چاچ

نفت

بررسي واژه ي نفت از لحاظ لغوي

در اوستا نپته (تر، نمناك)، در هندي باستان نبه، نبهته (شكافتن، تركيدن)، هوبشمان گويد: اسم مفعول از ريشه ي نبه در اوستا نبد آمده، كه نظاير متعدد دارد. اسم مفعول مختوم به ته، نپتخه است.(قياس شود با بسته = سانسكريت بدهه و غيره) دليلي نيست كه آن را از ريشه ي نپه بدانيم. آيا اين كلمه هند و ژرمني است؟ ارمني نوت(قير، نفت) يوناني نپثه، در اوراق مانوي (پهلوي): نفت (قير، نفت) لاتيني: نفته. از سوي ديگر «معجمات عربيه سامي» نويسد« نفط، اصل آن اكدي است به صورت فعلي نباطو(به فتح اول و دوم و ضم چهارم) به معني درخشيد، روشن كرد تابيد،طلوع كرد، آغاز كرد؛ و از آن نبطو(به كسر اول و به ضم سوم) آمده به معني نور؛ و نمبطو(به فتح اول و سوم و ضم چهارم) به معني روشنايي، درخشندگي، و نباطش (به فتح اولو به كسر چهارم) به معني با درخشندگي، آشكارا و از ‎آنست كلمه نبطو(به فتح اول و ضم سوم) به معني نفط، و شكي نيست كه سبب اطلاق اين اسم به آن است كه يكي از خواص نفط نبوط انست يعني خروج از جوف زمين و زماني كه آن را ‌مي‌سوزانند درخشندگي ايجاد ‌مي‌كند پي آن را به معني نابط،خارج، لامع، مشرق گرفتند. بنابر اين، سرياني، لغت اصلي اين كلمه نيست بلكه اكدي اصل آنست و از اين به تمام زبان هاي ديگر رفته است و غرابتي هم ندارد، زيرا عراق (يا بلاد اكد، بابل و آشور) از قديمي‌ترين ازمنه منبع منبع نفت بود چنانكه اكنون هم هست، و نفت فقط در عصر ما كشف نشده بلكه وجود آن‌همواره درعراق شناخته بوده است، زيرا به صورت درياچه‌هايي بر سطح زمين نبعان دارد و در شب‌‌مي‌درخشد و نور آن از دور پيداست؛ فعل «نَفَطَ» در عربي به‌ معني پراكنده‌شد و خارج‌شد، آمده و مبدل آن در «نَبَطَ» است به معني بيرون آمد آب و خارج شد».

در زبان انگليسي آن را  PETROLEUM, OIL, ROCK-OIL‌مي‌نامند درفرانسه آن را PETROLE ‌مي‌نامند كه از ريشه‌ي يوناني petrelaion به معني روغن‌سنگ گرفته شده است.

منبع

فرهنگ علوم زمين/ مؤلف دكتر عباد اله قنبري/ نشر انتشارات فروزش/ بهار 1378

لغت نامه دهخدا جلد سيزدهم/ مؤلف علامه دهخدا/ نشر مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران/ چاپ از دوره ي جديد: پاييز 1373

   + پارسا هوشمند ; ۸:٤٧ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٦/٦/٢٢
comment نظرات ()

4 نيروي بنيادي و اتم

 

مبناي كار بمبهاي هسته‌اي

مقدمه

ذرات زير اتمي داراي خاصيتي به نام اسپين هستند كه يك واژه ي انگليسي و به معني «چرخش» است. اين خاصيت را مي‌توان به چرخش يك فرفره به دور يك محور تشبيه كرد. ولي بايد توجه داشت كه طبق مكانيك كوانتومي ذرات داراي هيچگونه محوري نيستند و از اين بابت نبايد اشتباهي رخ دهد. آنچه حقيقتاً يك اسپين معرف آنست، عبارت از منظر ذره هنگام نگاه كردن به آن از جهات مختلف است.

وقتي يك ذره همانند نقطه‌اي از جهات مختلف شكلي مشابه داشته باشد، آن را ذره‌ي اسپين 0‌ گويند. برعكس وقتي دره‌اي را اسپين 1 نامند كه همانند يك فلش از جهات مختلف متفاوت به نظر آيد و بايد يك مدار كامل (360 درجه) را دور بزند تا اين كه منظر سابق خود را به دست آورد. هنگامي ذره اسپين 2 است كه همانند يك فلش دو سر مي‌باشد يعني بايد يك نيم مدار (180درجه) بچرخد تا مشابه منظر سابق گردد. همچنين ذراتي هستند كه بايد دوبار مدار را طي نمايند تا منظر اصلي را بيابند. در چنين حالتي ذره را اسپين 2/1 گويند.

با توجه به خواصي كه در بالا به آن اشاره شد، تمام ذرات شناخته شده در جهان هستي را مي‌توان به دو گروه تقسيم كرد:

1- ذرات اسپين 2/1 تشكيل دهنده‌ي ذرات ماده در جهان هستي هستند. (كه به آنها فرميون مي‌گويند.)

2- ذرات اسپين 0 و 1 و 2 شامل نيروهايي كه بر ذرات ماده اثر مي گذارند و به آنها ذرات حامل نيرو يا ذرات مجازي گويند.

هنگامي كه يك ذره‌ي ماده مانند الكترون يا كوارك از خود ذره‌اي حامل نيرو ساطع مي‌نمايند، سرعت ذره‌ي ماده تغيير مي‌يابد. همچنين اگر ذره‌ي حامل نيرو به يك ذره‌ي مادي برخورد نمايد، جذب آن شده و موجب تغيير سرعت ذره‌ي ماده مي‌گردد.

در ذرات مادي دو ذره ي ماده‌ي مشابه نمي‌توانند در يك حالت وجود داشته باشند اما ذرات حامل نيرو از اين اصل تبعيت نمي‌كنند. اين خاصيت بدان معني است كه محدوديتي در تعداد ذراتي كه تبادل مي‌يابند و يا توليد نيرو مي‌كنند وجود ندارد.

اگر ذرات حامل نيرو داراي جرم زياد باشند، برهمكنش در فواصل بزرگ دچار اشكال فوق العاده مي‌شود و بدين ترتيب چنين ذراتي فقط داراي شعاع عمل ضعيف و كوتاهي باشند. برعكس اگر ذرات حامل نيرو هيچ جرمي نداشته باشند، شعاع عملي كه مي‌توانند توليد نمايند كه خيلي بزرگ خواهد بود.

ذرات حامل نيرو را ذرات مجازي يا بالقوه نيز گويند زيرا برعكس ذرات حقيقي به وسيله‌ي دستگاه هاي ردياب نمي توان به وجودشان پي برد بلكه فقط مي‌توانيم وجودشان را از اندازه گيري اثراتشان دريابيم. ولي در بعضي از حالات مي‌توان ذرات، اسپين 0 و 1 و 2 را همانند ذرات حقيقي مستقيماً رديابي نمود و اين در حالتي است كه اين ذرات، توليد موج نمايند (مانند امواج نور). بدين ترتيب ملاحظه مي‌شود كه با توجه به حالات مربوط، بعضي ذرات حامل نيرو مانند فوتون مي‌توانند در يك حالت حقيقي و در حالت ديگر مجازي باشند.


نيروهاي چهارگانه حكمفرما بر طبيعت

ذرات عامل نيرو را مي‌توان برحسب شدت نيروي مورد حمل و ذراتي كه با آنها اثرات متقابل دارند در چهار طبقه گروه بندي نمود. چهار نيرويي كه بر جهان هستي حاكم مي‌باشد به شرح زير است:

1- نيروي جاذبه: اين نيرو جهاني است يعني هر ذره در جهان هستي اثر نيروي جاذبه را بر حسب جرم و انرژي‌خود دريافت مي‌نمايد. نيروي جاذبه ضعيفترين نيروي جهان هستي است، بطوري كه نمي‌توان آن‌را بدون دو خاصيت ويژه‌اش ملاحظه كرد. اين دو خاصيت مهم عبارتند از:

- اين نيرو از فاصله‌ي دور اثر مي‌گذارد،

- اين نيرو هميشه جاذب است.

به عبارت ديگر، نيروي جاذبه‌ي بين دو ذره‌ي يك جسم خيلي ضعيف است ولي وقتي اين ذرات با هم جمع شده و جسم بزرگي مانند كره‌ي زمين يا خورشيد را تشكيل دهند، اثر آن كاملاً قابل ملاحظه مي‌گردد.

وقتي ميدان جاذبه را در حيطه‌ي مكانيك‌كوانتومي در نظر بگيريم، نيروي بين دو ذره‌ي ماده حامل نيروي اسپين 2 به نام گراويتون توجيه مي‌گردد. نيروي جاذبه‌ي بين زمين و خورشيد عبارت است از تبادل گراويتون بين ذرات ماده‌ي تشكيل دهنده‌ي اين دو كره مي‌باشد. ذره‌ي گراويتون، يك ذره‌ي مجازي است ولي اثرات قابل اندازه‌‌گيري توليد مي‌نمايد. اين نيرو در ذرات زير اتمي تأثير چنداني ندارد.

2- نيروي الكترومغناطيس: تبادلات بين ذرات كه داراي بار الكتريكي هستند، نيروي الكترومغناطيسي ناميده مي‌شود. اين نيرو شامل ذرات بدون بار الكتريكي همچون گراويتون نمي‌گردد. مي‌دانيم كه دو نوع بار الكتريكي وجود دارد. يكي مثبت و ديگري منفي. نيروي بارهاي همنام دافعه و ناهمنام جاذبه است.

در اجسام بزرگ اين دو بار تقريباً برابر و تأثير چنداني ندارد. اما در مقياس اتمها و مولكولها اين نيروحاكم است. يعني جاذبه‌ي الكترومغناطيسي بين الكترونها با بار منفي و پروتونها با بار مثبت در هسته‌ي اتم موجب حركت الكترون ها به دور هسته مي‌گردد. جاذبه الكترومغناطيسي به علت تبادل تعدادي ذره‌ي مجازي و بدون جرم با اسپين 1 است. كه فوتون ناميده مي‌شود.

3- نيرو يا برهمكنش هسته‌اي ضعيف: سومين نيروي جهان است كه مسئول پديد‌ه‌ي راديواكتيويته بوده و بر كليه‌ ذرات اثر مي‌كند. در حالي كه اين اثر شامل ذرات با اسپين 0 و 1 و 2 چون فوتون و گراويتون نمي‌گردد.

اگر تنها نيروي قوي در هسته ها فعال بود آن وقت بيشتر هسته‌ها به شدت مقاوم مي‌گشتند. اگر چه ما از تجربه‌هاي خود مي‌دانيم كه هسته‌هاي معين(مانند اورانيم) چنان فشرده‌اند كه بطور خودكار مي‌شكنند و قطعات كوچكتري را كه راديواكتيويته مي‌ناميم آزاد مي‌كردند. بطور ساده در اين عناصر هسته‌ها مقاوم و يكپارچه نمي‌باشند. بنابراين نيروهاي ضعيفتر بايد در كار باشند، يكي از اين نيروها كه به راديواكتيويته حكومت مي‌نمايد و مسئول يكپارچه نبودن هسته‌هاي سنگين مي‌باشد را نيروي ضعيف مي‌نامند.

در سال 1967 چند تن از دانشمندان نظريه‌هايي ارائه كردند كه موجب يكپارچگي و وحدت اين قبيل فعل و انفعالات با نيروي الكترومغناطيسي شد. به گفته ايشان سه ذره وجود دارند كه اسپينشان 1 است و حامل نيروهاي ضعيف‌اند. اين ذرات كه به آنها بوزون مي‌گويند شامل W+ W- Z0  مي‌شوند و هر يك جرمي معادل 100 گيگا ولت دارد. اين نظريه مي‌گويد كه اين ذرات كه به ظاهر در انرژي‌هاي پايين به كلي متفاوت به نظر مي‌رسند، در واقع همگي يك نوع ذره را تشكيل مي‌دهند منتها با حالتهاي مختلف و در انرژي هاي بالا همگي رفتاري مشابه انجام مي‌دهند.

4- نيرو يا برهمكنش هسته‌اي قوي: چهارمين نيروي جهان هستي است كه 1000 مرتبه شديدتر از نيروي الكترومغناطيس. 1014 مرتبه شديدتر ازنيروي هسته‌اي ضعيف و بالاخره1040 مرتبه شديدتر از نيروي جاذبه مي‌باشد.

باور عموم بر آن است كه ذره ديگري به نام گلوئون، با اسپين 1، اين نيرو را حمل مي‌‌كند و تنها با خودش و نيز با كوارك ها وارد كنش و واكنش مي‌گردد. نيروي هسته‌اي قوي ويژگي عجيبي دارد به نام تحديد: اين ويژگي ذرات را بگونه‌اي در كنار يكديگر قرار مي‌دهد كه هيچ رنگي‌حاصل نگردد. نمي‌توان يك كوارك تنها را يافت چرا كه به ناچار رنگي است (سرخ، سبز يا آبي). در عوض يك كوارك سرخ بايد با يك «رشته» گلوئون به يك كوارك سبز و يك كوارك آبي متصل گردد (سرخ+سبز+آبي=سفيد). اين مجموعه سه تايي يك پروتون يا يك نوترون بوجود مي‌آورد. امكان ديگر، زوجي مركب از يك كوارك و يك پاد كوارك است (سرخ+ پادسرخ يا سبز+ پاد سبز يا آبي= سفيد) چنين تركيباتي، ذره‌اي به‌نام مزون شكل مي‌دهند كه ناپايدارند زيرا كوارك و پاد كوارك مي‌توانند يكديگر را نابود كنند و الكترون و ذره‌هايي توليد نمايند. به همين سان، خاصيت تحديد مانع از آنست كه يك نوئرون تنها بماند، چرا كه گلوئون ها هم داراي رنگ مي باشند. در عوض مجموعه‌اي از گلوئون‌ها را مي‌توان يافت كه از تركيب رنگهاي آنها، رنگ سفيد حاصل شود. چنين مجموعه‌اي، ذره‌ي ناپايداري تشكيل مي‌دهد كه گلوبال نام دارد.

اينكه خاصيت تحديد مانع از مشاهده يك كوارك يا گلوئون بطور مجزا و منفرد است، ممكن است مثل مفهوم كوارك و گلوئون را تا حدي متافزيزيكي جلوه دهد. اما نيروي هسته‌اي قوي ويژگي ديگري به نام آزادي مجانب‌وار دارد كه مفهوم كوارك و گلوئون را كاملاً تعريف مي‌نمايد. در انرژي‌هاي معمولي، نيروي هسته‌اي قوي، براستي قوي است، و موجب پيوستگي فشرده‌ي كوارك ها به يكديگر مي‌گردد. اما آزمايش با شتابدهنده‌هاي ذره عظيم نشان مي‌دهد كه در انرژي‌هاي بالا نيروي هسته‌اي قوي، بسيار ضعيف مي‌شود و كوارك ها و گلوئون ها كمابيش مثل ذرات آزاد رفتار مي‌كنند.

اين در نوترون و پروتون، كوارك ها را در كنار هم نگه مي‌دارد و در هسته اتم، نوترون ها و پروتونها را دور هم جمع مي‌كند اما تنها چند عنصر مي‌توانند موازنه‌ي حساس بين نيروي قوي (كه قصد دارد هسته را به گرد هم نگه دارد) و نيروي الكتريسيته دافع (كه قصد دارد هسته را از هم متلاشي كند) ابقا نمايند و كمك مي‌كند تا بيان شود كه چرا در طبيعت فقط حدود يكصد عنصر شناخته شده موجود مي‌باشد. فراتر از يكصد پروتون در هسته، حتي نيروي هسته‌اي قوي به سختي بر نيروي الكتريكي دافعه بين اين پروتون ها غلبه مي‌كند.

وقتي كه به هسته‌هايي كه نيروي هسته‌اي ضعيف بر آنها اثر كرده و متزلزلشان كرده نوتروني پرتاب كنيم باعث مي‌شود كه هسته تاب تحمل خود را نداشته باشد و بشكند، در نتيجه مقداري نيروي هسته‌اي قوي ناگهان آزاد مي‌گردد و اثر فاجعه آميزي ايجاد مي‌كند. بطور مثال وقتي كه هسته‌ هاي اورانيم در بمب اتمي شكافته شود، انرژي‌ زيادي كه در هسته ذخيره شده است، به شكل انفجار هسته‌اي رها مي‌شود. اين انرژي آزاد شده توسط نيروي قوي بسيار بيشتر از انفجار شيميايي است كه تحت فرمان نيروي الكترومغناطيس توليد مي‌شود. همين نيرو علت انرژي توليدي در بمب‌هاي هيدروژني را نيز توجيه مي‌كند.

علت پايداري هسته

امروزه به خوبي مي‌دانيم كه الكترون‌ها در مدارهايي مشخصي به دور هسته در حال گردش هستند. اين الكترون‌ها به وسيله‌ي نيروي الكترومغناطيس به هسته‌ي اتم متصل شده‌اند. همچنين مي‌دانيم كه پروتونها ونوترونها در هسته به وسيله‌ي يك نيروي هسته‌اي به هم‌پيوند يافته‌اند. اين نيرو نمي‌تواند يك نيروي الكتريكي باشد زيرا نوترونها داراي بارالكتريكي نيستند. اين نيرو نيز نمي‌تواند نيروي‌جاذبه باشدزيرا جاذبه بين ذرات با چنين جرمهاي كوچك خيلي ضعيف است. به علاوه تجربه نشان داده است كه نيروي هسته‌اي، طبيعتش هر چه باشد داراي يك برد خيلي كوتاه است.

در سال 1935 يك فيزيكدان ژاپني به نام يوكاوا توصيه نمود كه نيروي هسته‌اي از ديدگاه ديگري مورد مطالعه قرار گيرد. وي نظريه‌اي پيشنهاد كرد كه طبق آن در داخل هسته يك ذره‌ي بنيادي وجود دارد كه سريعاً بين پروتون‌ها و نوترونها در حال نوسان است. آنها را به صورت گروه كنار هم نگاه داشته به يكديگر پيوند مي‌دهد. وظيفه‌ي اين ذره‌ي بنيادي، همانند آونگي است كه بين دو شيء در حال نوسان بوده و آنها را به طرف خود جلب مي‌كند.

محاسبات يوكاوا وزن اين ذره‌ي بنيادي و ارتباطي را بيست براير الكترون نشان مي‌داد. نظريه‌ي يوكاوا اگرچه عجيب مي‌نمود مورد توجه فيزيكدانان قرار گرفت و به جستجوي اين ذره‌ي اسرار آميز پرداختند. در سال 1936 دانشمندي در ارتفاعات امريكا به كشف ذره‌اي با جرم 200 برابر الكترون موفق شد و آن را مزوترون ناميد، كه بعداً به اختصار به مزون تبديل شد. ذره‌ي مزون خيلي شبيه به ذره‌اي است‌كه يوكاوا وجودش را پيش‌بيني كرده بود.

پس از جنگ‌جهاني دوم، هنگامي كه دو دانشمند بالوني به طبقات فوقاني اتمسفر جهت بررسي اشعه‌ي كيهاني و عكسبرداري از آن فرستاده بودند، موفق به كشف دو ذره ‌مزون شدند كه يكي را مومزون يا موئون نهادند كه قبلاً كشف‌ شده ‌بود و ديگري را پي‌مزون يا پيون نامگذاري كردند ودرضمن ملاحظه نمودند كه ذره‌ي دوم به تركيب با پروتونها و نوترو‌نها تمايل داشته و همانند ذره‌ي پيش‌بيني شده‌ي يوكاوا عمل مي‌نمايد.

پروتون‌ها با بار الكتريكي مثبت خود در هسته بايد يكديگر را برانند ولي دانشمندان فكر مي‌كنند اين پيونها هستند كه از روي يك پروتون بر روي ديگري پريده و آنها را تبديل به نوترون مي‌نمايند. هنگامي كه پيون يك نوترون را ترك مي‌كند نوترون دوباره به وضع سابق برگشته و تبديل به پروتون مي‌شود.

منبع

فراسوي انيشتين «تئوري ابر ريسمانها» / مؤلف دكتر ميچوكاكو و جنيفر ترينر/ مترجم حميد رضا جودير/ انتشارات ايمان / چاپ اول

تاريخچة زمان/ اثر استيون هاوكينگ/ترجمة محمد رضا محجوب/چاپ نهم/نشر شركت سهامي انتشار /1384

ماده ، انرژي و جهان هستي/اثر دكتر منوچهر بهرون/ انتشارات نشر و پژوهش فروزان روز/ چاپ اول 1375


   + پارسا هوشمند ; ۱٠:٠٤ ‎ق.ظ ; ۱۳۸٦/٦/۱٩
comment نظرات ()