‍ ♾
📌 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


♾

‍ .

📌 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

.

♾

📌 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


♾

♾

🔺موج شکن

📌@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

♾

♾

📌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


♾

‍ ♾
📌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


♾

‍ ♾



📌 ذرات مجازی virtual particles
قسمت سوم


🔺تجسمات مجازی

بسیاری از پدیده های فیزیکی قابل مشاهده هستند که در فعل و انفعالات مربوط به ذرات مجازی به وجود می آیند.

برای ذرات بوزونی که وقتی آزاد و واقعی هستند، جرم سکون از خود نشان می‌دهند، برهمکنش‌های مجازی با محدوده نسبتاً کوتاه برهمکنش نیروی تولید شده توسط تبادل ذرات مشخص می‌شوند.

حبس نیز می‌تواند منجر به یک برد کوتاه شود. نمونه هایی از این برهمکنش های کوتاه برد، نیروهای قوی و ضعیف و بوزون های میدانی مرتبط با آنها هستند.

برای نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی، جرم سکون صفر ذره بوزون مرتبط اجازه می دهد تا نیروهای دوربرد توسط ذرات مجازی واسطه شوند.

با این حال، در مورد فوتون ها، انتقال نیرو و اطلاعات توسط ذرات مجازی یک پدیده نسبتاً کوتاه است (فقط در چند طول موج از اختلال میدان، که حامل اطلاعات یا توان انتقالی است) وجود دارد، همانطور که برای مثال در ویژگی های مشخص دیده می شود. محدوده کوتاهی از اثرات القایی و خازنی در ناحیه میدان نزدیک سیم‌پیچ‌ها و آنتن‌ها.

✔️ برخی از فعل و انفعالات میدانی که ممکن است بر حسب ذرات مجازی دیده شوند عبارتند از:‌‌

نیروی کولن (نیروی الکترو استاتیک ) بین بارهای الکتریکی ناشی از تبادل فوتون های مجازی است. در فضای متقارن سه بعدی، این تبادل به قانون مربع معکوس برای نیروی الکتریکی منجر می‌شود. از آنجایی که فوتون جرمی ندارد، پتانسیل کولن برد نامحدودی دارد.

میدان مغناطیسی بین دوقطبی های مغناطیسی ناشی از تبادل فوتون های مجازی است. در فضای متقارن سه بعدی، این تبادل منجر به قانون مکعب معکوس برای نیروی مغناطیسی می شود. از آنجایی که فوتون جرمی ندارد، پتانسیل مغناطیسی برد نامحدودی دارد.

القای الکترومغناطیسی ، این پدیده از طریق یک میدان (الکترو) مغناطیسی متغیر انرژی را از یک سیم پیچ مغناطیسی به محیط منتقل می شود .

نیروی هسته‌ای قوی بین کوارک‌ها نتیجه تعامل گلوئون‌های مجازی است. باقیمانده این نیرو در خارج از سه‌قلوهای کوارک (نوترون و پروتون) نوترون‌ها و پروتون‌ها را در هسته‌ها نگه می‌دارد و به دلیل مزون‌های مجازی مانند مزون پی و مزون رو است.

نیروی هسته‌ای ضعیف نتیجه تبادل بوزون‌های مجازی W و Z است.

تابش خود به خودی یک فوتون در حین فروپاشی یک اتم برانگیخته یا نوکلئون برانگیخته؛ چنین فروپاشی توسط مکانیک کوانتومی معمولی توضیح داده نمیشود و برای توضیح آن نیاز به کوانتیزه کردن میدان الکترومغناطیسی دارد.

اثر کازمیر، که در آن حالت پایه میدان الکترومغناطیسی کوانتیزه باعث جذب بین یک جفت صفحه فلزی خنثی از نظر الکتریکی می‌شود.

نیروی واندروالس، که تا حدی به دلیل اثر کازیمیر بین دو اتم است.

قطبش خلاء، که شامل تولید جفت یا نابودی خلاء است، که تولید خودبه‌خودی جفت‌های ذره-پادذره (مانند الکترون- پوزیترون) است.

📌@higgs_field


♾

‍ ♾


🔺تابش

به طور کلی، تابش راهی است که در آن انرژی از مکانی به مکان دیگر حرکت می کند.

بنابراین، انرژی آزاد شده هنگام انداختن یک سنگ در آب به صورت امواج دایره ای دور می شود. انرژی صوتی از دهان گوینده به گوش شنونده تابش می کند. نور و انرژی گرمایی از خورشید به زمین تابش می کند. الکترون‌هایی که از یک سیم داغ تابش می‌کنند، انرژی را فراهم می‌کنند که تصویر را در یک دستگاه تلویزیون تشکیل می‌دهد. در چهار مثال اول تشعشع از امواج تشکیل شده است - امواج آب، امواج صوتی، امواج نور، امواج گرما. در آخرین، تابش جریانی از ذرات کوچک است.
یکی از اکتشافات مهم فیزیک مدرن این است که هر چه طول موج هر تابش موج کوتاهتر باشد، هر واحد از آن انرژی بیشتری حمل می کند. از این رو، پرتوهای ایکس و گاما بسیار پرانرژی تر از نور هستند. آنها بسیار دورتر به انواع مواد نفوذ می کنند و اثرات بسیار بزرگتری ایجاد می کنند.
علاوه بر امواج، اتم‌ها هم اکنون می‌دانند که ذرات زیادی را ساطع می‌کنند. همه اینها به طور غیرقابل تصوری کوچک هستند (اندازه گیری شده در 100 تریلیونم اینچ) به طور غیرقابل تصوری سبک هستند و فقط به طور غیر مستقیم از طریق تأثیرات آنها برای ما شناخته شده است. برخی از ذرات مهمتر عبارتند از:

✔️ الکترون ها
سبک ترین ذرات، حامل بار الکتریکی منفی. الکترون های تابشی گاهی اوقات پرتوهای بتا نامیده می شوند.
✔️ پروتون ها
حدود 2000 برابر سنگین تر از الکترون ها و دارای بار مثبت.
✔️ نوترون ها
مانند پروتون، اما بدون بار.
✔️ ذرات آلفا
هر کدام مجموعه ای از دو پروتون و دو نوترون هستند.

🔺چه چیزی تشعشع تولید می کند؟

تشعشعات اتمی توسط اتم هایی منتشر می شود که بیش از میزان معمول انرژی دارند - به قول فیزیکدانان، اتم ها " برانگیخته " شده اند. هر اتم از یک "هسته" کوچک با بار مثبت تشکیل شده است که توسط ابر یا دسته ای از الکترون های منفی احاطه شده است.
چگونه یک اتم " برانگیخته می شود ؟" یکی از راه ها این است که با پرتابه مورد اصابت قرار بگیرید. در یک دستگاه اشعه ایکس، جریانی از الکترون‌های با حرکت سریع برای ضربه زدن به یک هدف فلزی ساخته می‌شود. این باعث تحریک برخی از الکترون های موجود در اتم های هدف می شود. در فرآیند تولید انرژی اضافی که بدین ترتیب به دست می‌آید، الکترون‌های اتمی پرتوهای X را به بیرون می‌فرستند. به استثنای پرتوهای ایکس، تابش مورد علاقه ما از هسته اتم هاست تا از ابرهای الکترونی آنها. ماشین‌های بزرگ «atom-smashing » که در مورد آنها می‌خوانیم، صرفاً دستگاه‌هایی برای پرتاب کردن ذرات مختلف بسوی هسته‌ها هستند. سپس هسته‌های هدف تشعشعاتی از جمله پرتوهای گاما و ذرات بسیار متنوعی را به بیرون می‌فرستند.

تابش بمب اتمی

هنگامی که هسته های اتمی خاصی، به ویژه هسته های اورانیوم و پلوتونیوم، توسط نوترون ها مورد اصابت قرار می گیرند، به روش معمول تابش نمی کنند. در عوض، آنها به دو قسمت تقریباً مساوی تقسیم می شوند و یک انفجار بزرگ انرژی تولید می کنند. این انرژی است که قدرت انفجار یک بمب اتمی را فراهم می کند و می تواند در یک شمع اتمی به قدرت مفیدی تبدیل شود.‌‌


📌@higgs_field


♾

♾


🔺 هماهنگی


📌@higgs_field

♾

‍ ♾

🔺آنتالپی  Enthalpie

یا اندرتافت یا درون‌گرمی مقدار کل محتوای انرژی یک سامانه در فشار و دما ثابت است. آنتالپی جمع انرژی درونی سیستم و حاصلضرب فشار و حجم آن است. واحد اندازه‌گیری آنتالپی در سامانه استاندارد بین‌المللی یکاهاژول (J) نام دارد. آنتالپی به‌وسیله رابطه زیر محاسبه می‌شود:
H=E+PV

که H نمایانگر آنتالپی سیستم (در واحد ژول)، E نمایانگر انرژی درونی سامانه (در واحد ژول)، P نمایانگر میزان فشار در مرز سامانه (در واحد پاسکال) و V نمایانگر حجم سامانه (در واحد مترمکعب) می‌باشد.
تغییرات آنتالپی یک تابع حالت است به این معنی که مقدار آن تنها به حالت‌های آغازی و پایانی فرایند بستگی دارد و تغییرات در مسیر انجام واکنش با استفاده از آن تابع قابل بررسی نیست. در نمودار سایکرومتریک بخشی به آنتالپی اختصاص داده شده‌است.

🔺تغییرات آنتالپی

تغییر آنتالپی یا ΔH عبارت است از میزان گرمایی که در تبدیل واکنش دهنده(ها) به فراورده(ها) در یک واکنش شیمیایی مبادله می‌شود معمولاً تغییرات آنتالپی واکنش‌ها را در دستگاه‌های آنالیز مورد سنجش قرار می‌دهند. در این نوع واکنش‌ها تغییر حجم برابر صفر نیست و تغییر آنتالپی معمولاً منفی بدست می‌آید.

🔺تغییرات آنتالپی در واکنش‌های گرماگیر

در واکنش گرماگیر این تغییرات مثبت است یعنی آنتالپی سیستم در صورتی که واکنش گرماگیر باشد افزایش خواهد یافت. در این واکنش‌ها به دلیل مثبت بودن آنتالپی امکان منفی بودن آنتروپیوجود ندارد.

🔺تغییرات آنتالپی در واکنش‌های گرماده

تغییرات آنتالپی واکنش گرمازا منفی است یعنی آنتالپی سیستم‌هایی که در آن‌ها واکنش گرمازا انجام می‌شوند کاهش می‌یابد.

🔺آنتالپی و انرژی درونی

آنتالپی با انرژی درونی مرتبط است. مقدار کار مربوط به تغییر حجمنمونه ناشی از واکنش سیستم تفاوت این دو را موجب می‌شود.

🔺روش اندازه‌گیری تغییرات آنتالپی

تغییرات آنتالپی را در روش غیرمستقیم با استفاده از روشکالریمتری سنجشی مقیاسی تعیین می‌کنند و از مشتق آن مقدارظرفیت حرارتی ویژه نمونه را به دست می‌آورند. در روش مستقیم از نوعی کالری متر تحت عنوان گرماسنج لیوانی استفاده می‌شود که تنها برای اندازه‌گیری گرمای واکنش‌ها در فشار ثابت استفاده می‌شود.



آنتالپی سوختن، تغییر آنتالپی هنگام سوختن یک مول ماده در میزان کافی از گاز اکسیژن (واکنش یک مول ماده با اکسیژن) را نشان می‌دهد.

📌@higgs_field


♾

‍ ♾
📌اسرار کوانتوم
قسمت نهم


🔺بل و برهان‌اش

مشکل «رفتار غریب در فاصله‌»‌ی انشتین، بعد از مرگ‌اش در سال 1955 و حتی پس از مرگ بور در سال 1962، حل‌نشده باقی ماند. درسال 1964، یک فیزیکدان ایرلندی به نام «جان بل» (John Bell) مقاله‌ای منتشر ساخت با عنوان «در باب مسئله‌ی متغیرهای پنهان در مکانیک کوانتوم». بل در ابتدا، این ایده‌ی انشتین را که احتمالاً متغیرهای پنهانی وجود دارد، تأیید کرد. وی در مقاله‌اش، آزمایشی ارائه کرد تا معلوم شود آیا متغیرهای پنهان می‌توانند دلیلی برای آنچه مشاهده شده باشند، یا نه. تنها زمانی حل شد که بل این برهان را مطرح کرد و کلازر با انجام آزمایشی نشان داد که بور، درست می‌گفته است.

 در آزمایش بل، دو ذره‌ی درهم‌تنیده، ایجاد شده و به سمت دو فرد فرستاده می‌شوند (به عنوان مثال آلیس و باب). سپس، این دو نفر، ذره‌ها را مورد آزمایش قرار می‌دهند تا ویژگی‌های مکمل آن‌ها مشخص شود. درک جزئیات آزمایش، دشوار است، اما بل توانست نشان دهد که طی آزمایشات متعدد، در صورت وجود ویژگی‌ها از ابتدا، تعداد دفعاتی که آلیس و باب نتایج یکسانی گزارش می‌کنند، ، در مقایسه با وضعیتی که ویژگی‌ها در زمان بررسی و اندازه‌گیری فوتون اول، ایجاد شوند، متفاوت خواهد بود. بل تصور می‌کرد پس از آن که برهانش را (که اغلب به دلیل یکی از پیش‌بینی‌هایش «نادرستی بل» خوانده می‌شود) منتشر کند، سال‌ها طول خواهد کشید تا کسی بتواند در آزمایشی واقعی، آن را امتحان کند. اما تنها یک سال بعد، یکی از فارغ‌التحصیلان متهور دانشگاه کلمبیا، «جان کلازر» (John Clauser) توانست صورت ساده‌ای از این آزمایش را انجام دهد. او نشان داد رفتار فوتون‌ها مطابق همان چیزی است که توسط فیزیک کوانتوم پیش‌بینی شده، نه آنچه که از تئوری «متغیر پنهان» انتظار می‌رود. یک دانشمند دیگر به نام «آلن اسپکت» (Alen Aspect) بعدها طی آزمایشاتی با دقت و صحت بیشتر، ثابت کرد برخلاف تردیدهای انشتین، بی‌شک «رفتار غریب در فاصله» در جهان کوانتوم وجود دارد.

 

کار علمی بل، در حوزه ی تجربی، سرآغازی بود برای آنچه که تصور می‌شد بیشتر موضوعی است فلسفی. وی چنان تأثیر به سزایی داشت که «هنری استپ» (Henry Stapp) از لابراتوار لورنس برکلی کالیفرنیا، عملکرد بل در حوزه‌ی فیزیک کوانتوم را «ژرف‌ترین کشف علمی» نام نهاد.

🔺تفسیر بوهم

بل، علی‌رغم این که خود، صحت تئوری کوانتوم را اثبات کرده بود، اما به دلیل وابستگی تفسیر استاندارد کپنهاگ به مشاهده، برای شکستن تابع موج و حقیقی شدن یک ذره (و به همان ترتیب یک گربه)، از این تفسیر پشتیبانی نمی‌کرد. بل، تفسیر ارائه شده توسط دیوید بوهم (David Bohm) فیزیکدان را منطقی‌تر یافت. برای درک تفسیر بوهم، بازگشت به مثالمان در قسمت اول درباره‌ی نگاه کردن به ستاره‌ی اپسیلون جبار در برج شکارچی، می‌تواند کمک شایانی باشد. در بحث خود درباره‌ی تفسیر کوپنهاگ، دیدیم که یک فوتون- یک ذره‌ی نور- در واقع اپسیلون جبار را ترک نمی‌کند، بلکه، این موج احتمال است که به چشمان ما می‌رسد. در تفسیر بوهم، فوتونی واقعی، که توسط یک نیروی «پتانسیل کوانتوم» هدایت می‌شود، از ستاره بیرون می‌آید. این فوتون، مثل چراغ دریایی، در زمان به عقب برمی‌گردد تا ذره را به ما برساند. طبق تفسیر بوهم، همه چیز در دنیا به چیزهای دیگر مرتبط است. در این تفسیر، برخلاف تفسیر کوپنهاگ، نیازی به تابع موج نیست تا به محض دیده شدن، بشکند. با این حال، این تفسیر نیز، خالی از ایراد نیست. اگرچه تفسیر بوهم جبرگرایانه است، یعنی با اطلاعات کافی می‌توان هرچیزی را که در جهان اتفاق خواهد افتاد را از آغاز پیش‌بینی کرد، اما برای حرکت به عقب در زمان و طی یک فاصله‌ی بسیار زیاد، به اطلاعات نیاز هست. به همین دلیل، تفسیر بوهم، طرفداران چندانی میان دانشمندان نداشته است.

 

📌 @higgs_field


♾

‍ ♾




📌On Fundamentals of a Moving Particle in Space

Part ⁷


🔺بر خلاف انرژی جنبشی دورانی ناشی از تکانه زاویه‌ای angular momentum معمولی یک ذره در انتهای بازوی شعاعی با جرم موجود، معادل انرژی جرم سکون ذره بنیادی، با داشتن جرم برای شروع، چرخش ذاتی تکانه زاویه‌ای , با فرکانس زاویه ای مدار نوسانگر LC متناظر است .

🔺 که به موجب آن فضا دارای خاصیت تبدیل شدن جرم به ذره در حالت سکون و توانایی حمل انرژی و تکانه در هنگام حرکت به دلیل برهم کنش برون زا است.

🔺تکانه زاویه ای اسپین یک ذره بنیادی به عنوان ویژگی ذاتی آن پذیرفته شده است در حالی که منشا و علت پیدایش آن هنوز توسط هیچ تئوری یا نتیجه تجربی اثبات نشده است.


🔺 گرچه، در اینجا هیچ تلاشی برای ارائه هیچ دلیلی مبنی بر اساس آن از نظر منطقی یا فلسفی انجام نداده‌ایم، اما با پذیرفتن وجود برتر آن، فقط از پتانسیل ناشی از تأثیرات آن بر دیگر ویژگی ذاتی یک ذره بنیادی استفاده کرده‌ایم، مثلاً.‌‌

🔺جرمی همراه با فرکانس زاویه ای و بعد خطی ذاتی که نسخه تعدیل شده از ذره بنیادی منزوی و نقطه ای است .


🔺علاوه بر این، این تکانه زاویه ای ذاتی به عنوان تکانه کلاسیک در نظر گرفته نشده است که با اعمال یک گشتاور خارجی تولید می شود.
تکانه زاویه ای پارتیکل معادل انرژی یک جرم سکون در نظر گرفته شده که منشا آن از فرکانس زاویه ای است که از انرژی نوسانی الکتریکی و مغناطیسی ذخیره شده در فضا سرچشمه می گیرد و باعث تولید ذره جرم مند می شود.


🔺جرم یک ذره بنیادی به واسطه ذره یا ماده دیگری نیست که از یک میدان خارجی به آن اضافه شده باشد ، بلکه یک ویژگی ذاتی است که از تکانه زاویه‌ای چرخشی آن ناشی می‌شود، در حالی که ذره هرگز به عنوان یک جسم چرخان معمولی در فضا تصور نمی‌شود، اما آشکارا با پارامتر هایی از قبیل مفاهیمی مانند جرم، فرکانس زاویه ای و بعد خطی، مستقل از یکدیگر، و با هم به تکانه زاویه ای مرتبط اند که نتیجه انرژی تولیدی ذره متناسب با جرم است .


🔺منشأ بار الکتریکی ناشی از تحریک میدان کوانتومی فیزیکی است، صرف نظر از ماهیت ذره ای که میدان را ایجاد می کند.‌‌
در حالی که جهت و تقارن برانگیختگی ایجاد کننده بار مثبت یا منفی یا خنثی می شود و به همان ترتیب ممکن است هم ماده و هم ضد ماده تولید شود.


🔺هنگامی برانگیختگی بمقدار کافی بزرگ باشد ، مقدار معادل انرژی سبب یک نسخه از فضای گسترده در محل خودش برای تبدیل شدن به منبع نوسانی بدون مقاومت مدار LC میشود تا پیوسته در نوسان باشد . در نتیجه منبع چرخش ذاتی تکانه ی زاویه ای یک ذره علت ایجاد کننده ذره ای با خاصیت جرمی است.


🔺ذره بنیادی با بار الکتریکی همینطور هر ماده یا ضد ماده ای که به این ترتیب تولید می شود همیشه به صورت مجزا و نه جفت، بلکه فقط به صورت یک ذره منفرد تولید می شود. در حالی که احتمالات به درستی ، تولید ذرات مساوی و مخالف را در بلندمدت بصورت کلی پیش‌بینی می‌کند، احتمال تولید ذرات یکسان در یک دوره طولانی مدت نیز وجود دارد.


از آنجایی که این امر ممنوع نیست، اجباری می شود و بنابراین در طول مدت طولانی وجود جهان، نوع خاصی از ذرات زیاد خواهد بود.

🔺بنابراین، ذرات بیشتری با ماهیت خاص وجود دارد، به عنوان مثال ، ذرات ماده در جهان در حال پیدایش باعث تشکیل اجسام مادی می شوند. علاوه بر این، روابط تحلیلی اضافی را می توان در میان خواص ذاتی فوق ذرات بنیادی با مقدار بار الکتریکی متناظر با انرژی الکتریکی یا مغناطیسی معادل انرژی جرم مابقی یافت.

📌 @higgs_field

♾

♾

🔺virtual particles


¹ → https://t.me/phys_Q/5083
² → https://t.me/phys_Q/5093
³ → https://t.me/phys_Q/5105
⁴ → https://t.me/phys_Q/5131
⁵ → https://t.me/phys_Q/5159
⁶ → https://t.me/phys_Q/5167
⁷ →https://t.me/phys_Q/5175

پایان

#مفاهیم_بنیادین


🔺ذره ای که به این ترتیب ایجاد می شود نمی تواند معادل نقطه ای باشد که وجود واقعی دارد، بلکه باید نسخه توسعه یافته ای داشته باشد که فضای محدود، هرچند متغیری را اشغال کند.

فضای اشغال شده دارای ظرفیت ذاتی (C) و اندوکتانس (L) مربوط به فرکانس زاویه ای (ω) و بعد خطی ذاتی (r) خواهد بود.


از آنجایی که انرژی می‌تواند فقط در هنگام جابجایی آشکار شود، مقدار انرژی فوق باید تحت یک تغییر نوسانی بین انرژی الکتریکی و مغناطیسی مشابه مدار LC بدون مقاومت قرار گیرد و در نتیجه همیشه بدون اتلاف انرژی همراه با فرکانس زاویه‌ای بالا (ω) در حال گذار باشد. .


این منجر به ایجاد خصوصیت جرم ذاتی برای ذره بنیادی می‌شود. به صورت تحلیلی، روابط در زیر نشان داده شده‌اند.

→ C = ε * r

→ L = μ * r

→ ω = 1/ √(LC) =c / r

→ = m * r² * ω

→ = S * ω = m c²

C = capacity ظرفیت
L = اندوکتانس
ε = ثابت الکتریکی
μ = ثابت مغناطیسی
r = بعد خطی ذاتی
ω = فرکانس زاویه ای
c = سرعت نور
S = حرکت زاویه ای اسپین
m = جرم
E = انرژی جرم سکون
〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰

🔺بر خلاف انرژی جنبشی دورانی ناشی از تکانه زاویه‌ای angular momentum معمولی یک ذره در انتهای بازوی شعاعی با جرم موجود، معادل انرژی جرم سکون ذره بنیادی، با داشتن جرم برای شروع، چرخش ذاتی تکانه زاویه‌ای , با فرکانس زاویه ای مدار نوسانگر LC متناظر است .

🔺 که به موجب آن فضا دارای خاصیت تبدیل شدن جرم به ذره در حالت سکون و توانایی حمل انرژی و تکانه در هنگام حرکت به دلیل برهم کنش برون زا است.

🔺تکانه زاویه ای اسپین یک ذره بنیادی به عنوان ویژگی ذاتی آن پذیرفته شده است در حالی که منشا و علت پیدایش آن هنوز توسط هیچ تئوری یا نتیجه تجربی اثبات نشده است.


🔺 گرچه، در اینجا هیچ تلاشی برای ارائه هیچ دلیلی مبنی بر اساس آن از نظر منطقی یا فلسفی انجام نداده‌ایم، اما با پذیرفتن وجود برتر آن، فقط از پتانسیل ناشی از تأثیرات آن بر دیگر ویژگی ذاتی یک ذره بنیادی استفاده کرده‌ایم، مثلاً.‌‌

🔺جرمی همراه با فرکانس زاویه ای و بعد خطی ذاتی که نسخه تعدیل شده از ذره بنیادی منزوی و نقطه ای است .


🔺علاوه بر این، این تکانه زاویه ای ذاتی به عنوان تکانه کلاسیک در نظر گرفته نشده است که با اعمال یک گشتاور خارجی تولید می شود.
تکانه زاویه ای پارتیکل معادل انرژی یک جرم سکون در نظر گرفته شده که منشا آن از فرکانس زاویه ای است که از انرژی نوسانی الکتریکی و مغناطیسی ذخیره شده در فضا سرچشمه می گیرد و باعث تولید ذره جرم مند می شود.


🔺جرم یک ذره بنیادی به واسطه ذره یا ماده دیگری نیست که از یک میدان خارجی به آن اضافه شده باشد ، بلکه یک ویژگی ذاتی است که از تکانه زاویه‌ای چرخشی آن ناشی می‌شود، در حالی که ذره هرگز به عنوان یک جسم چرخان معمولی در فضا تصور نمی‌شود، اما آشکارا با پارامتر هایی از قبیل مفاهیمی مانند جرم، فرکانس زاویه ای و بعد خطی، مستقل از یکدیگر، و با هم به تکانه زاویه ای مرتبط اند که نتیجه انرژی تولیدی ذره متناسب با جرم است .


🔺منشأ بار الکتریکی ناشی از تحریک میدان کوانتومی فیزیکی است، صرف نظر از ماهیت ذره ای که میدان را ایجاد می کند.‌‌
در حالی که جهت و تقارن برانگیختگی ایجاد کننده بار مثبت یا منفی یا خنثی می شود و به همان ترتیب ممکن است هم ماده و هم ضد ماده تولید شود.


E = S * ω = m * c²

E = q²/2C = q² / 2εr

q = k * e

α = e² / (4π ε ħ c)

K² = S / (2π ħ α)

m * r = S /c

m/ω = S / c²

qb = 6e

qf = 5e


نمادها:
q = بار الکتریکی
qb = بار الکتریکی برای ذره بوز
qf = بار الکتریکی برای ذره فرمی
e = بار الکترون
ħ = ثابت کاهیده پلانک
α = ثابت ساختار ظریف
k = چند بار الکترون

روابط فوق ویژگی های زیر را برای ذرات بوز و ذرات فرمی نشان می دهد:

● حاصلضرب جرم (m) و بعد خطی ذاتی (r) ثابت است

● نسبت جرم (m) به فرکانس زاویه ای (w) ثابت است

● بار الکتریکی معادل انرژی جرم سکون ثابت است، بنابراین هر ذره‌ی بنیادین از کلاس مشابه ، بار الکتریکی یکسانی را در بر می‌گیرد، با این حال، جرم ذره به فرکانس زاویه‌ای بستگی دارد. و فرکانس زاویه ای بالاتر، جرم ذره بیشتر خواهد بود.

این توضیح می‌دهد که چرا ذرات با جرم بیشتر ناپایدار هستند و تمایل دارند به ذرات با جرم و فرکانس زاویه‌ای کمتر تجزیه شوند.

✔️〰لطفا این مقاله را دنبال کنید

https://t.me/phys_Q/5113