دانلود تحقیق آنالیز نظریه سی پی اچ

مقدمه
در آغاز قرن بیستم تحول عظیمی در فیزیک ایجاد شد. از یکطرف ثابت بودن سرعت نور در تمام دستگاه های مختصات، فیزیکدانان را وادار به پذیرش نظریه نسبیت می کند. یعنی پذیرفتن اتساع زمان و انقباض مکان. همچنین با مقاله فوتوالکتریک انیشتین مکانیک کوانتوم متولد می شود. بعضی ها هم اعتقاد دارند تاریخ پیدایش مکانیک کوانتوم با نظریه ماکس پلانک در مورد تابش جسم سیاه می باشد.
نگاه مکانیک کوانتوم به هستی بگونه ای است که کمیتهای هستی را بصورت گسسته در نظر می گیرد. کسانی که به مکانیک کوانتوم عادت کرده اند بخوبی می دانند که ما برای بررسی ساختار زیر اتمی راهی بجز مدل سازی ریاضی نداریم. بنابراین مجبوریم که در آنجا مدل های ریاضی ارائه دهیم. اشکال این مدلها در این است که از شهودی بودن پدیده ها می کاهند و بر ابهامات پدیده ها می افزاید.
یکی از موارد بسیار مهم فیزیک اتحاد چهار نیروی بنیادی طبیعت یعنی نیروی هسته ای قوی، نیروی هسته ای ضعیف، نیروی الکترومعناطیسی و نیروی گرانش است. دیراک قضیه ای را ثابت می کند که طبق آن اتحاد نیروها امکان پذیر نمی باشد. اما نظریه های جدید از جمله نظریه ابر ریسمانها در تلاش هستند که اتحاد نیروها را توجیه کنند.
نظریه سی. پی. اچ. دو هدف اصولی را پیگیری می کند، یکی شهودی کردن فیزیک است که نه تنها مکانیک کوانتوم، بلکه نسبیت و حتی نظریه ی هیگیز نیز چندان شهودی نیستند. و هدف دوم فزاهم آوردن زمینه ی اتحاد نیروها است. افزون بر آن ما می توانیم با هم ارز سازی نیرو و انرژی وحدتی در فیزیک ایجاد کنیم. برای شهودی کردن فیزیک، بهترین روشی که بنظر می رسد، توجیه پدیده های فیزیک مدرن است. بهمین دلیل برخی از پدیده های فیزیک را با توجه به نظریه سی. پی. اچ. توجیه خواهیم کرد.

جرم نسبیتی
همچنانکه می دانیم در مکانیک کلاسیک جرم ثابت فرض شده، اما در نسبیت جرم متغییر است. لذا قانون دوم نیوتن بصورت زیر تصحیح شد.

بنابر این جرم تابع سرعت است و با افزایش سرعت، جرم نیز افزایش می یابد. رابطه ی بالا نشان می دهد که با ثابت بودن سرعت، جرم نیز ثابت باقی می ماند. برای افزایش سرعت، الزاماً بایستی به جسم نیرو وارد شود تا متناسب با نیروی وارد شده، جسم شتاب بگیرد تا سرعت آن تغییر کند.
اما به چه طریقی می توان به یک جسم- ذره نیرو وارد کرد؟
چند مورد بسیار مهم اعمال نیرو بر جسم را مورد بررسی قرار می دهیم، و همه را با توجه به نظریه سی. پی. اچ. بررسی می کنیم. اما قبل از بررسی آن باید توجه داشت که یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل شده است. از طرف دیگر با توجه به هم ارزی جرم و انرژی و تولید و واپاشی زوج ماده و پاد ماده این نتیجه گرفته می شود که همه چیز از سی. پی. اچ. شکل می گیرد. به شکل زیر توجه کنید.
همچنانکه در شکل زیر نشان داده شده است، یک سی. پی. اچ. دارای دو نوع انرژی است، یکی انرژی انتقالی و دیگری انرژی دورانی.

لذا انرژی جنبشی یک فوتون ناشی از انرژی جنبشی سی. پی. اچ. هایی است که در ساختمان آن وجود دارند. یعنی
Ephoton=nmc2
که در آن n تعداد سی. پی. اچ. های موجود در ساختمان فوتون است.
تغییر جرم در میدان گرانشی
همانطور که در فصل سه بیان شد، گرانش یک جریان دائمی از تبادل گراویتونها (بار – رنگ و مغناطیس – رنگ) بین همه ی اجسام است. حال گلوله ای را در نظر بگیرید که روی زمین ساکن است. بنابر قانون سوم نیوتن یک نیروی عمل و عکس العمل بین گلوله و زمین اعمال می شود:
Fe=-Fs
Fe , Fs
به ترتیب نیرویی که گلوله به زمین وارد می کند و نیرویی که زمین به گلوله وارد می کند. در واقع یک گراویتون (بار – رنگ) از طرف زمین وارد ساختمان گلوله می شود. فرض کنیم علامت بار – رنگ مزبور مثبت است. بنابراین یک ذره ی الکتریکی با بار الکتریکی مثبت به نزدیکرین اتم موجود در گوله وارد می شود. به علت مثبت بودن، جذب نزدیکترین الکترون می شود. ورود بار – رنگ مثبت به ساختمان الکترون، به دلیل کوچکی مقدار بار الکتریکی بار – رنگ نسبت به بار الکتریکی الکترون، قادر به خنثی کردن بار الکتریکی الکترون نیست. ساختمان الکترون طوری است که باید مقدار بار الکتریکی پایه خود را حفظ کند. لذا پس از دریافت بار-رنگ که علامت آن نیز مثبت است، بار – رنگ ورودی را پرتاب می کند. بار – رنگ مزبور به دلیل علامت مثبتی که دارد، الکترون را به دنبال خود می کشد و کشش الکترون به سایر ذرات داخل اتم و از طریق آنها به سایر اتمها منتقل شده و بدین ترتیب گلوله بسمت زمین کشیده می شود. در زمین با دریافت بار – رنگ مزبور نیز عمل مشابهی انجام می شود و زمین نیز بطرف گلوله کشیده می شود. در این حالت (که گلوله و زمین در تماس هستند) تبادل گراویتونها در حالت تعادل قرار دارد. یعنی تعداد سی. پی. اچ. های ورودی و خروجی به گلوله (و همینطور زمین) برابر است.
پرتابه در میدان گرانشی
حال گلوله را از روی زمین برداشته و بطرف بالا پرتاب می کنیم. در واقع با پرتاب گلوله بسمت بالا مقداری انرژی از طریق دست ما به ساختمان گلوله وارد می شود. همانطور که قبلاً گفته شد، انرژی از سی. پی. اچ. ها (بار – رنگ و مغناطیس –رنگ) تشکیل شده است که سرعت آنها بیشتر از سرعت نور است. با انتقال این سی. پی. اچ. ها به ساختمان گلوله، اندازه ی حرکت آنها با اندازه حرکت گلوله جمع شده و موجب می گردد که گلوله با انرژی جنبشی بسمت بالا حرکت کند.