विज्ञानिका - १ (अणुगर्भाच्या अंतरंगात)

Posted
6 वर्ष ago
शेवटचा प्रतिसाद
6 वर्ष ago
Time to
read
<1’

अणुगर्भ हे विद्युतभाररहीत न्युट्रॉन्स व घन भार असलेल्या प्रोटॉन्सचे बनले असतात. सर्वात हलका अणुगर्भ हायड्रोजनचा - त्यात एकच प्रोटॉन व शुन्य न्युट्रॉन. पण इतर सर्व अणुगर्भांमधे एकापेक्षा जास्त घन भारीत प्रोटॉन्स (आणि काही न्युट्रॉन्स) असतात. अनेक वर्षे प्रोटॉन आणि न्युट्रॉन हे मूलभुत कण समजल्या जात. पण नंतर ते क्वार्क्सचे बनले असतात असे दाखवले गेले. प्रोटॉन मधे दोन अप आणि एक डाऊन तर न्युट्रॉन मधे दोन डाऊन आणि एक अप (p=uud; n=udd). गम्मत अशी की या क्वार्क्सची एकमेकांशी जबरदस्त सलगी असते - त्यांना दूर ओढायचा प्रयत्न केल्यास त्यांचे परस्पर आकर्षक बल वाढतच जाते आणि त्यामुळे एकटा क्वार्क कधीच आढळत नाही.

एका अर्थी सर्वच कण बहुरूपी. ज्याप्रमाणे खिशात जास्त पैसे असल्यास मेनुमधून जास्त महागाईचा नग निवडता येतो, त्याचप्रमाणे जितकी उर्जा उपलब्ध असेल त्याप्रमाणे कोणताही कण (थोडेफार नियम सांभाळून) कोणत्याही इतर कणात रुपांतरीत होऊ शकतो. गम्मत म्हणजे केवळ एखाद्या कार्यक्रमापुरते वॉलमार्टमधून वस्तू आणणाऱ्यांप्रमाणेच हे कण इकॉनॉमी-स्मार्ट असतात - अगदी कमी काळाकरता ते उर्वरीत विश्वाकडून उर्जा उधार घेऊन भलतेच रूप मिरवू शकतात. अशाच एका वाटाघाटीद्वारे न्युट्रॉन्स स्वत:पेक्षा अनेकपटीने वजनदार असलेले W- कण ओकतात व प्रोटॉन्सचे रूप घेतात. W- अस्थीर असतात आणि लगोलग इतर दोन कणांमधे विघटीत होतात. याच प्रक्रीयेमुळे (न्युट्रॉन प्रोटॉनमधे बदलण्याच्या) एका मूलद्रव्याचे रूपांतर दूसऱ्या मूलद्रव्यात (पिरीअॉडीक चार्ट मधील शेजारी) होऊ शकते.

प्रत्यक्षात मात्र भलतेच काही होत असते - न्युट्रॉन (n=udd) मधील एक डाऊन क्वार्क एका अप क्वार्कमधे रुपांतरीत होऊन त्याचा प्रोटॉन (p=uud) बनला असतो. त्यामुळे वरवर वाटणारी न्युट्रॉन-प्रोटॉन प्रक्रीया विकीपेडीयावरून साभार घेतलेल्या खालील चित्राने दाखवता येते.

vidnyanika1.png

भाग २: विज्ञानिका - २ (फाईनमन सांकेतिकं)

विषय: 
प्रकार: 

मला एक प्रश्न नेहमीच भेडसावत असतो - हे अणू ( हा एक ठीक), इलेक्ट्रॉन्स, प्रोटॉन्स, न्यूट्रॉन्स प्रत्यक्षात कसे बघतात? (दुर्बिण, इ. इ.) त्यांचे आकार, वगैरे वगैरे... की केवळ आकडेमोडीवर ठरवतात?

अस्चिग साहेब, लेख भारीच आहे. मात्र लहान भाग आहे

आपण लिहिले आहेत तसे झाल्यामुळे काय होते तेही सांगा की?

छोटा प्रश्न: येथे अँटीन्युट्रिनो आणि इलेक्ट्रॉन बाहेर पडत आहे, अँटीन्युट्रिनो बाहेर पडतो आहे म्हणुन चित्रात बाणाची दिशा विरुद्ध असायला हवी. लेप्टॉन नं प्रक्रियेच्या दोन्ही बाजूस सारखा असायला हवा म्हणुन न्युट्रिनो साठी आंत मधे येणारा, आणि अँटीन्युट्रिनो साठी बाहेर पडणारा बाण असायला हवा असे वाटते.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/proton.html

गजानन, सर्न इथे हे मशीन आहे त्यात हे सर्व अभ्यास केले जातात.
http://public.web.cern.ch/public/en/lhc/lhc-en.html
खूप छान सोपे करून सांगितले आहे. तुम्ही एक १०१ सारखा कोर्स का नाही घेत. आम्ही अभ्यास करू. Happy

हे अणू ( हा एक ठीक), इलेक्ट्रॉन्स, प्रोटॉन्स, न्यूट्रॉन्स प्रत्यक्षात कसे बघतात? (दुर्बिण, इ. इ.) त्यांचे आकार, वगैरे वगैरे...
----- या गोष्टी आपल्या डोळ्यांनी किंवा आधिनिक साधनांनी (मायक्रोस्कोप, दुर्बिण) बघता येणार नाही, या क्वाटंम जगताच्या (उदा: इलेक्ट्रॉन्स, प्रोटॉन्स, न्यूट्रॉन्स) मर्यादा आहेत, थोडे स्पष्टीकरण येथे आहे.
http://www.maayboli.com/node/34587?page=4

हे सगळे चारदा वाच्ले तरी मला काही कळणार नाही. मला समजेल अशा भाषेत हा विषय मांडता येणे बहुतेक अशक्य असणार.

निदान या सगळ्या ज्ञानाचा उपयोग कुठल्याकुठल्या क्षेत्रात कसकसा होतो तेवढे तरी सांगा. Happy

न्युट्रॉन्स स्वत:पेक्षा अनेकपटीने वजनदार असलेले W- कण ओकतात >> हे नाही समजले, ते स्वतःपेक्षा मोठ्या कणांना कसे ओकतात, उर्वरीत विश्वाकडून उर्जा उधार घेऊन ? म्हणजे नक्की कोठून.?
न्युट्रॉन्स - प्रोटॉन -न्युट्रॉन्स या स्थित्यंतराचा इलेक्त्रोन वर काही फरक पडतो का ?

धन्यवाद.

काही उत्तरं भाग २ (http://www.maayboli.com/node/34935) मधे द्यायचा प्रयत्न केला आहे.

लहान असल्याने हे कण डोळ्यांनी पाह्ता येत नाहीत. त्यातही, आपल्याला बोलायला सोपे जावे म्हणून यांना कण म्हंटल्या जाते, पण असतात हे ढगांसारखे धुसर, पसरट.

या भागातले N->P हे परिवर्तन अणुगर्भांमधे अनेकदा होत असते. कोणत्या अणुला स्थीर बनण्याकरता किती न्युट्रॉन्सचे बजेट लागेल हे या उलाढालीतील उर्जेच्या बजेटवरुनच ठरते.

W- ओकण्याकरता एकाप्रकारे उर्जा उसनी घेतली असते असे म्हणता येईल (पण त्याचवेळी हे ही लक्षात ठेवायला हवे की न्युक्लिऑन्सच्या आत दडलेल्या क्वार्क्सची उर्जा खूप जास्त असते). या त्रोटक माहितीवरून हे जास्तच गुंतागुंतीचे वाटेल, पण त्याला ईलाज नाही.

पार्टीकल स्पीन म्हणजे काय? दैनदीन वापरातील स्पीनपेक्षा हा वेगळा असतो.ईलेक्ट्रॉन 1/2 स्पीनचा आहे ,म्हणजेच तो 180 अंशात स्पीन केल्यास मुळ स्थानी येतो असे वाचले आहे.अगदी सोप्या भाषेत स्पीन समजुन सांगाल का?