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
شهابسنگ میان ستارهای اُمواموا احتمال جالب توجهی را به ما عرضه کرد: اگر اشیاء میان ستارهای میتوانند از جایی خارج از محدوده منظومه شمسی به آن وارد شوند، پس شاید قبلاً هم چنین اتفاقی افتاده است!
تحقیق جدیدی میگوید این اتفاق افتاده است و چنین جسمی برای مدتهاست که در اینجا حضور دارد! این شئ که 2015 BZ509 نام دارد، نخستین مدار پایدار شناخته شده منظومه شمسی است که در اینجا شکل نگرفته.
بیشتر اشیاء منظومه شمسی از جمله سیارات، پادساعتگرد (تصویر شماره 1) به دور خورشید میچرخند؛ از هزاران هزار شهابسنگ و دنبالهدار و سیارک و سیاره و قمر فقط 95 تای آنها شناخته شده که ساعتگرد به دور خورشید میچرخند.
نه تنها 2015 BZ509 (که به نام Bee-Zed هم شناخته میشود) ساعتگرد به دور خورشید میچرخد، بلکه تنها چرخنده برعکسی است که مدارش با مدار یک سیاره اشتراک دارد.
جسم Bee-Zed با رزونانس 1:1 با سیاره مشتری هم مدار است؛ یعنی تقریباً با همان سرعت مشتری در حال چرخش به دور خورشید است (فقط در جهت برعکس).
مشتری مدارش را تقریباً با 6000 جسم فضایی به اشتراک میگذارد که بیشترشان، هم جهت با مشتری به دور خورشید میچرخند و از بین تعداد اندکی که در خلاف جهت میچرخند، هیچ کدام رزونانس Bee-Zed را ندارند.
طبق مقالهای که امسال منتشر شد، رابطه گرانشی آن با خورشید و مشتری به گونهای است که بتواند مدار غیرعادی خود را که به مدت یک میلیون سال در آن بوده است، حفظ کند.
مشتری و Bee-Zed در طول مدارشان دو بار با فاصله تنها 176 میلیون کیلومتر از کنار هم عبور میکنند. در یکی از این گذرها، مشتری آن را به سمت خودش میکشد و از منحرف شدنش به سمت خورشید جلوگیری میکند و سپس خورشید آن را به سمت خودش میکشد تا مانع از برخوردش با مشتری در هنگام عبور بعدی آنها از کنار هم شود (تصویر شماره 2).
اخترفیزیکدان و کیهانشناس، Fathi Namouni از رصدخانه de la Côte d'Azur در فرانسه توضیح میدهد: «اینکه این جسم چگونه وارد این مدار پایدار شده، هنوز یک راز است. اگر 2015 BZ509 بومی منظومه خودمان بود، باید همان جهت حرکت اصلی مانند دیگر سیارات و شهابسنگها را از ابرهای گازی و غبار فرمدهندهاش به ارث میبرد.»
دکتر Namouni و اخترفیزیکدان Helena Morais شبیه سازی کامپیوتریای را انجام دادند تا ببینند مدار Bee-Zed از چند وقت پیش میتواند شکل گرفته باشد. نتیجه اینکه قرار گیری آن در مدار، به 4.5 میلیارد سال پیش یعنی هنگام شکل گیری منظومه شمسی باز میگردد و به قدری پایدار است که تا 43 میلیارد سال دیگر هم میتواند در مدارش باقی بماند (اگر مرگ خورشید را در نظر نگیریم).
تفاوتهای بسیار Bee-Zed از سایر اجسام درون منظومه شمسی، محققان را متقاعد کرده است که منشأ آن به احتمال زیاد خارج منظومه شمسی است و هنگام عبور از داخل منظومه ما توسط گرانش خورشید و مشتری و زحل به دام افتاده و وارد این مدار پایدار شده است.
ممکن از اجسام دیگری هم در منظومه ما وجود داشته باشندکه از منظومه دیگری آمدهاند اما شناسایی آنها کار راحتی نیست.
منبع:
Oxford Academic
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
تحقیق جدیدی میگوید این اتفاق افتاده است و چنین جسمی برای مدتهاست که در اینجا حضور دارد! این شئ که 2015 BZ509 نام دارد، نخستین مدار پایدار شناخته شده منظومه شمسی است که در اینجا شکل نگرفته.
بیشتر اشیاء منظومه شمسی از جمله سیارات، پادساعتگرد (تصویر شماره 1) به دور خورشید میچرخند؛ از هزاران هزار شهابسنگ و دنبالهدار و سیارک و سیاره و قمر فقط 95 تای آنها شناخته شده که ساعتگرد به دور خورشید میچرخند.
نه تنها 2015 BZ509 (که به نام Bee-Zed هم شناخته میشود) ساعتگرد به دور خورشید میچرخد، بلکه تنها چرخنده برعکسی است که مدارش با مدار یک سیاره اشتراک دارد.
جسم Bee-Zed با رزونانس 1:1 با سیاره مشتری هم مدار است؛ یعنی تقریباً با همان سرعت مشتری در حال چرخش به دور خورشید است (فقط در جهت برعکس).
مشتری مدارش را تقریباً با 6000 جسم فضایی به اشتراک میگذارد که بیشترشان، هم جهت با مشتری به دور خورشید میچرخند و از بین تعداد اندکی که در خلاف جهت میچرخند، هیچ کدام رزونانس Bee-Zed را ندارند.
طبق مقالهای که امسال منتشر شد، رابطه گرانشی آن با خورشید و مشتری به گونهای است که بتواند مدار غیرعادی خود را که به مدت یک میلیون سال در آن بوده است، حفظ کند.
مشتری و Bee-Zed در طول مدارشان دو بار با فاصله تنها 176 میلیون کیلومتر از کنار هم عبور میکنند. در یکی از این گذرها، مشتری آن را به سمت خودش میکشد و از منحرف شدنش به سمت خورشید جلوگیری میکند و سپس خورشید آن را به سمت خودش میکشد تا مانع از برخوردش با مشتری در هنگام عبور بعدی آنها از کنار هم شود (تصویر شماره 2).
اخترفیزیکدان و کیهانشناس، Fathi Namouni از رصدخانه de la Côte d'Azur در فرانسه توضیح میدهد: «اینکه این جسم چگونه وارد این مدار پایدار شده، هنوز یک راز است. اگر 2015 BZ509 بومی منظومه خودمان بود، باید همان جهت حرکت اصلی مانند دیگر سیارات و شهابسنگها را از ابرهای گازی و غبار فرمدهندهاش به ارث میبرد.»
دکتر Namouni و اخترفیزیکدان Helena Morais شبیه سازی کامپیوتریای را انجام دادند تا ببینند مدار Bee-Zed از چند وقت پیش میتواند شکل گرفته باشد. نتیجه اینکه قرار گیری آن در مدار، به 4.5 میلیارد سال پیش یعنی هنگام شکل گیری منظومه شمسی باز میگردد و به قدری پایدار است که تا 43 میلیارد سال دیگر هم میتواند در مدارش باقی بماند (اگر مرگ خورشید را در نظر نگیریم).
تفاوتهای بسیار Bee-Zed از سایر اجسام درون منظومه شمسی، محققان را متقاعد کرده است که منشأ آن به احتمال زیاد خارج منظومه شمسی است و هنگام عبور از داخل منظومه ما توسط گرانش خورشید و مشتری و زحل به دام افتاده و وارد این مدار پایدار شده است.
ممکن از اجسام دیگری هم در منظومه ما وجود داشته باشندکه از منظومه دیگری آمدهاند اما شناسایی آنها کار راحتی نیست.
منبع:
Oxford Academic
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
نظریه کوانتوم به شدت مبتنی بر احتمالات است، زیرا اندازهگیری یک سیستم کوانتومی، هر بار نتیجه مشابهی را تولید نمیکند بلکه از میان نتایج محتمل، نتیجهای را که با احتمال خاصی رخ میدهد به دست میدهد. فیزیکدانان در مقالهای قاعده جدیدی برای احتمال کوانتومی به منظور نسبت دادن احتمالات به نتایج اندازه گیریها ارائه کردهاند که اساساً دو مورد از مهمترین قوانین احتمال کوانتومی یعنی “Born rule” (قاعده بورن) و “wave function collapse rule” (قاعده فروریزش تابع موج) را با یکدیگر ترکیب میکند.
قاعده بورن یکی از مهمترین قوانین احتمال در نظریه کوانتومی به شمار میرود که احتمال اندازهگیری یک رویداد خاص را به دست میدهد؛ البته هنگام پیشبینی رویدادهای متوالی قضیه کمی پیچیدهتر میشود. هرچند در دیدگاه کلاسیک امکان نسبت دادن احتمالهای مشترک به رویدادهای متوالی، تحت شرایطی خاص امکانپذیر است اما در دیدگاه کوانتومی این امکان وجود ندارد، زیرا هر اندازهگیری ضرورتاً سیستم را مختل میکند. بنابراین در مکانیک کوانتومی هر حالت باید بعد از هر اندازهگیری با اطلاعات جدید به روز رسانی شود.
برای به روز رسانی حالت سیستمهای کوانتومی، «قاعده به روز رسانی حالت» یا «قاعده فروریزش» مورد استفاده قرار میگیرند. فیزیکدانان در مقالهای جدید، این به روز رسانی را اساساً یک عنصر خاص معرفی میکنند؛ زیرا به صورت اصل موضوعهای که قابل اثبات نیست، معرفی شده و یک موجودیت کاملاً جدا از قانون بورن دارد. اگرچه این قانون جدید در موارد عملی، نتایج قابل قبولی داشته، اما دارای معایب اساسی در فهم صحیح ماهیت نظریه کوانتومی است؛ به ویژه تفاسیر نظریه کوانتومی به صورت بیانی در مورد دانش واقعیت، به جای خود واقعیت.
فیزیکدانان برای حل این مسائل، یک قانون احتمال کوانتومی یکپارچه تحت عنوان “Quantum Process Rule” (قاعده فرآیند کوانتومی) را پیشنهاد میکنند. نتایج نشان میدهند این قانون بنیادیتر از قاعدهی بورن عمل میکند؛ زیرا هم قاعده بورن و هم قاعده به روز رسانی حالت یا فروریزش میتوانند از این قانون جدید مشتق شوند؛ به این معنی که نیاز به معرفی قانون بهروزرسانی به شکل مستقیم از بین میرود. بر خلاف قاعده بورن، قانون فرآیند کوانتومی توانایی تخصیص احتمالات مشترک را به حوادث متوالی دارد.
یکی از پیامدهای جالب نشان دادن اینکه فروپاشی تابع موج از قاعده جدید احتمال کوانتومی پیروی میکند، این است که لازم نیست فروریزش تابع موج به عنوان یک جنبه اساسی نظریهی کوانتوم در نظر گرفته شود. این پیامد چشمانداز دیگری از فروریزش تابع موج و همچنین درک جدیدی از ماهیت نظریه کوانتوم ارائه میدهد.
دانشمندان میگویند: «اهمیت اصلی کار این است که قاعده احتمال کوانتومی یکپارچه، هر دو قانون بورن و قانون فروریزش را در بر میگیرد. این بدان معناست که دیگر نیازی به توضیح فروریزش تابع موج در یک فرآیند فیزیکی نیست، بلکه میتوان این بخش از چارچوب را به عنوان یک مورد از شرایط احتمال کلاسیک در نظر گرفت. این امکان دوم بدان معنی است که میتوانیم حالت کوانتومی را به عنوان موجودی در مورد دانش در نظر بگیریم، نه توصیف مستقیمی از یک واقعیت فیزیکی.»
منبع:
New Journal of Physics
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
قاعده بورن یکی از مهمترین قوانین احتمال در نظریه کوانتومی به شمار میرود که احتمال اندازهگیری یک رویداد خاص را به دست میدهد؛ البته هنگام پیشبینی رویدادهای متوالی قضیه کمی پیچیدهتر میشود. هرچند در دیدگاه کلاسیک امکان نسبت دادن احتمالهای مشترک به رویدادهای متوالی، تحت شرایطی خاص امکانپذیر است اما در دیدگاه کوانتومی این امکان وجود ندارد، زیرا هر اندازهگیری ضرورتاً سیستم را مختل میکند. بنابراین در مکانیک کوانتومی هر حالت باید بعد از هر اندازهگیری با اطلاعات جدید به روز رسانی شود.
برای به روز رسانی حالت سیستمهای کوانتومی، «قاعده به روز رسانی حالت» یا «قاعده فروریزش» مورد استفاده قرار میگیرند. فیزیکدانان در مقالهای جدید، این به روز رسانی را اساساً یک عنصر خاص معرفی میکنند؛ زیرا به صورت اصل موضوعهای که قابل اثبات نیست، معرفی شده و یک موجودیت کاملاً جدا از قانون بورن دارد. اگرچه این قانون جدید در موارد عملی، نتایج قابل قبولی داشته، اما دارای معایب اساسی در فهم صحیح ماهیت نظریه کوانتومی است؛ به ویژه تفاسیر نظریه کوانتومی به صورت بیانی در مورد دانش واقعیت، به جای خود واقعیت.
فیزیکدانان برای حل این مسائل، یک قانون احتمال کوانتومی یکپارچه تحت عنوان “Quantum Process Rule” (قاعده فرآیند کوانتومی) را پیشنهاد میکنند. نتایج نشان میدهند این قانون بنیادیتر از قاعدهی بورن عمل میکند؛ زیرا هم قاعده بورن و هم قاعده به روز رسانی حالت یا فروریزش میتوانند از این قانون جدید مشتق شوند؛ به این معنی که نیاز به معرفی قانون بهروزرسانی به شکل مستقیم از بین میرود. بر خلاف قاعده بورن، قانون فرآیند کوانتومی توانایی تخصیص احتمالات مشترک را به حوادث متوالی دارد.
یکی از پیامدهای جالب نشان دادن اینکه فروپاشی تابع موج از قاعده جدید احتمال کوانتومی پیروی میکند، این است که لازم نیست فروریزش تابع موج به عنوان یک جنبه اساسی نظریهی کوانتوم در نظر گرفته شود. این پیامد چشمانداز دیگری از فروریزش تابع موج و همچنین درک جدیدی از ماهیت نظریه کوانتوم ارائه میدهد.
دانشمندان میگویند: «اهمیت اصلی کار این است که قاعده احتمال کوانتومی یکپارچه، هر دو قانون بورن و قانون فروریزش را در بر میگیرد. این بدان معناست که دیگر نیازی به توضیح فروریزش تابع موج در یک فرآیند فیزیکی نیست، بلکه میتوان این بخش از چارچوب را به عنوان یک مورد از شرایط احتمال کلاسیک در نظر گرفت. این امکان دوم بدان معنی است که میتوانیم حالت کوانتومی را به عنوان موجودی در مورد دانش در نظر بگیریم، نه توصیف مستقیمی از یک واقعیت فیزیکی.»
منبع:
New Journal of Physics
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
نظریه کوانتوم به شدت مبتنی بر احتمالات است، زیرا اندازهگیری یک سیستم کوانتومی، هر بار نتیجه مشابهی را تولید نمیکند بلکه از میان نتایج محتمل، نتیجهای را که با احتمال خاصی رخ میدهد به دست میدهد. فیزیکدانان در مقالهای قاعده جدیدی برای احتمال کوانتومی به…
Shrapnel_2018_New_J._Phys._20_053010.pdf
744.1 KB
دانشمندان بر این باورند که نوع کشف نشدهای از ذره وجود دارد؛ به “دی-اُمگا” سلام کنید!
@Cosmos_language
@Cosmos_language
با استفاده از یکی از قدرتمندترین کامپیوترهای جهان برای اجرای شبیهسازیهای پیچیده، دانشمندان نوع جدیدی از ذرات “Dibaryon” (دیباریون) را پیشبینی کردند. باریونها ذرات مرکبی هستند که از سه کوارک تشکیل شدهاند و دیباریونها (که گاهی با نام “hexaquark” هم معرفی میشوند) ذرات پیچیدهتری هستند که از دو باریون (شش کوارک) ساخته شده باشند. این دیباریون جدید، متشکل از شش کوارکِ هم نوع پیشبینی شده که محققان همکاری “HAL QCD” آن را “di-Omega” (دی-اُمگا) نامگذاری کردهاند.
دانشمندان تصور میکردند انواع دیگری از دیباریونها باید وجود داشته باشد اما تاکنون قادر به پیشبینی نظری آنها نبودند.
اما با راهاندازی شبیهسازی کامپیوتریای بر اساس QCD، نظریهای که برهمکنشهای کوارکها را توصیف میکند، همکاری HAL-QCD موفق به ساختن دیباریونهای بالقوه پایدار شد.
ولی به همین سادگی نبود؛ هر چه تعداد کوارکهای یک ترکیب بیشتر باشد، برهمکنشهای بین آنها پیچیدهتر میشود و این به معنای نیاز به توان پردازشی بیشتر است.
به همین دلیل محققان کامپیوتر K در مؤسسه علوم پردازشی پیشرفته RIKEN را به کار گرفتند که دارای توان پردازشیای برابر با 10 پتافلاپ است (یعنی توانایی انجام 10¹⁶ عملیات در هر ثانیه را دارد).
حتی با وجود چنین قدرت پردازشیای، سه سال طول کشید تا نتیجه مربوط به این ذره از محاسبات به دست آید!
دی-امگا متشکل از دو باریون امگا است که هر کدام از سه کوارک شگفت (Strange Quark) ساخته شدهاند.
این تحقیق بر اساس کار قبلی همین گروه در سال 2011 است؛ زمانی که آنها کشف نظری دیباریونی با دو کوارک بالا، دو کوارک پایین و دو کوارک شگفت را اعلام کردند.
اما از آن موقع آنها روشهای خود را اصلاح کردند، چارچوب نظری جدید و الگوریتم جدیدی طراحی کردند تا بتوانند محاسبات کارآمدتری انجام دهند.
و البته دسترسی به کامپیوتر K، که در سال 2012 آماده استفاده شد، تغییر عظیمی ایجاد کرد.
محققان باور دارند نتایج کار آنها میتواند برای جستجوی شواهد تجربی از وجود این ذرات در دنیای واقعی، در حیطه عملی به کار گرفته شود.
فیزیکدان کوانتوم، Tetsuo Hatsuda، از مؤسسه RIKEN میگوید: «ما معتقدیم این ذرات میتوانند در آزمایشات به وسیله برخورد یونهای سنگین که در اروپا و ژاپن برنامهریزی شده است، تولید شوند.
ما مشتاقانه برای کشف تجربی اولین سیستم دیباریونی، منتظر کار با همکارانمان در آنجا هستیم.»
منابع:
RIKEN
Phys. Rev. Lett. 120, 212001
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
دانشمندان تصور میکردند انواع دیگری از دیباریونها باید وجود داشته باشد اما تاکنون قادر به پیشبینی نظری آنها نبودند.
اما با راهاندازی شبیهسازی کامپیوتریای بر اساس QCD، نظریهای که برهمکنشهای کوارکها را توصیف میکند، همکاری HAL-QCD موفق به ساختن دیباریونهای بالقوه پایدار شد.
ولی به همین سادگی نبود؛ هر چه تعداد کوارکهای یک ترکیب بیشتر باشد، برهمکنشهای بین آنها پیچیدهتر میشود و این به معنای نیاز به توان پردازشی بیشتر است.
به همین دلیل محققان کامپیوتر K در مؤسسه علوم پردازشی پیشرفته RIKEN را به کار گرفتند که دارای توان پردازشیای برابر با 10 پتافلاپ است (یعنی توانایی انجام 10¹⁶ عملیات در هر ثانیه را دارد).
حتی با وجود چنین قدرت پردازشیای، سه سال طول کشید تا نتیجه مربوط به این ذره از محاسبات به دست آید!
دی-امگا متشکل از دو باریون امگا است که هر کدام از سه کوارک شگفت (Strange Quark) ساخته شدهاند.
این تحقیق بر اساس کار قبلی همین گروه در سال 2011 است؛ زمانی که آنها کشف نظری دیباریونی با دو کوارک بالا، دو کوارک پایین و دو کوارک شگفت را اعلام کردند.
اما از آن موقع آنها روشهای خود را اصلاح کردند، چارچوب نظری جدید و الگوریتم جدیدی طراحی کردند تا بتوانند محاسبات کارآمدتری انجام دهند.
و البته دسترسی به کامپیوتر K، که در سال 2012 آماده استفاده شد، تغییر عظیمی ایجاد کرد.
محققان باور دارند نتایج کار آنها میتواند برای جستجوی شواهد تجربی از وجود این ذرات در دنیای واقعی، در حیطه عملی به کار گرفته شود.
فیزیکدان کوانتوم، Tetsuo Hatsuda، از مؤسسه RIKEN میگوید: «ما معتقدیم این ذرات میتوانند در آزمایشات به وسیله برخورد یونهای سنگین که در اروپا و ژاپن برنامهریزی شده است، تولید شوند.
ما مشتاقانه برای کشف تجربی اولین سیستم دیباریونی، منتظر کار با همکارانمان در آنجا هستیم.»
منابع:
RIKEN
Phys. Rev. Lett. 120, 212001
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
مدل جدیدی که توضیح میدهد وقتی یک سیاهچاله کلانجرم ستارهای را میبلعد، چه میبینیم.
@Cosmos_language
@Cosmos_language