب و غریب جدید را نشان می‌دهد.
در سال 2013، مجموعه BESIII در حین نظارت بر فرآیند واپاشی یک ذره کوارک-آنتی کوارک معروف به مزون J/ψ، یک قله تشدید پیدا کرد.
این قله تشدید (1840) X نامگذاری شد. "X" نشان می دهد که ذره تولید کننده قله ناشناخته است و "1840" به جرم تخمینی ذره در واحدهای MeV/c2 اشاره دارد.
محققان اکنون مجموعه‌ای از داده‌ها را تجزیه و تحلیل کرده‌اند که شامل رویدادهای واپاشی 50 برابر بیشتر نسبت به قبل است. تجزیه و تحلیل مجموعه داده بزرگتر یک برآمدگی کوچک - یک قله ثانویه پایینتر - را در سمت چپ قله اصلی نشان می دهد. نشانه ای که حاوی نشانه های دو ذره است و نه یک ذره. با برازش داده‌ها، محققان دو قله تشدید همپوشانی پیدا کردند که آن ها را (1840) X و (1880) X نامگذاری کردند.

1. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of a structure at 1.84 GeV/c2 decays in the 3(π+π−)(𝜋+𝜋−) mass spectrum in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) decays,” Phys. Rev. D 88, 091502 (2013).
2. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of the anomalous shape of X(1840) in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) indicating a second resonance near pp‌ ��‌ threshold,” Phys. Rev. Lett. 132, 151901 (2024).
منبع:
Evidence of a New Subatomic Particle
ترجمه خبر: شهره کرمی
نویسنده خبر: مریم ذوقی

http://www.psi.ir/news2_fa.asp?id=4051

🚸 @Delta_Physics

⚠️ منشأ جرم تان در چیست ؟

🖋 اگر شما بخواهید بفهمید منشأ جرمتان چیست، باید اتم‌هایی را در نظر بگیرید که از آن تشکیل شده‌اید. اگر جرم اتم‌ها را جمع کنید، به مقداری مساوی جرمتان دست خواهید یافت.

📘 در کاوش ژرف‌تر درون اتم، با پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها روبه‌رو خواهید شد.
پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته و دارای جرم تقریباً یکسان‌اند، بنابراین می‌توانیم آن‌ها را در یک گروه مشترک به نام نوکلئون‌ها جمع کنیم. برعکس، جرم الکترون فقط حدود 5 صدم درصد جرم یک نوکلئون است و بنابراین سهم جرم الکترون‌ها در جرم ماده معمولی ناچیز است. با این حال، اگر جرم نوکلئون‌هایتان را با هم جمع کنید، به عددی نسبتاً نزدیک به جرمتان خواهید رسید.

📙 در کاوش باز هم ژرف‌تر در کوچک‌ترین ذرات شناخته‌شده ماده، به کوارک‌ها خواهیم رسید. می‌دانیم که نوکلئون‌ها از سه کوارک تشکیل شده‌اند. بنابراین انتظار داریم که جرم هر کوارک در حدود یک سوم جرم هر نوکلئون باشد.

اما در اینجا است که با وضعیت جالب توجهی روبه‌رو می‌شویم.

📌 اگر جرم کوارک‌هایی که بدنتان از آن‌ها تشکیل شده است را با هم جمع کنید، به جرمی در حدود:
یک یا دو درصد جرم بدنتان دست خواهید یافت.

📍این کاملاً خلاف چیزی است که هنگام جمع کردن جرم نوکلئون‌های تشکیل‌دهنده بدنتان روی داد. بنابراین، منشأ جرمتان از کجاست؟

📗 درباره آنچه در هر نوکلئون اتفاق می‌افتد کمی فکر کنید. در ساده‌ترین مدل، هر نوکلئون دارای سه کوارک است که در کره‌ای با شعاعی از مرتبه فمتومتر (m 15-10) محصور شده‌اند. آن‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. بنابراین آن‌ها "انرژی" قابل ملاحظه‌ای به‌ویژه از نوع جنبشی خواهند داشت.

📕 افزون بر این، این ذرات در حجم کوچکی محصور شده‌اند و با سرعتی تقریباً نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. این وضعیت مستلزم وجود نیروهای بستگی بسیار قوی است که به مقدار انرژی پتانسیل فوق‌العاده‌ای در هر نوکلئون می‌انجامد.

📒 به‌علاوه، وقتی از حرکت کوارک‌ها در یک نوکلئونِ در حال سکون انتگرال‌گیری کنیم، می‌بینیم که مجموع تکانه متوسطشان صفر می‌شود. بنابراین می‌توان مقدار عظیم انرژی را که خاستگاه 98 تا 99 درصد از جرم بدنتان است پیدا کنید.

🔍 به‌طور خلاصه، جرم شناخته شده، تقریباً ناشی از:
انرژی جنبشی و پتانسیل کوارک‌های درون بدنتان است.

🔍 منشأ بقیه جرم، برهم‌کنش بارهای هیگزِ کوارک‌ها و لپتون‌ها در میدان هیگز است. این برهم‌کنش‌ها شبیه همان بر‌هم‌کنش بارهای الکتریکی در میدان‌های الکتریکی است که انرژی پتانسیل را به‌وجود می‌آورد.

📝 بنابراین، مجبوریم نتیجه‌بگیریم که:
کاملاً صحیح نیست بگوییم جرم و انرژی هم‌ارزند. بلکه درست‌تر آن است که بگوییم :
جرم چیزی نیست جز انرژی متراکم. 

منبع:
The PHYSICS TEACHER. Vol 55, OCTOBER 2017.

🚸 @Delta_Physics

🔹لیزرها را به روش‌های مختلفی دسته‌بندی می‌کنند از جمله:

♦️تقسیم‌بندی بر اساس فاز محیط فعال (لیزرهای گازی، مایع و جامد)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس توان تابشی (لیزرهای کم‌توان، لیزرهای قدرت و ...)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس رژیم تابشی (پیوسته و پالسی)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس نوع تحریک یا دمش انرژی
♦️تقسیم‌بندی بر اساس ناحیهٔ طول‌موج تابشی (لیزرهای مادون قرمز، مرئی و ...)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس قابلیت تنظیم فرکانس

🚸 @Delta_Physics

🔰 بخش سوم (پایانی) مطالب #لیزر 🔰

〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰

🔹در گسیل خودبخودی تابش های گسیل شده در تمام جهات گسترده است. اما در گسیل القایی جهت تابش در یک راستای معین خواهد بود. از طرفی در گسیل خودبخودی فوتون های تابشی در اثرگذار بین اتم های ترازهای اتمی یا مولکولی مختلف و متفاوت از هم به وجود می آیند. پس این تابش ها طیف گسترده ای از فرکانس ها را شامل می شود. اما در گسیل القایی تابش در اثر گذار بین تراز های اتمی یا مولکولی مشابه گسیل می شود. بنابراین همه تابش ها تقریبا فرکانس یکسانی دارند.

🔹معمولا در لیزر از فرایند گسیل القایی استفاده می شود برای داشتن گسیل القایی طولانی مدت به مولکول هایی شامل دو تراز که تراز بالایی آن پر و تراز پایینی آن خالی باشد نیاز داریم. اما آنچه که نظریه های کوانتومی بیان می کند این است که بنا به قاعده گزینش در اتم ها ابتدا تراز های پایین تر پر می شوند بنابراین به وضعیت به وجود امده در لیزر « وارونگی جمعیت » گفته می شود.

🚸 @Delta_Physics

♦️ 2.گسیل القایی: اگر الکترونی در تراز e2 در حالت پایه خود قرار داشته باشد و ما با استفاده از یک فوتون با انرژی E2-E1=hν اتم را تحریک کنیم، در اثر این القا الکترون مزبور تراز e2 را ترک کرده و به تراز e1 می رود و حین این انتقال فوتون تابش می کند. فوتون برهم کنش کننده هم بدون آنکه تغییری در ان ایجاد شود به راهش ادامه می دهد. پس در این حالت با دو فوتون هم فاز که همراه یکدیگر هستند روبرو هستیم.

🚸 @Delta_Physics

♦️1.گسیل خودبخودی: فرض کنید e2 و e1 دو تراز متوالی از یک اتم با انرژی های E2 و E1 باشد و الکترونی در تراز e1 در حالت پایه خود قرار گرفته باشد. اگر به هر دلیلی این الکترون از تراز e1 به تراز بالاتر e2 برود گفته می شود اتم تحریک شده است یا در حالت برانگیخته قرار دارد.

چون این حالت یک حالت ناپایدار است اتم تمایل دارد هرچه زودتر به حالت پایدار باز گردد به همین دلیل الکترون مزبور بلافاصله به حالت قبلی در تراز e1بر خواهد گشت از طرفی چون این دو تراز اختلاف انرژی E1 و E2 دارند بنابراین اصل پایستگی انرژی اضافی الکترون به صورت تابش با فرکانس ν حین بازگشت به تراز اول گسیل می شود به این فرایند گسیل خودبخودی می گویند.

🚸 @Delta_Physics

🔰 بخش دوم مطالب لیزر 🔰