Audio
#فرازدانش ۴
🔭صرف دیدن چیزی ، دلیلی بر واقعی بودن نیست.
➖توهم دسته جمعی.اراده ای برای باور کردن
📖منبع:چگونه در باره چیزهای عجیب بیندیشیم.
تئودور شیک لوئیس ون ۵۸-۶۰
قسمت قبل:
t.me/FarazTed/4787
🔭صرف دیدن چیزی ، دلیلی بر واقعی بودن نیست.
➖توهم دسته جمعی.اراده ای برای باور کردن
📖منبع:چگونه در باره چیزهای عجیب بیندیشیم.
تئودور شیک لوئیس ون ۵۸-۶۰
قسمت قبل:
t.me/FarazTed/4787
اثر زنو کوانتومی میتواند جان گربه شرودینگر را نجات دهد!
اگرچه مفهوم اندازهگیری در مکانیک کلاسیکی معنای واضح و بدون ابهامی دارد، اما در مکانیک کوانتومی بسیار عجیب و غریب و مبهم است. اندازهگیری در مکانیگ کوانتومی، برخلاف مکانیک کلاسیک یک عمل منفعلانه نیست، بلکه عملی است که کاملاً بر سیستم تأثیر میگذارد. اثرات جالبی ناشی از عمل اندازهگیری به وجود میآیند که به اثر زنو کوانتومی شهرت یافتهاند.
گربه شرودینگر، یک گربه همراه با اتمهای رادیواکتیوی که دچار واپاشی میشوند است که در جعبهای گرفتار شده. اگر واپاشی رخ دهد، گربه میمیرد. به کمک آمار و احتمالات میتوانیم نیمه عمر اتمهای پرتوزا را محاسبه کنیم. اگر در زمانی که احتمال واپاشی %50 است در جعبه را باز کنیم، گربه زنده است یا مرده؟ قبل از باز کردن جعبه، گربه هم مرده است و هم زنده (برهمنهی حالتها)، اما با باز کردن و نگاه کردن به درون جعبه، تابع موج دچار فرو ریزش میشود. در واقع نگاه کردن، برهمنهی حالتها را به یک حالت مشخص یا خالص تبدیل میکند و باعث میشود ما گربه را در یکی از حالتهای زنده یا مرده ببینیم. تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی میگوید یک شئ کوانتومی مانند یک اتم، تا زمانی که مشاهده نشود ویژگیهای تعریفشدهای ندارد.
توضیحی که در بالا در مورد این آزمایش، مطرح شد، چیزی است که تمام مردم شنیدهاند؛ اما داستان به این سادگیها نیست: در سال 1974، محققان پرسیدند آیا اگر هزاران بار در ثانیه، جعبه را مورد مشاهده قرار دهیم، میتوانیم این انتخاب شوم را به تأخیر بیندازیم یا آن را تسریع کنیم؟ تأخیر، به عنوان اثر زنو کوانتومی، و تسریع به عنوان اثر ضد زنو کوانتومی شناخته میشود. اگر شما چشم از سیستم برندارید، اتمها هیچگاه دچار واپاشی نخواهند شد! اثر زنو کوانتومی در سال 1989 در آزمایشی که توسط موسسه استانداردهای آمریکا انجام شد، به اثبات رسید و از یک فرضیه به یک واقعیت انکارناپذیر تبدیل شد. دقیقاً یک دهه بعد، اثر ضد زنوی کوانتومی پیشنهاد شد: اندازهگیری مکرر یک اتم رادیواکتیو میتواند واپاشی آن را تسریع کند، بسته به اینکه چگونه این اندازهگیری انجام شود. حالا یک پرسش مهم و اساسی پیش میآید: اندازهگیری به چه معناست؟
برای اندازهگیری چیزی مانند یک اتم رادیواکتیو، تداخلی با سیستم رخ داده و در نتیجه اطلاعاتی در مورد آن بدست میآید؛ یعنی فرو ریزش تابع موج و از بین رفتن برهمنهی حالتهای کوانتومی رخ میدهد. اما آیا این فرو ریزش، دلیل اثر زنوی کوانتومی است؟ آیا تأخیر یا تسریع واپاشی یک اتم رادیواکتیو بدون فرو ریزش تابع موج هم میتواند رخ دهد؟ دانشمندان دانشگاه واشنگتن در پژوهشی، پاسخ این سؤالات را یافتند.
آنها برای اینکه بفهمند در پشت صحنه اثرات زنو کوانتومی انتقال اطلاعات وجود دارد یا نه، از سیستمی (یک کیوبیت یا اتم مصنوعی) که درست مانند یک اتم با چند حالت انرژی رفتار میکند استفاده کردند. به کمک این اتم مصنوعی میتوان فهمید که حالتهای انرژی یا حالتهای الکترومغناطیسی دلیل اثرات زنو کوانتومی هستند یا خیر. از آنجایی که سرعت واپاشی اتمی به چگالی حالتهای ممکن انرژی یا حالتهای الکترومغناطیسی بستگی دارد، تعداد حالتهای بیشتر، یعنی تعداد راههای بیشتر برای واپاشی و در نتیجه واپاشی سریعتر. در واقع دانشمندان تعداد حالتهای اتم مصنوعی خود را قبل از اندازهگیری استاندارد دستکاری کرده و در نتیجه سرعت واپاشی را کم یا زیاد کردند.
در واقع، دانشمندان برای اینکه بفهمند “مشاهده” یا “تداخل”، عامل پیدایش اثرات زنو کوانتومی است، یک “شبه اندازهگیری” انجام دادند تا بدون فرو ریزش تابع موج، در سیستم دخالت کنند. آنها دریافتند که شبه اندازهگیری هم درست مانند اندازهگیری باعث رخ دادن اثرات زنو کوانتومی میشود، در نتیجه، این اختلال عمل اندازهگرفتن است که باعث اثرات زنو میشود و نه خود اندازهگیری. دانستن این نکته میتواند منجر به پیدایش راههای جدیدی برای کنترل سیستمهای کوانتومی با استفاده از دینامیک زنو شود.
حال اگر ما گربه را چک کنیم، ساعت واپاشی اتم را از نو راه انداختهایم و در نتیجه باعث میشویم گربه زنده بماند! بنابراین از آنجایی که اثرات زنو کوانتومی به دلیل اختلال و نه انتقال اطلاعات رخ میدهند، برای رخ دادن آنها لازم نیست در جعبه را باز کرده و گربه را ببینید، کافیست آن را تکان دهید!
منابع:
phys.org
Phys. Rev. Lett. 118, 240401
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
اگرچه مفهوم اندازهگیری در مکانیک کلاسیکی معنای واضح و بدون ابهامی دارد، اما در مکانیک کوانتومی بسیار عجیب و غریب و مبهم است. اندازهگیری در مکانیگ کوانتومی، برخلاف مکانیک کلاسیک یک عمل منفعلانه نیست، بلکه عملی است که کاملاً بر سیستم تأثیر میگذارد. اثرات جالبی ناشی از عمل اندازهگیری به وجود میآیند که به اثر زنو کوانتومی شهرت یافتهاند.
گربه شرودینگر، یک گربه همراه با اتمهای رادیواکتیوی که دچار واپاشی میشوند است که در جعبهای گرفتار شده. اگر واپاشی رخ دهد، گربه میمیرد. به کمک آمار و احتمالات میتوانیم نیمه عمر اتمهای پرتوزا را محاسبه کنیم. اگر در زمانی که احتمال واپاشی %50 است در جعبه را باز کنیم، گربه زنده است یا مرده؟ قبل از باز کردن جعبه، گربه هم مرده است و هم زنده (برهمنهی حالتها)، اما با باز کردن و نگاه کردن به درون جعبه، تابع موج دچار فرو ریزش میشود. در واقع نگاه کردن، برهمنهی حالتها را به یک حالت مشخص یا خالص تبدیل میکند و باعث میشود ما گربه را در یکی از حالتهای زنده یا مرده ببینیم. تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی میگوید یک شئ کوانتومی مانند یک اتم، تا زمانی که مشاهده نشود ویژگیهای تعریفشدهای ندارد.
توضیحی که در بالا در مورد این آزمایش، مطرح شد، چیزی است که تمام مردم شنیدهاند؛ اما داستان به این سادگیها نیست: در سال 1974، محققان پرسیدند آیا اگر هزاران بار در ثانیه، جعبه را مورد مشاهده قرار دهیم، میتوانیم این انتخاب شوم را به تأخیر بیندازیم یا آن را تسریع کنیم؟ تأخیر، به عنوان اثر زنو کوانتومی، و تسریع به عنوان اثر ضد زنو کوانتومی شناخته میشود. اگر شما چشم از سیستم برندارید، اتمها هیچگاه دچار واپاشی نخواهند شد! اثر زنو کوانتومی در سال 1989 در آزمایشی که توسط موسسه استانداردهای آمریکا انجام شد، به اثبات رسید و از یک فرضیه به یک واقعیت انکارناپذیر تبدیل شد. دقیقاً یک دهه بعد، اثر ضد زنوی کوانتومی پیشنهاد شد: اندازهگیری مکرر یک اتم رادیواکتیو میتواند واپاشی آن را تسریع کند، بسته به اینکه چگونه این اندازهگیری انجام شود. حالا یک پرسش مهم و اساسی پیش میآید: اندازهگیری به چه معناست؟
برای اندازهگیری چیزی مانند یک اتم رادیواکتیو، تداخلی با سیستم رخ داده و در نتیجه اطلاعاتی در مورد آن بدست میآید؛ یعنی فرو ریزش تابع موج و از بین رفتن برهمنهی حالتهای کوانتومی رخ میدهد. اما آیا این فرو ریزش، دلیل اثر زنوی کوانتومی است؟ آیا تأخیر یا تسریع واپاشی یک اتم رادیواکتیو بدون فرو ریزش تابع موج هم میتواند رخ دهد؟ دانشمندان دانشگاه واشنگتن در پژوهشی، پاسخ این سؤالات را یافتند.
آنها برای اینکه بفهمند در پشت صحنه اثرات زنو کوانتومی انتقال اطلاعات وجود دارد یا نه، از سیستمی (یک کیوبیت یا اتم مصنوعی) که درست مانند یک اتم با چند حالت انرژی رفتار میکند استفاده کردند. به کمک این اتم مصنوعی میتوان فهمید که حالتهای انرژی یا حالتهای الکترومغناطیسی دلیل اثرات زنو کوانتومی هستند یا خیر. از آنجایی که سرعت واپاشی اتمی به چگالی حالتهای ممکن انرژی یا حالتهای الکترومغناطیسی بستگی دارد، تعداد حالتهای بیشتر، یعنی تعداد راههای بیشتر برای واپاشی و در نتیجه واپاشی سریعتر. در واقع دانشمندان تعداد حالتهای اتم مصنوعی خود را قبل از اندازهگیری استاندارد دستکاری کرده و در نتیجه سرعت واپاشی را کم یا زیاد کردند.
در واقع، دانشمندان برای اینکه بفهمند “مشاهده” یا “تداخل”، عامل پیدایش اثرات زنو کوانتومی است، یک “شبه اندازهگیری” انجام دادند تا بدون فرو ریزش تابع موج، در سیستم دخالت کنند. آنها دریافتند که شبه اندازهگیری هم درست مانند اندازهگیری باعث رخ دادن اثرات زنو کوانتومی میشود، در نتیجه، این اختلال عمل اندازهگرفتن است که باعث اثرات زنو میشود و نه خود اندازهگیری. دانستن این نکته میتواند منجر به پیدایش راههای جدیدی برای کنترل سیستمهای کوانتومی با استفاده از دینامیک زنو شود.
حال اگر ما گربه را چک کنیم، ساعت واپاشی اتم را از نو راه انداختهایم و در نتیجه باعث میشویم گربه زنده بماند! بنابراین از آنجایی که اثرات زنو کوانتومی به دلیل اختلال و نه انتقال اطلاعات رخ میدهند، برای رخ دادن آنها لازم نیست در جعبه را باز کرده و گربه را ببینید، کافیست آن را تکان دهید!
منابع:
phys.org
Phys. Rev. Lett. 118, 240401
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Mohsen Raeisi:
📺 #کلیپ
📽 #مستند_علمی
🔅 #فیزیک
🔅 #کهکشانها
🔅 #کوانتوم
🔅 #نجوم
🔅 #شیمی
⚜ از ریزترین ذره اتم تا عظیم ترین کهکشانها
💡#cosmos_language
📺 #کلیپ
📽 #مستند_علمی
🔅 #فیزیک
🔅 #کهکشانها
🔅 #کوانتوم
🔅 #نجوم
🔅 #شیمی
⚜ از ریزترین ذره اتم تا عظیم ترین کهکشانها
💡#cosmos_language
شیطان ماکسول در قلمرو کوانتوم
یکی از چالشهای امروز عرصه فناوری، به ویژه دستگاههای در مقیاس نانو، بهرهبرداری کامل از تفاوت دمایی میان دو منبع است. گرچه این امر برخلاف قانون دوم ترمودینامیک است، اما دانشمندان در تلاشند از طریق افزایش انتروپی و بهرهبرداری از اطلاعات، به این هدف دست یابند. ایده آنها استفاده از آزمایش فکری شیطان ماکسول است. در سالهای اخیر، مطالعات بسیاری در زمینه آزمایش شیطان ماکسول انجام و اثر شیطان ماکسول در در قلمروی اثر زنو کوانتومی بررسی شده.
در آزمایش اصلی شیطان ماکسول، یک شیطان دائماً سیستمی متشکل از دو مخزن گرم و سرد را اندازهگیری کرده و با این کار، یک تفاوت دمایی بین دو منبع ایجاد میکند که میتوان از آن برای استخراج کار استفاده کرد. از آنجا که اندازهگیریهای شیطان ماکسول انرژی مصرف نمیکند، به نظر میرسد که این شیطان قانون دوم ترمودینامیک را نقض میکند. البته این تناقض را با این فرض میتوان حل کرد که شیطان، از اطلاعات برای انجام وظایف خود استفاده میکند.
از طرفی اگر یک سیستم کوانتومی به طور پیوسته اندازهگیری شود، در حالت خود ثابت یا منجمد میشود؛ یعنی بدون تغییر میماند، که به “Quantum zeno effect” (اثر زنو کوانتومی) معروف است. اکنون این سوال پیش میآید که اگر آزمایش شیطان ماکسول را در قلمروی اثر زنو کوانتومی انجام دهیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ آیا اندازهگیریهای پیدرپی شیطان ماکسول باعث میشود سیستم، منجمد شده و نتوان از آن کار استخراج کرد یا شیطان ماکسول همچنان قادر خواهد بود بر روی دینامیک سیستم اثر بگذارد؟
دو فیزیکدان دانشگاه صنعتی برلین، آزمایش شیطان ماکسول را در یک ترانزیستور تک الکترونی به طور نظری، پیاده کردهاند. هدف آنها بررسی عملکرد شیطان ماکسول در قلمروی اثر زنو کوانتومی بود.
در مدل آنها، ترانزیستور تک الکترون شامل دو مخزن الکترون است که توسط یک “Quantum dot” (نقطهی کوانتومی)، جفت شده و یک شیطان به طور مداوم آنها را اندازهگیری میکند. محققان نشان دادند طبق پیشبینی اثر زنو کوانتومی، اندازهگیریهای پیدرپی شیطان ماکسول از عبور جریان بین دو مخزن جلوگیری میکند؛ در نتیجه نمیتوان از این سیستم کار استخراج کرد. دانشمندان همچنین بررسی کردهاند که اگر اندازهگیریهای شیطان ماکسول کاملاً پیوسته نباشد، چه اتفاقی رخ میدهد. آنها متوجه شدند که یک “نرخ بهینه اندازهگیری” وجود دارد که باعث منجمد شدن سیستم نمیشود، اما اگر تفاوتی شیمیایی بین دو مخزن ایجاد شود، میتوان انتظار استخراج کار از سیستم را داشت.
محققان میگویند:
«کلیدیترین مزیت یافتههای ما این است که برای دستیابی به عملکرد بهینه سیستم، باید دینامیک گذرای سیستمهای ترمودینامیکی را در بازه زمانی کوچک بررسی کنیم. این نتیجه میتواند برای توسعه و بهبود دستگاههای مقیاس نانو مهم باشد.»
فیزیکدانان معتقدند این قلمروی واسطه، میان ناحیه کوانتومی و ناحیه کلاسیک قرار دارد. نکته جالب در مورد این قلمروی حد واسط، این است که انرژی سیستم با توجه به اندازهگیریهای شیطان ماکسول، به گونهای کاهش مییابد که انرژی خارجی برای انجام کار شیطان ماکسول نیاز نباشد. با پیشرفت در این زمینه، استخراج کار از اختلاف شیمیایی ممکن خواهد بود؛ مثلاً میتوان یک باتری را شارژ کرد. دانشمندان قصد دارند این امکان را در آینده تحقق ببخشند.
آنها میگویند:
«در تحقیقات آینده تلاش میکنیم کاربردهای بالقوه را بررسی کنیم. مثلاً فرآیندهای بازخوردی، در بسیاری از فرایندهای زیستی بسیار مهم هستند. امیدواریم که فرایندهای انتقال کوانتومی را از منظر بازخورد تجزیه تحلیل کنیم. علاوه بر این، ما به کنترل بازخوردی ساختارهای نواری توپولوژیکی علاقه داریم. به دلیل اینکه اثرات توپولوژیکی به شدت به دینامیک همدوس وابسته هستند، به نظر میرسد اندازهگیریها، مانعی برای کنترل بازخوردی باشند. به هر حال، برای یک اندازهگیری ضعیف که تنها حالتهای کوانتومی همدوس را به صورت جزئی تخریب میکند، شاید دستکاریهای بازخوردی منطقی باشند.»
منابع:
Phys.org
G Engelhardt and G Schaller 2018 New J. Phys. 20 023011
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
یکی از چالشهای امروز عرصه فناوری، به ویژه دستگاههای در مقیاس نانو، بهرهبرداری کامل از تفاوت دمایی میان دو منبع است. گرچه این امر برخلاف قانون دوم ترمودینامیک است، اما دانشمندان در تلاشند از طریق افزایش انتروپی و بهرهبرداری از اطلاعات، به این هدف دست یابند. ایده آنها استفاده از آزمایش فکری شیطان ماکسول است. در سالهای اخیر، مطالعات بسیاری در زمینه آزمایش شیطان ماکسول انجام و اثر شیطان ماکسول در در قلمروی اثر زنو کوانتومی بررسی شده.
در آزمایش اصلی شیطان ماکسول، یک شیطان دائماً سیستمی متشکل از دو مخزن گرم و سرد را اندازهگیری کرده و با این کار، یک تفاوت دمایی بین دو منبع ایجاد میکند که میتوان از آن برای استخراج کار استفاده کرد. از آنجا که اندازهگیریهای شیطان ماکسول انرژی مصرف نمیکند، به نظر میرسد که این شیطان قانون دوم ترمودینامیک را نقض میکند. البته این تناقض را با این فرض میتوان حل کرد که شیطان، از اطلاعات برای انجام وظایف خود استفاده میکند.
از طرفی اگر یک سیستم کوانتومی به طور پیوسته اندازهگیری شود، در حالت خود ثابت یا منجمد میشود؛ یعنی بدون تغییر میماند، که به “Quantum zeno effect” (اثر زنو کوانتومی) معروف است. اکنون این سوال پیش میآید که اگر آزمایش شیطان ماکسول را در قلمروی اثر زنو کوانتومی انجام دهیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ آیا اندازهگیریهای پیدرپی شیطان ماکسول باعث میشود سیستم، منجمد شده و نتوان از آن کار استخراج کرد یا شیطان ماکسول همچنان قادر خواهد بود بر روی دینامیک سیستم اثر بگذارد؟
دو فیزیکدان دانشگاه صنعتی برلین، آزمایش شیطان ماکسول را در یک ترانزیستور تک الکترونی به طور نظری، پیاده کردهاند. هدف آنها بررسی عملکرد شیطان ماکسول در قلمروی اثر زنو کوانتومی بود.
در مدل آنها، ترانزیستور تک الکترون شامل دو مخزن الکترون است که توسط یک “Quantum dot” (نقطهی کوانتومی)، جفت شده و یک شیطان به طور مداوم آنها را اندازهگیری میکند. محققان نشان دادند طبق پیشبینی اثر زنو کوانتومی، اندازهگیریهای پیدرپی شیطان ماکسول از عبور جریان بین دو مخزن جلوگیری میکند؛ در نتیجه نمیتوان از این سیستم کار استخراج کرد. دانشمندان همچنین بررسی کردهاند که اگر اندازهگیریهای شیطان ماکسول کاملاً پیوسته نباشد، چه اتفاقی رخ میدهد. آنها متوجه شدند که یک “نرخ بهینه اندازهگیری” وجود دارد که باعث منجمد شدن سیستم نمیشود، اما اگر تفاوتی شیمیایی بین دو مخزن ایجاد شود، میتوان انتظار استخراج کار از سیستم را داشت.
محققان میگویند:
«کلیدیترین مزیت یافتههای ما این است که برای دستیابی به عملکرد بهینه سیستم، باید دینامیک گذرای سیستمهای ترمودینامیکی را در بازه زمانی کوچک بررسی کنیم. این نتیجه میتواند برای توسعه و بهبود دستگاههای مقیاس نانو مهم باشد.»
فیزیکدانان معتقدند این قلمروی واسطه، میان ناحیه کوانتومی و ناحیه کلاسیک قرار دارد. نکته جالب در مورد این قلمروی حد واسط، این است که انرژی سیستم با توجه به اندازهگیریهای شیطان ماکسول، به گونهای کاهش مییابد که انرژی خارجی برای انجام کار شیطان ماکسول نیاز نباشد. با پیشرفت در این زمینه، استخراج کار از اختلاف شیمیایی ممکن خواهد بود؛ مثلاً میتوان یک باتری را شارژ کرد. دانشمندان قصد دارند این امکان را در آینده تحقق ببخشند.
آنها میگویند:
«در تحقیقات آینده تلاش میکنیم کاربردهای بالقوه را بررسی کنیم. مثلاً فرآیندهای بازخوردی، در بسیاری از فرایندهای زیستی بسیار مهم هستند. امیدواریم که فرایندهای انتقال کوانتومی را از منظر بازخورد تجزیه تحلیل کنیم. علاوه بر این، ما به کنترل بازخوردی ساختارهای نواری توپولوژیکی علاقه داریم. به دلیل اینکه اثرات توپولوژیکی به شدت به دینامیک همدوس وابسته هستند، به نظر میرسد اندازهگیریها، مانعی برای کنترل بازخوردی باشند. به هر حال، برای یک اندازهگیری ضعیف که تنها حالتهای کوانتومی همدوس را به صورت جزئی تخریب میکند، شاید دستکاریهای بازخوردی منطقی باشند.»
منابع:
Phys.org
G Engelhardt and G Schaller 2018 New J. Phys. 20 023011
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
شیطان ماکسول در قلمرو کوانتوم یکی از چالشهای امروز عرصه فناوری، به ویژه دستگاههای در مقیاس نانو، بهرهبرداری کامل از تفاوت دمایی میان دو منبع است. گرچه این امر برخلاف قانون دوم ترمودینامیک است، اما دانشمندان در تلاشند از طریق افزایش انتروپی و بهرهبرداری…
Maxwell’s demon in the quantum-Zeno regime and beyond.pdf
1.3 MB
Forwarded from تیم ترویج علم ساروس
🔰 به نظرتان این جمله صحیح است ؟
«محل قرارگیری سیارات و ستارگان در لحظه تولد شما روی شخصیتتان تاثیر گذاشتهاست.»
🔴خواندن این متن فقط ۱.۵ دقیقه از زمان شما را خواهد گرفت
⚠️ از ۲۲۱ نفری که در طی رویداد هفته جهانی نجوم امسال به این سوال پاسخ دادند، ۱۰۹ نفر اعتقاد داشتند که این جمله اشتباه است و ۱۱۲ نفر معتقد بودند که صحیح است!!!
❌این جمله نادرست بوده و صحت علمی ندارد.
اگر شما هم جزو افرادی هستید که به صحت متنهای طالعبینی اعتقاد دارید، پیشنهاد میکنیم این چند خط از کتاب «هنر شفاف اندیشیدن» را حتما بخوانید :
(( مردم تمایل دارند خیلی از خصوصیتهای خود را در متنهای عمومی پیدا کنند. علم چنین تمایلی را «اثر فورر» (یا اثر بارنوم) نامگذاری میکند. اثر فورر توضیح میدهد چرا علوم جعلی (متون طالعبینی، مطالعهی دست خط، کفبینی، کارتخوانی و احضار روح) عملکرد خوبی دارند.
چه چیزی پشت اثر فورر قرار دارد ؟
اول اینکه بیشتر جملاتی که در متن فورر آمده آنقدر کلیاند که به همه مربوط میشوند :«بعضی اوقات تو خیلی جدی به کارهایت شک میکنی.» چه کسی نمیکند؟
دوم، ما تمایل داریم گفتههای تملقآمیزی را که دربارهمان صادق نیست بپذیریم. «تو به تفکر مستقل خود افتخار میکنی.» معلوم است که این چنین است! چه کسی خود را یک مدیر بی عقل میداند؟
سوم اینکه پدیدهای موسوم به «اثر خصوصیت مثبت» هم نقش خود را ایفا میکند، متن حاوی هیچ عبارت منفیای نیست، فقط بیان میکند ما چهطور هستیم، با وجود اینکه نبودن برخی خصوصیتها همانقدر در شخصیت فرد مهم است.
چهارم، پدر همهی خطاها، خطای تایید: ما هرچیزی را که به تصویر خودمان مربوط است قبول میکنیم و ناخودآگاه همهی چیزهای دیگر را کنار میزنیم. آنچه باقی میماند تصویری منسجم است.))
#خرافاتی_نباشیم
@SarosTeam
«محل قرارگیری سیارات و ستارگان در لحظه تولد شما روی شخصیتتان تاثیر گذاشتهاست.»
🔴خواندن این متن فقط ۱.۵ دقیقه از زمان شما را خواهد گرفت
⚠️ از ۲۲۱ نفری که در طی رویداد هفته جهانی نجوم امسال به این سوال پاسخ دادند، ۱۰۹ نفر اعتقاد داشتند که این جمله اشتباه است و ۱۱۲ نفر معتقد بودند که صحیح است!!!
❌این جمله نادرست بوده و صحت علمی ندارد.
اگر شما هم جزو افرادی هستید که به صحت متنهای طالعبینی اعتقاد دارید، پیشنهاد میکنیم این چند خط از کتاب «هنر شفاف اندیشیدن» را حتما بخوانید :
(( مردم تمایل دارند خیلی از خصوصیتهای خود را در متنهای عمومی پیدا کنند. علم چنین تمایلی را «اثر فورر» (یا اثر بارنوم) نامگذاری میکند. اثر فورر توضیح میدهد چرا علوم جعلی (متون طالعبینی، مطالعهی دست خط، کفبینی، کارتخوانی و احضار روح) عملکرد خوبی دارند.
چه چیزی پشت اثر فورر قرار دارد ؟
اول اینکه بیشتر جملاتی که در متن فورر آمده آنقدر کلیاند که به همه مربوط میشوند :«بعضی اوقات تو خیلی جدی به کارهایت شک میکنی.» چه کسی نمیکند؟
دوم، ما تمایل داریم گفتههای تملقآمیزی را که دربارهمان صادق نیست بپذیریم. «تو به تفکر مستقل خود افتخار میکنی.» معلوم است که این چنین است! چه کسی خود را یک مدیر بی عقل میداند؟
سوم اینکه پدیدهای موسوم به «اثر خصوصیت مثبت» هم نقش خود را ایفا میکند، متن حاوی هیچ عبارت منفیای نیست، فقط بیان میکند ما چهطور هستیم، با وجود اینکه نبودن برخی خصوصیتها همانقدر در شخصیت فرد مهم است.
چهارم، پدر همهی خطاها، خطای تایید: ما هرچیزی را که به تصویر خودمان مربوط است قبول میکنیم و ناخودآگاه همهی چیزهای دیگر را کنار میزنیم. آنچه باقی میماند تصویری منسجم است.))
#خرافاتی_نباشیم
@SarosTeam
فیزیکدانان یک گهوارهی نیوتنِ کوانتومیِ واقعی ساختند تا تغییرات بینظمی کوانتومی را مطالعه کنند.
@Cosmos_language
@Cosmos_language
گاهی برای درک پیچیدهترین علمها، باید بسیار ساده شروع کنیم. آزمایش جدیدی الهام گرفته از یک وسیله رومیزی، پاسخهایی برای برخی از رازهای فیزیک کوانتوم را آشکار کرد!
وسیله ذکر شده، یک گهواره نیوتن است که از ردیفِ دقیق تنظیم شدهای از توپهای به هم چسبیده تشکیل شده و میتواند برای مدت نسبتاً طولانی در حرکت باشد. این یکی از بهترین مثالهای شناخته شده در مورد کارکرد تکانه و انرژی است و اکنون برای مطالعه سیستمهای کوانتومی به کار برده شده.
گروهی از فیزیکدانان چیزی معادل گهواره نیوتن ساختهاند تا روند تبادل گرما را مطالعه کنند؛ روندی که طی آن حرکت بینظم ذرات کوانتومی، منجر به تعادل گرمایی میشود.
همه ما با تبادل گرما در فیزیک کلاسیک آشنا هستیم: چگونگی اضافه کردن شیر سرد به قهوه داغ تا در نهایت منجر به دمای متعادل در سرتاسر مایع شود.
اما دانشمندان هنوز کاملاً درک نکردهاند که این فرایند دقیقاً چطور، یا چرا یا چه زمانی در قلمرو کوانتوم کار میکند؛ که این همان جایی است که وسیله کوانتومی تازه ساخته شده قدم به میدان میگذارد.
البته نخهای آویز در این وسیله وجود ندارند اما محققان گروهی از اتمها که تا نزدیک صفر مطلق سرد شدهاند را به آرایهای از لولههای لیزر را وارد کردند و سپس با پرتوهای لیزر متمرکز، آنها را به حرکت درآوردند.
این نوع گهواره نیوتن در واقع پیش از این هم مورد آزمایش قرار گرفته بود، اما این بار محققان از اتمهای شدیداً مغناطیسی برای تشخیص دقیقتر نحوه اثرگذاری آنها بر اتمهای کناری در گهواره استفاده کردند.
این آزمایش دو مرحله متمایز و تصاعدی را برای رسیدن به تعادل گرمایی نشان داد و گروه را قادر به ساخت فرضیهای جدید در مورد آنچه در سطح کوانتومی رخ میدهد کرد.
محقق ارشد پروژه، Benjamin Lev، از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا میگوید: «این یعنی ما میتوانیم نظریهای بسیار کلی و ساده برای چگونگی رسیدن سیستمهای کوانتومی پیچیده مانند این، به تعادل گرمایی داشته باشیم.»
یافتههای این آزمایش توسط یک شبیه سازی کامپیوتری گسترده که به جواب یکسان منجر شد، پشتیبانی و مقاله کامل آن پنج روز پیش منتشر شد.
آزمایش طوری طراحی شده بود که سطح مغناطیس میتوانست بالا یا پایین باشد؛ در حضور مغناطیس زیاد، حرکت نامنظمتر و اثر کلاسیکی کمتر را شاهد بودیم.
اینها همه فیزیک بسیار سطح بالاست، اما اگر میخواهیم بالأخره کامپیوترها، سنسورها و دستگاههای کوانتومی را توسعه دهیم، امری ضروری است. اینها پیشرفتهایی هستند که میتوانند تکنولوژی ما را به مرحله بعد ببرند.
دکتر Lev میگوید: «اگر میخواهیم قادر به ساخت دستگاههایی مفید و کارآمد باشیم، باید رفتار سیستمهای کوانتومی خارج از تعادل گرمایی را - زمانی که به آنها مانند گهواره نیوتن نیرو وارد میشود - به خوبی رفتار گهواره نیوتن کلاسیک درک کنیم.»
منبع:
Phys. Rev. X 8, 021030
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
وسیله ذکر شده، یک گهواره نیوتن است که از ردیفِ دقیق تنظیم شدهای از توپهای به هم چسبیده تشکیل شده و میتواند برای مدت نسبتاً طولانی در حرکت باشد. این یکی از بهترین مثالهای شناخته شده در مورد کارکرد تکانه و انرژی است و اکنون برای مطالعه سیستمهای کوانتومی به کار برده شده.
گروهی از فیزیکدانان چیزی معادل گهواره نیوتن ساختهاند تا روند تبادل گرما را مطالعه کنند؛ روندی که طی آن حرکت بینظم ذرات کوانتومی، منجر به تعادل گرمایی میشود.
همه ما با تبادل گرما در فیزیک کلاسیک آشنا هستیم: چگونگی اضافه کردن شیر سرد به قهوه داغ تا در نهایت منجر به دمای متعادل در سرتاسر مایع شود.
اما دانشمندان هنوز کاملاً درک نکردهاند که این فرایند دقیقاً چطور، یا چرا یا چه زمانی در قلمرو کوانتوم کار میکند؛ که این همان جایی است که وسیله کوانتومی تازه ساخته شده قدم به میدان میگذارد.
البته نخهای آویز در این وسیله وجود ندارند اما محققان گروهی از اتمها که تا نزدیک صفر مطلق سرد شدهاند را به آرایهای از لولههای لیزر را وارد کردند و سپس با پرتوهای لیزر متمرکز، آنها را به حرکت درآوردند.
این نوع گهواره نیوتن در واقع پیش از این هم مورد آزمایش قرار گرفته بود، اما این بار محققان از اتمهای شدیداً مغناطیسی برای تشخیص دقیقتر نحوه اثرگذاری آنها بر اتمهای کناری در گهواره استفاده کردند.
این آزمایش دو مرحله متمایز و تصاعدی را برای رسیدن به تعادل گرمایی نشان داد و گروه را قادر به ساخت فرضیهای جدید در مورد آنچه در سطح کوانتومی رخ میدهد کرد.
محقق ارشد پروژه، Benjamin Lev، از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا میگوید: «این یعنی ما میتوانیم نظریهای بسیار کلی و ساده برای چگونگی رسیدن سیستمهای کوانتومی پیچیده مانند این، به تعادل گرمایی داشته باشیم.»
یافتههای این آزمایش توسط یک شبیه سازی کامپیوتری گسترده که به جواب یکسان منجر شد، پشتیبانی و مقاله کامل آن پنج روز پیش منتشر شد.
آزمایش طوری طراحی شده بود که سطح مغناطیس میتوانست بالا یا پایین باشد؛ در حضور مغناطیس زیاد، حرکت نامنظمتر و اثر کلاسیکی کمتر را شاهد بودیم.
اینها همه فیزیک بسیار سطح بالاست، اما اگر میخواهیم بالأخره کامپیوترها، سنسورها و دستگاههای کوانتومی را توسعه دهیم، امری ضروری است. اینها پیشرفتهایی هستند که میتوانند تکنولوژی ما را به مرحله بعد ببرند.
دکتر Lev میگوید: «اگر میخواهیم قادر به ساخت دستگاههایی مفید و کارآمد باشیم، باید رفتار سیستمهای کوانتومی خارج از تعادل گرمایی را - زمانی که به آنها مانند گهواره نیوتن نیرو وارد میشود - به خوبی رفتار گهواره نیوتن کلاسیک درک کنیم.»
منبع:
Phys. Rev. X 8, 021030
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
گاهی برای درک پیچیدهترین علمها، باید بسیار ساده شروع کنیم. آزمایش جدیدی الهام گرفته از یک وسیله رومیزی، پاسخهایی برای برخی از رازهای فیزیک کوانتوم را آشکار کرد! وسیله ذکر شده، یک گهواره نیوتن است که از ردیفِ دقیق تنظیم شدهای از توپهای به هم چسبیده تشکیل…
PhysRevX.8.021030.pdf
1.5 MB
یک آزمایش پیشگامانه در فیزیک برای اولین بار از نیرویی بین الکترونها و پروتونها، به نام نیروی ضعیف هستهای، اندازهگیری دقیقی ارائه کرد.
مقدار 0.0045±0.0719 برای بسیاری از ما معنای آنچنانی ندارد، اما محققان آن را تبدیل به امکان هیجانانگیزی برای حرکت دادن فیزیک به خارج از محدوده مدل استاندارد کردهاند.
در تلاشی بین المللی به وسیله دانشمندان، به نام “Jefferson Lab Q-weak Collaboration” (همکاری ضعیف کوانتومی آزمایشگاه جفرسون)، فیزیکدانان از خاصیت عجیبی در فیزیک ذرات استفاده کردند تا اندازهگیری قابل اطمینانی روی یکی از ضعیفترین چهار نیروی بنیادی طبیعت انجام دهند: نیروی ضعیف هستهای.
نیروی کوچک و عجیبی که نوترونها را به پروتون تبدیل میکند (همراه با یک الکترون و پادنوترینوی الکترونی برای ثابت نگه داشتن کمیتهای پایسته).
اگرچه ضعیف بودن آن در حد گرانش نیست، نیروی ضعیف مسئول بخشی از جاذبه بین پروتونها و الکترونها است.
پروفسور Ross Young از دانشگاه آدلاید میگوید: «اندازهگیری این اثر دشوار است زیرا نیروی ضعیف، بسیار ضعیفتر از الکترومغناطیس است.»
ترفند این اندازهگیری، استفاده از کشف عجیب و غریبی بود که در دهه 1950 اتفاق افتاد.
بیشتر چیزهایی که در فیزیک اتفاق میافتد، تابع نوعی قانون، تعادل یا تقارن هستند به طوری که تغییر ویژگیای خاص از جهان، نمیتواند هیچ تفاوتی ایجاد کند. به عنوان مثال برای ویژگی بار به این معنا است که اگر ناگهان تمام بارهای مثبت و منفی را با هم عوض کنیم، همه چیز همان طوری خواهد بود که پیش از این بوده.
به طریق مشابه اگر زمان را بازسازی کنیم، هیچ نشانهای از این کار وجود نخواهد داشت که ما به آن پی ببریم.
و یا برای فضا اگر ناگهان موقعیت هر چیز را در یک آینه غول آسای کیهانی قرینه کنیم، بیشتر چیزها هیچ تغییری نمیکنند.
نیروی ضعیف هستهای، یک استثنای مهم دارد. یک تبعیض ذاتی بین چپ و راست در پراکنده شدن ذراتی که تحت این نیرو واپاشی کردهاند وجود دارد که اگر جهان وارون شود ما متوجه آن خواهیم شد.
این تخطی از “تقارن پاریته” (تقارن دستسان یا تقارن مزدوج) اساس آزمایشی است که بر روی نیروی ضعیف انجام شد.
شلیک الکترونها، که دارای اسپین در یکی از دو جهت هستند، به پروتونها باعث میشود که با الگوی دقیقی بسته به جهت اسپینشان، یا “Helicity” (مارپیچگی)شان کمانه کنند.
مارپیچگی یک ذره، راستگرد است اگر جهت اسپین مشابه جهت حرکت باشد و چپگرد است اگر جهت اسپین و جهت حرکت مخالف هم باشند. از نگاه ریاضیات، مارپیچگی در واقع علامت تصویر بردار اسپین در راستای بردار تکانه است: حالت “چپ دست”، در راستای منفی و حالت “راست دست”، در راستای مثبت است (تصویر شماره 1).
پروفسور راس یانگ میگوید: «تفاوت بین میزان این دو نوع مارپیچگی برای هر یک میلیارد الکترون پراکنده شده، کمتر از 300 است. ما با اندازهگیری بسیار دقیق این تفاوت کوچک موفق به تعیین بار ضعیف پروتون شدیم.»
نتایج آزمایش با آنچه که بر اساس مدل استاندارد پیشبینی میشد، همخوانی دارد. یانگ میگوید: «اگر نتایج اندازهگیری انحرافی از پیشبینی را نشان دهد، امضای قویای از یک نیروی ناشناخته است که بین ذرات بنیادی عمل میکند.»
به همان اندازه که مدل استاندارد قابل اطمینان است، هنوز شکافهای بسیاری وجود دارد که در آنها ماهیت پدیدههایی مثل انرژی تاریک و نظریه گرانش کوانتومی آشکار نشده است. ما فقط نیاز به روش درست برای تجزیه و تحلیل این ویژگیهای بسیار مبهم جهانمان داریم.
داشتن یک راه اثبات شده برای بررسی برهمکنشهایی که معمولاً پشت نیروهای قویتر پنهان میشوند، ابزار درخشان، ارزشمند و جدیدی را به جعبه ترفندهای تحلیلی فیزیکدانان وارد میکند.
منابع:
Scimex
Nature 557, 207–211 (2018)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
مقدار 0.0045±0.0719 برای بسیاری از ما معنای آنچنانی ندارد، اما محققان آن را تبدیل به امکان هیجانانگیزی برای حرکت دادن فیزیک به خارج از محدوده مدل استاندارد کردهاند.
در تلاشی بین المللی به وسیله دانشمندان، به نام “Jefferson Lab Q-weak Collaboration” (همکاری ضعیف کوانتومی آزمایشگاه جفرسون)، فیزیکدانان از خاصیت عجیبی در فیزیک ذرات استفاده کردند تا اندازهگیری قابل اطمینانی روی یکی از ضعیفترین چهار نیروی بنیادی طبیعت انجام دهند: نیروی ضعیف هستهای.
نیروی کوچک و عجیبی که نوترونها را به پروتون تبدیل میکند (همراه با یک الکترون و پادنوترینوی الکترونی برای ثابت نگه داشتن کمیتهای پایسته).
اگرچه ضعیف بودن آن در حد گرانش نیست، نیروی ضعیف مسئول بخشی از جاذبه بین پروتونها و الکترونها است.
پروفسور Ross Young از دانشگاه آدلاید میگوید: «اندازهگیری این اثر دشوار است زیرا نیروی ضعیف، بسیار ضعیفتر از الکترومغناطیس است.»
ترفند این اندازهگیری، استفاده از کشف عجیب و غریبی بود که در دهه 1950 اتفاق افتاد.
بیشتر چیزهایی که در فیزیک اتفاق میافتد، تابع نوعی قانون، تعادل یا تقارن هستند به طوری که تغییر ویژگیای خاص از جهان، نمیتواند هیچ تفاوتی ایجاد کند. به عنوان مثال برای ویژگی بار به این معنا است که اگر ناگهان تمام بارهای مثبت و منفی را با هم عوض کنیم، همه چیز همان طوری خواهد بود که پیش از این بوده.
به طریق مشابه اگر زمان را بازسازی کنیم، هیچ نشانهای از این کار وجود نخواهد داشت که ما به آن پی ببریم.
و یا برای فضا اگر ناگهان موقعیت هر چیز را در یک آینه غول آسای کیهانی قرینه کنیم، بیشتر چیزها هیچ تغییری نمیکنند.
نیروی ضعیف هستهای، یک استثنای مهم دارد. یک تبعیض ذاتی بین چپ و راست در پراکنده شدن ذراتی که تحت این نیرو واپاشی کردهاند وجود دارد که اگر جهان وارون شود ما متوجه آن خواهیم شد.
این تخطی از “تقارن پاریته” (تقارن دستسان یا تقارن مزدوج) اساس آزمایشی است که بر روی نیروی ضعیف انجام شد.
شلیک الکترونها، که دارای اسپین در یکی از دو جهت هستند، به پروتونها باعث میشود که با الگوی دقیقی بسته به جهت اسپینشان، یا “Helicity” (مارپیچگی)شان کمانه کنند.
مارپیچگی یک ذره، راستگرد است اگر جهت اسپین مشابه جهت حرکت باشد و چپگرد است اگر جهت اسپین و جهت حرکت مخالف هم باشند. از نگاه ریاضیات، مارپیچگی در واقع علامت تصویر بردار اسپین در راستای بردار تکانه است: حالت “چپ دست”، در راستای منفی و حالت “راست دست”، در راستای مثبت است (تصویر شماره 1).
پروفسور راس یانگ میگوید: «تفاوت بین میزان این دو نوع مارپیچگی برای هر یک میلیارد الکترون پراکنده شده، کمتر از 300 است. ما با اندازهگیری بسیار دقیق این تفاوت کوچک موفق به تعیین بار ضعیف پروتون شدیم.»
نتایج آزمایش با آنچه که بر اساس مدل استاندارد پیشبینی میشد، همخوانی دارد. یانگ میگوید: «اگر نتایج اندازهگیری انحرافی از پیشبینی را نشان دهد، امضای قویای از یک نیروی ناشناخته است که بین ذرات بنیادی عمل میکند.»
به همان اندازه که مدل استاندارد قابل اطمینان است، هنوز شکافهای بسیاری وجود دارد که در آنها ماهیت پدیدههایی مثل انرژی تاریک و نظریه گرانش کوانتومی آشکار نشده است. ما فقط نیاز به روش درست برای تجزیه و تحلیل این ویژگیهای بسیار مبهم جهانمان داریم.
داشتن یک راه اثبات شده برای بررسی برهمکنشهایی که معمولاً پشت نیروهای قویتر پنهان میشوند، ابزار درخشان، ارزشمند و جدیدی را به جعبه ترفندهای تحلیلی فیزیکدانان وارد میکند.
منابع:
Scimex
Nature 557, 207–211 (2018)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
آزمایشی با کمک 100,000 گیمر ثابت کرد اینشتین در مورد “تأثیر شبحوار” اشتباه میکرد.
شرمنده آلبرت!
@Cosmos_language
شرمنده آلبرت!
@Cosmos_language
پژوهش جدیدی با شرکت بیش از 100,000 گیمر داوطلب نشان داد که درهمتنیدگی کوانتومی کار میکند. پدیدهای که اینشتین در مورد صحت آن شک داشت و آن را “تأثیر شبحوار از فاصله دور” نامیده بود. و این توصیف، مفهوم درهمتنیدگی را به شکل خلاصه بسیار خوب میرساند. ایده کلی آن این است که ذرات میتوانند حتی از فواصل بسیار دور بدون اینکه با هم در تماس باشند، بر هم اثر بگذارند. این ما را از قلمرو فیزیک کلاسیک وارد مکانیک کوانتومی میکند.
اینشتین به طور کامل با این نتیجه مکانیک کوانتوم مخالف نبود، او فقط حدس میزد که چیز دیگری در پشت پرده اتفاق میافتد و باعث تأثیر شبحوار میشود؛ چیزی که هنوز کشفش نکردهایم.
ما قبلاً هم شاهد اثبات درهمتنیدگی کوانتومی بودهایم، اما برای دانشمندان ثابت کردن اینکه دقیقاً چه رخ میدهد سخت است. ممکن است همانطور که اینشتین فکر میکرد، متغیرهای پنهان و ناشناختهای موجب این اثر شوند.
اینجاست که داوطلبان وارد ماجرا میشوند. بازیای که آنان به وسیله تلفنهای هوشمند و سایر دستگاهها انجام دادند، برای تولید اعداد کاملاً تصادفی طراحی شده بود. اعداد تصادفیای که ثابت میکنند هیچ گونه متغیرهای پنهانی در ساختار بازی وجود ندارد.
سپس اعداد تصادفی تولید شده، در مجموعهای از آزمایشات کوانتومی در 12 آزمایشگاه مختلف، برای اندازهگیری ذرات درهمتنیده مانند فوتونها مورد استفاده قرار گرفتند.
این نوع آزمایشها که در واقع تحت عنوان آزمایش بل شناخته میشوند، برای اعتبارسنجی ایده درهمتنیدگی کوانتومی طراحی شدهاند. این تحقیق برای اولین بار یکی از معروفترین نقاط ضعف آزمایش بل را پوشاند: اینکه اعداد مورد استفاده، واقعاً غیرقابل پیشبینی نیستند.
به دست آوردن اعدادی که واقعاً تصادفی باشند، بسیار دشوار است و به همین دلیل بود که لشکری از داوطلبان در این آزمایش نقش داشتند.
پروفسور Andrew White، یکی از اعضای این گروه تحقیقاتی، از دانشگاه کوئینزلند استرالیا میگوید: «مردم غیرقابل پیشبینی هستند و وقتی که از تلفنهای هوشمند استفاده میکنند، حتی بیشتر غیرقابل پیشبینی میشوند. بنابراین ما از مردم خواستیم با استفاده از تلفنهای هوشمند، اعداد غیرقابل پیشبینی به اشتراک بگذارند.»
سپس این بیتهای تصادفی، چگونگی اندازهگیری اتمها، فوتونها و ابررساناهای درهمتنیده در آزمایشها را تعیین کردند، که این امر موجب برطرف شدن یک نقطه ضعف سرسخت در آزمونهای اصل رئالیسم موضعی اینشتین شد.
مفهوم رئالیسم موضعی این است که اعمال یا مشاهدات، در مکانهای دیگر تأثیری ندارند و چیزی که میتوانیم در جهان مشاهده کنیم ثابت میماند، حتی وقتی که در حال مشاهده کردنش نباشیم.
مکانیک کوانتومی لزوماً تابع این قوانین نیست. با جمعآوری تعداد زیادی از ورودیهای تصادفی، نتایج نشان میدهد که فیزیک کوانتوم واقعاً میتواند جهان اطراف ما را بدون وارد کردن متغیرهای پنهان توضیح دهد. شرمنده اینشتین!
دکتر Martin Ringbauer، یکی از محققان ارشد این پروژه، از دانشگاه کوئینزلند استرالیا توضیح میدهد: «هر یک از آزمایشگاهها آزمایش متفاوتی را انجام داد تا رئالیسم موضعی و همچنین مفاهیم دیگر مرتبط به آن را در سیستمهای فیزیکی متفاوت مورد آزمون قرار دهیم. ما نشان دادیم که یک ویژگی کلیدی درهمتنیدگی در فضا، به نام “Monogamy of entanglement” (یکپارچگی درهمتنیدگی)، در دامنه زمانی قرار نمیگیرد.»
محققان ذکر کردند که آزمایش آنها قسمت کوچکی از یک تصویر بزرگتر بوده است و ما قطعاً هنوز همه آنچه که در مورد فیزیک کوانتوم برای دانستن وجود دارد را نمیدانیم. اما این یک گام مهم دیگر در درک ما از درهمتنیدگی و رئالیسم موضعی است. همچنین نشان میدهد که با موبایلتان به جز چک کردن شبکههای اجتماعی و وب گردی، کارهای بیشتری هم میتوانید نجام دهید.
دکتر Geoff Pryde، یکی از محققان پروژه، از دانشگاه گریفیث استرالیا میگوید: «برای من نیز به ویژه قسمت در تماس بودن و مشارکت عمومی لذتبخش بود. من از اینکه به مردم فرصتی دادیم تا کاری کنند که روی عملکرد آزمایش تأثیر دارد لذت بردم.»
منابع:
Scimex
Nature 557, 212–216 (2018)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
اینشتین به طور کامل با این نتیجه مکانیک کوانتوم مخالف نبود، او فقط حدس میزد که چیز دیگری در پشت پرده اتفاق میافتد و باعث تأثیر شبحوار میشود؛ چیزی که هنوز کشفش نکردهایم.
ما قبلاً هم شاهد اثبات درهمتنیدگی کوانتومی بودهایم، اما برای دانشمندان ثابت کردن اینکه دقیقاً چه رخ میدهد سخت است. ممکن است همانطور که اینشتین فکر میکرد، متغیرهای پنهان و ناشناختهای موجب این اثر شوند.
اینجاست که داوطلبان وارد ماجرا میشوند. بازیای که آنان به وسیله تلفنهای هوشمند و سایر دستگاهها انجام دادند، برای تولید اعداد کاملاً تصادفی طراحی شده بود. اعداد تصادفیای که ثابت میکنند هیچ گونه متغیرهای پنهانی در ساختار بازی وجود ندارد.
سپس اعداد تصادفی تولید شده، در مجموعهای از آزمایشات کوانتومی در 12 آزمایشگاه مختلف، برای اندازهگیری ذرات درهمتنیده مانند فوتونها مورد استفاده قرار گرفتند.
این نوع آزمایشها که در واقع تحت عنوان آزمایش بل شناخته میشوند، برای اعتبارسنجی ایده درهمتنیدگی کوانتومی طراحی شدهاند. این تحقیق برای اولین بار یکی از معروفترین نقاط ضعف آزمایش بل را پوشاند: اینکه اعداد مورد استفاده، واقعاً غیرقابل پیشبینی نیستند.
به دست آوردن اعدادی که واقعاً تصادفی باشند، بسیار دشوار است و به همین دلیل بود که لشکری از داوطلبان در این آزمایش نقش داشتند.
پروفسور Andrew White، یکی از اعضای این گروه تحقیقاتی، از دانشگاه کوئینزلند استرالیا میگوید: «مردم غیرقابل پیشبینی هستند و وقتی که از تلفنهای هوشمند استفاده میکنند، حتی بیشتر غیرقابل پیشبینی میشوند. بنابراین ما از مردم خواستیم با استفاده از تلفنهای هوشمند، اعداد غیرقابل پیشبینی به اشتراک بگذارند.»
سپس این بیتهای تصادفی، چگونگی اندازهگیری اتمها، فوتونها و ابررساناهای درهمتنیده در آزمایشها را تعیین کردند، که این امر موجب برطرف شدن یک نقطه ضعف سرسخت در آزمونهای اصل رئالیسم موضعی اینشتین شد.
مفهوم رئالیسم موضعی این است که اعمال یا مشاهدات، در مکانهای دیگر تأثیری ندارند و چیزی که میتوانیم در جهان مشاهده کنیم ثابت میماند، حتی وقتی که در حال مشاهده کردنش نباشیم.
مکانیک کوانتومی لزوماً تابع این قوانین نیست. با جمعآوری تعداد زیادی از ورودیهای تصادفی، نتایج نشان میدهد که فیزیک کوانتوم واقعاً میتواند جهان اطراف ما را بدون وارد کردن متغیرهای پنهان توضیح دهد. شرمنده اینشتین!
دکتر Martin Ringbauer، یکی از محققان ارشد این پروژه، از دانشگاه کوئینزلند استرالیا توضیح میدهد: «هر یک از آزمایشگاهها آزمایش متفاوتی را انجام داد تا رئالیسم موضعی و همچنین مفاهیم دیگر مرتبط به آن را در سیستمهای فیزیکی متفاوت مورد آزمون قرار دهیم. ما نشان دادیم که یک ویژگی کلیدی درهمتنیدگی در فضا، به نام “Monogamy of entanglement” (یکپارچگی درهمتنیدگی)، در دامنه زمانی قرار نمیگیرد.»
محققان ذکر کردند که آزمایش آنها قسمت کوچکی از یک تصویر بزرگتر بوده است و ما قطعاً هنوز همه آنچه که در مورد فیزیک کوانتوم برای دانستن وجود دارد را نمیدانیم. اما این یک گام مهم دیگر در درک ما از درهمتنیدگی و رئالیسم موضعی است. همچنین نشان میدهد که با موبایلتان به جز چک کردن شبکههای اجتماعی و وب گردی، کارهای بیشتری هم میتوانید نجام دهید.
دکتر Geoff Pryde، یکی از محققان پروژه، از دانشگاه گریفیث استرالیا میگوید: «برای من نیز به ویژه قسمت در تماس بودن و مشارکت عمومی لذتبخش بود. من از اینکه به مردم فرصتی دادیم تا کاری کنند که روی عملکرد آزمایش تأثیر دارد لذت بردم.»
منابع:
Scimex
Nature 557, 212–216 (2018)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
پروتونها فشاری 10 برابر بیشتر از ستارههای نوترونی دارند!
فیزیکدانان دست به اندازهگیری فشار داخل پروتون - کاری که زمانی غیرممکن تصور میشد - زدند و نتایج آن بسیار چشمگیرتر از آن بود که تصور میشد!
به کمک شلیک الکترونهای پر انرژی به پروتونها، محققان فشار و کشش بین سه کوارک درون پروتون را اندازهگیری کردند که بینش ارزشمندی در مورد یکی از پایدارترین بلوکهای سازنده کیهان در اختیارمان میگذارد.
دکتر Latifa Elouadrhiri از “تسهیلات شتابدهنده ملی توماس جفرسون”، درک قبلی ما از ساختار پروتون را به درکی که ما از ساختار قلب انسان، تنها به وسیله گوش دادن به صدای تپش آن، میتوانیم به دست بیاوریم تشبیه میکند: «ما تکنولوژی تصویربرداری سه بعدی پزشکی داریم که به پزشکان اجازه میدهد بدون شکافتن سینه بیمار، در مورد ساختار قلب بیشتر بیاموزند و این همان چیزی است که ما میخواهیم با نسل جدیدی از آزمایشات انجام دهیم.»
مدتی است که فهمیدهایم پروتونها از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل میشوند که با چیزی به نام “نیروی هستهای قوی” کنار هم نگه داشته شدهاند.
اما در ورای آن، ساختار داخلی پروتون همیشه یک راز باقی مانده بود. کوارکهای آن به وضوح محکم کنار هم نگه داشته شدهاند اما باید دافعهای هم باشد که از فروریزش آن به یک نقطه جلوگیری کند.
محققان برای اندازهگیری شدت کنار هم نگه داشته شدن این قطعات، دو چارچوب نظری متفاوت را ترکیب کردند که یکی از آنها برای اجرای عملی، غیرممکن فرض میشد.
انرژی و تکانه بخشهای داخلی پروتون، در چیزی به نام “Gravitational form factors” (فاکتورهای فرم گرانشی) کدگذاری شدهاند.
گرانش آنچنان نیروی ضعیفی است که در فیزیک ذرات - دست کم تا وقتی که نیروهای قویتر روی کار هستند - هیچ فکری به آن نمیشود. اما در اعماق پروتون، یک میدان گرانشی میتواند از انرژی و تکانه ذره متأثر شود.
متأسفانه این یکی از آن “ایدههای زیبای نظری” بود که ساز و کار آن در مقالهی 1966 فیزیکدان آمریکایی، Heinz Pagels، توضیح داده شد. در حالی که به لطف ضعف فوقالعاده گرانش، برنامه عملی آن متوقف شد.
آنچه Pagels پیشبینیاش را نکرده بود، توسعه یک چارچوب نظری که رفتار نیروی الکترومغناطیس را به فاکتورهای فرم گرانشی ربط میدهد بود.
به عبارت دیگر بعدها کشف شد که الکترونها میتوانند جایگزینی برای یک کاوش گرانشی باشند.
دکتر Elouadrhiri میگوید: «زیبایی آن این است که شما نقشهای را در دست دارید که تصور میکنید هرگز آن را نمیفهمید. اما اکنون ما این شکافها را با این کاوشگر الکترومغناطیسی پر کردهایم.»
کلید آن استفاده از پراکندگی کامپتون بود که برهمکنش بین فوتونهای نور و یک ذره باردار مانند الکترون را توصیف میکرد.
در این مورد، آنها شتاب یک الکترون را آنقدر بالا بردند تا طول موج آن به قدری کاهش پیدا کند که بتواند به درون یک پروتون نفوذ کرده و سپس آنها پراکندگی فوتونهایی که تولید شده بود را مشاهده کنند و با ترکیب جزئیات آن با اطلاعات مربوط به پروتون و الکترون شتاب گرفته، به چگونگی واکنش کوارکها به این حمله پی ببرند.
این پراکندگی نقشهای از انرژی و تکانه را به دست میدهد که توصیف کننده فشار رو به بیرون شدیدی در مرکز پروتون است و مانع رُمبش آن میشود.
در مقابل این فشار، فشاری برابر است که کوارکها را کنار هم نگه میدارد. مشخص شد که فشار کنار هم نگه دارنده کوارکها، برابر 100 دسیلیون پاسکال (10³⁵ پاسکال) میباشد!
ستاره نوترونیای را تصور کنید که در آن ماده به قدری فشرده است که جرم یک کوه بزرگ در یک قاشق چایخوری جا میشود؛ این تیم تحقیقاتی میگوید فشار درون پروتون، ده برابر بیشتر از این است و هسته پروتون را به یک فضای به شدت پر فشار تبدیل میکند.
گام بعدی این تیم، ادامه استفاده از این پروسه برای ایجاد درک بیشتر از مکانیک درون پروتونی، محاسبه نیروهای آن و در نهایت ساخت یک تصویر از چگونگی حرکت کوارکهای آن است.
بیشتر دانستن در مورد درون پروتون، میتواند به ما در جهت کشف اینکه آیا پروتونها واپاشی میکنند یا نه کمک کند.
اکنون پروتونها به قدری پایدارند که طول عمرشان بیشتر از طول عمر جهان ممکن است باشد، اما تعیین چگونگی و زمان واپاشی آنها میتواند اطلاعات ارزشمندی در مورد ویژگیهای بنیادی جهان به ما بگوید.
منبع:
Nature
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
فیزیکدانان دست به اندازهگیری فشار داخل پروتون - کاری که زمانی غیرممکن تصور میشد - زدند و نتایج آن بسیار چشمگیرتر از آن بود که تصور میشد!
به کمک شلیک الکترونهای پر انرژی به پروتونها، محققان فشار و کشش بین سه کوارک درون پروتون را اندازهگیری کردند که بینش ارزشمندی در مورد یکی از پایدارترین بلوکهای سازنده کیهان در اختیارمان میگذارد.
دکتر Latifa Elouadrhiri از “تسهیلات شتابدهنده ملی توماس جفرسون”، درک قبلی ما از ساختار پروتون را به درکی که ما از ساختار قلب انسان، تنها به وسیله گوش دادن به صدای تپش آن، میتوانیم به دست بیاوریم تشبیه میکند: «ما تکنولوژی تصویربرداری سه بعدی پزشکی داریم که به پزشکان اجازه میدهد بدون شکافتن سینه بیمار، در مورد ساختار قلب بیشتر بیاموزند و این همان چیزی است که ما میخواهیم با نسل جدیدی از آزمایشات انجام دهیم.»
مدتی است که فهمیدهایم پروتونها از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل میشوند که با چیزی به نام “نیروی هستهای قوی” کنار هم نگه داشته شدهاند.
اما در ورای آن، ساختار داخلی پروتون همیشه یک راز باقی مانده بود. کوارکهای آن به وضوح محکم کنار هم نگه داشته شدهاند اما باید دافعهای هم باشد که از فروریزش آن به یک نقطه جلوگیری کند.
محققان برای اندازهگیری شدت کنار هم نگه داشته شدن این قطعات، دو چارچوب نظری متفاوت را ترکیب کردند که یکی از آنها برای اجرای عملی، غیرممکن فرض میشد.
انرژی و تکانه بخشهای داخلی پروتون، در چیزی به نام “Gravitational form factors” (فاکتورهای فرم گرانشی) کدگذاری شدهاند.
گرانش آنچنان نیروی ضعیفی است که در فیزیک ذرات - دست کم تا وقتی که نیروهای قویتر روی کار هستند - هیچ فکری به آن نمیشود. اما در اعماق پروتون، یک میدان گرانشی میتواند از انرژی و تکانه ذره متأثر شود.
متأسفانه این یکی از آن “ایدههای زیبای نظری” بود که ساز و کار آن در مقالهی 1966 فیزیکدان آمریکایی، Heinz Pagels، توضیح داده شد. در حالی که به لطف ضعف فوقالعاده گرانش، برنامه عملی آن متوقف شد.
آنچه Pagels پیشبینیاش را نکرده بود، توسعه یک چارچوب نظری که رفتار نیروی الکترومغناطیس را به فاکتورهای فرم گرانشی ربط میدهد بود.
به عبارت دیگر بعدها کشف شد که الکترونها میتوانند جایگزینی برای یک کاوش گرانشی باشند.
دکتر Elouadrhiri میگوید: «زیبایی آن این است که شما نقشهای را در دست دارید که تصور میکنید هرگز آن را نمیفهمید. اما اکنون ما این شکافها را با این کاوشگر الکترومغناطیسی پر کردهایم.»
کلید آن استفاده از پراکندگی کامپتون بود که برهمکنش بین فوتونهای نور و یک ذره باردار مانند الکترون را توصیف میکرد.
در این مورد، آنها شتاب یک الکترون را آنقدر بالا بردند تا طول موج آن به قدری کاهش پیدا کند که بتواند به درون یک پروتون نفوذ کرده و سپس آنها پراکندگی فوتونهایی که تولید شده بود را مشاهده کنند و با ترکیب جزئیات آن با اطلاعات مربوط به پروتون و الکترون شتاب گرفته، به چگونگی واکنش کوارکها به این حمله پی ببرند.
این پراکندگی نقشهای از انرژی و تکانه را به دست میدهد که توصیف کننده فشار رو به بیرون شدیدی در مرکز پروتون است و مانع رُمبش آن میشود.
در مقابل این فشار، فشاری برابر است که کوارکها را کنار هم نگه میدارد. مشخص شد که فشار کنار هم نگه دارنده کوارکها، برابر 100 دسیلیون پاسکال (10³⁵ پاسکال) میباشد!
ستاره نوترونیای را تصور کنید که در آن ماده به قدری فشرده است که جرم یک کوه بزرگ در یک قاشق چایخوری جا میشود؛ این تیم تحقیقاتی میگوید فشار درون پروتون، ده برابر بیشتر از این است و هسته پروتون را به یک فضای به شدت پر فشار تبدیل میکند.
گام بعدی این تیم، ادامه استفاده از این پروسه برای ایجاد درک بیشتر از مکانیک درون پروتونی، محاسبه نیروهای آن و در نهایت ساخت یک تصویر از چگونگی حرکت کوارکهای آن است.
بیشتر دانستن در مورد درون پروتون، میتواند به ما در جهت کشف اینکه آیا پروتونها واپاشی میکنند یا نه کمک کند.
اکنون پروتونها به قدری پایدارند که طول عمرشان بیشتر از طول عمر جهان ممکن است باشد، اما تعیین چگونگی و زمان واپاشی آنها میتواند اطلاعات ارزشمندی در مورد ویژگیهای بنیادی جهان به ما بگوید.
منبع:
Nature
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
مصاحبه Lizzie Gibney (گزارشگر Nature) با دکتر Latifa Elouadrhiri در مورد تحقیق تیمش.
@Cosmos_language
@Cosmos_language