گاما از كجا مياد؟

[user8604]

يك سوال فني و شايد تكراري
اين پرتوهاي كيهاني با بسامد خيلي زياد از كجا مي آيند و چه طوري توليد مي شن؟

[حسين عليصفايي]

سلام

پرتوهاي پرانرژي گاما از واكنش هاي هسته اي توليد ميشوند. يا از واپاشي هسته هاي راديو اكتيو.
همچنين از نابودي زوج الكترون-پوزيترون دو فوتون گاما توليد مي گردد.

[user8604]

خيلي خلاصه بود
اون پرتوهاي پرانرژي كه از سمت سياه چاله ها مي آيند چه طوري توليد ميشن.

[FATIMA]

اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی می‌باشدو فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولا اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن ، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.
انفجارهای پرتوهای گامای بلند دوره که اولین بار در دهه 1970 مشاهده شدند، قویترین انفجارها در جهان هستندو بیشتر ازکهکشانهای دور و توسط ستارگانی با حجمی بیشتر از 15 برابر خورشید سرچشمه می گیرند.
فهم اینکه در طی این حوادث عظیم چه رخ می دهد از چالشهای اصلی می باشد، بخشی به این دلیل که آنها معمولاً در کرانهای دنیای مرئی رخ می دهند و بعضی به دلیل آنکه انفجار فقط در حد چند ثانیه است.
مشاهدات انجام شده طی دهه اخیر نظرات را به این اجماع رسانده است که حداقل برخی از انفجارهای پرتو گاما، کشاکش مرگ یک ستاره غول را در هنگامی که هسته آن فروپاشیده و به یک سیاهچاله تبدیل می شود نشان می دهند. عموماً تاکنون تصور می شد که سیاهچاله یک فوران از پلاسما (گاز به شدت داغ) را با سرعتی نزدیک سرعت نور به بیرون می فرستد.

[user8604]

مطالب شما مفيد بود .
نمي دونم چرا سوال هاي من از چالش هاي اصلي سر در ميارن و مجبورم خودم نظريه بدم.
ميشه بگي قوي ترين پرتو هاي مشاهده شده داراي چه بسامدي هستند .

[حسين عليصفايي]

مطالب شما مفيد بود .
نمي دونم چرا سوال هاي من از چالش هاي اصلي سر در ميارن و مجبورم خودم نظريه بدم.
ميشه بگي قوي ترين پرتو هاي مشاهده شده داراي چه بسامدي هستند .

[COSMOLOGIST]

نظریه انفجار بزرگ در حال حاضر تنها توضیح ارائه شده درباره منشأ جهان می‌باشد که بطور گسترده پذیرفته شده است. انفجار بزرگ ، بسیار پر انرژی و پر حرارات بود و در ثانیه‌های اولیه پس از انفجار فقط تشعشع و ذرات زیر اتمی گوناگون در جهان وجود داشتند. تشعشعات باقیمانده از این انفجار هنوز به صورت امواج ضعبف مایکروویو در آسمان وجود داشته ، از زمین قابل ردیابی هستند. به این امواج تشعشع مایکروویو زمینه کیهان گفته می‌شود.

[COSMOLOGIST]

اولین شاهد قانع کننده برای مهبانگ (به جز انبساط عالم) کشف تابش زمینه ای ریزموج کیهان بود. این امر را آرنو پنزیاس و روبرت ویلسون در 1964 م کشف کردند. آن ها با استفاده از یک گیرنده ابتدایی ریزموج، تابش ریزموج از فضا به زمین رسیده را اندازه گرفتند و دریافتند که صرف نظر از شکل این تابش ها، همه امواج ریزموج بودند.
امروزه این به اصطلاح تابش زمینه ای ریزموج کیهان را "پژواک مهبانگ" می نامند.

این تابشی است که به هنگام شکل گیری اتم ها آزاد شد. اما از آن زمان کمتر شده است و اکنون خاص شیئی است که دمای آن 3 کلوین است. چنین تابشی خاص عالمی انبساط یابنده و سرد شونده است و می توان آن را شاهد خوبی بر مهبانگ دانست.

[نويد]

با سلام

گاما از خيلي جاها مياد عزيزم

مثلا يك نمونه اش در برخورد كوارك و پاد كوارك در برخي انواع اونا بسته هاي انرژي توليد ميشه و بعضي جاها هم پرتوهاي گاما از اين بر هم كنش به وجود مياد
امكان داره در سياهچاله ها هم به علت واكنش هاي مختلف هسته اي اين اتفاق ميفته .

شاد و سربلند باشيد

[cphgazmeh]

سلام: توصيه مي كنم نظريه ام را با دقت بخوني در صورت ايجاد هر گونه سوال من پاسخگو هستم.

[user8604]

كدوم نظريه رو ميگيد .لينكش رو بزاريد لطفا.

[COSMOLOGIST]

سلام: توصيه مي كنم نظريه ام را با دقت بخوني در صورت ايجاد هر گونه سوال من پاسخگو هستم.

كدوم نظريه ؟!؟!

اگه ميشه بيشتر توضيح بدين .....

[user8604]

چي شد جناب cphgazmeh
سركاري بود نظريتون.

[cphgazmeh]

دوست من سلام قبل توضيح ام و گاما مطلبي در مورد تابش الكترو مغناطيس بخوني بد نيست
هر شي در نجوم بوسيله تابش الكترو مغناطيسي مشاهده مي شود بنابر اين توجه به برخي از مباني فيزيك درباره تابش وجذب لازم است .تابش الكترو مغناطيسي فقط يك موج متحرك در ميدان مغناطيسي و الكتريكي است كه در معادلات ماكسول به هم مربوط مي شوند.موج الكترو مغناطيسي باسرعت نور منتشر مي شود. C=2.998*108
حاصل ضرب طول موج و كه به صورت سنتي طيف سنجها طول موج را اندازه گيري مي كنندبا وسائل جديد تمام محدوده طيف قابل مشاهده است. تعدادي ازطول موجهايي كه فقط مي توانند دربالاي جو اندازه گيري وند؛درفنآوري ماهواره اي به كارمي روند
تابش نور به چندطريق صورت مي گيرد:
1-فرآيند پهن شدگي (فرآيند گرما يوني )-تابش جسم سياه. 2-تابش خطي .
3-تابش سينكروترون ناشي از بارهاي الكتريكي شتابدار.
ما درباره’ مورد اول بحث خواهيم كرد
تابش جسم سياه:
جسم گرم در دماي مشخص T گستره پهني از امواج الكترو مغناطيس تابش مي كندو جسم گرمتر آبي تر تابش ميكند .
براي مثال داخل زمين يك مخزن نور است كه مانند يك باطري ضعيف شده كم نورتر وقرمزتر است . اين مسئله در ابتداي قرن بيستم در فيزيك كلاسيك حل شده ويكي از موفقيتهاي مكانيك كوانتومي شكل گرفته بود.
طيف تابش گسيل يافته براي فيزيك كلاسيك يك مشكل بزرگ بود .
استفان و بولتزمن كشف كردند كه تمام گرماي تابش شده بوسيله سطح جسمي با مساحت A و دمايT برابر است با:
Q=AsT4 s =5.67*108
شدت تابش درواحد حجم كه تابع طول موج است ،اندازه گيري شد. موقعيت ماكزيمم ناگهاني در طيف ،توسط قانون جابجايي وينز ((Wiens تشريح شد و مكان بيشترين شدت در طول موج
-3^10*2.9 که در آن Tدر مقیاس کلوین است.
بنابرا ين طول موج تابش گسيل يافته، نظريه تابشي جسم را ارائه مي دهد.
تلاشهاي رايلي (Rayleigh)براي توضيح مشاهدات از نظر كلاسيكي نا موفق بود .او محاسباتي انجام داد با اين فرض كه موجها درون كاواك قرار بگيرند وتابش گريزي از سوراخ كوچكي در ديواره كاواك را بدست آورد.فقط طول موجهايي مجازبودند كه دقيقا موج بر ديواره كاواك قرار مي گرفت (ديواره’ كاواك مكان گره ها بود).
رايلي فرض كرد كه هر گونه طول موج داراي انرژي KT است( K ثابت بولتزمن است).محاسبات پش بيني مي كرد كه در دماي T تابندگي (شدت تابش ) به طول موج وابسته است.
I(l)= T/landa^4
فرض بالا يك مشكل دارد؛وقتي طول موج صفر مي شود شدت بينهايت مي گرددواين مساله به عنوان فاجعه فرابنفش شناخته شد.
در سال 1900م.پلانگ اين مشكل را با گسسته فرض كردن تابش الكترو مغناطيسي حل كرد.او فرض كرد كه تابش بوسيله نوسانگرهاي الكترو مغناطيسي درون ديواره كاواك توليد ميشود.انرژي نوسانگرها فقط مي توانست به صور ت گسسته مضربي از بسامد باشدn=0,1,2,3,… ; E=nhn.
محا سبات پلانگ تفاوت بنيادي با محاسبا ت رايلي داشت كه مقادير انرژي را پيوسته فرض كرده بود. محاسبات پلانك تابندگي در طول موج خاص را بصورت زير داد:
I(l)=2*π*h*c^2/[l^5[exp(hc/lkT)-1]]
فرم بالاقانون استفان بولتزمن و قانونوينز را تاييد مي كند
. در طول موجهاي زياد فرمول بال منجر به نتايج رايلي مي شود.
در واقع در اندازه گيري دماي يك ستاره نوعي طيف سنجي يا نور سنجي ميتواند به كار رود.
مقايسه بين تابندگي نسبي مقدار نور گسيل شده يك ستاره در دو طول موج:.
اين نسبت مشخصه دمايي است بنابر اين اندازه گيري تمام طيف جسم سياه الزامي نيست.چون تابندگي در هر دماي مشخص به طور نسبي در شدت 550 nm بهنجار شده است.called V or Visual Band )) ((
اندازه گيري دوم در تابندگي 440nm
(( called B or Blue band ))انداز در اين بخش از مقاله در رابطه با تئوري M صحبت مي كنيم كه كه از تركيب پنج تئوري ابر ريسمان توسط ادوار ويتن Edward Witten در سال 1995 ارائه شد . گفتني است كه در آن 11 بعد براي ابر گرانش بكار رفته است . اين تئوري از جهاتي شبيه به نسبيت عام است زيرا رياضيات عجيب و پيچيده اي در آن به كار رفته است . اين تئوري نتيجه يك سري از معادلات طاقت فرسا است و هيچ گونه پشتوانه ي آزمايشگاهي براي خود ندارد . از اين جهت يكي از بحث انگيز ترين تئوري هاي فيزيك است .
ادوارد ويتن در مقالاتي در زمينه اين تئوري انتشار داد اين تئوري را يازده بعدي معرفي كرد و گفت راه رهايي از مشكل ريسمان ارتقاي اين تئوري از 10 بعد به 11 بعد است كه در نوع خود جالب به نظر مي رسيد . با اين كه اين تئوري يك تئوري انقلابي بوده ولي هنوز ابهامات زيادي در آن مشاهده مي شود كه به منزله پيچيدگي آن است و درك آن چندان ساده نيست . ما اميدواريم كه دانشمندان در آينده اين ابهامات را توسط دوگانگي ساده و قابل درك كنند . از اين جهت بهتر كه وارد تئوري هاي آن و مخصوصا محاسبات آن نشويم .
نام اين تئوري نيز حكايت جالبي دارد كه ارزش خواندن را دارد . جالب است بدانيد كه نام هاي مبهم و نا مشخصي براي M در نظر گرفته شده است كه هر كسي از روي تخيلات خود به اين تئوري نسبت مي دهند .
بعضي ها عقيده دارند كه M از كلمه ي Mother كه معناي تئوري مادر گرفته شده است . گروهي ديگر مي گويند كه Matrix براي اين تئوري است . ماتريكس از اين جهت گفته مي شود كه ابعاد در اين تئوري همانند ابعاد در يك دنياي ماتريكسي است . Monster ديگر احتمال است كه به معناي بزرگ يا غول است . Mystrey به معناي راز نيز در نظر گرفته شده است . Magic براي تئوريي جادويي است . Maker براي تئوري آفريننده در نظر گرفته شده است . Membrane به معناي غشا نيز وجود دارد .
گلاشو عقيده ي جالبي دارد و مي گويد كه M وارون حرف W است كه اول نام خالق اين تئوري است .
برينها در نظريه ريسمان
پس از اينكه در يكي از فصل هاي گذشته در رابطه با دوگانگي ها صحبت كرديم ممكن است يك سؤال براي شما به وجود آيد ؛ اين سؤال به اين گونه مطرح مي شود كه :
حالت براي يك ريسمان باز در دور يك دايره و دوگانگي T چيست ؟

پاسخ مي تواند بسيار جذاب مطرح شود ؛ شما ديديد كه ما هرجايي كه تمايل داشته باشيم مي توانيم ريسمان هاي بسته را پيدا كنيم . اما وضعيت براي براي ريسمان هاي باز كاملا متفاوت است ، گفته مي شود كه مي توانيم آنها را در روي مناطقي محدود كه برين Brane ناميده مي شود . گفتني است كه در زبان انگليسي كلمه اي با معناي صريح و درست براي اين كلمه موجود نيست .
اين برين ها پيبرين (p – brane )نيز ناميده مي شوند اين گونه ريسمان ها قادر نيستند آزادانه در هر جا از فضا كه بخواهند حركت كنند اما نقاط پاياني آن مي تواند بر روي اين برين ها حركت كنند . بر طبق دوگانگي T ما چيزهايي به نام برين پيدا كرديم كه به وسيله ي آنها مي توانيم ابعاد مورد نظرمان را در آنها در جستجو كنيم . ابعاد زياد تر ولي كوچكتر . حال ما اجزايي داريم كه ريسمان نيستند ، برين ها مي توانند ابعاد 0 براي نقاط و 1 براي ريسمان مانند ها و 2 براي غشا و 3 براي مقدار همانند جهان ما و ... داشته باشند . اين ها م توانند تا 9 تا نيز گسترش يابند كه در ضمن جالب و عجيب هستند .
توجيه ديگري كه براي ابعاد بيشتر در تئوري ريسمان وجود دارد در اين جا خود را نشان مي دهد ، اين توجيه به ما مي گويد كه اگر ما دنياي فضايي و سه بعدي خود را در روي برين در نظر بگيريم تمام خصوصيات اين جهان در روي يك برين خواهد بود مثلا نور و ديگر خصوصيات جهان ما . حال ديگر ابعاد تاريك و غير واضح خواهند بود زير نور در روي يك برين است ديگر نوري وجود ندارد كه از ابعاد به ما برسد تا ما آنها را مشاهده كنيم و اين يكي از توجيهات تئوري ريسمان است .
اما مهمترين نوع برين برين دي D – brane نام دارد اين برين براي ريسمان پايه اي
F-string
به كار برده مي شود . همچنين با افزايش ابعاد در تئوري M و ارتقا بعد غشايي آن به دو بعد M2-brane نيز به وجود مي آيد .
اميدواريم اين مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد .
متشكرم

[بهزاد]

با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی می‌باشد، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولا اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن ، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.

فروپاشی گاما
در فروپاشی گاما ، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ

که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما ، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما
نشر اشعه گامای خالص :
در این حالت فروپاشی گاما ، اشعه گامای منتشر شده بوسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولا از 2 کیلو الکترون ولت تا 7 میلیون الکترون ولت می‌باشد، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه می‌باشد، ولی این انرژی معمولا نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.


حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی :
در این حالت فروپاشی ، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه ، الکترونهای اوژه ، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی می‌باشد. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی می‌باشد.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.


حالت فروپاشی بصورت جفت :
برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگتر از 1.02 میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند ، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و 1.02 میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.