دوشنبه 11 بهمن 1389
نویسنده: امید مرکبی طبقه بندی: تعیین عمر اشیا،
تعیین عمر اشیا و بقایای اجساد كشف شده در حفاری های باستان شناسی
چگونه یك بمب هسته ای بسازیم ؟
انفجار هسته ای
تعریف انفجار
انفجار اعم از عادی یا هسته ای عبارتست از رهایی مقدار زیادی انرژی در مدت زمانی بسیار كوتاه و در فضای محدود .
ساختار انفجاری هسته ای
در انفجار هسته ای حرارت و فشار حاصل از اندازه ای است كه جرم بمب و همه مواد موجود در فضای مزبور را در آن واحد زمان بصورت توده ای از گاز داغ ، ملتهب و فشرده در آورده و تشكیل گوی آتشین كه در حدود چند میلیون درجه حرارت است می دهد این گوی آتشین بلافاصله انبساط كرده و به لایه های بالای جو صعود می كند.انبساط سریع گوی آتشین فشار اطراف خود را بالا برده و موج انفجاری بسیار شدیدی و یا موج ضربه فوق العاده ای در زمین یا آب یا در زیر زمین ایجاد می كند كه اثر تخریبی انفجار مربوط به آنها ست .
مشخصات انفجاری هسته ای
- در نزدیكی انفجار سرعت موج از یك كیلومتر درثانیه یعنی هزارها كیلومتر در ساعت بیشتر است .
- قسمت عمده ای از انرژی انفجار بصورت حرارت و نور آزاد می شود كه در منطقه وسیعی ایجاد آتش سوزی نموده و حتی در فاصله های دورتر سبب سوختگی در پوست بدن موجودات زنده ای كه در معرض آنها قرارگرفته باشند می گردد .
- مقدار زیاری اشعه نامرئی هسته ای به نام تشعشع هسته ای اولیه بوجود می آید كه قدرت نفوذی فوق العاده ای داشته و بر حسب شدت تشعشع آنها آثار بیولوژیكی تشعشعات هسته ای وخیم یا كشنده در موجودات زنده بوجود می آورند .
- مواد حاصل از انفجار های هسته ای به شدت رادیو اكتیو بوده ومنطقه وسیعی را بطوری الوده می سازد كه بر حسب نزدیكی یا دوری از مركز انفجار تامدتی غیر قابل سكونت خواهند بود مانند هیروشیمای ژاپن .
- در انفجارهای معمولی درجه حرارت در مركز انفجار به حدود 5000 درجه سانتیگراد درمورد انفجارهای هسته ای به ده ها میلیون درجه می رسد .
حوزه انفجارهسته ای
قطر كره آتشین از بمب هسته ای یك مگاتنی در یك هزارم ثانیه به حدود 150 متر رسیده ودر هر ثانیه به حداكثر اندازه خود كه حدود 2000 متر است می رسد و پس از یك دقیقه نسبتا سرد شده و روشنایی خود را از دست می دهد این زمانی است كه انفجار 7 كیلو متر صعود كرده است برای تصور میزان درخشندگی آن كافیست اشاره كنیم كه :
- از فاصله یكصد كیلومتری از نور خورشید در وسط روز درخشنده تر است .
- در پاره ای از آزمایش ها كه در طبقات بالای جو انجام گرفته نور حاصله از فاصله 1000 كیلومتری محسوم بوده است كه تحت بعضی شرایط این نور می تواند موجب كوری موقتی یا سوختگی دائمی شبكیه چشم شود .
- در موقع آزمایشات هسته ای در معرض بودن تصادفی اشخاص موجب سوختگی شبكیه چشم درمسافت 10 مایلی در سلاح 20 كیلو تنی شده است .
- گوی آتشین همانطور كه به سرعت بزرگ شده و صعود می كند تغییر شكل داده و پهن تر می شود ضمناً هوا و خاك و عناصر دیگر را از پایین به داخل خود می مكد و به همین ترتیب دنباله ای از غبار تشكیل می شود كه گوی آتشین را به زمین وصل می كند كره آتشین بتدریج سرد شده و بصورت ابری متلاطم در می آید كه ابتدا سرخ رنگ بوده و بعد سفید می شود در این حال با دنباله خود شكل قارچی به خود می گیرد .
تخریب بعد از انفجار هسته ای
- چنانچه انفجار در سطح زمین یا نزدیكی آن اتفاق بیافتد مقدار زیادی خاك و شن و مواد مختلف بخار شده و همراه با گوی آتشین بالا می روند یك صدم انرژی سلاح مگاتنی در تر كش سطحی كافی است كه 4000 تن خاك و شن و سنگ را بخار نماید این مواد كه بدین ترتیب به داخل گوی آتشین كشیده شده با مواد رادیو اكتیو مخلوط می شوند و ابر اتمی قارچ شكل انفجارات اتمی را شكل می دهند ذرات این باد بتدریج به زمین بازگشته و یا در اثر برف و باران به زمین ریخته خواهد شد این عمل ریزش اتمی نامیده شده و منبع تشعشعات باقیه خواهند بود .
- در انفجارهای زیر آبی مقدار زیادی آب بخار خواهد شد یك صدم انرژی سلاح یك مگاتنی كافیست كه 20000 تن آب را بخار كند .
- انفجار زیر زمینی اتمی ایجاد تكانهایی مانند زمین لرزه می نماید در اثر این لرزش و جابه جاشدن قسمتی از سطح زمین خرابی بوجود می آید اما انرژی یك زلزله قوی با انرژی یك میلیون بمب اتمی برابر است!
تقسیم بندی انرژی انفجار سلاح اتمی
مجموع انرژی حاصله كه به نام قدرت بمب نامیده می شود به سه اثر اولیه تقسیم می شود . گرچه تقسیم بندی انرژی تا اندازه ای به نوع سلاح و سوختنش وشرایط انفجار بستگی دارد ولی بطور كلی بصورت زیر تقسیم بندی می شود .
- 50% انرژی به توسط موج انفجاری یا موج ضربه حمل می شود .
- 35% انرژی را تشعشع حرارتی و امواج نورانی در خود دارند .
- 15% انرژی را تشعشع هسته ای ( 5% تشعشع ابتدایی 10% تشعشع باقیه ) دارد.
گربه شرودینگر
هر كسی از نظریه كوانتوم شوكه نشود آن را نفهمیده است ( نیلز بور )
حوزه های معدودی از پژوهش علمی وجود داشته اند كه مانند نظریه كوانتوم تاثیر عمیقی بر فلسفه داشته باشند. دلیل امر به این حقیقت مربوط می شود كه به قول نویسنده كتاب های علمی جان گریپین: «در دنیای مكانیك كوانتوم، قوانین فیزیك كه برای هر كسی آشنا هستند دیگر عمل نمی كنند، در عوض احتمالات هستند كه بر رویدادها حكم می رانند.»آلبرت اینشتین، برخلاف بور، نه تنها از برخی از استلزامات نظریه كوانتوم تكان خورده بود، بلكه از آنها هراسان بود. چنانچه مشهور است او با عدم قطعیت كوانتومی با همین اظهارنظر صریح مخالفت می كرد كه: «خدا تاس نمی اندازد.» اروین شرودینگر یكی از معماران نظریه كوانتوم، كه به همان اندازه از این وضع آشفته بود، تجربه خیالی ساده ای را طرح كرد تا بیهودگی یكی از این استلزامات را نشان دهد. او اتاقی دربسته یا جعبه ای را تصور كرد كه گربه ای زنده درون آن قرار دارد و نیز حاوی «وسیله ای جهنمی» شامل یك شیشه سیانور و مقدار كمی ماده رادیواكتیو است. این مقدار ماده رادیواكتیو آن قدر كم است كه در طول یك ساعت ممكن است یكی از اتم های ماده رادیواكتیو متلاشی شود، اما با احتمالی مشابه ممكن است هیچ كدام از اتم ها دچار تلاشی نشود. اگر اتم رادیواكتیو تجزیه شود پرتوهای حاصل یك شمارشگر گایگر را به كار می اندازد و از طریق یك رله چكش كوچكی را فعال می كند كه شیشه سیانور را می شكند و باعث مرگ گربه می شود.
در زندگی روزمره احتمال پنجاه _ پنجاه وجود دارد كه گربه كشته شود و بدون نگاه كردن به درون جعبه می توانیم با خوشحالی تمام بگوییم كه گربه درون آن مرده یا زنده است. اما براساس نظریه كوانتوم هیچ كدام از این دو امكانی كه برای ماده رادیواكتیو و در نتیجه گربه وجود دارد واقعیت ندارد، مگر آنكه مشاهده شوند.
فروپاشی اتمی نه اتفاق می افتد و نه اتفاق نمی افتد، گربه نه كشته می شود و نه كشته نمی شود، مگر هنگامی كه ما به درون جعبه نگاه كنیم و ببینیم كه چه اتفاقی رخ داده است. نظریه پردازانی كه تفسیر استاندارد از مكانیك كوانتومی را می پذیرند می گویند كه گربه در حالتی غیرقطعی و نامعین _ به عبارت دیگر در یك «ابرمرتبه حالت ها» (Superposition of States) _ نه مرده و نه زنده وجود دارد، تا زمانی كه یك مشاهده گر واقعاً به درون جعبه بنگرد و ببیند كه گربه زنده است یا مرده.متاسفانه برخلاف میل شرودینگر، این تجربه تخیلی نه تنها باعث نشد كه فیزیكدانان پوچی بعضی از خصوصیات نظریه كوانتوم را درك كنند، جعبه شرودینگر برای اكثریت فیزیكدانان به مثال اعلای استلزام های غیرمعمول و فوق العاده این نظریه بدل شد. «ابرمرتبه حالت ها» به جای به هم ریختن نظریه كوانتوم به خصلت معرف آن بدل شد.آنهایی كه تجربه خیالی شرودینگر را با معنایی كه در نظر داشتند مطرح می كردند می توانستند با این حقیقت تسكین یابند كه موقعیت یاوه ای كه در آن گربه به طور همزمان هم زنده و هم مرده است به طور واقعی در آزمایشگاه قابل بازآفرینی نیست.
دلیل این امر ناپیوستگی كوانتومی (quantum decoherence) است _ پدیده ای كه به وسیله آن یك «ابرمرتبه» از یك حالت به حالت دیگر بدل می شود. سرعت این ناپیوستگی در یك سیستم فیزیكی به اندازه آن بستگی دارد. در حالی كه در موجودیت های فیزیكی در اندازه اتم ممكن است در یك «ابرمرتبه حالت ها» وجود داشته باشند، موجودیت های بزرگ تر، به خصوص در اندازه یك گربه، كه متشكل از میلیاردها اتم هستند، در یك حالت منفرد و معین ثابت می شوند. در نتیجه افرادی كه با موضع اینشتین همدلی دارند می توانند مدعی شوند كه گرچه خصوصیات غریب كوانتومی ممكن است در جهان زیراتمی مصداق داشته باشند، در دنیای روزمره متشكل از اشیای معمول مثل گربه، كتاب و افراد و... خدا از هر لحاظ تاس نمی اندازد. اما اكنون حتی این دفاع (تاحدی نومیدانه) از شعور عام در خطر سرنگون شدن است. فیزیكدانان ویلیام مارشال، كریستوف سایمون و ویك بوویستر اخیراً آزمایشی را طراحی كرده اند كه در آن می توان از «ناپیوستگی كوانتومی» اجتناب كرد تا به یك «ابرمرتبه حالت ها» در مورد جسمی در اندازه حدود یك گلبول قرمز (به طور مشخص آینه ای با قطر ?? میكرون یا یك صدم میلی متر) دست یافت، اندازه ای كه شاید در مقایسه با یك گربه بزرگ نباشد ولی در مقیاس های اتمی بسیار بزرگ است. براساس گزارش مارشال و همكارانش: «این جسم تقریباً دامنه ای ? برابر بیشتر از هر ابرمرتبه مشاهده شده تا به حال دارد.»
این آزمایش فرضی در اصول بر تعامل یك فوتون منفرد نور با یك آینه كوچك كه بر روی یك بازوی كوچك نصب شده است تكیه دارد. فشار تابش فوتون برای جابه جا كردن آینه كوچك كافی است. به وجود آمدن یك ابرمرتبه فوتون باعث می شود سیستم به صورت یك ابرمرتبه حالت های متناظر با دو جایگیری متمایز آینه تكوین پیدا كند.پیشنهاد این دانشمندان اولین پیشنهاد برای تعیین كردن چگونگی ایجاد و مشاهده یك ابرمرتبه ماكروسكوپیك نیست، اما اولین پیشنهادی محسوب می شود كه امكان تحقق آن با تكنولوژی فعلی وجود دارد.
در واقع در حال حاضر ساختن اجزای لازم برای این آزمایش در جریان است و بنابراین تنها اندكی باید صبر كرد تا گونه ای از «وسیله جهنمی» شرودینگر به واقعیتی مشاهده پذیر بدل شود. معانی ضمنی این آزمایش بر آفرینندگان آن پوشیده نیست چرا كه بدون اغراق اظهار می كنند: «اینكه انجام آزمایشی بر روی یك میز توانایی بالقوه به آزمون گذاشتن مكانیك كوانتوم را در نظامی كاملاً نوین در اختیار بگذارد، امری فوق العاده است.»
و غیرعادی تر این است كه این آزمایش بر مبنای تجربه ای فرضی تكوین یافته است كه در اصل برای افشا كردن پوچی نظریه كوانتوم طراحی شده بود. شرودینگر مسلماً از روبه رو شدن با این آزمایش شوكه می شد.
پاد ماده (ضد ماده)
ضد جاذبه
بعد پنجم
سرعت گرانش
زمان صفر
دوشنبه 11 بهمن 1389
نویسنده: امید مرکبی طبقه بندی: نظریه جعفر صادق در باب پیدایش جهان،
نظریه جعفر صادق در باب پیدایش جهان
پدیده فتوالكتریك
حالت های مواد
پیش بینى آینده
دوشنبه 11 بهمن 1389
نویسنده: امید مرکبی طبقه بندی: نظریات آغاز و پایان - كائنات باز،
سرعت گرانش
(1)
گربه شرودینگر
(1)
پدیده فتوالكتریك
(1)
بمب هسته ای
(2)
تعیین عمر اشیا
(1)
نظریه جعفر صادق در باب پیدایش جهان
(1)
حالت های مواد
(1)
پیش بینى آینده
(1)
ضد جاذبه
(1)
پاد ماده (ضد ماده)
(2)
سیاهچاله ها وشتاب جهان از دیدگاه سی.پی.اچ
(1)
سرعتی بالاتر از سرعت نور
(1)
نامریی كردن اجسام
(1)
نظریات آغاز و پایان - كائنات باز
(1)
زمان صفر
(1)
مواد تشکیل دهنده ماده تاریک
(1)
زمین
(1)
GPS
(1)
پلاسما
(1)
خورشید
(3)
لیزر
(1)
دما
(1)
ترموشیمی
(1)
ترمودینامیک
(3)