اقتصاد دانش بنیان

کشف فرایندی که هشت برابر بیش از همجوشی هسته  ای انرژی تولید می  کند

در سال هاي اخير دانشمندان با اميد به ساخت يک رآکتور توليد انرژي پاک و تقريبا نامحدود تلاش  هاي زيادي در راستاي به کارگيري فناوري همجوشي هسته  اي کرده و گام  هاي بزرگي در اين زمينه برداشته  اند. اما اکنون گروهي از محققين فرايند زيراتمي جديدي را کشف کرده  اند که ميزان انرژي آزاد شده آن هشت برابر همجوشي هسته اي است.
دانشمندان دريافته  اند که انواع خاصي از ذرات بنيادي که به عنوان کوارک  ها شناخته مي  شوند، مي  توانند در برهمکنشي انفجاري و قدرتمند به هم متصل شوند که انرژي حاصل از آن تا هشت برابر بيشتر از انرژي آزاد شده از فرايندهايي است که در قلب بمب  هاي هيدروژني رخ مي  دهد.
کوارک چيست؟
همان  طور که گفته شد منبع اين انرژي نويافته از گداخت ذرات زيراتمي به نام کوارک سرچشمه مي گيرد. اما اين ذرات که شايد نقش مهمي در آينده انرژي جهان ايفا کنند، درواقع چه هستند؟ در محافل علمي تا مدت زيادي تصور بر اين بود که پروتون  ها و نوترون  ها ذرات بنيادي هستند و بنابراين گمان مي رفت مثل الکترون ديگر قابل تقسيم و داراي يک ساختار داخلي نباشند. امروزه اما دانشمندان دريافته  اند که نوکلئون  ها يا به عبارت ديگر پروتون  ها و نوترون  ها خود از ذرات کوچکتري ساخته شده اند که کوارک ناميده مي شوند. کوارک  ها نوکلئون  ها را مي سازند و آن  ها به يکديگر متصل شده، هسته اتم  ها را به وجود مي آورند.
اگر روابط و نسبت  ها در اتم  ها و ساختارهاي سازنده آن که در مقايسه با کوارک  ها بزرگ هستند، مهم و چشم گير است، اين روابط در کوارک  هاي کوچک مهم تر هستند. مثلا کوارک  ها هيچ گاه به تنهايي نقشي را به عهده ندارند، بلکه هميشه در گروه  هاي دو و سه تايي هستند. ذراتي که از دو کوارک تشکيل مي شوند، مزون نام دارند. ذراتي را که سه کوارک دارند، باريون مي نامند. ذرات متشکل از دو کوارک يا به عبارت ديگر مزون  ها، ممکن است، ولي اين ذرات پايدار نيستند. برعکس گروه  هاي سه تايي يا به زبان ديگر پروتون  ها و نوترون  ها ساختارهايي بسيار پايدار هستند. انسان کره زمين و در واقع کهکشان راه شيري عملا از سه سنگ بناي اوليه ايجاد شده اند که عبارت از کوارک  هاي U، کوارک  هاي D و الکترون  ها هستند. تا به حال شش نوع کوارک متفاوت شناسايي شده  است. دانشمندان اين گروه  ها را «طعم» نيز مي  نامند که عبارتند از: بالا (U)، پايين (D)، عجيب (S)، افسون (C)، فوقاني (T) و زيرين (B) (دو مورد آخر گاهي حقيقت و زيبايي نيز ناميده مي  شوند.) همان  طور که گفته شد از ميان اين طعم  ها دسته هاي سه  تايي از کوارک  هاي بالا و پايين که جزو سبک  ترين و معمولي ترين کوارک  ها محسوب مي شوند، تشکيل  دهنده پروتون  ها و نوترون  هاي مواد عادي  اي هستند که اطراف ما را فرا گرفته اند و در ساختار مواد پايدار معمولي نقش مهمي دارند.

واکنشي فوق  انرژي  زا
اين تيم تحقيقاتي با توجه به نتايج حاصل از پژوهش  هاي پيشين که نشان مي  داد ترکيب کوارک  ها فرايندي بسيار انرژي  زاست، مطالعات خود را دراين زمينه ادامه داد. آن  ها اتم  ها را در برخورددهنده هادروني بزرگ (Large Hadron Collider) با سرعت بالا به سمت هم گسيل کرده  اند تا کوارک  هاي آن  ها از يکديگر جدا شوند. کوارک  ها پس از جدا شدن دوباره تمايل به تشکيل پيوندهاي جديد دارند که منجر به ايجاد ذرات باريون مي  شود. محققان سپس با تمرکز بر کوارک زيرين که سنگين  تر از ديگر طعم هاست، دريافتند که باريون  هاي حاصل از اين فرايند توانايي توليد 138مگاالکترون - ولت انرژي خالص را دارند که هشت برابر بيشتر از انرژي توليدشده در همجوشي هسته  اي است.

ترس از تکرار يک تجربه تلخ
در حالي که نتايج اين پروژه همراه با جزئيات آن در نشريه Nature منتشر شده است، اعضاي آن اعلام کردند که انرژي حاصل از اين فرايند به حدي زياد است که ممکن است مورد سوءاستفاده قرار گيرد، به همين خاطر آن  ها در ابتدا نسبت به رسانه  اي کردن نتايج اين کشف جديد ترديد داشته  اند. در نهايت علي  رغم اين ترس  ها و ترديد  ها، آن  ها با اشاره به کاربردهاي مهم و امن اين کشف در آينده انرژي جهان، تاکيد کرده  اند که با طراحي و توسعه ابزارهاي لازم مي  توان از اين روش براي توليد انرژي پاک و نامحدود بهره برد.

منبع: مجله دانش بنیان