پادماده

پادماده(به انگلیسی: Antimatter) مانند ماده از ذراتی به نام ضدذره تشکیل شده‌است، که با ذرات معمولی فرق دارند. در ضد ماده بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده‌است.
به عنوان مثال ذره‌ای به نام پوزیترون وجود دارد که تمام ویژگی‌هایش به جز بار الکتریکی مشابه الکترون است. پوزیترون حامل بار مثبت است در حالی که بار الکترون منفی است. (البته نباید پوزیترون را با ذره باردار مثبت دیگر، یعنی پروتون، اشتباه گرفت. پروتون تقریباً ۲۰۰۰ بار سنگین تر از الکترون است. به علاوه پروتون دارای زیر ساختارهایی است به نام کوارک. از طرف دیگر، پوزیترون هم جرم الکترون است و تا آنجا که می‌دانیم پوزیترون و الکترون هیچ کدام دارای زیر ساختار نیستند.) فیزیکدانان ذرات، پوزیترون را پادماده الکترون می‌دانند.

در برخورد انرژی بالا، بخشی از انرژی جنبشی به ماده تبدیل می‌شود و می‌توان با انتخاب مناسب ذرات برخورد کننده، پادذرات را تولید کرد.

به دلایلی که خیلی روشن نیست، عدم تقارن عظیمی بین ماده و پادماده عالم اطراف ما وجود دارد. به بیان ساده تر، مقدار زیادی ماده می‌بینیم ولی هیچ پادماده قابل توجهی مشاهده نمی‌شود.

تاریخچه
دیراک فیزیکدان معروف در ۱۹۲۸ چنین استنباط کرد که همه مواد می‌توانند در دو حالت وجود داشته باشند. وی در آغاز نظریه خود را در مورد الکترون بیان کرد و اظهار داشت که باید ذراتی به نام ضد الکترون هم وجود داشته با شد. این گفته تحقق یافت و فیزیکدان آمریکایی کارل اندرسون در ۱۹۳۲ ضد الکترون و یا پوزیترون را کشف کرد. پس از اکتشاف دیراک و اندرسون، سرانجام در اکتبر ۱۹۵۵ ایی لوگسلر، فیزیکدان اهل ایتالیا توانست در شتاب دهنده بیوترون در آزمایشگاهی در کالیفرنیا، پاد پروتون و یک سال بعد ۱۹۵۶ پاد نوترون را آشکار کند. اما دانشمندان پارا فراتر گذاشته و در پی ساخت پاد اتم و پاد مولکول برآمدند.

محل یافت پادماده
پادماده به طور طبیعی در زمین یافت نمی‌شود، به غیر از خیلی به ندرت و با عمر بسیار کوتاهی که از نتیجه تباهی هسته‌ای و پرتوهای کیهانی به وجود می‌آیند. زیرا پادماده‌هایی که در زمین و خارج از آزمایشگاه‌های خاصی موجود می‌باشند با برخورد با مواد معمولی، نابود می‌شوند. پادذره‌ها و بعضی از پادماده‌های پایدار (مانند ضدهیدروژن)، می‌توانند به مقدار بسیار اندکی تولید شوند، ولی نه به اندازه‌ای که تمام خواص فیزیک-نظری آنها را مورد آزمایش بتوان قرار داد.

طول عمر پادماده
عمر کوتاه پادماده‌ها به این علت است که با برخورد آنها با ماده‌هایی که در اطراف ما وجود دارند، نابود می‌شوند که با این نابودی، انرژی به اندازه هم‌ارزی جرم و انرژی آزاد می‌شود. در اینجا m، مجموع جرم ماده و جرم ضد ماده نابود شده با همدیگر است. این آزادی انرژی بیشتر به صورت امواج الکترومغناطیسی و پرتو گاما صورت می‌پذیرد. نسبت به فرآیندهای دیگر با مقدار ماده برابر، این فرآیند بیشتر از همه آنها (فرآیندهای شیمیایی یا هسته‌ای) انرژی تولید می‌کند و می‌تواند از لحاظ اقتصادی نیز با صرفه باشد، البته اگر انسان دسترسی راحتتری به یک منبع از ضدماده‌ها و ضدذرات را می‌داشت. که بر طبق تخمین‌های امروزی، چنین ذخیره‌ای تا شعاع چندین میلیارد سال نوری از زمین موجود نمی‌باشد.

هزینه
با بهای تخمینی ۲۵ میلیارد دلار برای هر گرم پوزیترون و ۶۲٫۵ تریلیون دلار برای هر گرم پادهیدروژن، گفته می‌شود که پادماده پرهزینه‌ترین مادهٔ موجود می‌باشد.

الکترونگاتیوی

الکترونگاتیوی یا الکترونگاتیویته یک اتم میزان تمایل نسبی آن اتم برای کشیدن الکترونهای یک پیوند کووالانسی به سمت هستهٔ خود است.

الکترونگاتیوی اتم‌ها
اتم وقتی در لایه ظرفیت خود الکترون کمتری داشته باشد تمایلش به گرفتن و یا دادن الکترون بیشتر می‌شود. هرچه عنصری تمایل بیشتری به گرفتن الکترون داشته باشد الکترونگاتیوتر است.

اگرچه الکترونگاتیویته، قطبیت پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های یک مولکول را تعیین می‌کند اما عامل تعیین کننده قطبیت کلی مولکول نیست چون مولکول می‌تواند دارای مرکز تقارن باشد. در این حالت قطبیت پیوندها نسبت به هم به گونه‌ای خنثی می‌شود که قطبیت کلی مولکول را صفر در نظر می‌گیرند. بنابراین در مولکول هایی که فاقد مرکز تقارن مولکولی هستند می‌توان قطبیت کلی مولکول را با تعیین جهت بردار ممان دو قطبی در آنها نتیجه گرفت.

الکترونگاتیوی از سزیم (Fr)[کمترین] تا هلیم (He)[بیشترین]

نسبی بودن الکترونگاتیوی
الکترونگاتیوی بایک مقیاس نسبی سنجیده می‌شود. دراین مقیاس برای اجتناب از درج اعداد منفی، به اتم فلوئور به عنوان الکترونگاتیوترین عنصر، الکترونگاتیوی ۴ نسبت داده شده است و مقادیر الکترونگاتیوی برای عنصرهای دیگر نسبت به این مقدار محاسبه می‌شود. در این محاسبات، گازهای نجیب را در نظر نمی‌گیرند، زیرا این عناصر به تعداد کافی ترکیب‌های شیمیایی تشکیل نمی‌دهند. به طور کلی مقادیر الکترونگاتیوی در یک گروه از عناصراز بالا به پایین کاهش و در یک دوره از جدول تناوبی از چپ به راست افزایش می‌یابد. بنابراین کم‌ترین مقدار الکترونگاتیوی را می‌توان سزیم در پایین و سمت چپ جدول و بیش‌ترین مقدار الکترونگاتیوی (با چشم پوشی از گازهای نجیب) را به اتم فلوئور در بالا و سمت راست جدول نسبت داد.

ایدز

ایدز سرنام عبارت (به انگلیسی: AIDS یا Acquired immune deficiency syndrome) به معنی نشانگان نقص ایمنی اکتسابی است. ایدز یک بیماری پیش‌رونده و قابل پیشگیری است، این بیماری حاصل تکثیر ویروسی به نام اچ‌آی‌وی در بدن میزبان است که باعث تخریب جدی دستگاه ایمنی بدن (معروف به نقص ایمنی یا کمبود ایمنی) انسان می‌گردد، که خود زمینه‌ساز بروز عفونت‌های موسوم به «فرصت طلب» است که یک بدن سالم معمولا قادر به مبارزه با آنهاست ولی بدن بیمار مبتلا به ایدز در برابر آنها مقاومتی ندارد. در نهایت پیشرفت همین عفونت‌ها منجر به مرگ بیمار می‌گردد به طوری که بیماری‌های پولمونیت و سل عامل اصلی مرگ و میر در میان مبتلایان به ایدز در سراسر جهان است.

ایدز پدیده‌ای پزشکی-بهداشتی است که ابعاد اجتماعی، فرهنگی و اقتصادی آن بسیار گسترده‌است. در سال ۱۹۹۶ سازمان ملل متحد ایدز را نه تنها به عنوان یک مشکل سلامتی مورد توجه قرار داد بلکه آن را یک مسئله بر سر راه پیشرفت بشری برشمرد. همچنین در سند استراتژی امنیت ملی ایالات متحده آمریکا (۲۰۰۲) این کشور خود را متعهد به هدایت جهان برای کاهش مرگ و میر اچ‌آی‌وی/ایدز دانسته‌است. بیش از ۹۰ درصد موارد ابتلاء مربوط به کشورهای جهان سوم و در حال توسعه است. ایدز در حال حاضر ششمین علت مرگ و میر بشر است.

ایدز تنها یک مشکل پزشکی نیست، بلکه یک مشکل اجتماعی و فرهنگی نیز هست، این بیماری تابو تلقی می‌شود و با هاله‌ای از شرم و منع‌های اخلاقی و فرهنگی همراه‌است که این موضوع مانع از اعلام بیماری از سوی افراد شده و همین مساله منجر به پنهان ماندن بیماری، طی نشدن پروسه درمان و در نتیجه شیوع سریع آن می‌شود.. به علت پیش داوری و ترس از سرایت بیماری، این بیماران درمورد انتخاب مسکن، شغل، مراقبت‌های بهداشتی و حمایت عمومی مورد تبعیض قرار می‌گیرند. رفتارهای نامناسب و تحقیرآمیز موجب انزوای بیمار گشته، فرصت آموزش را از وی می‌گیرد. وحشت از مرگ، وحشت طرد و تنهایی و انگ اجتماعی، اخراج کارگران مبتلا و بدنامی از طرف دوستان و خانواده سبب می‌شود افرادی که گمان می‌کنند ممکن است دچار باشند، وضعیت خودشان را تا جایی که مقدور است مخفی نگه دارند که این خود موجب گسترش بیماری است. از سال ۱۹۸۸ به منظور افزایش بودجه‌ها و همچنین برای بهبود آگاهی، آموزش و مبارزه با تبعیض‌ها اول دسامبر هر سال (۱۰ آذر) به عنوان روز جهانی ایدز معین شده‌است و هر سال برای این روز شعاری نیز در نظر گرفته می‌شود...

کشف نشانه‌هایی از ماده جدید در برخورد‌دهنده بزرگ

برخورد‌دهنده بزرگ هادرون به واسطه آزمایش‌هایش درحال شکل دادن به نسخه‌ای جدید و غیر معمول از فیزیک است، فیزیکی که در آن ذرات رفتاری کاملا غیرعادی از خود نشان داده و می‌توانند نشانه‌ای از وجود ماده‌ای جدید باشند.

به گزارش پاپ ساینس، برخود میان پروتون‌ها و هسته سرب می‌تواند منجر به تشکیل نوعی جدید از ماده شود که به گفته فیزیکدانان ذره‌ای بر درهم‌تنیدگی کوانتومی تکیه دارد.

آشکارساز CMS هادرون که یکی از دو آشکارساز اصلی دراین برخورد‌دهنده به شمار می‌رود، این آزمایش برخورد را انجام داده‌است. زمانی که این ذرات با قدرتی بالا با یکدیگر برخورد می‌کنند به اجزای تشکیل‌دهنده خود متلاشی می‌شوند و فیزیکدانان نیز در این برخورد انفجاری در جستجوی تشکیل‌دهنده‌های اصلی ذرات خواهند بود.

ترکش‌های این انفجار معمولا در تمامی جهات و با سرعتی نزدیک به سرعت نور پرتاب می‌شوند،‌اما گاه این ذرات رفتاری متفاوت از خود نشان می‌دهند. این ذرات گاه به شکلی منظم و در ارتباط با یکدیگر از هم دور می‌شوند. چنین رفتاری پیش از این در برخورد پروتون با پروتون یا هسته فلزات سنگین مانند سرب مشاهده شده بود. چنین رفتاری در برخورد یون های سنگین دور از ذهن نیست زیرا فیزیکدانان بر این باورند این رفتار در نتیجه پدیده ای به نام پلاسمای کوارک-گلئون به وجود می‌آید. این ترکیب آشفته از ذرات مشابه ترکیبی است که در چند‌ میلیونیوم از ثانیه پس از وقوع انفجار بزرگ در جهان به وجود آمده است. این ترکیب ذرات را در کنار یکدیگر جمع کرده و همه آنها را در یک جهت می‌راند.

اکنون فیزیکدانان در CMS می‌گویند این ارتباط جهت‌دار در برخورد میان پروتون و سرب نیز دیده شده است که این پدیده شگفتی بزرگی به شمار می‌آید و به گفته فیزیکدانان می‌تواند با مکانیک کوانتوم در ارتباط باشد. زیرا در این رویداد ذرات بدون این‌که مشخص باشد چگونه مسیر را با یکدیگر هماهنگ می‌کنند،‌در یک جهت حرکت می‌کنند.

به گفته محققان در شرایط عادی، پروتون‌ها از سه کوارک برخوردارند اما زمانی که سرعت پروتون افزایش یافته و پروتون سنگین می‌شود، گلئون‌های اضافی به آنها می‌چسبند. گلوئونها به شکل امواج و ذرات وجود دارند و عملکرد آنها در حالت موج، با یکدیگر مرتبط و هماهنگ است به بیانی دیگر گلئونهای موجی در هم تنیده هستند. این درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌تواند چگونگی حرکت یک‌سوی ذراتی که در فاصله‌ای زیاد از یکدیگر در پروازند را توضیح دهد.

نتیجه این بروخورد‌ها در CMS کاملا غیر‌منتظره بوده و می‌تواند رفتارهایی کاملا جدید را در کوچکترین سطح ممکن نمایش دهد. شفاف‌شدن درک انسان از عملکرد گلئون و کوارک درون پروتونها می‌تواند درک بشر از سازنده‌های بنیادین ماده در جهان و نحوه رفتار آنها بلافاصله پس از انفجار بزرگ را بهبود بخشد.

مثلث برمودا

مثلث برمودا (به انگلیسی: Bermuda Triangle) منطقه مثلث شکلی است که در شمال اقیانوس اطلس واقع شده‌است، بیش از ۵۰ کشتی و ۲۰ هواپیما به طرز مرموزی در این منطقه ناپدید شده و یا از بین رفته‌اند.
نخستین گزارش ناپدیدشدن در مثلث برمودا را فردی به نام ادوارد ون وینکل جونز در ۱۶ سپتامبر ۱۹۵۰ در مجلهٔ آسوشیتد پرس ارائه داد. در یکی از این حادثه ۵ فروند هواپیما در پرواز ۱۹ ناپدید شدند و چند ثانیه پیش از این رخداد، فرمانده مأموریت می‌گفت که هیچ چیز در حالت طبیعی نیست و مشخص نیست این جا کجاست. سرانجام صدای خلبانان ضعیف و ضعیف تر شد تا به کلی قطع شد و هواپیماها برای همیشه ناپدید شدند.
نظریات علمی متعددی از جمله میل مغناطیسی قطب‌نما، وجود گلف استریم در اعماق اقیانوس و خلیج مکزیک، اشتباهات انسان‌ها، آب‌وهوا، گاز متان و امواج سرکش ارائه داده شده‌است اما هیچ‌کدام به طور رسمی پذیرفته نشده‌اند. پاره‌ای از دانشمندان نیز دلیل این پدیده را فراطبیعی می‌خوانند. یکی از این دلایل فرورفتن قارهٔ افسانه‌ای آتلانتیس به زیر آب است. افلاطون دراین‌باره می‌نویسد:«مردم آتلانتیس برای فتح آتن سپاهیان بی شماری فراهم کردند و زئوس بر آن‌ها طوفانی نازل کرد که قابل تصور نبود. طوفان سبب زمین‌لرزه‌ها و سیل‌های شدید شد و سرانجام دریا آتلانتیس را به زیر خود فرو برد و ناپدید گشت.» از دیگر نظریات فراطبیعی می توان به ربودن ۱۹ انسان توسط بیگانگان و موجودات فضایی و همین‌طور ورود به دنیایی دیگر اشاره کرد.

نخستین ادعای ناپدیدشدن غیرعادی در برمودا را ادوارد ون وینکل جونز در ۱۶ سپتامبر ۱۹۵۰ در مجلهٔ آسوشیتد پرس ارائه داد. دو سال بعد، مجلهٔ فیت مقاله‌ای کوتاه از جورج ایکس با عنوان "رمز و رازهای دریا پشت درب‌های ما هستند" منتشر کرد.در این مقاله دربارهٔ از دست دادن بسیاری از هواپیماها و کشتی‌ها از جمله پرواز ۱۹ به طور جامع صحبت شده‌است. در آوریل ۱۹۶۲، مجلهٔ لژیون آمریکایی ادعا کرد که نکتهٔ مهمی در پرواز ۱۹ وجود داشته‌است. این مجله ادعا کرد که فرماندهٔ ماموریت گفته‌است:«ما در حال ورود به آب‌های سفید هستیم و هیچ چیز خوب به نظر نمی‌رسد. ما نمی دانیم که در کجا هستیم. آب سبز است یا سفید؟» حتی شایعه شد که پرواز ۱۹ به مریخ فرستاده شده‌است. این مقاله برای نخستین بار نشان داد که مردم از وقایع رخداده در این منطقه را دنبال می‌کنند. در فوریه ۱۹۶۴، «وینسنت گادیس» در مجلهٔ ارگزوا در مقاله‌ای به نام "مثلث برمودا قاتل است" دربارهٔ پرواز ۱۹ و دیگر رخدادهای این منطقه نوشت. در سال بعد، گادیس مقالهٔ خود را تا جایی گسترش داد که تبدیل به یک کتاب شد.

«لورنس دیوید کخ» پژوهشگر دانشگاه ایالتی آریزونا و نویسندهٔ کتاب "راز مثلث برمودا" در سال ۱۹۷۵ ادعا کرد راه‌حلی در این‌باره پیدا کرده است. او اظهار داشت که نوشته‌های گادیس و دیگر نویسندگان درباره این پدیده بیش از حد اغراق آمیز بوده‌است. دیوید کخ با پژوهش‌های خود، اشتباهات و تناقصات بسیاری بین حساب و اظهارات چارلز برلیتز و شاهدان عینی و بازماندگان کشف کرد. کخ بسیاری از اطلاعات مربوط به کشتی‌های بادبانی و ناپدیدشدن آن‌ها را کشف کرد. مجموع پژوهش‌های کخ عبارتند از:

    کشتی‌هاو هواپیماها که بزرگتر از بقیه بودند گرفتار طوفان گرمسیری شدند و تعدادی از آن‌ها ناپدید شدند و چارلز برلیتز و نویسندگان دیگر یادکردن طوفان در این حوادث را از یاد برده‌اند.
    برخی از اطلاعات موجود در پژوهش‌های دیگر اغراق‌آمیز بود. به عنوان مثال، کشتی ناپدید می‌شد و اما پرسش نامشخص این‌جاست که چرا برخی از هواپیماها به سختی خود را بندر رساندند و گرفتار مثلث برمودا نشدند؟
    مثلث برمودا به عنوان یک افسانه شهری در نظر گرفته شده‌است.

با توجه به غرق شدن کشتی نفت‌کش در سال ۱۹۷۲، قطعاتی از بقایای آن در خلیج مکزیک پیدا شد. محققان دریافتند که کاپیتان کشتی در دفتر کابین، یک فنجان قهوه را به سختی در دستش فشرده‌است و در همان حال جان داده است.....

عدد کوانتومی

عدد کوانتومی الکترونهای مداری یک اتم، یا اتم‌ها در یک مولکول، بر حسب نوع، چرخش، ارتعاش یا اسپین، مقادیر مختلفی انرژی دارند. بر اساس نظریه کوانتومی، مقدار انرژی چنین ذراتی کوانتیده‌است.یعنی تنها می‌تواند مقادیر معین و مشخصی داشته باشد.هریک از چنین مقادیری برای فرم معین از انرژی به صورت ضریبی از یک کوانتوم هستند که مشخص کننده فرم انرژی مورد بررسی است. این ضریب عدد کوانتومی نامیده می‌شود.

مدل کوانتومی اتم
در سال 1926 اروین شرودینگر فیزیک دان مشهور اتریشی بر مبنای رفتار دوگانه یالکترون و با تاکید بر رفتار موجی آن مدلی برای اتم پیشنهاد داد.وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره ای شکل ، ازحضور الکترون در فضای سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان آورد . او پس از انجام محاسبه های بسیار پیچیده ریاضی نتیجه گرفت همان گونه که برای مشخص کردن مکان یک جسم در فضا به سه عدد (طول ، عرض ، ارتفاع ) نیاز است ، برای مشخص کردن هر یک از اوربیتال های یک اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم . شرودینگر به این منظور از سه عدد n , l , m استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند . n که عدد کوانتومی اصلی گفته میشود ، همان عددی است که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی در مدل خود به کار برده بود . در مدل کوانتومی به جای تراز های انرژی از واژه ی لایه های الکترونی استفاده میشود و n تراز انرژی آنها را معین میکند . n=1 پایدارترین لایه ی الکترونی را نشان می دهد و هرچه n بالاتر می رود تراز انرژی لایه ی الکترونی افزایش می یابد . پیرامون هسته اتم حد اکثر هفت لایه ی الکترونی مشاهده شده است .مقادیر مجاز برای عدد کوانتومی اصلی (n) عدد های صحیح مثبت 1،2،3، ... هستند . مشاهده ها نشان داده است که الکترون های موجود در یک لایه ی الکترونی ، گروه های کوچکتری نیز تشکیل میدهند . به هر یک از این گروه ها زیر لایه می گویند . n تعداد زیر لایه های هر لایه هی الکترونی را مشخص می کند . برای مثال در لایه ی الکترونی n=2 دو زیر لایه وجود دارد . زیر لایه ها را باعدد کوانتومی اوربیتالی(l) مشخص می کنند .l میتواند عدد های درست 0 تا n-1 را در بر بگیرد . این مقادیر عددی را معمولا با حروف s (l=0) , p (l=1) , d (l=2) , f (l=3) نشان میدهند.برای مثال در دومین لایه ی الکترونی (n=2) دوزیر لایه ی s و p وجود دارند . افزون براین ها l شکل و تعداد اوربیتال ها راهم مشخص می کند . شکل اوربیتال های موجود درزیرلایه ی s و p به ترتیب کروی و دمبلی است . سومین عددکوانتومی که عدد کوانتومی مغناطیسی (m) گفته میشود ، جهت گیری اوربیتال ها در فضا را مشخص میکند.mهمه عدد های صحیح بین -1 تا+1 را در بر میگیرد . برای مثال اگر l=1 باشد ، برای m مقادیر -1و0و+1 بدست می آید . درهر زیرلایه به تعداد 2l+1 اوربیتال وجود دارد.