♾
📌 ذرات مجازی virtual particles
قسمت نخست
🔺ذره مجازی یک نوسان کوانتومی گذرا است که برخی از ویژگی های یک ذره معمولی را نشان می دهد، در حالی که وجود آن توسط اصل عدم قطعیت محدود شده است.
مفهوم ذرات مجازی در تئوری اغتشاش perturbation تئوری میدان کوانتومی QFT مطرح میشود که در آن برهمکنشهای بین ذرات معمولی بر حسب مبادلات ذرات مجازی توصیف میشوند. ( برای مثال دو الکترون با تبادل فوتون مجازی یکدیگر را دفع می کنند ، هیچ راهی برای آشکار سازی فوتون های مجازی نیست اما اثر و نیروی دافعه که ناشی از تبادل فوتون مجازی است قابل مشاهده است )
فرآیندی که شامل ذرات مجازی است را می توان با یک نمایش شماتیک که به عنوان نمودار فاینمن شناخته می شود، توصیف کرد، که در آن ذرات مجازی با خطوط داخلی نشان داده می شوند.
ذرات مجازی لزوماً جرم یکسانی با ذره واقعی متناظر حمل نمی کنند اگرچه همیشه انرژی و تکانه را پایسته نگه می دارد.
هر چه ویژگی های ذرات مجازی به ذرات معمولی نزدیک تر شود، ذره مجازی مدت طولانی تری وجود دارد.
ذرات مجازی در فیزیک بسیاری از فرآیندها از جمله پراکندگی ذرات particle scattering و نیروهای کازیمیر casimir forces مهم هستند.
در تئوری میدان کوانتومی، نیروهایی - مانند دافعه یا جاذبه الکترومغناطیسی بین دو بار - را می توان ناشی از تبادل فوتون های مجازی بین بارها در نظر گرفت.
فوتون های مجازی ذرات مبادله ای برای برهمکنش الکترومغناطیسی هستند.
این اصطلاح تا حدودی ضعیف و مبهم تعریف شده است، زیرا به این دیدگاه اشاره دارد که جهان از "ذرات واقعی" تشکیل شده است که این چنین نیست. بهتر است "ذرات واقعی" را برانگیختگی میدان های کوانتومی بنیادین Underlying Quantum Fields بدانیم.
ذرات مجازی نیز برانگیختههای میدانهای بنیادین هستند، اما «گذرا temporary » هستند به این معنا که در محاسبات برهمکنشها ظاهر میشوند، اما هرگز بهعنوان حالتهای مجانبی asymptotic یا شاخصهای ماتریس پراکندگی Scattering Matrix نیستند.
دقت و استفاده از ذرات مجازی در محاسبات کاملاً ثابت شده است، اما از آنجایی که آنها را نمی توان در آزمایشات تشخیص داد، تصمیم گیری در مورد چگونگی توصیف دقیق آنها موضوع بحث است. از آنجایی که می توان محاسبات نظریه میدان کوانتومی را بدون اینکه ذرات مجازی به طور کامل در ریاضیات QFT مورد استفاده قرار گیرند ، انجام داد ، همانطور که در نظریه میدان شبکه Lattice Field Theory دیده می شود، در نتیجه اعتقاد بر این است که ذرات مجازی صرفا یک ابزار ریاضی هستند.
🆔 @phys_Q
♾
📌 ذرات مجازی virtual particles
قسمت نخست
🔺ذره مجازی یک نوسان کوانتومی گذرا است که برخی از ویژگی های یک ذره معمولی را نشان می دهد، در حالی که وجود آن توسط اصل عدم قطعیت محدود شده است.
مفهوم ذرات مجازی در تئوری اغتشاش perturbation تئوری میدان کوانتومی QFT مطرح میشود که در آن برهمکنشهای بین ذرات معمولی بر حسب مبادلات ذرات مجازی توصیف میشوند. ( برای مثال دو الکترون با تبادل فوتون مجازی یکدیگر را دفع می کنند ، هیچ راهی برای آشکار سازی فوتون های مجازی نیست اما اثر و نیروی دافعه که ناشی از تبادل فوتون مجازی است قابل مشاهده است )
فرآیندی که شامل ذرات مجازی است را می توان با یک نمایش شماتیک که به عنوان نمودار فاینمن شناخته می شود، توصیف کرد، که در آن ذرات مجازی با خطوط داخلی نشان داده می شوند.
ذرات مجازی لزوماً جرم یکسانی با ذره واقعی متناظر حمل نمی کنند اگرچه همیشه انرژی و تکانه را پایسته نگه می دارد.
هر چه ویژگی های ذرات مجازی به ذرات معمولی نزدیک تر شود، ذره مجازی مدت طولانی تری وجود دارد.
ذرات مجازی در فیزیک بسیاری از فرآیندها از جمله پراکندگی ذرات particle scattering و نیروهای کازیمیر casimir forces مهم هستند.
در تئوری میدان کوانتومی، نیروهایی - مانند دافعه یا جاذبه الکترومغناطیسی بین دو بار - را می توان ناشی از تبادل فوتون های مجازی بین بارها در نظر گرفت.
فوتون های مجازی ذرات مبادله ای برای برهمکنش الکترومغناطیسی هستند.
این اصطلاح تا حدودی ضعیف و مبهم تعریف شده است، زیرا به این دیدگاه اشاره دارد که جهان از "ذرات واقعی" تشکیل شده است که این چنین نیست. بهتر است "ذرات واقعی" را برانگیختگی میدان های کوانتومی بنیادین Underlying Quantum Fields بدانیم.
ذرات مجازی نیز برانگیختههای میدانهای بنیادین هستند، اما «گذرا temporary » هستند به این معنا که در محاسبات برهمکنشها ظاهر میشوند، اما هرگز بهعنوان حالتهای مجانبی asymptotic یا شاخصهای ماتریس پراکندگی Scattering Matrix نیستند.
دقت و استفاده از ذرات مجازی در محاسبات کاملاً ثابت شده است، اما از آنجایی که آنها را نمی توان در آزمایشات تشخیص داد، تصمیم گیری در مورد چگونگی توصیف دقیق آنها موضوع بحث است. از آنجایی که می توان محاسبات نظریه میدان کوانتومی را بدون اینکه ذرات مجازی به طور کامل در ریاضیات QFT مورد استفاده قرار گیرند ، انجام داد ، همانطور که در نظریه میدان شبکه Lattice Field Theory دیده می شود، در نتیجه اعتقاد بر این است که ذرات مجازی صرفا یک ابزار ریاضی هستند.
🆔 @phys_Q
♾
Telegram
attach 📎
♾
🔺سیاهچاله کلانجرم super massive black hole مسیه ۸۷ که نخستینبار عکس آن در سال ۲۰۱۹ ثبت شد، در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از سیاره زمین قرار دارد. قطر این سیاهچاله ۴۰ میلیارد کیلومتر است و دانشمندان آن را یک “غول” توصیف کردهاند.
این سیاهچاله که جرمی ۶.۵ میلیارد برابر خورشید دارد، ماده را به سمت خود میکشد و به دور یک دیسک میچرخاند. بخشی از ماده که از افق رویداد سیاهچاله میگریزد بصورت جت پلاسمایی با سرعت نزدیک به نور از سیاهچاله دور میشود. در واقع میدان مغناطیسی ایجاد شده در سیاهچاله باعث شکلگیری جریان جت خروجی به طول ۶۰۰۰ سال نوری میشود.
جرم سهمگین این دست سیاهچاله ها معمای بزرگ کاسموفیزیک است .
بیگ بنگ
🆔 @phys_Q
🔺سیاهچاله کلانجرم super massive black hole مسیه ۸۷ که نخستینبار عکس آن در سال ۲۰۱۹ ثبت شد، در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از سیاره زمین قرار دارد. قطر این سیاهچاله ۴۰ میلیارد کیلومتر است و دانشمندان آن را یک “غول” توصیف کردهاند.
این سیاهچاله که جرمی ۶.۵ میلیارد برابر خورشید دارد، ماده را به سمت خود میکشد و به دور یک دیسک میچرخاند. بخشی از ماده که از افق رویداد سیاهچاله میگریزد بصورت جت پلاسمایی با سرعت نزدیک به نور از سیاهچاله دور میشود. در واقع میدان مغناطیسی ایجاد شده در سیاهچاله باعث شکلگیری جریان جت خروجی به طول ۶۰۰۰ سال نوری میشود.
جرم سهمگین این دست سیاهچاله ها معمای بزرگ کاسموفیزیک است .
بیگ بنگ
🆔 @phys_Q
animation.gif
47.9 KB
.
📌نیروی واندروالس، تعامل دوقطبی-دوقطبی
🔺همه اتمها و مولکولها - حتی گازهای بیاثر مانند هلیوم و آرگون - نیروی واندروالس، نیروی ربایشی ضعیف و کوتاهبردی برای یکدیگر نشان میدهند. این نیروها مسئول تراکم گازها به مایعات و تبدیل مایعات به جامد هستند. جنبه های آشنای رفتار ماده صلب مانند اصطکاک، کشش سطحی، ویسکوزیته، چسبندگی، و غیره نیز از نیروهای واندروالس که ناشی از تعامل بین دوقطبی-دوقطبی dipole-dipole است ، به همین دلیل است .
📌@higgs_field
📌نیروی واندروالس، تعامل دوقطبی-دوقطبی
🔺همه اتمها و مولکولها - حتی گازهای بیاثر مانند هلیوم و آرگون - نیروی واندروالس، نیروی ربایشی ضعیف و کوتاهبردی برای یکدیگر نشان میدهند. این نیروها مسئول تراکم گازها به مایعات و تبدیل مایعات به جامد هستند. جنبه های آشنای رفتار ماده صلب مانند اصطکاک، کشش سطحی، ویسکوزیته، چسبندگی، و غیره نیز از نیروهای واندروالس که ناشی از تعامل بین دوقطبی-دوقطبی dipole-dipole است ، به همین دلیل است .
📌@higgs_field
♾
📌 entropy
🔺آنتروپی جهان در حال افزایش است .
جهان از نظم به بی نظمی می رود .
گزاره های فوق به چه معنی ست ؟
آنتروپی یا بی نظمی (آشفتگی) یا عدم قطعیت یک سیستم را بیان میکند.
در ابتدا بیشینهی انرژی موجود در کیهان در سیستم های بسته انباشته شده . مانند انرژی هسته ای انباشته شده در ستاره های جوان ، که به مرور و با گذشت زمان بر اثر تابش به محیط پیرامونی پس داده می شود .
بر اثر انباشتگی انرژی در یک کیهان جوان در ستاره ها ، پراکندگی انرژی در چنین کیهانی یکنواخت در نظر گرفته نمی شود . اما در طول دورهی عمر کیهان پراکندگی به سوی یکنواختی می رود .
انرژی انباشته مداوما آزاد میشود و در نهایت که همهٔ این انرژیها به صورت گرما در دنیا پخش شوند و انتشار یابند.
بنابراین آنتروپی جهان در حال افزایش است.
بیان دیگر از آنتروپی نظم order و بی نظمی disorder است .بنا بر این سیستم ها از نظم به بی نظمی میروند تا آنتروپی افزایش یابد .
اگرچه آنتروپی تاکنون همواره رو به افزایش بوده است اما پیشبینی می شود این روند روزی متوقف خواهد شد. سرنوشت نهایی کیهان را مرگ گرمایی دانستهاند که در آن هیچ انرژی آزاد ترمودینامیکی وجود نخواهد داشت. در واقع هیچ فرایندی که به افزایش آنتروپی بیانجامد اتفاق نخواهد افتاد. آیا می توانیم از آن اجتناب کنیم؟ از لحاظ نظری، بله؛ البته اگر بتوانیم راهی برای بازتولید اتمهای هیدروژن از تشعشعات، ماده تاریک یا دیگر منابع پیدا کنیم.
📌@higgs_field
♾
📌 entropy
🔺آنتروپی جهان در حال افزایش است .
جهان از نظم به بی نظمی می رود .
گزاره های فوق به چه معنی ست ؟
آنتروپی یا بی نظمی (آشفتگی) یا عدم قطعیت یک سیستم را بیان میکند.
در ابتدا بیشینهی انرژی موجود در کیهان در سیستم های بسته انباشته شده . مانند انرژی هسته ای انباشته شده در ستاره های جوان ، که به مرور و با گذشت زمان بر اثر تابش به محیط پیرامونی پس داده می شود .
بر اثر انباشتگی انرژی در یک کیهان جوان در ستاره ها ، پراکندگی انرژی در چنین کیهانی یکنواخت در نظر گرفته نمی شود . اما در طول دورهی عمر کیهان پراکندگی به سوی یکنواختی می رود .
انرژی انباشته مداوما آزاد میشود و در نهایت که همهٔ این انرژیها به صورت گرما در دنیا پخش شوند و انتشار یابند.
بنابراین آنتروپی جهان در حال افزایش است.
بیان دیگر از آنتروپی نظم order و بی نظمی disorder است .بنا بر این سیستم ها از نظم به بی نظمی میروند تا آنتروپی افزایش یابد .
اگرچه آنتروپی تاکنون همواره رو به افزایش بوده است اما پیشبینی می شود این روند روزی متوقف خواهد شد. سرنوشت نهایی کیهان را مرگ گرمایی دانستهاند که در آن هیچ انرژی آزاد ترمودینامیکی وجود نخواهد داشت. در واقع هیچ فرایندی که به افزایش آنتروپی بیانجامد اتفاق نخواهد افتاد. آیا می توانیم از آن اجتناب کنیم؟ از لحاظ نظری، بله؛ البته اگر بتوانیم راهی برای بازتولید اتمهای هیدروژن از تشعشعات، ماده تاریک یا دیگر منابع پیدا کنیم.
📌@higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
♾
📌اسرار کوانتوم
قسمت هفتم
🔺کنش شبه وار از راه دور Spooky Action at a Distance
یا
🔺درهمتنیدگی کوانتومی Quantum Entanglement
دیدیم که دنیای کوانتوم دنیایی است که در آن، هر چیزی، فقط در صورتی وجود داشت که نگاهش میکردیم، دنیایی که در آن گربهها میتوانستند همزمان، هم مرده باشند و هم زنده. حالا، به این موضوع خواهیم پرداخت که چگونه بر اساس برخی تفاسیر از فیزیک کوانتوم، هر چیزی در جهان، به صورت آنی، با تمام چیزهای دیگر در هر فاصلهای از آن که قرار داشته باشد، مرتبط است.
سال 1927، شاهد آغاز مجموعهای از مناظرات، میان دو تن از برجستهترین دانشمندان جهان در آن روزگار بود: انشتین ، نویسندهی نظریهی نسبیت عام و نیلز بور (Niels Bohr)، یکی از اولین محققان در نظریهی کوانتوم. نخستین برخورد میان این دو، در پنجمین کنفرانس بینالمللی سلوی (Solvay Conference)، دربارهی الکترونها و فوتونها اتفاق افتاد، که در بروکسل بلژیک برگزار شده بود. تعداد شرکتکنندگان این کنفرانس اندک بود، اما همگی آنان، افراد برجستهای بودند. از میان 29 دانشمند حاضر در کنفرانس، 17 نفر یا برندهی جایزهی نوبل بودند، یا این که بعدها صاحب نوبل شدند.
اگرچه انشتین، از پایهگذاران تئوری کوانتوم بود، اما با آن مشکل داشت. یکی از مهمترین تواناییهای انشتین به عنوان یک دانشمند، توانایی طراحی آزمایشات فرضی (Thought Experiments) بود، آزمایشاتی که در دنیای واقعی، غیرممکن هستند، اما انجامشان در ذهن، میتواند روشنگر بخشی از ماهیت فیزیک باشد. (یکی از جالبترین آزمایشات فرضی انشتین، این بود که اگر او بتواند دوچرخهاش را با سرعت نور براند، دنیا به چه شکلی دیده خواهد شد). با این حال، استفاده از این نوع آزمایشات فرضی، برای دستیابی با ماهیت حقیقی نظریهی کوانتوم، ناامیدکننده بود.
نتایج این آزمایشها، غیرمنطقی به نظر میآمدند؛ اشیاء وجود نداشتند مگر آنکه نگاهشان میکردید، گربهها همزمان مرده و زنده بودند و اگر از مکان دقیق یک ذره (مثل فوتون) آگاهی داشتید، چگونگی حرکت آن مشخص نمیشد.
اما بور، با این مسئله، مشکلی نداشت. ظاهراً معماهای این تئوری، فکر بور را به خود مشغول نمیکرد، و او تنها به نتایج معادلات توجه داشت. همان طور که دیوید مرمین فیزیکدان گفت، رویکرد نیلز بور، آنگونه که در تفسیر کوپنهاگی معروفش از فیزیک کوانتوم بیان شده، به این صورت است: «خفه شو و محاسبه کن!»
رویارویی بارز انشتین/ بور زمانی شروع شد که انشتین، مثالی ارائه داد تا نشان دهد تئوری کوانتوم، یا اشتباه است یا ناقص. بور، عصر روز بعد، به تفکر دربارهی این مسئله پرداخت و فردای آن روز، پاسخی برای رد انتقاد انشتین، ارائه داد. این مباحثات زمانی بالا گرفت که در سال 1935، انشتین همراه با بوریس پودولسکی و نیتان روزن، مقالهای ارائه کرده، در آن به توضیح مطلبی پرداخت که به پارادوکس EPR مشهور شد (Einstein- Podolsky- Rosen Paradox).
📌@higgs_field
♾
📌اسرار کوانتوم
قسمت هفتم
🔺کنش شبه وار از راه دور Spooky Action at a Distance
یا
🔺درهمتنیدگی کوانتومی Quantum Entanglement
دیدیم که دنیای کوانتوم دنیایی است که در آن، هر چیزی، فقط در صورتی وجود داشت که نگاهش میکردیم، دنیایی که در آن گربهها میتوانستند همزمان، هم مرده باشند و هم زنده. حالا، به این موضوع خواهیم پرداخت که چگونه بر اساس برخی تفاسیر از فیزیک کوانتوم، هر چیزی در جهان، به صورت آنی، با تمام چیزهای دیگر در هر فاصلهای از آن که قرار داشته باشد، مرتبط است.
سال 1927، شاهد آغاز مجموعهای از مناظرات، میان دو تن از برجستهترین دانشمندان جهان در آن روزگار بود: انشتین ، نویسندهی نظریهی نسبیت عام و نیلز بور (Niels Bohr)، یکی از اولین محققان در نظریهی کوانتوم. نخستین برخورد میان این دو، در پنجمین کنفرانس بینالمللی سلوی (Solvay Conference)، دربارهی الکترونها و فوتونها اتفاق افتاد، که در بروکسل بلژیک برگزار شده بود. تعداد شرکتکنندگان این کنفرانس اندک بود، اما همگی آنان، افراد برجستهای بودند. از میان 29 دانشمند حاضر در کنفرانس، 17 نفر یا برندهی جایزهی نوبل بودند، یا این که بعدها صاحب نوبل شدند.
اگرچه انشتین، از پایهگذاران تئوری کوانتوم بود، اما با آن مشکل داشت. یکی از مهمترین تواناییهای انشتین به عنوان یک دانشمند، توانایی طراحی آزمایشات فرضی (Thought Experiments) بود، آزمایشاتی که در دنیای واقعی، غیرممکن هستند، اما انجامشان در ذهن، میتواند روشنگر بخشی از ماهیت فیزیک باشد. (یکی از جالبترین آزمایشات فرضی انشتین، این بود که اگر او بتواند دوچرخهاش را با سرعت نور براند، دنیا به چه شکلی دیده خواهد شد). با این حال، استفاده از این نوع آزمایشات فرضی، برای دستیابی با ماهیت حقیقی نظریهی کوانتوم، ناامیدکننده بود.
نتایج این آزمایشها، غیرمنطقی به نظر میآمدند؛ اشیاء وجود نداشتند مگر آنکه نگاهشان میکردید، گربهها همزمان مرده و زنده بودند و اگر از مکان دقیق یک ذره (مثل فوتون) آگاهی داشتید، چگونگی حرکت آن مشخص نمیشد.
اما بور، با این مسئله، مشکلی نداشت. ظاهراً معماهای این تئوری، فکر بور را به خود مشغول نمیکرد، و او تنها به نتایج معادلات توجه داشت. همان طور که دیوید مرمین فیزیکدان گفت، رویکرد نیلز بور، آنگونه که در تفسیر کوپنهاگی معروفش از فیزیک کوانتوم بیان شده، به این صورت است: «خفه شو و محاسبه کن!»
رویارویی بارز انشتین/ بور زمانی شروع شد که انشتین، مثالی ارائه داد تا نشان دهد تئوری کوانتوم، یا اشتباه است یا ناقص. بور، عصر روز بعد، به تفکر دربارهی این مسئله پرداخت و فردای آن روز، پاسخی برای رد انتقاد انشتین، ارائه داد. این مباحثات زمانی بالا گرفت که در سال 1935، انشتین همراه با بوریس پودولسکی و نیتان روزن، مقالهای ارائه کرده، در آن به توضیح مطلبی پرداخت که به پارادوکس EPR مشهور شد (Einstein- Podolsky- Rosen Paradox).
📌@higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
👍1
♾
📌 SUN
🔻خورشید تنها ستارهٔ منظومهٔ خورشیدی است و در مرکز آن جای دارد. خورشید یک کُرهٔ کامل است که از پلاسمای داغ ساخته شدهاست و در میانهٔ آن میدان مغناطیسی برقرار است.
🔻 این ستاره که قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد، سرچشمهٔ اصلی نور، انرژی، گرما و زندگی بر روی زمین است. خورشید نخستین جسم در منظومهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم میباشد. قطر خورشید نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین و جرم آن ۳۳۰ هزار برابر جرم زمین برابر با:
2×10³⁰ kg
کیلوگرم است. این مقدار ۹۹٫۸۶٪ کل جرم منظومهٔ خورشیدی است.
🔻در هر ثانیه، در هستهٔ خود، ۶۲۰ میلیون تُن هیدروژن را دچارهمجوشی میکند.
📌@higgs_field
♾
📌 SUN
🔻خورشید تنها ستارهٔ منظومهٔ خورشیدی است و در مرکز آن جای دارد. خورشید یک کُرهٔ کامل است که از پلاسمای داغ ساخته شدهاست و در میانهٔ آن میدان مغناطیسی برقرار است.
🔻 این ستاره که قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد، سرچشمهٔ اصلی نور، انرژی، گرما و زندگی بر روی زمین است. خورشید نخستین جسم در منظومهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم میباشد. قطر خورشید نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین و جرم آن ۳۳۰ هزار برابر جرم زمین برابر با:
2×10³⁰ kg
کیلوگرم است. این مقدار ۹۹٫۸۶٪ کل جرم منظومهٔ خورشیدی است.
🔻در هر ثانیه، در هستهٔ خود، ۶۲۰ میلیون تُن هیدروژن را دچارهمجوشی میکند.
📌@higgs_field
♾
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
💢 پدیدهی جالب آبفشان
ساحل چابهار، سیستان و بلوچستان
چقدر زیبا انگار دریا میخواهد نفسی بکشه
💢@higgs_field
ساحل چابهار، سیستان و بلوچستان
چقدر زیبا انگار دریا میخواهد نفسی بکشه
💢@higgs_field
♾
📌 ماده و فضا matter & space
🔺ما در فضا زندگی می کنیم. این جهان ماست. همیشه فضایی در اطراف هر شیء مادی، بین اجسام مادی و درون ماده نیز پیدا میکنیم.
بنابراین اساساً جهان فقط از ماده و فضا تشکیل شده است،
ماده نیز درون فضا از انرژی محصور ایجاد میشود. علاوه بر این، ماده از ذرات تشکیل شده است و از ذرات بنیادی شروع میشود که با هم ترکیباتی را میسازند ، سپس به هم متصل یا نزدیک میشوند. در کنار هم نگه داشته می شوند تا اجسام مادی را تشکیل دهند، ماده در حالت های فیزیکی مختلف ظاهر می شود جامد، مایع یا گاز. ترکیب، ظاهر، رنگ و بسیاری از ویژگیهای دیگر که به اجسام مادی نسبت داده میشوند به نحوه نگهداری ذرات تشکیلدهنده در مجاورت هم و ایجاد چنین ویژگیهای مختلفی بستگی دارد .
📌@higgs_field
♾
📌 ماده و فضا matter & space
🔺ما در فضا زندگی می کنیم. این جهان ماست. همیشه فضایی در اطراف هر شیء مادی، بین اجسام مادی و درون ماده نیز پیدا میکنیم.
بنابراین اساساً جهان فقط از ماده و فضا تشکیل شده است،
ماده نیز درون فضا از انرژی محصور ایجاد میشود. علاوه بر این، ماده از ذرات تشکیل شده است و از ذرات بنیادی شروع میشود که با هم ترکیباتی را میسازند ، سپس به هم متصل یا نزدیک میشوند. در کنار هم نگه داشته می شوند تا اجسام مادی را تشکیل دهند، ماده در حالت های فیزیکی مختلف ظاهر می شود جامد، مایع یا گاز. ترکیب، ظاهر، رنگ و بسیاری از ویژگیهای دیگر که به اجسام مادی نسبت داده میشوند به نحوه نگهداری ذرات تشکیلدهنده در مجاورت هم و ایجاد چنین ویژگیهای مختلفی بستگی دارد .
📌@higgs_field
♾
♾
📌 ذرات مجازی virtual particles
قسمت دوم
🔺ویژگیها
مفهوم ذرات مجازی در تئوری اغتشاش نظریه میدان کوانتومی مطرح میشود، یک طرح تقریبی که در آن برهمکنشها (در اصل، نیروها) بین ذرات واقعی بر حسب تبادلات ذرات مجازی محاسبه میشوند.
چنین محاسباتی اغلب با استفاده از نمایش های شماتیک معروف به نمودارهای فاینمن انجام می شود که در آن ذرات مجازی به صورت خطوط داخلی ظاهر می شوند.
با بیان برهمکنش بر حسب مبادله یک ذره مجازی با چهار تکانه q، جایی که q با تفاوت بین چهار لحظه ذرات وارد و خروج از راس برهمکنش داده میشود، هم تکانه و هم انرژی در برهمکنش حفظ میشوند. رئوس نمودار فاینمن.
یک ذره مجازی دقیقاً از رابطه انرژی-تکانه m²c⁴ = E² - p²c² پیروی نمی کند. انرژی جنبشی آن ممکن است رابطه و توصیف معمول با سرعت velocity نداشته باشد و می تواند منفی باشد.
در نتیجه، یک فوتون واقعی بدون جرم است و فقط دو حالت قطبیدگی یا پلاریزه polarization state دارد، در حالی که مجازی آن ، دارای جرم موثر و سه حالت پلاریزه است.
تونل زنی کوانتومی ممکن است تجلی مبادلات ذرات مجازی در نظر گرفته شود. بنابراین، ذرات مجازی با جرم بیشتر ، برد محدودتری دارند.
برد نیروی حمل شده توسط ذرات مجازی با اصل عدم قطعیت محدود شده ، در صورت در نظر گرفتن انرژی و زمان بعنوان متغیر های مزدوج ، بنا بر این ذرات مجازی با جرم بزرگتر برد محدود تری دارند.
با نمادهای معمول ریاضی، در معادلات فیزیک، هیچ علامتی برای تمایز بین ذرات مجازی و واقعی وجود ندارد. دامنه فرآیندهای دارای ذره مجازی با دامنه فرآیندهای بدون آن تداخل دارد، در حالی که برای یک ذره واقعی، موارد وجود و عدم-وجود با یکدیگر منسجم و قابل تبدیل به یکدیگر نیستند و تداخلی ندارند. از دیدگاه نظریه میدان کوانتومی، ذرات واقعی به عنوان برانگیختگی های قابل تشخیص میدان های کوانتومی بنیادین در نظر گرفته می شوند.
ذرات مجازی نیز به عنوان برانگیختگی میدان های بنیادین در نظر گرفته می شوند، اما فقط به عنوان نیرو ظاهر می شوند، نه به عنوان ذرات قابل تشخیص.
آنها "گذرا" هستند به این معنا که در برخی از محاسبات ظاهر می شوند، اما به عنوان ذرات منفرد شناسایی نمی شوند.
بنابراین، از نظر ریاضی، آنها هرگز به عنوان شاخصهای ماتریس پراکندگی ظاهر نمیشوند، یعنی هرگز به عنوان ورودیها و خروجیهای قابل مشاهده فرآیند فیزیکی مدلسازی شده ظاهر نمیشوند.
دو روش اصلی وجود دارد که مفهوم ذرات مجازی در فیزیک مدرن ظاهر می شود. آنها به عنوان کاراکتر میانی در نمودارهای فاینمن ظاهر می شوند. یعنی به عنوان کاراکتر ها در یک محاسبه اغتشاش.
آنها همچنین به عنوان مجموعه ای نامتناهی از حالت ها ظاهر می شوند که باید در محاسبه یک تاثیر نیمه غیر آشفته جمع یا ادغام شوند.
درین نوشتار ، گاهی گفته می شود که ذرات مجازی هنگامی که در مکانیزمی مشارکت می کنند ، ذرات فرضی واسطه اثر هستند .
📌 @Higgs_field
♾
📌 ذرات مجازی virtual particles
قسمت دوم
🔺ویژگیها
مفهوم ذرات مجازی در تئوری اغتشاش نظریه میدان کوانتومی مطرح میشود، یک طرح تقریبی که در آن برهمکنشها (در اصل، نیروها) بین ذرات واقعی بر حسب تبادلات ذرات مجازی محاسبه میشوند.
چنین محاسباتی اغلب با استفاده از نمایش های شماتیک معروف به نمودارهای فاینمن انجام می شود که در آن ذرات مجازی به صورت خطوط داخلی ظاهر می شوند.
با بیان برهمکنش بر حسب مبادله یک ذره مجازی با چهار تکانه q، جایی که q با تفاوت بین چهار لحظه ذرات وارد و خروج از راس برهمکنش داده میشود، هم تکانه و هم انرژی در برهمکنش حفظ میشوند. رئوس نمودار فاینمن.
یک ذره مجازی دقیقاً از رابطه انرژی-تکانه m²c⁴ = E² - p²c² پیروی نمی کند. انرژی جنبشی آن ممکن است رابطه و توصیف معمول با سرعت velocity نداشته باشد و می تواند منفی باشد.
در نتیجه، یک فوتون واقعی بدون جرم است و فقط دو حالت قطبیدگی یا پلاریزه polarization state دارد، در حالی که مجازی آن ، دارای جرم موثر و سه حالت پلاریزه است.
تونل زنی کوانتومی ممکن است تجلی مبادلات ذرات مجازی در نظر گرفته شود. بنابراین، ذرات مجازی با جرم بیشتر ، برد محدودتری دارند.
برد نیروی حمل شده توسط ذرات مجازی با اصل عدم قطعیت محدود شده ، در صورت در نظر گرفتن انرژی و زمان بعنوان متغیر های مزدوج ، بنا بر این ذرات مجازی با جرم بزرگتر برد محدود تری دارند.
با نمادهای معمول ریاضی، در معادلات فیزیک، هیچ علامتی برای تمایز بین ذرات مجازی و واقعی وجود ندارد. دامنه فرآیندهای دارای ذره مجازی با دامنه فرآیندهای بدون آن تداخل دارد، در حالی که برای یک ذره واقعی، موارد وجود و عدم-وجود با یکدیگر منسجم و قابل تبدیل به یکدیگر نیستند و تداخلی ندارند. از دیدگاه نظریه میدان کوانتومی، ذرات واقعی به عنوان برانگیختگی های قابل تشخیص میدان های کوانتومی بنیادین در نظر گرفته می شوند.
ذرات مجازی نیز به عنوان برانگیختگی میدان های بنیادین در نظر گرفته می شوند، اما فقط به عنوان نیرو ظاهر می شوند، نه به عنوان ذرات قابل تشخیص.
آنها "گذرا" هستند به این معنا که در برخی از محاسبات ظاهر می شوند، اما به عنوان ذرات منفرد شناسایی نمی شوند.
بنابراین، از نظر ریاضی، آنها هرگز به عنوان شاخصهای ماتریس پراکندگی ظاهر نمیشوند، یعنی هرگز به عنوان ورودیها و خروجیهای قابل مشاهده فرآیند فیزیکی مدلسازی شده ظاهر نمیشوند.
دو روش اصلی وجود دارد که مفهوم ذرات مجازی در فیزیک مدرن ظاهر می شود. آنها به عنوان کاراکتر میانی در نمودارهای فاینمن ظاهر می شوند. یعنی به عنوان کاراکتر ها در یک محاسبه اغتشاش.
آنها همچنین به عنوان مجموعه ای نامتناهی از حالت ها ظاهر می شوند که باید در محاسبه یک تاثیر نیمه غیر آشفته جمع یا ادغام شوند.
درین نوشتار ، گاهی گفته می شود که ذرات مجازی هنگامی که در مکانیزمی مشارکت می کنند ، ذرات فرضی واسطه اثر هستند .
📌 @Higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
Forwarded from کوانتوم مکانیک🕊
.
📌 Spacetime and Scales , Quantum foam
🔺با ترکیب قوانین مکانیک کوانتومی و نسبیت عام ، می توان نتیجه گرفت که در منطقه ای به طول پلانک :
10-³³
نوسانات خلاء بسیار زیاد است به طوری که فضا همانطور که می شناسیم "boils می جوشد" می شود و تبدیل به کف کوانتومی Quantum foam میگردد در چنین سناریویی ، فضا در مقیاس :
10-¹²
سانتی متر کاملاً صاف به نظر می رسد. یک زبری مشخص در مقیاس :
10-²⁰
سانتی متر ظاهر می شود. و در مقیاس طول پلانک، فضا به کفی از فوم کوانتومی احتمالی تبدیل می شود (همانطور که در شکل نشان داده شده است) و با مفهوم فضای ساده و پیوسته ناسازگار می شود. طبق آخرین ایده در نظریه ابر ریسمان، فضایی در چنین مقیاس کوچکی را نمی توان با مختصات دکارتی، x، y و z توصیف کرد. باید با "noncommutative geometry هندسه ی ناجابجایی" جایگزین شود، که در آن مختصات با ماتریس غیر قطری نشان داده می شوند. به عبارت دیگر ، تعیین مختصات به طور دقیق در هر زمان غیرممکن است. این اساساً بسط اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی است. بنابراین، در مقیاس کوچک، مفهوم معمول فضا از بین رفته است. با این حال، مشخص شد که قطعات بزرگی از نظریه نسبیت، نظریه کوانتومی و فیزیک ذرات را می توان به چنین دنیایی منتقل کرد. در چند سال گذشته فیزیکدانان نظری از این که کشف کردند گرانش کوانتومی حلقه و نظریه ابر ریسمان ها جهانهایی را توصیف می کنند که هندسه در آنها ناجابجایی است ، که اکنون می توان از آنها به عنوان فرمی جدید برای مقایسه این دو نظریه استفاده کرد.
📌 @HIGGS_FIELD
.
📌 Spacetime and Scales , Quantum foam
🔺با ترکیب قوانین مکانیک کوانتومی و نسبیت عام ، می توان نتیجه گرفت که در منطقه ای به طول پلانک :
10-³³
نوسانات خلاء بسیار زیاد است به طوری که فضا همانطور که می شناسیم "boils می جوشد" می شود و تبدیل به کف کوانتومی Quantum foam میگردد در چنین سناریویی ، فضا در مقیاس :
10-¹²
سانتی متر کاملاً صاف به نظر می رسد. یک زبری مشخص در مقیاس :
10-²⁰
سانتی متر ظاهر می شود. و در مقیاس طول پلانک، فضا به کفی از فوم کوانتومی احتمالی تبدیل می شود (همانطور که در شکل نشان داده شده است) و با مفهوم فضای ساده و پیوسته ناسازگار می شود. طبق آخرین ایده در نظریه ابر ریسمان، فضایی در چنین مقیاس کوچکی را نمی توان با مختصات دکارتی، x، y و z توصیف کرد. باید با "noncommutative geometry هندسه ی ناجابجایی" جایگزین شود، که در آن مختصات با ماتریس غیر قطری نشان داده می شوند. به عبارت دیگر ، تعیین مختصات به طور دقیق در هر زمان غیرممکن است. این اساساً بسط اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی است. بنابراین، در مقیاس کوچک، مفهوم معمول فضا از بین رفته است. با این حال، مشخص شد که قطعات بزرگی از نظریه نسبیت، نظریه کوانتومی و فیزیک ذرات را می توان به چنین دنیایی منتقل کرد. در چند سال گذشته فیزیکدانان نظری از این که کشف کردند گرانش کوانتومی حلقه و نظریه ابر ریسمان ها جهانهایی را توصیف می کنند که هندسه در آنها ناجابجایی است ، که اکنون می توان از آنها به عنوان فرمی جدید برای مقایسه این دو نظریه استفاده کرد.
📌 @HIGGS_FIELD
.
Telegram
attach 📎
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
♾
📌 هوشمندی ، توانایی محاسبه و طراحی پیچیده است . مرغ ماهیگیر با طعمه دام می نهد و جالب اینکه طعمه را از ماهی های بزرگتر محافظت می کند .
اما ابعاد و ساختار و توانایی مغزی این پرنده به میزان چنین طراحی هوشمندی نیست .و چنین عملی تبدیل به غریزه ی پرنده شده است و هیچ محاسبه ای در کار نیست . روش شکار در بیشتر پرندگان غریزی است .( کلاغ ها در پرندگان استثنا هستند)
📌@higgs_field
♾
📌 هوشمندی ، توانایی محاسبه و طراحی پیچیده است . مرغ ماهیگیر با طعمه دام می نهد و جالب اینکه طعمه را از ماهی های بزرگتر محافظت می کند .
اما ابعاد و ساختار و توانایی مغزی این پرنده به میزان چنین طراحی هوشمندی نیست .و چنین عملی تبدیل به غریزه ی پرنده شده است و هیچ محاسبه ای در کار نیست . روش شکار در بیشتر پرندگان غریزی است .( کلاغ ها در پرندگان استثنا هستند)
📌@higgs_field
♾
♾
📌دریای دیراک یا خلا کوانتومی
🔺نوع دیگری از ساختار خلاء توسط نظریه دیراک ذرات با اسپین منفی ½ در سال 1930 بیان شده است.
وجود ذرات با انرژی مثبت و منفی را پذیرفته است:
E =±(m0² c⁴ +p² c²)½
مفهوم موجودیت انرژی منفی با دانش ما از جهان کاملاً بیگانه است.
همه چیزهایی که اهمیت فیزیکی دارند با مقادیر متفاوتی از انرژی مثبت مرتبط هستند.
دیراک برای حل مشکل، دیراک طیفی از انرژی حمل کننده تمام الکترونهای جهان را پیشنهاد کرد .
علاوه بر این طیف انرژی مثبت معمولی، در بر دارندهی واریته ای انرژی منفی نیز می باشد که طیف (پایین نمودار) را از
-m0 c²
تا بی نهایت منفی را پوشش می دهد .
تمام سطوح انرژی منفی پر شده اند، بنابراین ذره با انرژی مثبت از انتقال به این حالت های انرژی پایین تر جلوگیری می کند.
بنابراین، هیچ اثر قابل مشاهده ای در دنیای واقعی وجود ندارد. فقط زمانی که انرژی کافی در دسترس باشد، به عنوان مثال،
E ≥ 2 m0 c²
جفت ذره واقعی و ضد ذره با انرژی مثبت میتواند از این دریای نامرئی از ذرات انرژی منفی ایجاد شود.
الکترون در ابتدا در ناحیه انرژی منفی قرار داشت، در این صورت ضد ذره (پوزیترون) را میتوان به عنوان حفره ای خالی در سطح انرژی که جرم m0 به دست آورده ، تفسیر کرد.
قانون بقای بار ایجاب می کند که این ضد ذره بار مثبت داشته باشد.
توسعه تئوری میدان کوانتومی در دهه 1930 امکان تلقی پوزیترون را به عنوان یک ذره "واقعی" به جای فقدان ذره فراهم کرد و خلاء را به حالتی تبدیل کرد که در آن هیچ ذره واقعی به جای دریای نامتناهی از ذرات وجود ندارد.
این توصیف از خلا کوانتومی تمام پیشبینیهای معتبر دریای دیراک، مانند نابودی الکترون-پوزیترون را توضیح می دهد.
📌@higgs_field
♾
📌دریای دیراک یا خلا کوانتومی
🔺نوع دیگری از ساختار خلاء توسط نظریه دیراک ذرات با اسپین منفی ½ در سال 1930 بیان شده است.
وجود ذرات با انرژی مثبت و منفی را پذیرفته است:
E =±(m0² c⁴ +p² c²)½
مفهوم موجودیت انرژی منفی با دانش ما از جهان کاملاً بیگانه است.
همه چیزهایی که اهمیت فیزیکی دارند با مقادیر متفاوتی از انرژی مثبت مرتبط هستند.
دیراک برای حل مشکل، دیراک طیفی از انرژی حمل کننده تمام الکترونهای جهان را پیشنهاد کرد .
علاوه بر این طیف انرژی مثبت معمولی، در بر دارندهی واریته ای انرژی منفی نیز می باشد که طیف (پایین نمودار) را از
-m0 c²
تا بی نهایت منفی را پوشش می دهد .
تمام سطوح انرژی منفی پر شده اند، بنابراین ذره با انرژی مثبت از انتقال به این حالت های انرژی پایین تر جلوگیری می کند.
بنابراین، هیچ اثر قابل مشاهده ای در دنیای واقعی وجود ندارد. فقط زمانی که انرژی کافی در دسترس باشد، به عنوان مثال،
E ≥ 2 m0 c²
جفت ذره واقعی و ضد ذره با انرژی مثبت میتواند از این دریای نامرئی از ذرات انرژی منفی ایجاد شود.
الکترون در ابتدا در ناحیه انرژی منفی قرار داشت، در این صورت ضد ذره (پوزیترون) را میتوان به عنوان حفره ای خالی در سطح انرژی که جرم m0 به دست آورده ، تفسیر کرد.
قانون بقای بار ایجاب می کند که این ضد ذره بار مثبت داشته باشد.
توسعه تئوری میدان کوانتومی در دهه 1930 امکان تلقی پوزیترون را به عنوان یک ذره "واقعی" به جای فقدان ذره فراهم کرد و خلاء را به حالتی تبدیل کرد که در آن هیچ ذره واقعی به جای دریای نامتناهی از ذرات وجود ندارد.
این توصیف از خلا کوانتومی تمام پیشبینیهای معتبر دریای دیراک، مانند نابودی الکترون-پوزیترون را توضیح می دهد.
📌@higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
♾
🔺همین الان یه جای این سیاره از فضا...
به نور تقریبا سفید خورشید دقت کنید .
به نقطه ی فوق درخشان در تصویر نگاه کنید تابش از منبع فوتونی در طیف باریک مرئی چنین است . فوتون ها ، پر انرژی و کم انرژی همگی با سرعت برابر شناور بر دریایی از ذرات مجازی با سرعت C حرکت می کنند تا بر روی سیاره ما فرود آیند .
📌@higgs_field
♾
🔺همین الان یه جای این سیاره از فضا...
به نور تقریبا سفید خورشید دقت کنید .
به نقطه ی فوق درخشان در تصویر نگاه کنید تابش از منبع فوتونی در طیف باریک مرئی چنین است . فوتون ها ، پر انرژی و کم انرژی همگی با سرعت برابر شناور بر دریایی از ذرات مجازی با سرعت C حرکت می کنند تا بر روی سیاره ما فرود آیند .
📌@higgs_field
♾
♾
📌دریای دیراک
🔺یک مدل نظری از خلاء به عنوان دریایی نامتناهی از ذرات با انرژی منفی است. نخستین بار این فرضیه توسط فیزیکدان بریتانیایی، پل دیراک، در سال ۱۹۳۰ برای توضیح حالتهای کوانتومی انرژی منفی پیشبینیشده توسط معادله دیراک برای الکترونهای نسبیتی ارائه شد. پوزیترون، پادماده همتای الکترون، پیش از کشف تجربی آن در سال ۱۹۳۲ به عنوان حفره ای در دریای دیراک پنداشته میشد.
دریای دیراک برای یک ذره جرمدار
معادلهای که انرژی، جرم و تکانه را در نسبیت خاص به هم مرتبط میسازد به شکل زیر است:
E² =(m0² c⁴ +p² c²)
در مورد خاص ذره در حال سکون (یعنی p = ۰)، این معادله به
E² = m² c⁴
کاهش می یابد که بصورت
E = m c ²
به نمایش در می آید که البته سادهپندارانه است، زیرا درحالیکه
x . x = x²
، این حالت نیز ممکن است که
(-x) . (-x)=x²
بنابراین معادله درست برای ارتباط جرم و انرژی در هامیلتونی معادله دیراک به شکل زیر است:
E = ± m c²
📌@higgs_field
♾
📌دریای دیراک
🔺یک مدل نظری از خلاء به عنوان دریایی نامتناهی از ذرات با انرژی منفی است. نخستین بار این فرضیه توسط فیزیکدان بریتانیایی، پل دیراک، در سال ۱۹۳۰ برای توضیح حالتهای کوانتومی انرژی منفی پیشبینیشده توسط معادله دیراک برای الکترونهای نسبیتی ارائه شد. پوزیترون، پادماده همتای الکترون، پیش از کشف تجربی آن در سال ۱۹۳۲ به عنوان حفره ای در دریای دیراک پنداشته میشد.
دریای دیراک برای یک ذره جرمدار
معادلهای که انرژی، جرم و تکانه را در نسبیت خاص به هم مرتبط میسازد به شکل زیر است:
E² =(m0² c⁴ +p² c²)
در مورد خاص ذره در حال سکون (یعنی p = ۰)، این معادله به
E² = m² c⁴
کاهش می یابد که بصورت
E = m c ²
به نمایش در می آید که البته سادهپندارانه است، زیرا درحالیکه
x . x = x²
، این حالت نیز ممکن است که
(-x) . (-x)=x²
بنابراین معادله درست برای ارتباط جرم و انرژی در هامیلتونی معادله دیراک به شکل زیر است:
E = ± m c²
📌@higgs_field
♾
♾
📌 سد پتانسیل و تونل زنی کوانتومی
🔺Wall Potential Vs Quantum Tunneling
🔺اتومبیلی را فرض کنید که با سرعت ثابت در جادهای در حال حرکت است، همانند برخی از اتومبیلهای فعلی که قابلیت تنظیم سرعت دارند و میتوان بدون فشار آوردن بر روی پدال گاز، مثلاً سرعت ماشین را بر روی ۱۲۰ کیلومتر تنظیم کرد.
حال، فرض کنید این ماشین در مسیر خود به تپه ای برخورد کند. همانطور که در درس فیزیک دبیرستان میآموزیم، اگر انرژی جنبشی این اتومبیل، یعنی
→ 1/2 m v²
از انرژی پتانسیل اتومبیل واقع در بالای تپه، به ارتفاع h؛ یعنی mgh (m جرم اتومبیل است)، بیشتر باشد، اتومبیل از تپه عبور خواهد کرد و اگر کمتر باشد، ماشین انرژی کافی برای عبور از تپه را نخواهد داشت. این طرز تفکر قطعی صدها سال بر علم فیزیک سیطره داشت، تا اینکه فیزیک کوانتوم پا به عرصه ظهور نهاد، و با ظهور آن بسیاری از جزمیتها فرو ریخت.
آزمایش اتومبیل را با الکترون انجام میدهیم، یعنی الکترون را همان اتومبیل در نظر میگیریم، که میخواهد از سد پتانسیل عبور کند، و سد پتانسیل همان تپه است.
دانشمندان با کمال تعجب مشاهده کردند که عبور الکترون از سد پتانسیل، قطعیت ندارد؛ گاهی الکترونی که انرژی کافی برای عبور از سد پتانسیل را نداشت، از آن عبور میکرد و نام این پدیده را تونل زنی کوانتومی Quantum Tunneling گذاشتند، ولی گاهی نیز، الکترونی که انرژی کافی برای عبور از سد پتانسیل را داشت، از آن عبور نمیکرد! این نتایج نشان میداد، که عبور کردن یا نکردن الکترون از سد پتانسیل، امری قطعی نیست و حالات احتمالی برای آن باید در نظر گرفت.
در واقع، عبور یک اتومبیل از تپه نیز، امری احتمالی است، که به دلیل ابعاد بزرگ اتومبیل در مقایسه با الکترون، این حالت احتمالی به قدری کم است (شاید یک در چند میلیارد) که عملاً غیرقابل مشاهده است و آن را تبدیل به امری بدیهی و تابع اصول فیزیک نیوتنی میکند.
به عبارت دیگر، از دیدگاه کوانتومی، تمامی آنچه در عالم مشاهده میکنیم را میتوان با احتمالات توضیح داد. آنچه که از دید مکانیک نیوتنی همیشه رخ میدهد، به دلیل احتمال بسیار بالای آن، از دید مکانیک کوانتومی است، و آنچه از دید مکانیک نیوتنی رخ نمیدهد، از دید مکانیک کوانتومی، به دلیل احتمال بسیار اندک آن است.
هر چه ابعاد کوچکتر شود، مکانیک کوانتومی بیشتر خودنمایی میکند و در ابعاد بزرگتر مکانیک نیوتنی کاربردی تر میشود.
تونل زنی کوانتومی نه محدود به ذرات بنیادی بلکه در مقیاس اتم وپروتون و مولکول ها هم قابل مشاهده است.
✔️تونل زنی پروتون در جهش زنی و تابش فوتونی در قلب چگال خورشید وجود دارد.
امیر رستمداد
📌@higgs_field
♾
📌 سد پتانسیل و تونل زنی کوانتومی
🔺Wall Potential Vs Quantum Tunneling
🔺اتومبیلی را فرض کنید که با سرعت ثابت در جادهای در حال حرکت است، همانند برخی از اتومبیلهای فعلی که قابلیت تنظیم سرعت دارند و میتوان بدون فشار آوردن بر روی پدال گاز، مثلاً سرعت ماشین را بر روی ۱۲۰ کیلومتر تنظیم کرد.
حال، فرض کنید این ماشین در مسیر خود به تپه ای برخورد کند. همانطور که در درس فیزیک دبیرستان میآموزیم، اگر انرژی جنبشی این اتومبیل، یعنی
→ 1/2 m v²
از انرژی پتانسیل اتومبیل واقع در بالای تپه، به ارتفاع h؛ یعنی mgh (m جرم اتومبیل است)، بیشتر باشد، اتومبیل از تپه عبور خواهد کرد و اگر کمتر باشد، ماشین انرژی کافی برای عبور از تپه را نخواهد داشت. این طرز تفکر قطعی صدها سال بر علم فیزیک سیطره داشت، تا اینکه فیزیک کوانتوم پا به عرصه ظهور نهاد، و با ظهور آن بسیاری از جزمیتها فرو ریخت.
آزمایش اتومبیل را با الکترون انجام میدهیم، یعنی الکترون را همان اتومبیل در نظر میگیریم، که میخواهد از سد پتانسیل عبور کند، و سد پتانسیل همان تپه است.
دانشمندان با کمال تعجب مشاهده کردند که عبور الکترون از سد پتانسیل، قطعیت ندارد؛ گاهی الکترونی که انرژی کافی برای عبور از سد پتانسیل را نداشت، از آن عبور میکرد و نام این پدیده را تونل زنی کوانتومی Quantum Tunneling گذاشتند، ولی گاهی نیز، الکترونی که انرژی کافی برای عبور از سد پتانسیل را داشت، از آن عبور نمیکرد! این نتایج نشان میداد، که عبور کردن یا نکردن الکترون از سد پتانسیل، امری قطعی نیست و حالات احتمالی برای آن باید در نظر گرفت.
در واقع، عبور یک اتومبیل از تپه نیز، امری احتمالی است، که به دلیل ابعاد بزرگ اتومبیل در مقایسه با الکترون، این حالت احتمالی به قدری کم است (شاید یک در چند میلیارد) که عملاً غیرقابل مشاهده است و آن را تبدیل به امری بدیهی و تابع اصول فیزیک نیوتنی میکند.
به عبارت دیگر، از دیدگاه کوانتومی، تمامی آنچه در عالم مشاهده میکنیم را میتوان با احتمالات توضیح داد. آنچه که از دید مکانیک نیوتنی همیشه رخ میدهد، به دلیل احتمال بسیار بالای آن، از دید مکانیک کوانتومی است، و آنچه از دید مکانیک نیوتنی رخ نمیدهد، از دید مکانیک کوانتومی، به دلیل احتمال بسیار اندک آن است.
هر چه ابعاد کوچکتر شود، مکانیک کوانتومی بیشتر خودنمایی میکند و در ابعاد بزرگتر مکانیک نیوتنی کاربردی تر میشود.
تونل زنی کوانتومی نه محدود به ذرات بنیادی بلکه در مقیاس اتم وپروتون و مولکول ها هم قابل مشاهده است.
✔️تونل زنی پروتون در جهش زنی و تابش فوتونی در قلب چگال خورشید وجود دارد.
امیر رستمداد
📌@higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
♾
📌سینا ساعی و ادبیات لمپنیستی
🔺 طبقه ای که خود را نخبه و روشنفکر می دانند ، روشنفکری را در انتقاد از مردم و عوام می دانند در حالیکه این طیف جاهل به ابتدائیات و سودمندی و کارآیی آموزش هستند .
میخواهید جامعه تان را دگرگون سازید ، آموزش گسترده به راه بیاندازید . تفاوت آفریقا و اروپا و خاور میانه در همین سیستم آموزشی است .
📌@higgs_field
♾
📌سینا ساعی و ادبیات لمپنیستی
🔺 طبقه ای که خود را نخبه و روشنفکر می دانند ، روشنفکری را در انتقاد از مردم و عوام می دانند در حالیکه این طیف جاهل به ابتدائیات و سودمندی و کارآیی آموزش هستند .
میخواهید جامعه تان را دگرگون سازید ، آموزش گسترده به راه بیاندازید . تفاوت آفریقا و اروپا و خاور میانه در همین سیستم آموزشی است .
📌@higgs_field
♾
👍1
♾
📌اسرار کوانتوم
قسمت هشتم
🔺رفتاری غریب در فاصله Spooky Action at a Distance
در دهه، ۱۹۲۰ شرودینگر اظهار کرد در تئوری کوانتوم امکان ساخت یک زوج فوتون ـ بسته های تفکیک ناپذیر انرژی ـ «درهم تنیده» وجود دارد. این فوتون ها چنان درهم تنیده اند که با دانستن حالت یکی از فوتون ها می توان حالت فوتون دیگر را به طور آنی دریافت. فوتونهای درهمتنیده، در هر فاصلهای از هم که قرار داشته باشند، حتی اگر چندین سال نوری از هم دور باشند، میتوانند بلافاصله بر یکدیگر تأثیر بگذارند. عبارت «آنی» اینشتین را با دردسر مواجه ساخت، چرا که این عبارت به طور تلویحی بیان می کرد، می توان سیگنال ها را سریع تر از سرعت نور انتقال داد. اینشتین این مفهوم نامتعارف را با عبارت «کنش شبح وار از راه دور» توصیف کرد. از آنجایی که تجهیزات دقیقی برای آزمایش وجود نداشت، این ایده ها تا سال ۱۹۸۲ در بن بست گرفتار بود.
آزمایش فرضی انشتین در مقالهی یاد شده، به این ترتیب است که یک ذره (ما میتوانیم یک پیون را به عنوان مثال در نظر بگیریم) برداشته شده و می گذاریم تا به دو فوتون (ذرههای نور) تجزیه شود. این دو فوتون در دو جهت متفاوت به حرکت درمیآیند. از آنجایی که این دو فوتون، از یک پیون خارج شدهاند، درهمتنیدهاند (Entangled Photons)، یعنی تابع موج یکسانی دارند. این دو فوتون، دارای چند ویژگی مکمل نیز هستند. برای مثال چرخش آنها: پیون در ابتدا هیچ چرخشی نداشت، بنابراین، اگر یک فوتون، چرخشی رو به بالا بر محور x خود داشته باشد، فوتون دیگر، برای ایجاد تساوی، باید داری یک چرخش رو به پایین بر محور x خود باشد.
اما با توجه به تئوری کوانتوم، یک ویژگی تا زمانی که اندازهگیری نشده، وجود ندارد. بنابراین وقتی فوتون اول را اندازه میگیرید و میبینید چرخشی رو به بالا دارد، فوتون دیگر، بلافاصله باید چرخشی رو به پایین به خود بگیرد، حتی اگر یک سال نوری از فوتون اول فاصله داشته باشد. به عقیدهی انشتین و نویسندگان دیگر این مقاله، چنین چیزی منطقی نبود. یا فوتونها در زمان جدا شدن از یکدیگر، اطلاعات مربوط به چرخش را با خود برده بودند، یا این که فوتون اول، هنگامی که مورد بررسی قرار گرفته، اطلاعات چرخش خود را بلافاصله با سرعتی بیشتر از سرعت نور، به فوتون دوم، که در فاصلهی بسیار دوری از آن قرار دارد، منتقل کرده است. انشتین این تأثیر را «رفتار غریب در فاصله» نامید.
از آنجایی که اطلاعات نمیتوانند با سرعتی بیش از سرعت نور منتقل شوند، انشتین چنین استدلال کرد که فوتونها، احتمالاً دارای «متغیرهای پنهان» هستند که از زمان به وجود آمدن فوتونها، اطلاعات چرخش را شامل میشدند. در تئوری کوانتوم، چنین متغیرهایی وجود نداشتند، پس تئوری حتماً ناقص بود.
📌@higgs_field
♾
📌اسرار کوانتوم
قسمت هشتم
🔺رفتاری غریب در فاصله Spooky Action at a Distance
در دهه، ۱۹۲۰ شرودینگر اظهار کرد در تئوری کوانتوم امکان ساخت یک زوج فوتون ـ بسته های تفکیک ناپذیر انرژی ـ «درهم تنیده» وجود دارد. این فوتون ها چنان درهم تنیده اند که با دانستن حالت یکی از فوتون ها می توان حالت فوتون دیگر را به طور آنی دریافت. فوتونهای درهمتنیده، در هر فاصلهای از هم که قرار داشته باشند، حتی اگر چندین سال نوری از هم دور باشند، میتوانند بلافاصله بر یکدیگر تأثیر بگذارند. عبارت «آنی» اینشتین را با دردسر مواجه ساخت، چرا که این عبارت به طور تلویحی بیان می کرد، می توان سیگنال ها را سریع تر از سرعت نور انتقال داد. اینشتین این مفهوم نامتعارف را با عبارت «کنش شبح وار از راه دور» توصیف کرد. از آنجایی که تجهیزات دقیقی برای آزمایش وجود نداشت، این ایده ها تا سال ۱۹۸۲ در بن بست گرفتار بود.
آزمایش فرضی انشتین در مقالهی یاد شده، به این ترتیب است که یک ذره (ما میتوانیم یک پیون را به عنوان مثال در نظر بگیریم) برداشته شده و می گذاریم تا به دو فوتون (ذرههای نور) تجزیه شود. این دو فوتون در دو جهت متفاوت به حرکت درمیآیند. از آنجایی که این دو فوتون، از یک پیون خارج شدهاند، درهمتنیدهاند (Entangled Photons)، یعنی تابع موج یکسانی دارند. این دو فوتون، دارای چند ویژگی مکمل نیز هستند. برای مثال چرخش آنها: پیون در ابتدا هیچ چرخشی نداشت، بنابراین، اگر یک فوتون، چرخشی رو به بالا بر محور x خود داشته باشد، فوتون دیگر، برای ایجاد تساوی، باید داری یک چرخش رو به پایین بر محور x خود باشد.
اما با توجه به تئوری کوانتوم، یک ویژگی تا زمانی که اندازهگیری نشده، وجود ندارد. بنابراین وقتی فوتون اول را اندازه میگیرید و میبینید چرخشی رو به بالا دارد، فوتون دیگر، بلافاصله باید چرخشی رو به پایین به خود بگیرد، حتی اگر یک سال نوری از فوتون اول فاصله داشته باشد. به عقیدهی انشتین و نویسندگان دیگر این مقاله، چنین چیزی منطقی نبود. یا فوتونها در زمان جدا شدن از یکدیگر، اطلاعات مربوط به چرخش را با خود برده بودند، یا این که فوتون اول، هنگامی که مورد بررسی قرار گرفته، اطلاعات چرخش خود را بلافاصله با سرعتی بیشتر از سرعت نور، به فوتون دوم، که در فاصلهی بسیار دوری از آن قرار دارد، منتقل کرده است. انشتین این تأثیر را «رفتار غریب در فاصله» نامید.
از آنجایی که اطلاعات نمیتوانند با سرعتی بیش از سرعت نور منتقل شوند، انشتین چنین استدلال کرد که فوتونها، احتمالاً دارای «متغیرهای پنهان» هستند که از زمان به وجود آمدن فوتونها، اطلاعات چرخش را شامل میشدند. در تئوری کوانتوم، چنین متغیرهایی وجود نداشتند، پس تئوری حتماً ناقص بود.
📌@higgs_field
♾
Telegram
attach 📎
👍1