د ذراتو فزیک

که څه هم د ذرې کلیمه کولای شي بېلابېلو کوچنیو اجسامو (لکه پروتون، د ګازاتو ذرات، یا ان کورنۍ خاورې او دوړې) ته اشاره وکړي. د ذراتو فزیک معمولاً د تشخیص وړ نه ختمېدونکي تر ټولو کوچني ذرات او د هغو د چلند تشریح کولو لپاره اړین او بنسټیز تعاملات ارزوي.

په اوسنۍ پوهې کې دا لومړني ذرات د کوانټم اړوندو ساحو نه راپیدا شوي، چې په متقابلو برخو یې هم اغېز لري او پرې حاکم دي. اوسنۍ غالبه نظریه چې دا ذرات او بنسټیزې ساحې د هغو له اړوندو تحرکاتو سره توضیح کوي، د معیاري ماډل په نامه یادېږي. له همدې امله د عصري ذراتو فزیک په عمومي توګه معیاري ماډل او د هغه اړوند بېلابېلې احتمالي پراختیاوې ارزوي، د بېلګې په توګه د بوزون هېګز تر ټولو نوې پېژندل شوې ذرې یا ان د جاذبې د قوې اړوند تر ټولو د زوړ پېژندل شوي ځواک اړوندې ساحې په کې شاملې دي.

د عصري ذراتو فزیک اړوند څېړنې په کوچنیو اټومي ذراتو او اټومي اجزاوو لکه الکترونونو، پروتونونو او نیوترونونو (پروتونونه او نیوترونونه د باریون په نامه هغه ترکیبي ذرات دي، چې له کوارکونو څخه جوړ شوي دي) باندې متمرکزې دي، چې د رادیو اکتیو او توزیع کولو اړوند پروسو په وسیله رامنځته کېږي. دا ډول ذرات یعنې فوتون، نیوترینو او میونز دي، همدا راز د ځانګړو عجیبو خارجي ذراتو یوه پراخه لړۍ ده.

د ذراتو دینامیک یا حرکتونه هم د کوانتمي میخانیک په وسیله کنترول کېږي. دا د ذراتو د څپې اړوند غبرګوالی ښيي، دغه راز په ځینو ځانګړو تجربي شرایطو کې ذره یي چلند او په نورو شرایطو کې موجي او د څپو په څېر چلندونه څرګندوي. په نورو تخنیکي شرایطو کې ذرات د هیلبرت فضا په برخې کې د کوانتمي حالت ویکتورونو په وسیله تشریح شوي، چې د کوانتم سیمې اړوند نظریه کې هم ارزول کېږي. د ذراتو اړوند فزیک پوهانو د کنوانسیون پر بنسټ د بنسټیزو ذراتو اصطلاح هغو ذراتو ته کارول کېږي، چې د اوسني پوهاوي پر بنسټ داسې انګېرل کېږي، چې د وېشلو وړ نه دي او نه هم له نورو ذراتو نه جوړ شوي دي.

ټول ذرات او د هغو اړوند تعاملات، چې تر نن نېټې پورې لیدل شوي، ټول یې تقریبا په بشپړه توګه د کوانتمي ساحې د نظریې په وسیله تشریح کولای شو، چې د معیاري ماډل په نامه یادېږي. معیاري ماډل لکه څنګه چې اوسمهال جوړ شوی، تقریباً ۶۱ بنسټیزې مادې لري. دا بنسټیز ذرات د مرکب ذراتو د رامنځته کېدو او جوړولو لپاره یو بل سره ترکیب کېدای شي او کولای شي سلګونه ډول نور ذرات جوړ کړي، چې له ۱۹۶۰مې ز لسیزې راهیسې کشف شوي دی.

دا روښانه شوې، چې معیاري ماډل نږدې ټولو تجربوي ترسره شویو آزمویښتونو سره مطابقت لري. په دې توګه د ذراتو اړوند برخې ډېری فزیک پوهان په دې باور دي، چې دا د طبیعت په هکله نیمګړی توصیف او توضیح ده او یوه بنسټیزه نظریه د کشف او رامنځته کېدو په حال کې ده (د هرڅه بیانوونکې نظریه وګورئ). په وروستیو کلونو کې د نیوترینو د انحرافاتو ارزونه او اندازه کول  له معیاري ماډل نه لومړني تجربي انحرافات بیان او وړاندې کړي دي، ځکه چې نیوترینونه په معیاري ماډل کې جرم نه لري او بې وزنه  دي.

دا باور چې ټول مواد په اصل کي له بنسټیزو ذراتو څخه جوړ شوي، لږ تر لږه شپږمې زېږدیزې پېړي پورې اړوند ده. په ۱۹مه ز پېړۍ کې جان دالتون د ستوکیومتري په برخه کې د خپل کار له لارې، دې نتیجې ته ورسید چې د طبیعت هر عنصر د یوې واحدې او ځانګړې ذرې نه جوړ شوی. د اټوم کلیمه د یوناني اتوموس یعنې «نه وېشل کېدونکې ذره» کلیمې نه وروسته، له هغه وخت راهیسې د کیمیاوي عناصرو ترټولو کوچنۍ ذرې ته ویل کېږي؛ خو فزیک پوهانو ډیر ژر دا وموندله، چې اټومونه په حقیقت کې د طبیعت بنسټیز ذرات نه دي، بلکې کوچني کنګلومیراوې یا د کوچنیو عناصرو ډله ده. د الکترون په څېر کوچني ذرات د شلمې پیړۍ په پیل کې د اټومي فزیک او کوانټم فزیک لومړني اکتشافات دي، چې په ۱۹۳۹ ز کال کې د لیز مایتنر (د اتوهان د تجربو پر بنسټ) په وسیله د اتومي شکافونو او د هانس بته په وسیله همدې کال کې د اټومي ویلې کېدلو یا فیوژن لامل شو. همدارنګه دواړه کشفونه د اټومي وسلو د پراختیا لامل هم شول. د ۱۹۵۰ او ۱۹۶۰ ز لسیزو په اوږدو کې، د زیاتېدونکې لوړې انرژۍ له بیمونو نه د ذراتو د ټکر له امله د بېلابېلو ذراتو ګڼ شمېر حیرانوونکې بڼې وموندل شوې، چې په غیر رسمي توګه د «ذراتو ژوبڼ» په نامه یادېده. یو شمېر مهمې موندنې لکه د جیمز کرونین او ویل فیچ په وسیله د CP له پامه غورځولو د مادې او دغه راز د مادې ضد موادو ترمنځ د تعادل نه شتون په هکله نوې پوښتنې رامنځته کړې. د ۱۹۷۰مې ز لسیزې په لړ کې د معیاري ماډل له جوړولو وروسته، فزیک پوهانو د بېلابېلو ذراتو د ژوبڼ اصلي ریښې روښآنه کړې. ګڼ شمېر ذرات د «نسبتاً» لږ شمېر نورو بنسټیزو ذراتو د ترکیب په توګه تشریح شوو او د کوانټم ساحې اړوند نظریو په اډانه کې ځای پر ځای شوې، دا نوې او بیاځلې ډلبندۍ د عصري ذراتو اړوند فزیک لپاره یو پیل و.

د ټولو بنسټیزو ذراتو د ډلبندۍ اړوند اوسنی وضعیت د معیاري ماډل په وسیله تشریح کېږي، چې د ۱۹۷۰ ز لسیزې په نیمایي کې د کوارک‌هانو د ازمویښت له تایید نه وروسته یې ډېر مقبولیت پیدا کړ. دا قوي، ضعیف او الکترو مقناطیسي بنسټیز تعاملات د منځګړیتوب اړوند ګیج بوسون په کارولو سره توصیف او بیانوي. د ګیج بوسون ډولونه اته ګلوئونونه، W−، W+  او Z بوسونونه او فوتون اړوند دي. همدارنګه معیاري ماډل ۲۴ بنسټیز فرمیونونه (۱۲ یې ذرات او د دوي اړوند ذراتو ضد فرمیونونه) لري، چې د ټولو موادو جوړوونکې اجزاوې دي. په پایله کې معیاري ماډل همدارنګه د بوسون هیګز په نامه د یو ډول بوسون د موجودیت وړاندوینه وکړه. د ۲۰۱۲ ز کال د جولای میاشتې په ۴مه نېټه فزیک پوهانو په CERN کې د لوی هاډرون کولیډر په برخه کې اعلان وکړ، چې داسې یوه نوې ذره یې موندلې، چې د هګز بوسون په څېر ورته چلند لري.

د نړۍ د ذراتو فزیک اړوند اصلي لابراتوارونه په لاندې ډول دي:

• د بروکاوین ملي لابراتوار (لانګ ایلند، متحده ایالات). د دې لابراتوار اصلي اسانتیا د درانه یا سنګین نسبتي ایون نښلول (RHIC) دي، چې له درانه ایونونه لکه د سرو زرو ایونونه او قطبي شوي پروتونونه سره نښلوي. دا په نړۍ کې لومړنی دروند ایون نښلوونکی او دغه راز په نړۍ کې د قطبي شویو پروتونونو یوازینی نښلونکی دی.

• د بادکر د اټومي فزیک انستیتیوت (نووسیبیرسک، روسیه). د دې انستیتیوت اصلي پروژې اوس د الیکترون – پوزیترون VEPP-۲۰۰۰ نښلوول دي، چې له ۲۰۰۶ ز کال راهیسې کار کوي او VEPP-4 په په ۱۹۹۴ ز کال کې خپلې تجربې پیل کړې. پخواني تاسیسات د پروتو الکترون – پروتو لومړنی نښلوونکی یا کولیدر مورد لري، چې VEP-1 دی او له ۱۹۶۴ ز کال نه تر ۱۹۶۸ ز کاله پورې یې یو شمېر ازمایښتونه ترسره کړل. د الکترون - پوزیترون نښلوونکي یا کولیدرونه VEPP-2، چې له ۱۹۶۵ ز کال نه تر ۱۹۷۴ ز کاله پورې یې فعالیت کړی، چې VEPP-2M ځای ناستی یې شو او له ۱۹۷۴ ز کال نه تر ۲۰۰۰ ز کاله پورې یې ګڼ شمېر ازمایښتونه ترسره کړه.
• CERN (د اتومي څېړنو اروپایي سازمان) ، (د فرانسې او سویس په پوله، جینوا ته نېږدې سیمه کې). د دې سازمان اصلي پروژه اوس مهال د لوی هادرون کولیدر یا نښلوونکې (LHC) ده، چې د ۲۰۰۸ ز کال د ډسمبر میاشتې په ۱۰مه نېټه یې د بیم اړوند خپل لومړنی خوځښت ترسره کړ او اوس په نړۍ کې د پروتونونو تر تولو ځواکمن نښلونکی یا کولایدر دی. همدارنګه د سرب اړوند ایونونو سره د ټکر پیلیدو وروسته د درنو ایونونو په تر ټولو ځواکمن ټکرکونکي هم بدل شو. پخواني تأسیسات د الکترون – پوزیترون د لوی نښلوونکي یا کولیدر (LEP) لرونکي و، چې د ۲۰۰۲ ز کال د نوامبر میاشتې په ۲ نېټه ودرول شو او بیا د LHC رامنځته کولو لپاره د لارې ورکولو په موخه بیخي له منځه یوړل شو. په دې برخه کې سوپر پروتون سنکروترون، د LHC لپاره د مخکینۍ سرعت ورکونکي په توګه او د ټاکل شوې موخې اړوند ازمایښتونو لپاره بیا کارول کیږي.
• (Deutsches Elektronen-Synchrotron) یا DESY ، (هامبورګ، جرمني). د دې لابراتوار اصلي اسانتیاوې د هادرون االکترون حلقوي توپان HERA)) و، چې الکترونونه او پوزیترونونه یې له پروتونونو سره په ټکر کړل. په دې برخه کې د سرعت ورکولو اړوند کمپلیکس اوس مهال له PETRA III، FLASH او اروپايي XFEL سره د سنکروترونونو اړوند وړانګو په تولید باندې متمرکزه شوی دی.