*ئەم بابەتە بەشی دووەمی زنجیرە بابەتێکە بە ناونیشانی سەرەتایەک بۆ فیزیای تەنۆلکەیی، کلیک لەم لینکەی خوارەوە بکە بۆ خوێندنەوەی بەشی یەکەم:
سەرەتایەک بۆ فیزیای تەنۆلکەیی، بەشی یەکەم: زانستی ماددە، وزە، فەزا و کات
خشتەی بەشەکان
لە بچوکترین ئاستدا، ماددە لە تەنۆلکە سەرەتاییەکان پێکدێت، ئەم تەنۆلکانەش ئەو بەشانەی ماددەن کە بەش ناکرێن بۆ هیچ شتێکی بچوکتر لە خۆیان. لە چەند ساڵی ڕابردوودا کە زانایان قووڵتر ڕوانیویانەتە ناو گەردیلە، بچوکترین ئەو شتانەیان دۆزیوەتەوە کە پێیان گەیشتووین. چۆن ئەم دۆزینەوانە ئەنجام دەدرێن؟
هەنگاوی یەکەم: تاودەرەکان
پێش هە موو شتێک با بزانین تاودەر چییە؟ تاودەر لە وشەی تاودانەوە هاتووە. تاودەر، بەو تاقیگە و بە تایبەت بەو ئامێرانە دەگوترێت کە تەنۆلکەکان تاو دەدەن. دەی ڕەنگە ئێستا بپرسیت کە تاودان چییە؟ تاودان گۆڕانی بڕ یان ئاڕاستەی خێراییە بە پێی کات. بۆ نمونکە کاتێک سواری ئوتومبێلەکەت دەبیت و لە خێرایی سفرەوە دەستدەکەیت بە جووڵە و دوای ١٠ چرکە خێراییەکەت دەگاتە ٦٠ کیلۆمەتر لە کاتژمێرێکدا، ئەمە مەبەستی ئێمەیە کاتێک دەڵێین گۆڕانی بڕی خێرایی بە پێی تێپەڕینی کات. دەکرێت لەو خێراییەوە کە ٦٠ کیلۆمەترە لە کاتژمێرێکدا خێراییەکەت کەم بکەیتەوە بۆ ٢٠ کیلۆمەتر لە کاتژمێرێکدا دوای ٥ چرکە، هێشتا ئەمەش هەر تاودانە، چونکە بڕی خێراییەکەت بە پێی تێپەڕینی کات گۆڕانی بەسەردا هاتووە. ئەمانە دوو نمونەی تاودان بوون، واتە تەنەکەمان کە ئوتومبێلەکەیە تاو دراوە، نمونەیەکی تر بریتییە لە گۆڕانی ئاڕاستەی خێرایی. بۆ نمونە بە خێرایی ١٥ کیلۆمەتر لە کاتژمێرێکدا بە دەوری ڕێچکەیەکی بازنەیی وەکوو فولکەیەکدا دەسووڕێیتەوە، بێ ئەوەی بڕی خێراییەکەت بگۆڕێت. ئەمەش بە تاودان هەژمار دەکرێت چونکە ئاڕاستەی خێراییەکەت بە پێی کات گۆڕاوە. بۆ نمونە کاتێك لەمسەری فولکەکە بوویت ڕووت لە باکوور بووە بەڵام دوای چەند چرکەیەک سووڕانەوە ڕووت کردۆتەو ڕۆژئاوا، بەمەش دەگوترێت تاودان. کەواتە کاتێک دەگوترێت تاقیگەیەکمان هەیە و ناوی تاودەرە و تەنۆلکەکان تاودەدات، ئەمە بەو واتایە دێت کە لەو تاقیگەیەدا بڕ یان ئاڕاستەی خێرایی تەنۆلکەکان یان هەردووکیان گۆڕانکارییان بەسەردا دێت و تاو دەدرێن.
لە ناو تاودەرەکاندا، تەنۆلکەکان تاو دەدرێن و دەکێشرێن بە یەکدا. تاودانەکە لە پێناو ئەوەدایە کە بەیەکداکێشانەکە بە وزەیەکی بەرز بێت، چونکە بە تاودران خێراییان بەرز دەبێتەوە و بەمەش وزەیان بەرز دەبێتەو و کاتێک بەیەکدا دەکێشرێن بە وزەیەکی بەرز بەیەکداکێشانەکە ڕوودەدات. بەیەکداکێشانی تەنۆلکەکان بە وزەیەکی بەرز، جا چی بەر یەکتری بکەون یان بەر شتێکی وەستاو بکەون، نەک هەر ڕێخۆشکەرە بۆ ئەوەی فیزیکزانەکان بزانن چی لە ناو ئەم تەنۆلکانەدا هەیە بەڵکوو دەبێتە هۆی دروستکردنی تەنۆلکەگەلێکی جیاوازتر و پڕ وزەتر و بارستایی زیاتر. بۆ ڕوودانی بەیەکداکێشانی وزەبەرزی لەم جۆرەش، وا پێویست دەکات کە فیزیکزانەکان تاودەری زۆر بەهێز دروستبکەن.
تاودەرێکی سادە
بۆ دروستکردنی سادەترین جۆری تاودەر، فیزیکزانەکان باترییەک و دوو پلێتی کانزایی تەریب کە کەلێنێک لە نێوانیاندا هەبێت بەکار دەهێنن. ئەوان یەکێک لە پلێتەکان دەبەستن لە سەری موجەبی باترییەکە و پلێتەکەی تر دەبەستن بە سەری سالبی باترییەکەوە. باترییەکە، بوارێکی موگناتیسی لە کەلێنی نێوان دوو پلێتەکەدا دروستدەکات. ئەو تەنۆلکە موجەبانەی لە نزیک پلێتە موجەبەکەوە دێنە ناو کەلێنەکە، هێزێک کاریان تێدەکات و بە پانتایی کەلێنەکەدا تاویان دەدات بەرەو لای پلێتە سالبەکە، بەمەش بڕێک وزەیان دەستدەکەوێت کە بەندە لەسەر ڤۆڵتییە (پەستانی کارەبایی) باترییەکە. بۆ نمونە بۆ باترییەکی ١٠ ڤۆڵت، پڕۆتۆنەکە بە هۆی تاودرانەکەی لە نێوان پلێتەکاندا بڕی ١٠ ئەلکترۆن ڤۆڵت(eV)، وزەی دەستدەکەوێت. فیزیکزانەکان بە دانانی چەندین سەرچاوەی وزە بە ڕیز لە تەنیشت یەکتر توانیویانە تەنۆلکەکان تاو بدەن بۆ ملیۆنان ئەلکترۆن ڤۆڵت (MeV).
تاودەرە بەهێزترەکان
کە دەگاتە ئاستێک، چیتر بەرزکردنەوەی ڤۆڵتییەی نێوان پلێتە کانزاییەکان شتێکی وا نادات بە دەستەوە و کاری خۆی وەک پێویست ناکات، چونکە پریشکی کارەبایی لە نێوان پلێتەکاندا لەمبەر بۆ ئەوبەر دروستدەبێت. جا بۆ ئەوەی تەنۆلکەکان تاو بدرێن بۆ وزەی زیاتر، فیزیکزانەکان ژمارەیەکی زۆر پلێتی کانزایی بەکار دەهێنن کە هەموویان لە ناوەڕاستیاندا کونێکی تێدایە. بە بەکارهێنانی تەزووی گۆڕاو دەکرێت وا بکەین کە پلێتەکان جارێک ببنە هەڵگری بارگەی موجەب و جارێک سالب. بارگەیەکی موجەبی وەکوو پڕۆتۆن، ڕادەکێشرێت بۆ لای پلێتە بارگە سالبەکەی بەردەمی. هەر کە پرۆتۆنەکە بە کونەکەدا تێپەڕبوو، ڤۆڵتییەی پلێتەکە دەبێتە هەڵگری بارگەی موجەب و پاڵێکی زیادە بە پرۆتۆنەکەوە دەنێت. لە هەمان کاتدا پلێتی دواتری بەردەم پڕۆتۆنەکە بارگاوی دەبێت بە بارگەی سالب و بەمەش پڕۆتۆنەکە ڕادەکێشێت و تاویدەدات. هەر بۆیە کەلێنی نێوان هەموو دوو پلێتێک وزەیەک دەدات بە پڕۆتۆنەکە، بەو مەرجەی بە شێوەیەکی بەردەوام هەر کە پڕۆتۆنەکە لە کونەکە تێپەڕبوو ڤۆڵتییەی سەر پلێتەکان بگۆڕێت. لە تاودەرە وزەبەرزەکاندا، گۆڕانی ڤۆڵتییە لە هەر چرکەیەکدا چەندین ملیار جار ڕوودەدات، یاخود بە شێوەیەکی تر دەتوانین بڵێین بە لەرەلەری ئاستی گێگاهێرتز.
فیزیکزانەکان بە دانانی کۆمەڵێک پلێتی زۆر لە ڕیزێکدا، تاودەرە بەهێڵەکان (linac) دروستدەکەن کە دەتوانن تەنۆلکە بارگاوییەکان تا ملیارەها یان ترلیۆنەها ئەلکترۆن ڤۆڵت تاو بدەن. ئەم جۆرە تاودەرە بەهێڵانە هەتا ژمارەی پلێت و کەلێنەکانیان زۆرتر بێت، ئەو وزەیە بەرزتر دەبێت کە دەتوانن بیدەن بە تەنۆلکەیەک. جا بەمەش تاودەرەکە زۆر درێژ دەبێت.
تاودەرە شێوە ئەڵقەییەکان
لە بری دروستکردنی تاودەری بەهێڵی درێژتر، فیزیکزانەکان دەتوانن موگناتیس بەکاربهێنن بۆ ئەوەی تەنۆلکەکان بە ناو بازنەیەکدا بجوڵێنن. ئەمە سوودێکی دەبێت ئەویش ئەوەیە کە دەکرێت بە دروستکردنی تاودەری شێوە ئەڵقەیی، تەنۆلکەکان چەندەها جار بە ناو هەمان پلێتەکاندا تاو بدەینەوە، بەمەش بە هەر سووڕانەوەیەک وزەکەی بەرزتر بکەینەوە.
کە تەنۆلکەکان وزە وەردەگرن، هێشتنەوەیان لەسەر ڕێڕەوە بازنەییەکە قورستر دەبێت. هەر لەبەر ئەمەش وا پێویست دەکات کە بوارە موگناتیسییەکە بەهێزتر بکرێت. بۆیە تاودەرە شێوە ئەڵقەییەکان، بەهێزترین موگناتیسەکانی جیهانیان تێدا بەکارخراوە. توانای تاودەرێکی شێوەی ئەڵقەیی پڕۆتۆن، بە چێوەکەی و بەهێزی ئەو موگناتیسانەی تێیدا بەکارهێنراون سنووردارە.
هەنگاوی دووەم: دیتێکتەرەکان
ئاشکراکردنی بچوکترین پێکهێنەرەکانی ماددە بە تاودەرەکان هێشتا نیوەی ڕێگاکەیە. دوای تاودان و بەیەکداکێشانەکە، ئینجا فیزیکزانەکان پێویستیان بە دیتێکتەری زۆر ناوازەی تەنۆلکەکان دەبێت بۆ ئەوەی بتوانن ئەوە بزانن کە ڕوودەدات لە بەیەکداکێشانە وزە بەرزەکاندا.
دیتێکتەرەکان، ئەو ئامرازانەن کە تەنۆلکەکان دەژمێرن، ڕێچکەکەیان دەخەنە ڕوو، وزەکەیان دەپێون، کاتی جووڵە و دەرچوونەکەیان تۆمار دەکەن و جۆرە جیاوازەکانیان دیاری دەکەن. دەکرێت دیتێکتەرەکان هێندەی چیپێکی کۆمپیوتەر بچوک بن یاخود هێندەی باڵەخانەیەک گەورە بن و هەزاران تەن پۆڵا و ماددەی تر لە دروستکردنیاندا بەکارهێنرابێت.
فیزیکزانەکان بە پێی جۆری تاودەرەکە و ئەو تەنۆلکە و هێزانەی کە توێژینەوەیان لەسەر ئەنجام دەدرێت چەند جۆرێک ئامێری دیتێکت کردن بە شێوەیەکی ئاڵۆز بەیەکەوە رێکدەخەن. لەو حاڵەتانەدا کە تەنۆلکەکان بە یەکدا دەکێشرێن، دیتێکتەرێک لە چواردەوری خاڵی بەیەکداکێشانەکە دروستدەکرێت. وەکوو چینەکانی پیاز، ئەم دیتێكتەرانە لە چەند چینێک دیتێکتەری لەسەریەک هەڵچنراو پێکدێن کە هەریەکەیان کارێک ئەنجام دەدەن. لە نزیک ناوەڕاستەوە، ئامرازی پێوانی وردیی وەکوو دیتێکتەری سیلیکۆن یان دیتێکتەری ‘wire chamber’ دادەنرێت. لە سەروو ئەمانەوە زۆربەی جار کالۆریمیتەر دادەنرێت کە وزەی ئەو تەنۆلکانە دەپێوێت کە پێیدا تێدەپەڕن. بەرگی دەرەوەی دیتێکتەرێک کە لە هەموو چینەکانی تر دوورترە لە شوێنی بەیەکداکێشانەکەوە، تەرخان دەکرێت بۆ دیتێکتکردنی مۆئۆنەکان، کە تەنۆلکەی بارستایی بەرزی هاوشێوەی ئەلکترۆنن و دەتوانن پێش ئەوەی شی ببنەوە، چەند کیلۆمەترێک بە ناو بەرد و پۆڵادا تێپەڕ ببن.
یەکێك لە گرنگترین ئەرکەکانی پارچە کارەباییەکانی دیتێکتەرەکە، بریتییە لە کرداری ‘triggering’، کە بە واتای هەڵبژاردنی ئەو سیگناڵی بەریەککەوتنانە دێت کە بەشی ئەوە سەرنجڕاکێشن کە تۆمار بکرێن بۆ ئەوەی دواتر وردبینییان بۆ بکرێت. پاراستن و هێشتنەوەی ئەو دەیان هەزار سیگناڵەی کە لە یەک لەسەر ملیۆنی چرکەیەکدا دیتێکت دەکرێن کارێکی ئەستەم و ناپێویستە. هەر بۆیە فیزیکزانەکان، بە شێوەیەک هاردوێری دیتێکتەرەکان دروستدەکەن و پرۆگرامیان دەکەن کە لە چەندین ئاستدا پێش تێپەڕکردنی داتاکان بۆ پڕۆسێسکردن، بڕیار بدەن کە ئاخۆ هەر یەکێکیان تێپەڕێت بۆ ئاستێکی باڵاتر و ئاڵۆزرتری پرۆسێسکران یان نا.
فیزیکزانەکان، جگە لە بەکارهێنانی دیتێکتەرەکان بۆ شیکردنەوەی ئەو تەنۆلکانەی لە تاقیگەدا دروستبوون، هەروەها بەکاریشیان دەهێنن بۆ شیکردنەوەی ئەو تەنۆلکانەی کە لە فەزاوە دێن، کاتێک نزیک دەبنەوە و دێنە ناو بەرگەهەوا کە ئەوانیش دەکرێت تیشکی گەردوونی، تیشکی گاما و ئەو نیوترۆنانە بن کە لە لایەن خۆرەوە دەردەهاویژرێن. ئەم تاقیکردنەوانە ڕێگەیەکن بۆ ئەوەی توێژەران، ئەو تیۆرییانە تاقیبکەنەوە کە داڕێژراون بۆ تێگەیشتن دەربارەی چۆنێتی دروستبوونی گەردوون، ئەوەی کە گەردوون لە چی پێکهاتووە و ئەوەش کە لە دهاتوودا چی بەسەردێت.
هەنگاوی سێیەم: شیکردنەوەی داتا
دیتێکتەرەکان بە هاریکاریی نێودەوڵەتی نێوان فیزیکزانەکان دروستدەکرێن کە هەریەکەیان بە پێی شارەزایی خۆی و بە پشتیوانی پەیمانگای وڵاتەکەی بەشی خۆی کاری تێدا دەکات. لە بەرانبەر ئەمەشدا، هەر یەکێک لەم فیزیکزانانە دەرفەتی دەستڕاگەیشتن بە داتا تۆمارکراوەکانی تاقیکردنەوەکانی پێدەدرێت. کاتی خۆی بۆ ئاسانترکردنی پڕۆسەی گۆڕینەوەی داتا و دروستکردنی تۆڕێک لە نێوان ئەم هاریکاریییە نێودەوڵەتییەدا، زاناکان لە تاقیگەی توێژینەوەی ئەوروپی (CERN)، هەڵستان بە داهێنانی وێب (World Wide Web). تاقیگەکانی فیزیای وزەبەرز، هاوشێوەی DESY، SLAC و Fermilab، یەکەم شوێنەکان بوو کە پەڕەکانی وێبیان لە وڵاتەکانیاندا خستەڕوو. (ئەم پەڕەیەی ئێستا لە بەردەستتدایە لە وێبسایتی کاکێشان یان هەر پەڕەیەکی تر کە لە ئینتەرنێتدا دەیکەیتەوە نمونەی پەڕەیەکی وێبە.)
ئەو داتایەی لە تاقیکردنەوەکاندا تۆمار دەکرێت ئێکجار زۆر و زەوەندە. بۆ شیکردنەوەی ئەو داتایە، فیزیکزانەکانی بواری فیزیای تەنۆلکەیی هەمیشە پشتیان بەستووە بە بەهێزترین کۆمپیوتەرەکانی جیهان و هاوکاتیش بەشداربوون لە پەرەپێدانیاندا، ئەمەش بۆتە هۆکار بۆ هاتنەدی تەکنۆلۆجیای نوێ لە بواری کۆمپیوتەردا. یەکێک لە کارەکان بریتییە لە دروستکردنی سیمولەیشنی ئەم تاقیکردنەوانە بە پشتبەستن بەم کۆمپیوتەرانە. سیمولەیشن واتە دروستکردنەوەی بارودۆخەکە بە کۆمپیوتەر و ئەنجامدانی تاقیکردنەوەکە بە کۆمپیوتەر بە دانانی هەموو ئەو زانیارییانەی دەیانزانین و دواتر ڕێگەدان بەوەی کۆمپیوتەرەکە دەرەنجامی بەیەکداکێشانەکە دروستبکاتەوە هاوشێوەی ئەوەی لە ڕاستیدا ڕوودەدات. فیزیکزانەکان بە پشتبەسن بە پرۆگرامی کۆمپیوتەری، ئەنجامی سیمولەیشنی ڕووداوی بەریەککەتنەکان لەگەڵ ئەنجامەکانی بەریەککەوتنە ڕاستەقینەکە بەراورد دەکەن بە یەکتری و پرۆگرامەکە دەتوانێت ئەو پڕۆسانە بناسێتەوە و دەستنیشان بکات کە لە تاقیکردنەوەکەدا ڕوویانداوە. جا ئیتر تاقیکردنەوەکە بەریەککەوتنی دوو گورزە تەنۆلکەی جووڵاو بێت یاخود بەرکەوتنی گورزە تەنۆلکەیەک بێت بە ئامانجێکی وەستاو. فیزیکزانەکان لە کۆتاییدا ئەم ئەنجامانە بەکار دەهێنن بۆ هەڵسەنگاندن و تاقیکردنەوەی پێشبینییە تیۆرییەکان، باشترکردنی ئەوەی دەیزانین دەربارەی هەر بەشێکی تیۆرییەکە، دژیەک وەستانی ئەنجامەکان لەگەڵ ئەوەی لە ڕووی تیۆرییەوە چاوەڕێی دەکەین و هەروەها دۆزینەوەی دیاردەی نوێ.
سەرچاوە: https://www.fnal.gov/pub/science/particle-physics-101/how-works.html
*کلیک بکە بۆ بینینی بابەتی سێیەمی ئەم زنجیرەیە:
سەرەتایەک بۆ فیزیای تەنۆلکەیی، بەشی سێیەم: مێژووی دۆزینەوەکانی فیزیای تەنۆلکەیی
