وبلاگ

ساموئل تینگ در سال 1976 جایزه نوبل فیزیک را برای کشف مزون J/psi، که از یک کوارک جذاب و یک آنتی کوارک جذاب تشکیل شده است، به اشتراک گذاشت.

اخیراً، او همکاری‌های بین‌المللی در فیزیک تجربی را در شاتل فضایی دیسکاوری و ایستگاه فضایی بین‌المللی و همچنین در شتاب‌دهنده‌های ایالات متحده، آلمان و سوئیس رهبری کرد.

تینگ استاد فیزیک توماس دادلی کابوت در MIT است. او در دانشگاه میشیگان تحصیل کرد و در سال 1959 مدرک BSE در ریاضیات و فیزیک و در سال 1962 دکترای فیزیک گرفت.

او سخنرانی ممتاز یوجین پی ویگنر را در 17 ژوئن 2021 ارائه کرد و به‌روزرسانی آزمایش طیف‌سنج مغناطیسی آلفا را که در ایستگاه فضایی بین‌المللی در حال انجام است، به اشتراک گذاشت.

1. طیف سنج مغناطیسی آلفا چیست و امیدواریم چه چیزی را از آن تشخیص دهیم؟

طیف‌سنج مغناطیسی آلفا یک طیف‌سنج فیزیکی است که در شتاب‌دهنده‌های بزرگ مانند Fermilab یا CERN استفاده می‌شود، اما این بار از فضا استفاده می‌کند. تکانه، انرژی و دیگر خواص ذرات و هسته های کیهانی را اندازه گیری می کند.

در حدود 100 سال گذشته، ما پرتوهای کیهانی را مطالعه کرده ایم، اما این مطالعات با بالن ها و ماهواره های کوچک انجام شده است. این اولین بار است که یک آشکارساز دقیق، که معمولاً در شتاب دهنده ها استفاده می شود، به فضا پرتاب می شود تا خواص همه پرتوهای کیهانی را درک کند.

مثل این است که اگر با چشم یا با تلسکوپ به یک جسم نگاه کنید، چیزهای مختلفی خواهید دید. ما 10 سال است که در فضا بوده ایم، حدود 180 میلیارد پرتو کیهانی جمع آوری کرده ایم، تا انرژی های تریلیون ها و تریلیون ها الکترون ولت. و تاکنون نتایج بسیار زیادی در مورد خواص عناصر پرتوهای کیهانی و همچنین الکترونها و پادذرات آنها – پوزیترونها – و پروتونها و پادذرات آنها – ضد پروتونها داریم. بنابراین آنها توزیع دارند. سرعت با انرژی تغییر می کند. به لطف دقت، ما توانستیم داده ها را جمع آوری کنیم و نتایج درک ما از فضا را کاملاً تغییر داد.

2. دقیقاً چرا به دنبال ضد ماده هستید؟

اگر بر این باورید که جهان از یک انفجار بزرگ پدید آمده است، پس می‌پرسید که جهان در همان ابتدا خلاء بوده است. بلافاصله پس از انفجار بزرگ، باید مقادیر مساوی ماده و پادماده وجود داشته باشد. در غیر این صورت از خلاء نمی آید. بنابراین اکنون ما پرتوهای کیهانی داریم. ما یک آزمایشگاه در Oak Ridge داریم، ما MIT داریم، و من و شما را داریم. نیمه دیگر کجاست؟ ما می دانیم که نیمه دیگر – ضد ماده – در شتاب دهنده ها وجود دارد زیرا در شتاب دهنده ها نوترون ها، پادنوترون ها، پروتون ها، پادپروتون های یک شتاب دهنده بزرگ، هسته ها و پاد هسته های آنها وجود دارد. این یک سوال نیست. نکته این است که اگر همه این چیزها واقعاً از یک انفجار بزرگ آمده اند، باید پاد ماده سنگین در فضا وجود داشته باشد. در گذشته، مردم نمی‌توانستند به دنبال پادماده بگردند، زیرا ضد ماده دارای بار مخالف ماده است. بنابراین، شما به یک آهنربا نیاز دارید. اگر مثبت باشد، آهنربا باعث خم شدن آن در یک جهت می شود. اگر منفی باشد، در جهت مخالف خم می شود. قرار دادن آهنربا در فضا دشوار است زیرا درست مانند قطب نما مغناطیسی، همیشه به سمت شمال خواهد رفت. ما موفق به حل این مشکل شدیم. آهنربای طیف سنج مغناطیسی آلفا دائمی و بسیار بزرگ است – حدود 1 متر قطر و 1 متر طول. در فضا نمی چرخد. این در واقع یک ترفند بسیار ساده است، اما مردم تا 40 سال بعد آن را کشف نکردند.

3. AMS در دهه اول خود چه چیزی را فاش کرد؟

او آشکار کرد که جریان – سرعت – الکترون‌ها از انرژی بسیار کم به تریلیون‌ها الکترون ولت با پوزیترون‌ها و پروتون‌ها با پادپروتون‌ها متفاوت است.

همچنین تمام هسته های پرتوهای کیهانی در جدول تناوبی رفتاری کاملا غیرمنتظره دارند. پرتوهای کیهانی دو دسته دارند: پرتوهای کیهانی اولیه و پرتوهای کیهانی ثانویه. پرتوهای اولیه کیهانی مانند هلیوم، کربن و اکسیژن مستقیماً از همجوشی هسته ای می آیند و سپس توسط ابرنواخترها شتاب می گیرند. وابستگی سختی پرتوهای اولیه کیهانی – سختی یعنی تکانه تقسیم بر بار – دقیقاً یکسان است. پرتوهای کیهانی ثانویه پرتوهای کیهانی اولیه هستند که به محیط بین ستاره ای مانند لیتیوم، بریلیم و بور برخورد می کنند. بطور غیر منتظره، وابستگی سختی آنها نیز دقیقاً یکسان است، اما با پرتوهای کیهانی اولیه متفاوت است.

هیچ یک از نتایج ما توسط هیچ نظریه ای پیش بینی نشده است. شما می توانید پارامترهای تئوری را طوری تنظیم کنید که با یکی از اندازه گیری ها مطابقت داشته باشد، اما همان پارامتر نمی تواند با اندازه گیری های دیگر مطابقت داشته باشد. ما به اول برگشتیم

4. چرا صحبت با افراد در آزمایشگاه ملی اوک ریج برای شما مهم بود؟

وقتی از دانشگاه میشیگان فارغ التحصیل شدم، اولین چیزی که دریافت کردم اخطاریه ای از کمیته استخدام بود. سپس برای گرفتن یک آزمون فیزیکی رفتم و به عنوان یک A-1 آماده برای سربازی طبقه بندی شدم.

در سال 1959 بود. در همان زمان در دپارتمان فیزیک دانشگاه میشیگان دیدم که پیامی از طرف اوک ریج به نمایندگی از کمیسیون انرژی اتمی وجود دارد. یک مسابقه ملی برای انتخاب دانش آموزانی که در ریاضیات، فیزیک و زیست شناسی خوب بودند، برگزار شد. دلیلش این است که در آن روزها آنها در حال رقابت با شوروی بودند که به تازگی اسپوتنیک را راه اندازی کرده بودند. آنها می خواستند عقب بیفتند و مردم را تشویق کنند که وارد مسابقه شوند.

بنابراین من به مسابقه رفتم و انتخاب شدم. پس از انتخاب، می توانید به هر مدرسه تحصیلات تکمیلی بروید و کمیسیون انرژی اتمی، از طریق Oak Ridge، شهریه و 2000 دلار در سال را برای شما پرداخت می کند. به خاطر داشته باشید که در سال 1959 این مقدار برای رفتن به مدرسه عالی کافی بود.

بنابراین، من به اوک ریج نامه نوشتم و گفتم که نمی توانم این بورسیه تحصیلی AEC را بپذیرم، زیرا من در خدمت سربازی هستم. فکر می کنم فردی در اوک ریج با فردی در واشنگتن تماس گرفت و گفت که نباید من را بسیج کند.

به همین دلیل به ویتنام نرفتم.

بعد از گرفتن مدرک، اولین پیشنهادی که دریافت کردم از لیورمور بود. یادم می‌آید سالانه 30000 دلار بود – حقوق بسیار بالایی در آن زمان. اما یک شرط وجود داشت: من نتوانستم کارم را منتشر کنم. سپس پیشنهاد دومی را از دانشگاه کلمبیا به عنوان مدرس دریافت کردم. 7500 دلار در سال بود. بنابراین به کلمبیا و بعداً به MIT رفتم.