فیزیک مدرن

اگر لذت کشف عمیق جهان را بفهمی اولین گزینه تو فیزیک خواهد بود

شنبه 20 بهمن 1386

جملات با حال

نویسنده: مصطفی.ن   طبقه بندی: عمومی، 

سلام دوستان عزیز.

امروز  می خوام به قول یکی از دوستان چند تا آبمیوه برای روحتون بزارم. بخونید و لذت ببیرید و به جان ما دعا کنید

 

گزیده ای از صحبت های آلبرت انیشتین و پروفسور حسابی:

استاد من افتخار می كنم كه شاگرد شما هستم، آخرین شاگردی كه در قید حیات است.

_ نه اشتباه می كنی ، من باید به تو افتخار كنم.

_ چرا؟

_زمانی كه تو در كشورت بوعلی سینا را داشتی مردم من یك زندگی بدوی داشتند.

8888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

در سال 1919  پسر 9 ساله ی اینشتین از او می پرسد: بابا چرا اینقدر معروف شدی؟

انیشتین اول خندید و بعد خیلی جدی گفت: ببین پسرم، یك حشره ی كور وقتی در سطح یك كره به جلو می خزد متوجه نمی شود مسیرش منحنی است خوشبختانه من متوجه شدم.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

 آلبرت انیشتین و اصل عدم قطعیت:

شما به آفریننده ی تاس معتقدید و من به حاكمیت كامل قانون در جهانی كه به طور عینی وجود دارد.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

اصیل ترین نیروی محركه تحقیقات علمی بشر ، تفسیر مذهبی كیهان است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

كل شناخت واقیت از تجربه آغاز می شود و به تجربه می رسد.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

ارزش حقیقی بشر در مرتبه اول به میزان و نحوه رهایی او از خودبستگی است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

چیزی كه من دوست ندارم نگرش خام اثبات گرایانه است كه از نظر من پایه و اساس ندارد و به همان اصل بركلی می رسد كه «هستی پندار من»

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

فیزیك تماشای بیرون جهان نیست، سلوك در ژرفای جهان است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

توماس ادیسون:

نبوغ یک درصد الهام و نود و نه درصد عرق ریختن است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ساموئل جانسون:

انسان كوشا همیشه زمانی برای فراغت خود می یابد ولی یك تنبل هرگز.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ارشمیدس:

جایی برای ایستادن به من بده تا زمین را به حركت در آورم.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

من از اینكه جهان را از روی شا نه های نیوتون ببینم خوشحالم.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ناشناس:

شخص نادان یك درخت را همانگونه نمی بیند كه یك دانا میبیند.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

نیوتون:

اگر دورتر ها را دیده ام با ایستادن بر روی شانه های بزرگان میسر شده است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

رابرت برونینگ:

اندیشه های بزرگ است كه مایه بزرگی است نه كارهای بزرگ.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ماكسوئل مالتز:

انسان شبیه دوچرخه است، تعادل دوچرخه تا زمانی است كه در جهتی حركت و پیشرفت داشته باشد.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

درك نشدنی ترین مطلب در مورد عالم هستی و طبیعت این است كه درك شدنی است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آناتول فرانتس:

علم و دانش كلیدی است كه تمام درها با آن باز می شود.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ناپلئون:

برای انجام هر كاری فكر کنید، اما زمانی  كه در مرحله عمل قرار گرفتید اندیشیدن را متوقف كرده و پیش بروید.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

هرمان هسه:

نوشتن نیكوست و تفكر نیكوتر.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ریچارد فاینمن:

فیزیك عشق بازی با جان جهان است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ریچارد فاینمن:

اتاق های زیادی در طبقه پایین است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

اگر لذت كشف عمیق جهان را بفهمی،اولین گزینه تو فیزیك خواهد بود.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

آلبرت انیشتین:

شادی مشاهده و ادراك، زیباترین هدیه طبیعت است.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

ناشناس:

فیزیك فرصت شناور شدن در ژرفای ذرات تا كرانه های ناپیدای كرات است، لذت این سفر را از دست ندهیم.

888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

 و بالاخره جمله ای از خودم:

زندگی خالی نیست،سیب هست، ایمان هست. نازنین نگاری هست.

دوشنبه 8 بهمن 1386

انرژی هسته ای از معدن تا نیروگاه

نویسنده: مصطفی.ن   طبقه بندی: هسته ای، 

به مناسبت ارسال آخرین محموله ی سوخت  نیروگاه بوشهر از طرف روسیه  این مقاله رو گذاشتم و برای جلوگیری از بروز سوء تفاهم های احتمالی باید بگم که منبع این مقاله رو متاسفانه ندارم  ولی به دلیل اهمیت و جامعیت این مقاله از هر نظر دلم نیومد از این مقاله بگذرم پس از قرار دادن لینک مقاله در وبلاگ خود داری کردم و به جاش خود مقاله رو گذاشتم.)البته لینکش رو هم نداشتم که بزارم.)

انرژی هسته ای از معدن تا نیروگاه

استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق روشی پیچیده اما كارامد برای تامین انرژی مورد نیاز بشر است. به طور كلی برای بهره‌برداری از انرژی هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای، از عنصر اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت در راكتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود كه ماحصل عملكرد نیروگاه، انرژی الكتریسته است. عنصر اورانیوم كه از معادن استخراج می‌شود به صورت طبیعی در راكتورهای نیروگاه‌ها قابل استفاده نیست و به همین منظور باید آن را به روشهای مختلف به شرایط ایده آل برای قرار گرفتن درون راكتور آماده كرد. اورانیوم یكی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است كه نماد آن  Uو عدد اتمی آن  ۹۲است. این عنصر دارای دمای ذوب 1450درجه سانتیگراد بوده و به رنگ سفید مایل به نقره‌ای، سنگین، فلزی و رادیواكتیو است و به رغم تصور عام، فراوانی آن در طبیعت حتی از عناصری از قبیل جیوه، طلا و نقره نیز بیشتر است.

عنصر اورانیوم در طبیعت دارای ایزوتوپهای مختلف از جمله دو ایزوتوپ مهم و پایدار اورانیوم  ۲۳۵و اورانیوم  ۲۳۸است. اورانیوم  ۲۳۵مهمترین ماده مورد نیاز راكتورهای هسته‌ای(برای شكافته شدن و تولید انرژی) است اما مشكل كار اینجاست كه اورانیوم استخراج شده از معدن تركیبی از ایزوتوپهای  ۲۳۸و  ۲۳۵بوده كه در این میان سهم ایزوتوپ  ۲۳۵بسیار اندك(حدود  ۰/۷درصد) است و به همین علت باید برای تهیه سوخت راكتورهای هسته‌ای به روشهای مختلف درصد اوانیوم  ۲۳۵را در مقایسه با اورانیوم  ۲۳۸بالا برده و بسته به نوع راكتور هسته‌ای به  ۲تا  ۵درصد رساند و به اصطلاح اورانیوم را غنی‌سازی كرد.

درون راكتورهای هسته‌ای، هسته اورانیوم  ۲۳۵به صورت كنترل شده شكسته شده كه در این فرایند مقداری جرم به انرژی تبدیل می‌شود. همین انرژی سبب ایجاد حرارت(اغلب از این حرارت برای تبخیر آب استفاده می‌شود) و در نتیجه چرخیدن توربینها و در نهایت چرخیدن ژنراتورهای نیروگاه و تولید برق می‌شود.

در نیروگاه‌های غیر هسته‌ای، از سوزاندن سوختهای فسیلی از قبیل نفت و یا زغال سنگ برای گرم كردن آب و تولید بخار استفاده می‌شود كه یك مقایسه ساده میان نیروگاه‌های هسته‌ای و غیر هسته‌ای، صرفه اقتصادی قابل توجه نیروگاه‌های هسته‌ای را اثبات می‌كند.

به طور مثال، برای تولید  ۷۰۰۰مگاوات برق حدود  ۱۹۰میلیون بشكه نفت خام مصرف می‌شود كه استفاده از سوخت هسته‌ای برای تولید همین میزان انرژی سالیانه میلونها دلار صرفه جویی به دنبال دارد و به علاوه میزان آلایندگی زیست محیطی آن نیز بسیار كمتر است.

كافی است بدانیم كه مصرف این  ۱۹۰میلیون بشكه نفت خام برای تولید  ۷۰۰۰مگاوات برق،  ۱۵۷هزار تن گاز گلخانه‌ای دی اكسید كربن،  ۱۵۰تن ذرات معلق در هوا،  ۱۳۰تن گوگرد و  ۵تن اكسید نیتروژن در محیط زیست پراكنده می‌كند كه نیروگاههای هسته‌ای این آلودگی‌ها را ندارند. پس از آشنایی با مفاهیم كلی انرژی هسته‌ای و مزایای آن، ابتدا با مراحل مختلف چرخه سوخت هسته‌ای آشنا می‌شویم و سپس نحوه استفاده از سوخت هسته‌ای درون راكتور را مرور می‌كنیم.

چرخه سوخت هسته‌ای عبارت است از: -۱فراوری سنگ معدن اورانیوم -۲ تبدیل و غنی‌سازی اورانیوم -۳تولید سوخت هسته‌ای -۴بازفرآوری سوخت مصرف شده.

در حال حاضر چند كشور صنعتی جهان هر كدام در یك، چند و یا همه چهار مرحله یاد شده از چرخه سوخت هسته‌ای فعالیت می‌كنند.

هم اكنون به لحاظ صنعتی، كشورهای فرانسه، ژاپن، روسیه، آمریكا و انگلیس دارای تمامی مراحل چرخه سوخت هسته‌ای در مقیاس صنعتی هستند و در مقیاس غیرصنعتی، كشورهای دیگری مثل هند نیز به لیست فوق اضافه می‌شوند. البته ایران را نیز باید به لیست بالا اضافه کرد.

كشورهای كانادا و فرانسه در مجموع دارای بزرگترین كارخانه‌های تبدیل اورانیوم(مرحله پیش از غنی‌سازی ) هستند كه محصولات آنها شامل UO3,UO2,UF6 غنی نشده می‌باشد و پس از آنها به ترتیب كشورهای آمریكا، روسیه و انگلستان قرار دارند. در زمینه غنی‌سازی نیز، دو كشور آمریكا و روسیه دارای بزرگترین شبكه غنی‌سازی جهان هستند.

آمریكا هم اكنون بزرگترین تولیدكننده سوخت هسته‌ای(مرحله بعد از غنی سازی) در جهان است و پس از آمریكا، كانادا تولیدكننده اصلی سوخت هسته‌ای در جهان محسوب می‌شود. پس از آمریكا و كانادا، كشورهای انگلیس، روسیه، ژاپن، فرانسه، آلمان، هند، كره جنوبی و سوئد از تولیدكنندگان اصلی سوخت هسته‌ای جهان هستند. آمریكا بیشترین سهم بازفراوری سوخت مصرف شده هسته‌ای در جهان را داراست و پس از آن فرانسه، انگلیس، روسیه، هند و ژاپن قرار دارند. درحال حاضر بین كشورهای جهان سوم، هندوستان پیشرفته‌ترین كشور در زمینه دانش فنی چرخه سوخت هسته‌ای است.

چرخه سوخت هسته‌ای: 

-۱استخراج اوانیوم از معدن و تهیه كیك زرد(مرحله فراوری سنگ معدن اورانیوم) عنصر اورانیوم در طبیعت به صورت تركیبات شیمیایی مختلف از جمله اكسید اورانیوم، سیلیكات اورانیوم و یا فسفات اورانیوم و به صورت مخلوط با تركیباتی از عناصر دیگر یافت می‌شود.در میان كشورهای مختلف جهان، استرالیا دارای بزرگترین معادن اورانیوم است و كشورهای قزاقستان، كانادا، آفریقای جنوبی، نامیبیا، برزیل و روسیه نیز از معادن بزرگی برخوردارند.

مواد معدنی حاوی اورانیوم با استفاده از روشهای معدن‌كاوی زیرزمینی و یا روزمینی استخراج شده و سپس طی فرایندهای مكانیكی و شیمیایی موسوم به “آسیاب كردن” و “كوبیدن” از دیگر عناصر جدا می‌شوند.

اورانیوم پس از استخراج تفكیك، كوبیده، خرد و به شكل پودر درآمده و سپس برای تولید ماده موسوم به “كیك زرد” ( (Yellowcakeمورد استفاده قرار می گیرد.

كیك زرد در واقع محصول فراوری سنگ معدن ارونیوم است و به تركیباتی از اورانیوم گفته می‌شود كه ناخالصی‌های معدنی آن به میزان زیادی گرفته شده و حاوی  ۷۰تا  ۹۰درصد اكسید اورانیوم از نوع  U3O8است.

-۲فراوری كیك زرد و تولید هگزافلورید اورانیوم و آغاز غنی‌سازی (مرحله تبدیل و غنی‌سازی ) كیك زرد در این مرحله هنوز دارای ناخالصی‌هایی است كه توسط روشهای مختلف این ناخالصی‌ها كاسته شده و پس از طی فرایندهای شیمیایی نسبتا پیچیده، از شكل معدنی  U3O8به UO3(تری اكسید اروانیوم) و سپس  UO2(دی اكسید اورانیوم) در می‌آید كه این تركیب آخر نیز به دو روش موسوم به روش تر و روش خشك برای تولید ماده مورد نیاز در فرایند غنی‌سازی، یعنی هگزافلورید اورانیوم( (UF6به كار گرفته می‌شود.  در صنعت به این دلیل عنصر اورانیوم را به صورت تركیب هگزافلورید اورانیوم( (UF6در می‌آورند كه ماده مذكور بهترین تركیب اورانیوم برای استفاده در روشهای مهم غنی‌سازی اورانیوم محسوب می‌شود. در روشهای مرسوم غنی‌سازی اورانیوم، باید از حالت گازی تركیبات این عنصر استفاده كرد و هگزافلورید اورانیوم در دمای  ۵۶درجه سانتیگراد به راحتی تصعید شده و از حالت جامد به حالت گاز در می‌آید كه این گاز برای دستیابی به درصد بالاتر ایزوتوپ  ۲۳۵اورانیوم، قابل غنی‌سازی است.

پس از مراحل استخراج اورانیوم، تولید كیك زرد و در نهایت هگزافلورید اورانیوم، نوبت به غنی‌سازی این عنصر می‌رسد.

روش‌های مختلف غنی‌سازی 

به طور كلی اورانیوم را به چندین روش مختلف می‌توان غنی‌سازی كرد كه این روشها عبارتند از: “سانتریفوژ گازی”، “پخش گازی”(،(Gaseous Diffusion “جداسازی اكلترومغناطیسی”، “تبادل شیمیایی”(،(Chemical Exchange “فتویونیزاسیون و فتودیساسیون لیزری”، “نازل جداسازی”((Separation Nozzle و “جداسازی ایزوتوپ رزونانس سیكلوترونی”. از بین تمامی این روشها هم‌اكنون تنها دو روش “سانتریفوژگازی” و “پخش گازی” است كه در مقیاس تجاری اهمیت داشته و كاربردهای عملی وسیع پیدا كرده‌اند .

در غنی‌سازی اورانیوم به روش مرسوم‌تر “سانتریفوژ گازی”، در عمل هگزافلورید اورانیوم ( (UF6را وارد دستگاه سانتریفوژ با سرعت دوران بسیار بالا می‌كنند. در سرعت دورانی بسیار زیاد، آن دسته از مولكولهای هگزافلورید اورانیوم كه اورانیوم موجود در آنها از نوع ایزوتوپ  ۲۳۵است از آنجا كه در مقایسه با مولكولهای هگزافلورید اورانیوم با ایزوتوپ اورانیوم  ۲۳۸جرم كمتری دارند، در نزدیك محور سانتریفوژ تراكم بیشتری نسبت به ناحیه خارجی دستگاه پیدا كرده و در مقابل مولكولهای سنگین‌تر هگزا فلورید اورانیوم  ۲۳۸در ناحیه خارجی تراكم بیشتری نسبت به ناحیه نزدیك محور پیدا می‌كنند .

بدین ترتیب گاز هگزافلورید اورانیومی كه از نزدیك محور دستگاه سانتریفوژ گرفته می‌شود از نظر درصد اورانیوم  ۲۳۵از غنی شدگی بیشتری نسبت به نواحی دیگر سانتریفوژ برخوردار است. در این روش برای رسیدن به درصد مورد نیاز اورانیوم  ۲۳۵باید مرحله به مرحله از تعداد بسیار زیاد سانتریفوژ به صورت زنجیره‌ای استفاده كرد.

روش “سانتریفوژ گازی” برای غنی‌سازی اورانیوم به دو علت در مقایسه با روش “پخش گازی” از مزایای بیشتری برخوردار است. اول آنكه این روش كارایی بیشتری داشته و دوم آنكه انرژی لازم در این روش غنی‌سازی حدود یك دهم مقدار انرژی لازم در غنی‌سازی با “پخش گازی” برای حصول همان میزان محصول می‌باشد.

این عوامل باعث شده كه غنی‌سازی اورانیوم به روش سانتریفوژ هزینه كمتری را شامل شده و اقتصادی‌تر باشد.البته باید به خاطر داشت كه هزینه تعمیرات و نگهداری تجهیزات مورد استفاده در غنی‌سازی به روش سانتریفوژ اندك نیست.

-۳تولید سوخت هسته‌ای(تبدیل  UF6غنی شده به  UO2غنی شده): برخی انواع راكتورهای می‌توانند به طور مستقیم از هگزافلورید اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت هسته‌ای استفاده كنند اما برای تهیه سوخت هسته‌ای بسیاری انواع دیگر راكتورها لازم است كه هگزافلورید اورانیوم غنی شده را به شكل به اصطلاح “میله‌های سوختی” از دی اكسید اورانیوم غنی شده( (UO2و یا در موارد معدود، به اورانیوم غنی شده فلزی( (Uتبدیل كرد.

تبدیل  UF6غنی شده به  UO2غنی شده نیز خود به دو روش شیمیایی موسوم به خشك و تر انجام می‌گیرد كه پرداختن بدانها از حوصله این بحث خارج است.

در پایان این مرحله سوخت هسته‌ای آماده قرارگرفتن در راكتور و آغاز تولید انرژی است. حال كه سوخت هسته‌ای با درصد مورد نیاز اورانیوم ۲۳۵(حدود  ۲تا ۵ درصد) به منظور استفاده در راكتور هسته‌ای آماده شد، عملكرد یك راكتور هسته‌ای را نیز به صورت خلاصه بررسی می‌كنیم.

عملكرد راكتور هسته ای

همانطور كه گفتیم، سوخت هسته‌ای شامل اورانیوم  ۲۳۸و اورانیوم ۲۳۵ است كه درصد اورانیوم  ۲۳۵با روشهای غنی‌سازی از حدود  ۰/۷درصد در وضعیت طبیعی به حدود ۲تا  ۵درصد در وضعیت غنی شده افزایش یافته‌است. به زبان ساده، درون یك راكتور هسته‌ای اورانیوم  ۲۳۵به صورت كنترل شده توسط نوترونها بمباران می‌شود. برخورد نوترونها به هسته اتم اورانیوم  ۲۳۵سبب شكست این هسته شده كه نتیجه شكست مذكور تولید انرژی و تولید نوترونهای بیشتر است.

كنترل این نوترونهای پر انرژی حاصل شده ضروری است زیرا می‌توانند درون راكتور طی یك فرایند زنجیره‌ای سبب شكست هسته‌های بیشتر اورانیوم ۲۳۵ و بروز حادثه شوند. برای كاهش انرژی نوترونهای آزاد شده و جذب آنها از مواد نرم‌كننده (از قبیل آب سبك، آب سنگین، گرافیت) و میله‌های مهار كننده(از قبیل كادیوم و یا بور) درون راكتور استفاده می‌شود.

البته تعدادی از این نوترونها نیز پس از شكست هسته اورانیوم ، ۲۳۵با هسته اورانیوم  

سه شنبه 25 دی 1386

انجمن فیزیک دانان جوان

نویسنده: مصطفی.ن   طبقه بندی: عمومی، 

با سلام خدمت فیزیک دوستان عزیز.

مدتی به علت درگیری های درسی نتونستیم آپ کنیم  در هر صورت این بار دست پر برگشتیم:

بعد از مدت ها بالاخره سایت انجمن فزیک دانان جوان راه اندازی شد. از تمام عزیزانم دعوت میکنم حتما  به سایت انجمن فیزیک دانان جوان یه سر بزنند و در توسعه ی اون مشارکت کنند.

هم اکنون نیازمند کلک های زرین شما هستیم.

www.physix.ir

دوشنبه 3 دی 1386

نظریه تار

نویسنده: مصطفی.ن   طبقه بندی: کوانتوم، 

                                             

گرانش کوانتومی(مختصری بر نظریه تار یا ابر ریسمان)

در ابتدای قرن بیستم دو نظریه ی مهم در فیزیک پایه گذاری شد، مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت. بر خلاف موفقیت های فراوانی که هر کدام از این نظریه ها به طور جداگانه بدست آوردند، با یکدیگر ناسازگار به نظر می رسیدند. این تناقض در قلب فیزیک نظری همچنان یکی از جنجالی ترین مطالب علم است.

نظریه نسبیت عام در محاسبه ی دقیق گرانش موفق عمل می کند. اگر در میدان گرانش، مکانیک کوانتومی را به کار بگیریم، به گرانش کوانتومی دست می یابیم. در نگاه اول ساختن نظریه گرانش کوانتومی مشکل تر از نظریه ی الکترو دینامیک کوانتومی به نظر نمی رسید. الکترو دینامیک کوانتومی نیم قرن پیش ابداع شد. اساس QED یا همان الکترو دینامیک کوانتومی توصیف نیروهای الکترو مغناطیسی بر حسب تبادل ذراتی است که آنها را فوتون می نامیم. به عبارت دیگر فوتون کوانتای میدان الکترومغناطیس است. این فوتون ها گسیل شده و بلافاصله جذب می شوند. در نتیجه گسیل و جذب فوتون ها انرژی و تکانه ذرات ثابت نمی ماند. بنابر این دافعه ی الکتروستاتیک بین دو الکترون را می توان در نتیجه ی گسیل فوتون از یک الکترون و جذب آن توسط الکترون دیگر دانست.

به طور مشابه می توان جاذبه ی گرانشی بین دو جسم را در نتیجه ی تبادل گراویتون ، یعنی کوانتای میدان گرانشی ، دانست. این واقیعت که تا کنون گراویتون توسط هیچ وسیله ای آشکار نشده است، چندان تعجب آور نیست، چون نیروی گرانشی بسیار ضعیف تر از نیروهای مغناطیسی و الکتریکی است. ثابت می شود که تبادل گراویتون بین جرم های نقطه ای باعث ایجاد میدان گرانشی با قانون معروف عکس مجذور فاصله می شود.

اما هنگامی که فرآیند های پیچیده تر ، که در آنها تعداد زیادی گراویتون وجود دارند، در نظر گرفته می شود مشکلی به وجود می آید. یک فرق مهم بین میدان گرانشی و الکترومغناطیسی وجود دارد. میدان گرانشی غیر خطی است. این غیر خطی بودن از آنجا ناشی می شود که میدان گرانشی شامل انرژی است و این انرژی دارای معادل جرم است که میان ان جرم ها مجددا نیروی گرانشی وجود دارد. به زبان کوانتومی این مطلب بر این نکته دلالت دارد که گراویتون ها با گراویتون های دیگر اندرکنش می کنند، در حالی که فوتون ها با بارهای الکتریکی و جریان ها اندرکنش دارند و با هیچ فوتون دیگری اندرکنش ندارند. چون بین گراویتون ها اندرکنش وجود دارد می توان گفت که ذرات مادی با شبکه ی پیچیده ای از گراویتون ها احاطه شده است که حلقه های بسته ای را تشکیل می دهند، مانند یک درخت پر از شاخ و برگ.

در نظریه میدان کوانتومی حلقه های بسته نشانه ی درد سر می باشند و موجب تولید جواب های بی نهایت در محاسبه ی فرآیند های فیزیکی می شوند.در QED  این مسئله هنگامی به وجود می آید که یک الکترون فوتونی را گسیل و مجددا جذب کند. بی نهایت های بدست آمده را با یک روش ریاضی با نام «باز بهنجارش» بر طرف می کنند. اگر این روش به درستی به کار گرفته شود، جواب های قابل قبولی به دست می آید.چون در QED  جواب های بی نهایت را می توان با این روش مشخص برداشت به ان یک نظریه ی «باز بهنجار پذیر» می گویند. روش یاد شده مجمو عه ای از اعمال ریاضی است که برای برداشتن بی نهایت ها کافی است.

متاسفانه هنگامی که مکانیک کوانتومی را در نسبیت عام به کار می گیریم چنین روشی وجود ندارد. بنابر این در این حالت نظریه بازبهنجار نا پذیر است. هر فرآیند شامل حلقه های بسته ی بیشتر و بیشتری از گراویتون ها خواهد بود که موجب جملات بی نهایت بیشتری می شوند . وجود این جملات بی نهایت باعث می شود نظریه گرانش کوانتومی برای بررسی اکثر پدیده های طبیعی بی استفاده شود و این فکر را بوجود آورد که چیزی اساسا در نظریه ی نسبیت عام یا مکانیک کوانتومی و یا هردو غلط است.

در چند دهه ی گذشته تلاش های زیادی برای گریز از بازبهنجارناپذیری در گرانش کوانتومی شده است.  برجسته ترین آنها نظریه « تار» یا « ابر ریسمان» است. این نظریه بر این فرض بنا شده است که کوچکترین چیزی که دنیای فیزیکی از آن ساخته شده است ذرات نیستند، بلکه تارهایی می باشند که 20^10 بار کو