داستان کشف اتم و ذرات سازنده‌ی آن (2)
اما هرچقدر از هسته دورتر میشدن انرژیشون بیشتر بود.
برای همین هروقت الکترون می‌خواست از یه مدار به مدار بالاتر بره،
باید یه مقدار مشخصی انرژی بهش داده میشد.
یا برعکس، هروقت الکترون می‌خواست از یه مدار به مدار پایین‌تر بره،
یه مقدار مشخصی انرژی آزاد می‌کرد.
این مدل، تا حدودی تونست مشکلات مدل رادرفورد رو برطرف کنه،
اما هنوزم ایراداتی داشت.
به خاطر پیچیدگی‌های بحث کوانتوم، وارد جزییاتش نمیشم چون هم ویدیو
خیلی طولانی میشه هم ممکنه خیلی خسته‌کننده بشه.
به قول خود نیلز بور: «اگه مکانیک کوانتوم هنوز شما رو
عمیقا شوکه نکرده، پس هنوز درکش نکردید!»
این مدل اتمی بور که معروفه به مدل منظومه‌ی شمسی، برای اتمای
ساده مثل هیدروژن خوب جواب میداد اما برای اتم‌های سنگین‌تر جوابگو نبود.
یه ایراد دیگه‌ای که داشت این بود که با اصل عدم
قطعیت هایزنبرگ که یکی از اصول مهم مکانیک کوانتومه تناقض داشت.
هرچند هنوزم برای نمایش اتم‌ها از مدل اتمی بور استفاده میشه، یعنی هسته توی مرکز اتم و
الکترون‌هایی که مثل سیارات منظومه‌ی شمسی دور هسته می‌چرخن.
به خاطر ایرادات مدل بور، دانشمندان دیگه‌ای روی مدل کوانتومی
اتم کار کردن تا این مشکلات رو برطرف کنن.
کسی که بیشتر از بقیه موفق بود، اروین شرودینگر دانشمند اتریشی بود.
سال 1926 شرودینگر پیشنهاد کرد که الکترون‌ها به‌جای اینکه
روی مدارهای ثابتی اطراف هسته بچرخن، رفتار موجی دارن.
قبلا زیاد از این صحبت کردم که آزمایش یانگ نشون داد که نور
هم خاصیت ذره‌ای داره هم خاصیت موجی، و اینکه الکترون‌ها هم همین دوگانگی رو دارن.
شرودینگر با یه سری محاسبات ریاضی نشون داد که الکترون‌ها
توی مناطق مشخصی اطراف هسته، احتمال حضور بیشتری دارن.
یعنی ما نمی‌تونیم بگیم هر الکترون دقیقا کجاست بلکه می‌تونیم
از احتمال حضور الکترون توی هر نقطه صحبت کنیم.
به این مناطقی که الکترون‌ها احتمال داره پیدا بشن، میگن اوربیتال.
چهار نوع اوربیتال داریم به نام s و p و d و f که هرکدومشون یه شکلی‌ان.
مثلا اوربیتال s کرویه، یا اوربیتال p به شکل دمبله.
تا اینجا پروتون و الکترون کشف شده بودن اما آزمایش‌های بیشتر
نشون میداد که یه ذره‌ی دیگه هم باید وجود داشته باشه.
بین سال‌های 1920 تا 30 دانشمندان مختلف با آزمایشاتی که انجام دادن
متوجه شدن که وقتی که اتم‌های سبک رو با ذرات آلفا بمباران می‌کنیم
یه پرتوی پرقدرتی تولید میشه که تحت تاثیر میدان‌های الکتریکی و
مغناطیسی قرار نمی‌گیره، پس از نظر بار الکتریکی باید خنثی باشه.
اولش دانشمندا فکر می‌کردن که این پرتو باید از جنس پرتوهای گاما باشه،
یعنی یه جور امواج الکترومغناطیسیه، مثل نور.
اما سال 1932 یه فیزیکدان انگلیسی به نام جیمز چدویک (James Chadwick)
که شاگرد ارنست رادرفورد بود، متوجه شد که سرعت این پرتوها از سرعت نور خیلی کمتره
پس نمی‌تونه از جنس امواج الکترومغناطیس باشه، خاصیت ذره‌ایش باید خیلی بیشتر باشه.
بعد از کلی آزمایش و تحقیق مشخص شد که این ذراتی که این پرتوها رو تشکیل میدن
جرمشون تقریبا به اندازه‌ی جرم پروتونه، بار الکتریکی هم ندارن.
اسم این ذرات رو گذاشتن نوترون، یعنی مشخص شد هسته‌ی اتم
علاوه بر پروتون، نوترون هم داره. اما داستان همینجا تموم نشد.
تا اینجا فکر می‌کردیم پروتون و نوترون هم مثل الکترون یه ذره‌ی بنیادیه،
یعنی خودش از ذرات کوچیکتری تشکیل نشده.
اما اشتباه می‌کردیم. کارهای دانشمندای بعدی نشون داد که پروتون و نوترون هم
خودشون از ذره‌های کوچیکتری به نام کوارک تشکیل شدن.
الان نظر بیشتر دانشمندا اینه که کوارک‌ها ذرات بنیادی ان
اما یه نظر دیگه‌ای هم وجود داره که کوارک از ذرات
کوچیکتری تشکیل شده ولی ما هنوز کشفش نکردیم.
داستان اتم همچنان ادامه داره، هرچی جلوتر می‌ریم پیچیده‌تر میشه،
آزمایش‌ها سخت‌تر و طولانی‌تر میشن.
دیگه مثل زمانی که می‌خواستیم الکترون رو کشف کنیم،
با یدونه لامپ کاتدی کارمون راه نمیفته!
الان به یه آزمایشگاه به عظمت سرن نیاز داریم تا بتونیم
بیشتر تو دل اتم‌ها فرو بریم و چیزای جدیدتری کشف کنیم.
نکته‌ی جالبش اینه که هرچی شناختمون از این بلوک‌های سازنده‌ی جهان یعنی اتم‌ها
بیشتر میشه، اطلاعات بیشتری هم به دست میاریم از بیگ‌بنگ و زمان تولد جهان.
بهتر می‌تونیم درک کنیم که اون موقع چه اتفاقاتی افتاده که دنیای الان ما این شکلی شده.
اگه این ویدیو رو دوست داشتی لطفا یه لایک مهمونم کن،
تا ویدیوی بعدی یادت باشه که بدون هیچ ترسی سوال بپرس!
