مناسب کودکان ۷ تا ۱۲ سال
از همه‌تون می‌خوام که از نزدیک به دست‌هاتون نگاه کنید. چه چیزهایی می‌بینید؟ احتمالاً برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌هایی رو از کف دست تا نوک انگشتات‌هاتون می‌بینین که مثل دره و کوه، بالا و پایین رفتن. شاید روی انگشتهاتون موهای ریزی رو مشاهده کنید که از پوست‌تون بیرون زدن. یا حتی ممکنه کمی از ذرات خاک باغچه‌ای که در اون بازی کردین، زیر ناخون‌هاتون باشه. خب، مهم نیست که چقدر می‌تونید چیزهای کوچک رو با جزئیات ببینید، چون چیزهای خیلی کوچک‌تری وجود دارن که با چشم‌‌هاتون قابل دیدن نیستن.
تصور کنید که یه ذره‌بین جادویی دارین. این ذره‌بین خیلی خاصه چون می‌تونید هرچقدر که بخواین، روی هر چیزی، زوم کنید. مثلاً اگه دوست داشته باشین، می‌تونین اون رو به سمت یه ستاره بگیرین و حالا بنظر می‌رسه که اون ستاره دقیقاً در کنارتون قرار داره. حالا، دوباره با اون به دست‌هاتون نگاه کنید. مطمئنم که باکتری‌های بزرگی رو می‌بینید که در دره‌ها و کوه‌های کف دست و انگشتهاتون پرسه می‌زنن!
با استفاده از این ذره‌بین، می‌تونیم اونقدر زوم کنیم تا اتم‌ها رو ببینیم. اتم‌ها به اندازه‌ای کوچیکن که حتی با بهترین میکروسکوپ‌ها هم دیده نمیشن. اون‌ها مثل ذرات کوچکی هستن که هر چیزی را که وجود داره، تشکیل میدن.
با این حال، حتی اتم‌ها هم از چیزهای خیلی کوچک‌تری ساخته شدن. به اون چیزها، فرمیون میگن. فرمیون‌ها کوچکتر از ابعاد میکروسکوپی هستن.
فرمیون‌ها در دو نوع کوارک و لپتون وجود دارن. اون‌ها کوچکترین چیزهایی هستن که ما می‌شناسیم. اون‌ها انقدر کوچیکن که حتی نمی‌توانیم اندازه‌شون بگیریم!
برای اینکه بهتر بفهمیم فرمیون‌ها چطور کار می‌کنن، بیاین تصور کنیم که ماشین خاصی داریم که ما رو خیلی کوچیک می‌کنه و فکر کنیم که کوارک‌ها بستنی‌های خیلی ریزه میزه‌ای هستن که در اون جای خیلی کوچیک قرار گرفتن. از اونجایی که این همه کوچک شدن ما رو خیلی گرسنه کرده، بیاین به یه بستنی فروشی کوارکی بریم و ببینیم اون‌ها چه طعم‌هایی دارن!
اولین چیزی که توی یه بستنی فروشی باید تصمیم بگیریم اینه که آیا یه بستنی بزرگ و سنگین می‌خوایم یا یه بستنی سبک و پف دار. اگه یه بستنی بزرگ و سنگین می‌خواین، دو انتخاب دارین:
یک کوارک سَر شیرین؟
یا یک کوارک تَه تند؟
یا شاید یه بستنی سبک و پفی رو ترجیح میدین که در این صورت، باز هم دو انتخاب دارین:
یک کوارک بالای شیرین؟
یا یک کوارک پایین تند؟
این‌ها محبوب‌ترین بستنی‌هایی هستن که بیشتر از هر طعم دیگه‌ای در جهان وجود دارن!
اما شاید مطمئن نیستین که گرسنه‌این یا نه و یا یه بستنی متوسط می‌خواین. شما باز هم دو انتخاب دارین:
کوارک افسون شیرین؟
یا کوارک شگفت؟
حالا اگه یهو تصمیم بگیرین که گرسنه نیستین اما می‌خواین کمی ناخونک بزنید و بعضی از طعم‌ها رو با هم مخلوط کنید، متوجه میشین که کنار هم قرار دادن کوارک‌ها فقط ذرات بزرگتری به شما میده. کوارک‌ها، پروتون و نوترون‌ها رو می‌سازن و سپس اتم‌ها رو تشکیل میدن که بعد اون‌ها مولکول‌ها رو تشکیل میدن و سپس سلول‌ها را و در نهایت اندام‌هایی را تشکیل میدن که شما رو به وجود اورده‌‌ان! همه چیز از کوارک ساخته شده!
حالا فراموش نکنین که نوع دیگه‌ای از فرمیون هم هست که به اون‌ها لپتون میگن. دو نوع لپتون وجود داره: الکترون‌ها و نوترون‌ها.
الکترون‌ها مثل شهاب سنگ‌های ریزه میزه‌ای هستن که دور یه سیاره کوچک ساخته شده از کوارک‌ها خیلی سریع می‌چرخن. درست مثل زنبوری که تصمیم گرفته بستنی شما رو مزه کنه و دور اون می‌چرخه!
نوترون‌ها ذرات بسیار سبکی هستن که می‌تونن از ذرات دیگه عبور کنن. اون‌ها شبیه ابرقهرمانان نامرئی هستن و این، پیدا کردنشون رو خیلی خیلی دشوار می‌کنه! نکته شگفت انگیز اینه که هر لحظه صد تریلیون نوترون از بدن ما عبور می‌کنه. اکثر اون‌ها از خورشید هستن، اما بیش از یک میلیون از اون‌ها مستقیماً از زمان بیگ‌بنگ اومدن! خیلی دیوونه کننده‌اس که بدونیم، چیزی که به معنای واقعی کلمه از آغاز جهان هستی در حال سفر بوده، به طور اتفاقی از بدن‌مون عبور می‌کنه!
حالا ممکنه به نظرتون فرمیون‌ها چیزهای خیلی شگفت‌انگیزی باشن از بستنی گرفته تا شهاب‌های ریزه میزه و ابرقهرمانان نامرئی! اما یک نکته خیلی مهم وجود داره. فرمیون‌ها نمی‌تونن بدون کمک چیز کوچک‌تری به نام بوزون وجود داشته باشن.
بوزون‌ها فوق‌العاده‌ان، چون به همه فرمیون‌ها قدرت‌های جادویی میدن که بهشون اجازه میده با همدیگه تعامل داشته باشن. روش کارصون کمی شبیه خرید و فروش تیله در حیاط مدرسه‌اس. فرمیون‌ها، بوزون رو با همدیگه مبادله می‌کنن تا ابرقدرت‌های جدید و متفاوتی پیدا کنن! اما این قدرت‌های ویژه چیه؟
اولین تیله، فوتون نامیده میشه که دارای قدرت الکترومغناطیسه. این تیله به فرمیون یه ابرقدرت شگفت انگیز به نام میدان نیرو میده. این قدرت به فرمیون اجازه میده تا فرمیون‌های دیگه رو به خودش نزدیک یا دور کنه. آهن‌رباهای به کار برده شده در یخچال‌ها همین طور کار می‌کنن. تموم فرمیون‌های داخل آهنربا از قدرت فوق العاده خود استفاده می‌کنن تا خودشون رو به سمت فرمیون‌های داخل یخچال بکشن!
تیله دوم گلوئون نام داره که به فرمیون‌ها اجازه میده که بهم بچسبن! این به فرمیون یه طناب میده که می‌تونن اون رو به طرف فرمیون‌های دیگه پرتاب کنن. پس از اینکه با طناب، شکار خودشون رو انجام دادن، حالا فرمیون‌ها برای همیشه به هم چسبیدن. مگر اینکه کسی یا چیزی بتونه اون طناب رو از بین ببره. سپس، همون طناب تموم انرژی خودش رو آزاد می‌کنه و یک انفجار بزرگ ایجاد می‌کنه!
دو تیله دیگه، یعنی بوزون دبلیو و بوزون زِد، دارای قدرت ضعیفی هستن اما این قدرت اجازه میده تا فرمیون‌ها از نوعی به نوع دیگه تبدیل بشن! همچنین با استفاده از همین قدرت ضعیف، اتفاق جالبی رخ میده. اون‌ها انرژی رو به شکل الکترون و نوترون آزاد می‌کنن. خورشید هم انرژی خودش رو این طوری ایجاد می‌کنه! فشار در مرکز خورشید، فرمیون‌ها رو به انواع مختلفی تبدیل می‌کنه و تموم نور و انرژی‌ای رو که در روی زمین دریافت می‌کنیم، آزاد می‌کنه.
آخرین بوزون، مرموزترین اون‌هاست. دانشمندها هنوز اون رو شناسایی نکردن، اما مطمئنن که وجود داره. این تیله گراویتون نام داره و نیروی گرانش فوق‌العاده‌ای به فرمیون‌ها میده. هر چیزی در این دنیا، به لطف اون جذب همدیگه میشه. درست مثل وقتی که یه توپ رو پرتاب می‌کنی و زمین با نیروی جاذبه‌اش اون رو به پایین می‌کشه. گرانش در اینجا به معنای اینه که اجزای سازنده ما و هر جسم دیگه‌ای که وجود داره در هر لحظه به سمت هم کشیده و جذب میشه. بدون گرانش، همه چیز در هوا شناور می‌مونه.
آخرین چیزی که باید در مورد فرمیون‌ها بدونین اینه که اون‌ها به تنهایی جرمی ندارن. به زبان ساده، جرم به این معناست که فشار دادن یه چیزی، چقدر سخته. به عنوان مثال، هل دادن یه ماشین اسباب‌بازی روی زمین خیلی سخت نیست چون جرم نسبتاً کمی داره اما هل دادن یک سنگ سنگین روی زمین خیلی سخت‌تره، چون جرم اون خیلی بیشتره. بنابراین فرمیون‌ها به چیزی نیاز دارن تا به اونا جرم بده. اون چیز، میدان هیگز نامیده میشه. این میدان بسیار جالبه، چون به همه چیز جرم میده. شما می توانید اون رو مثل عسل در نظر بگیرین. میدان هیگز از کل جهان می‌گذره و در همه چیز گیر می‌کنه. هرچی بیشتر به یه چیز بچسبه، جرم بیشتری بهش میده.
حالا وقت اونه که دوباره سوار همون ماشین بشیم و به حالت اول خودمون برگردیم. درک کوچکترین چیزهای جهان به ما کمک می‌کنه تا به عظمت هستی پی ببریم و بفهمیم چیزهایی که درست مقابل چشممون هستن، چطور کار می‌کنن! اما هنوز چیزهای زیادی در مورد دنیای ما وجود داره که نمی‌دونیم. مثلا اینکه چرا این ذرات خاص وجود دارن؟ آیا چیزی کوچکتر از فرمیون‌ها و بوزون‌ها وجود داره؟
به امید روزی که دانشمندان پاسخ این سوالات رو پیدا کنن! و شاید، یکی از اون دانشمندها، شما باشین!
منبع:
https://www.storyberries.com/bedtime-stories-ice-cream-in-quark-land-short-stories-for-kids/
نوشته: Miro Maitre
تصویرگر: Faishal Aziz