#مبانی_ذرات‌بنیادی

پرسش‌های باز در فیزیک ذرات پس از کشف بوزون هیگز
کشف بوزون هیگز (Higgs boson) در برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ (LHC) در سرن (CERN)، مدل استاندارد فیزیک ذرات را یک گام مهم به سمت کامل‌شدن پیش برد. با این حال، این کشف پایان راه نبود و امروزه فیزیکدانان ذرات بر دو مسئله‌ی اساسی تمرکز دارند.
نخست، بررسی انحرافات کوچک میان پیش‌بینی‌های مدل استاندارد و داده‌های تجربی با هدف گسترش این مدل به نظریه‌ای کامل‌تر. از جمله‌ی این موارد می‌توان به ناهنجاری ثابت ژیرو‌مغناطیسی میوئون، تنش مشاهده‌شده در جرم ذره‌ی W، و اختلاف‌های موجود در واپاشی‌های مختلف مزون‌های B میان پیش‌بینی‌های نظری و نتایج آزمایش اشاره کرد. توضیح این ناهنجاری‌ها در قالب نظریه‌هایی فراتر از مدل استاندارد، می‌تواند سرنخ‌هایی از فیزیک جدید و حتی نامزدی مناسب برای ماده‌ی تاریک ارائه دهد.
مسئله‌ی دوم، درک عمیق‌تر دینامیک خود مدل استاندارد از طریق مطالعه‌ی پدیده‌هایی است که هنوز توضیح دقیقی ندارند. یکی از مهم‌ترین این حوزه‌ها، بررسی ساختار درونی هادرون‌هاست؛ به‌گونه‌ای که ویژگی‌هایی مانند جرم، بار الکتریکی، اسپین و سایر مشخصات فیزیکی آن‌ها بر اساس اجزای تشکیل‌دهنده‌شان تبیین شود.
در این مسیر، پدیده‌های مرتبط با برهم‌کنش قوی و به‌ویژه محبوس‌شدگی (Confinement) نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. می‌دانیم که درجات آزادی بنیادی نظریه‌ی کرومودینامیک کوانتومی (QCD)، یعنی کوارک‌ها و گلوئون‌ها، به‌دلیل محبوس‌شدگی هرگز به‌صورت ذرات آزاد مشاهده نمی‌شوند و تنها در قالب هادرون‌ها قابل مطالعه‌اند.
علاوه بر این، منشأ جرم هادرون‌ها ارتباط مستقیمی با دینامیک QCD دارد. سهم شکست تقارن الکتروضعیف از طریق مکانیزم هیگز تنها چند درصد از جرم هادرون‌ها را توضیح می‌دهد. در واقع، مکانیزم هیگز مسئول بخش کوچکی از جرم مرئی جهان است. بخش عمده‌ی این جرم از انرژی برهم‌کنش‌های قوی میان کوارک‌ها و گلوئون‌ها، و همچنین برهم‌کنش آن‌ها با خلأ QCD ناشی می‌شود؛ انرژی‌ای که تقریباً تمام جرم هادرون‌ها را تشکیل می‌دهد.
توصیف دقیق این پدیده‌ها و روشن‌کردن منشأ ویژگی‌های فیزیکی هادرون‌ها، از اهداف اصلی فیزیک هادرونی به‌شمار می‌آید.

آیا ممکن است ذره‌ای که بیش از صد سال است می‌شناسیم، هنوز برایمان معما داشته باشد؟
پروتون دقیقاً چنین وضعیتی دارد. ذره‌ای آشنا، اما با ساختاری که هنوز به‌طور کامل درک نشده است.

پروتون در سال ۱۹۱۹ توسط ارنست رادرفورد کشف شد و در سال ۱۹۲۷ مقدار اسپین کل آن به‌طور تجربی تأیید گردید. با این حال، نخستین شکاف جدی در تصویر ساده‌ی پروتون در سال ۱۹۳۳ پدیدار شد. زمانی که اندازه‌گیری گشتاور مغناطیسی آن نتیجه‌ای کاملاً غیرمنتظره نشان داد. مقدار به‌دست‌آمده به‌مراتب بزرگ‌تر از چیزی بود که برای یک فرمیون نقطه‌مانند انتظار می‌رفت.
این اختلاف، یک نشانه‌ی تجربی ساده اما تعیین‌کننده بود: پروتون یک ذره‌ی بنیادی نیست، بلکه ساختاری درونی و پیچیده دارد.

همین کشف، آغاز راهی بود که امروز به پرسش‌هایی عمیق‌تر ختم شده است، از جمله این‌که توزیع اجزای سازنده‌ی پروتون به چه صورت است و یا اینکه هر کدام از اجزای آن چه نقش و چه سهمی در اسپین کل آن دارند؟


لینک زیر، مقاله‌ی رادرفورد در سال ۱۹۱۹ است. پژوهشی که او با برخورد ذرات آلفا به نیتروژن، ناخواسته به کشف پروتون رسید:
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786440608635919

Probing Curved Spacetime with a Distributed Atomic Processor Clock | PRX Quantum
https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/q188-b1cr

ابررسانایی رنگی کوارک‌ها و پایداری ستاره‌های نوترونی پرجرم

ستاره‌های نوترونی از متراکم‌ترین مواد شناخته‌شده در کیهان به شمار می‌روند. به بیانی می‌توان گفت، چگالی آن‌ها معادل فشرده‌سازی حدود ۱۰۰٬۰۰۰ برج ایفل در حجم یک سانتی‌متر مکعب است. در چنین شرایط افراطی، حالات غیرمعمول ماده از جمله ماده‌ی کوارکی، جایی که کوارک‌ها می‌توانند آزاد شوند، ممکن است شکل بگیرند.
در پژوهشی جدید که در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شده است، پیشنهاد می‌شود که راز پایداری ستاره‌های نوترونی بسیار سنگین ممکن است در حالتی عجیب از ماده پنهان شده باشد: ابررسانایی رنگی کوارک‌ها.
در چگالی‌های فوق‌العاده بالا و دماهای بسیار پایین، کوارک‌ها می‌توانند جفت شوند و رفتاری شبیه ابررساناها از خود نشان دهند، اما این‌بار برای نیروی قوی.
این حالت می‌تواند فشار و خواص ماده را به‌گونه‌ای تغییر دهد که ستاره‌هایی با بیش از دو برابر جرم خورشید، بدون فروپاشی به سیاه‌چاله، پایدار بمانند.

لینک خبر:
https://phys.org/news/2025-12-superconducting-quark-stability-massive-neutron.html

اخبار برگزیده فیزیک در سال ۲۰۲۵

اخبار انجمن فیزیک ایران

جشن‌های یک‌صدمین سال مکانیک کوانتومی نقطه تمرکز اصلی ما در سال ۲۰۲۵ بود، اما امسال پیشرفت‌های مهمی را در همه شاخه‌های فیزیک به همراه داشت. رصدخانه‌های جدید چشم‌اندازهای تازه‌ای از جهان تاریک به ما عرضه داشته‌اند، رایانه‌های کوانتومی گامی دیگر به انجام وظایف کاربردی نزدیک شده‌اند، و آشکارسازهای ...

@psinews

مطالعه‌ی بیشتر در سایت انجمن فیزیک

آملیا فرانک، فیزیک‌دانی که تاریخ او را کمتر به یاد آورده است.

آملیا ز. فرانک (Amelia Z. Frank) فیزیک‌دان آمریکایی اوایل قرن بیستم بود که در شکل‌گیری مفاهیم اولیه‌ی مغناطیس کوانتومی و نظریه میدان کریستالی نقش داشت. او بخشی از پژوهش‌های دکترای خود را در مجله‌ی Physical Review منتشر کرد و نتایج کارش بعدها در سخنرانی نوبل استادش، جان وان ولاک (John H. Van Vleck)، مورد اشاره قرار گرفت.

با وجود این دستاوردها، فرانک به‌دلیل محدودیت‌های اجتماعی مسیر علمی کوتاه و دشواری داشت. او در ۳۱ سالگی درگذشت و نامش تا حد زیادی از روایت‌های رسمی تاریخ فیزیک کنار ماند. بازخوانی زندگی او یادآور سهم مهم دانشمندانی است که علم مدرن بر پایه‌ی تلاش‌های کمتر دیده‌شده‌ی آنان شکل گرفته است.
https://phys.org/news/2025-12-amelia-frank-life-forgotten-physicist.html

چگونه از هوش مصنوعی بدون از دست دادن قدرت تفکر استفاده کنیم؟


سائول پرلموتر (Saul Perlmutter) فیزیکدان برنده جایزه نوبل توصیه‌های جالبی درباره استفاده از هوش مصنوعی دارد.

در علم روز بخوانید:
https://sciencetoday.ir/how-to-use-ai-without-losing-critical-thinking-leading-physicist/

@sciencetodaymag

پنجاه و پنجمین وبینار شاخه ذرات و میدان‌ها - هفدهم دی‌ماه

اخبار انجمن فیزیک ایران

پنجاه و پنجمین وبینار شاخه ذرات و میدان‌های انجمن فیزیک ایران توسط دکتر مجتبی محمدی نجف آبادی از پژوهشگاه دانشهای بنیادی با عنوان « نتایج اندازه‌گیری‌های بوزون هیگز مدل استاندارد و جستجوی بوزون‌های هیگز جدید در برخورددهنده بزرگ هادرونی » در روز چهارشنبه هفدهم دی‌ماه ساعت هفده برگزار خواهد شد. ...

@psinews

مطالعه‌ی بیشتر در سایت انجمن فیزیک

🌍🔖سلسله وبینارهای آنلاین آموزشی مدرسه “سایکت” در سال کوانتوم

📌موضوع وبینار ۵۷: "مکانیک کوانتومی بدون جایگزیده‌گی اکید"

🎤سخنران:
🔸دکتر جواد کاظمی
-دکتری فیزیک ذرات بنیادی و نظریه میدان‌ها از دانشگاه شهیدبهشتی
- پژوهشگر در آزمایشگاه اپتیک و فوتونیک دانشگاه قم

🗓زمان برگزاری:
دوشنبه ۱۵ دی‌ماه ۱۴۰۴ ساعت ۱۷ تا ۱۹

📣مخاطبین رویداد:
✅دانشجویان، فارغ التحصیلان، اساتید علوم پایه و سایر علاقه‌مندان به کسب دانش در این حوزه

🔗برای ثبت نام وارد لینک زیر شوید:
https://B2n.ir/zu6853
〰️〰️〰️〰️〰️〰️〰️〰️
⭐️@Psiket_Admin | instagram | Telegram | Linkedin

SCHOOL OF PARTICLES AND ACCELERATORS

Journal Club: Experiment & Phenomenology – Hybrid Format
What Can Quantum Correlations Reveal About the Physics of Top Quarks?

Dr. Saeed Haddadi - School of Particles and Accelerators, IPM


5 JAN 2026
11:00 - 12:00

Abstract:

The top quark, as the heaviest known elementary particle, occupies a unique position in the Standard Model and plays a central role in probing fundamental interactions at the electroweak scale. Owing to its extremely short lifetime, the top quark decays before hadronization, allowing its spin information and correlation patterns to be directly transferred to its decay products. This feature makes top-antitop systems an exceptional laboratory for investigating quantum correlations in high-energy processes. In this talk, I explore what quantum correlations can reveal about the underlying physics of top quarks. I discuss how these correlations emerge in top-quark pair production, and how they can be quantified using tools from quantum information theory. I also highlight recent theoretical and experimental advances in accessing quantum correlations at collider experiments, especially at the LHC.

Based on:
https://doi.org/10.1007/JHEP11(2025)005


Meeting Place:
Seminar Room, School of Particles and Accelerators, IPM

Link to Join Virtually:
https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/journal-club

Link: https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/journal-club

Two body nonleptonic decays of Ωb → Ωc beyond tree level
Z. Neishabouri, K. Azizi, and H. R. Moshfegh

https://arxiv.org/abs/2601.00657

هفتمین جلسه از سلسله وبینارهای فیزیک ریاضی - بیست و چهارم دی

اخبار انجمن فیزیک ایران

هفتمین وبینار فیزیک ریاضی به یک سخنرانی تخصصی اختصاص خواهد داشت. دکتر حمیده رحمتی از سخنرانی خود را با عنوان « رویکردهاي جبرلی در حل سیستم‌هاي کوانتومی چندذره‌اي » در روز چهارشنبه بیست و چهارم دی ساعت هفده به سمع و نظر علاقمندان خواهند رساند. درچکیده این سخنرانی آمده است: غالب روش‌هاي تحلیلی متعارف ...

@psinews

مطالعه‌ی بیشتر در سایت انجمن فیزیک

Duality and Axion Wormholes

Edward Witten

https://arxiv.org/abs/2601.01587

مقاله‌ای خواندنی از پسکین که امروز بر روی آرکایو قرار گرفته است:

The Future of Higgs Boson Physics
Michael E. Peskin

https://arxiv.org/abs/2601.02729

SCHOOL OF PARTICLES AND ACCELERATORS

Wednesday Weekly Seminar - Hybrid Format
Improved Constraints on Pion Fragmentation Functions from Simulated Electron-Ion Collider Data

Dr. Majid Azizi - School of Particles and Accelerators, IPM


7 JAN 2026
11:00 - 12:00

Abstract:

I present a quantitative study of how future Electron–Ion Collider (EIC) semi-inclusive DIS (SIDIS) measurements can improve the determination of parton-to-pion fragmentation functions. Using an NLO pQCD framework with a neural-network parametrization and Monte Carlo uncertainty propagation, we perform two global fits: (i) existing SIA and SIDIS data (HERMES and COMPASS), and (ii) the same dataset augmented by EIC SIDIS pseudo-data at. The pseudo-data are generated consistently within the same NLO collinear-factorization framework, with realistic statistical and correlated systematic uncertainties. We find that including EIC pseudo-data leads to a substantial reduction of fragmentation-function uncertainties, most notably at medium-to-large z, with particularly strong gains for selected light-quark channels and a clear improvement for the gluon fragmentation function.


Indico Link:
https://indico.hep.ipm.ir/e/M.Azizi1

Meeting Place:
Seminar Room, School of Particles and Accelerators, IPM

Link to Join Virtually:
https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/weekly-seminar

Link: https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/weekly-seminar