‍ 💢کرم‌چاله‌ها راهی برای دستکاری اطلاعات سیاه‌چاله در آزمایشگاه نشان می‌دهند
فیلیپ توپ
قسمت نخست

یک پروپزال برای ساخت سیاهچاله های متصل به کرم چاله ، راهی برای بررسی پارادوکس اطلاعات کوانتومی ارائه می دهد.‌‌

بدآنسان که پروپزال های تجربی پیش می روند، این پیشنهاد قطعاً فاقد بلند پروازی نیست. ابتدا یک سیاهچاله بگیرید. حالا یک سیاهچاله دوم بسازید که به صورت کوانتومی با آن درهم‌تنیده شده است، به این معنی که هر اتفاقی که برای یکی از سیاهچاله ها بیفتد، بدون توجه به اینکه چقدر از هم فاصله دارند، تاثیری روی دیگری خواهد داشت.
بقیه ماجرا کمی ساده تر به نظر می رسد، اما بسیار شگفت تر . سیاهچاله نخست را با مقداری اطلاعات کوانتومی QI که روی یک پارتیکل کوانتومی کدگذاری شده است ، تغذیه کنید . با سقوط این آبجکت در افق رویداد ( نقطه‌ای که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد ) اطلاعات به سرعت در سراسر سیاه‌چاله توزیع می‌شود و ظاهراً غیرقابل بازیافت است.(اطلاعات از دسترس خارج می شوند)

اما صبر کنید، اگر دو سیاهچاله را به روش درستی به هم لینک کرده باشید، پس از مدت کوتاهی اطلاعات کوانتومی از سیاهچاله دومی خارج می شود و کاملاً به شکل قابل خواندن دوباره متمرکز می شود. که برای رسیدن اطلاعات از سیاهچاله نخست به سیاهچاله دوم ، از میانبری در فضا-زمان گذشته است که این دو آبجکت را به هم لینک می کند " یعنی یک کرم چاله Wormhole " .
حداقل این چیزی است که کنون فیزیکدانان پیش بینی کرده اند. اکنون گروهی به سرپرستی سپهر نظامی از موسسه فناوری کالیفرنیا نحوه اجرای این آزمایش خارق‌العاده را پیشنهاد کرده‌اند - و آنها شروع به کار با همکاران برای آزمایش این ایده کرده‌اند.
اگر پیش‌بینی‌ها تأیید شوند، کار ممکن است سرنخ‌هایی در مورد اینکه کجا باید به دنبال گریزان‌ترین نظریه در فیزیک باشیم، ارائه دهد:

نظریه‌ای که مکانیک کوانتومی را با نظریه نسبیت عام که گرانش را توصیف می‌کند یکپارچه می‌کند. و برای اندازه گیری خوب، از این ایده حمایت می کند که فضا-زمان بستری-بنیادین نیست که یونیورس بر آن بازی می کند، بلکه خود از پیوندهای متقابل بین ذرات توصیف شده توسط درهم تنیدگی کوانتومی Quantum Entanglement بافته شده است.‌‌

🔻 تصویر :
کرمچاله ها راهی برای فرار اطلاعات از چنگال به ظاهر غیرقابل عبور سیاهچاله ها ارائه می دهند.‌‌

@phys_Q

اخیرا فیزیکدانان مطرح بسیاری در سطح بین الملل ، مانند :

کامران وفا
نیما ارکانی
سپهر نظامی
قاسم اکسیری
ابراهیم کریمی
علی نیّری
نیایش افشردی
مونا جراحی (فیزیک الکترونیک)
سارا زاهدی (ریاضیات)
و ....

از هم میهنان ما هستند که نه مایه مباهات و افتخار جنس ایرانی ، بلکه مایه ی دلخوشی و آرامش خاطر و افسوس است .

#کوانتوم_مکانیک

@phys_Q

💢داینامیک ناویر-استوکس Navier-Stokes و اتصال مجدد حلقه های حباب گردابی

@phys_Q

💢 هولوگرافیک یونیورس ¹


اگر شما هم بر نمودار منحنی بولزا 𝗕𝗼𝗹𝘇𝗮 𝗰𝘂𝗿𝘃𝗲 کراش دارید ، دچار اختلالی بنام فیزیک مدرن شده اید .

y² = x⁵ - x

فضایی متشکل از معادلاتی با راه حل های مختلط ، به اضافه نقطه ای در بی نهایت ، که شامل سطح ۲ بعدی ریمانی ( ازین جا منیفولد را مطالعه کنید) با بزرگترین گروه تقارن ممکن است . که پوشش یونیورسال آن در نگاره زیر است.

1 : https://t.me/phys_Q/6648

2 : https://t.me/phys_Q/6654

3 : https://t.me/phys_Q/6660

4 : https://t.me/phys_Q/6722

💢در این ویدئو فیزیکدانان برایان گرین، کامران وفا و پیتر گالیسون به اختصار پارادوکس اطلاعات در سیاهچاله ها و این که حل این مساله چگونه می تواند درک کلی ما از جهان را به شکل شگفت آوری دچار دگرگونی کند، شرح می دهند.


@phys_Q

ماژولار فرم ها modular forms از شگفت ترین آبجکت ها در ریاضیات هستند. این فرم ها چنان تقارن های داخلی internal symmetries را ارضا می کنند که نباید از وجودشان شگفت زده شد .

@phys_Q

💢PHYSICS & basement
chapter 4

4• میدان ها
قسمت اول


در واقع مدتی است که با میدانها سروکار داریم، اما این را بیان نکردیم ، زیرا می خواستیم روی امواج در این میدان ها تمرکز کنیم. در توصیف کاری که امواج انجام می‌دهند، شکل آنها و وابستگی آنها به زمان را با استفاده از کمیت Z(x,t) بیان کرده‌ایم. خوب، Z(x,t) یک میدان است. تابعی از فضا و زمان با معادله حرکت ، که رفتار آن را تعیین می کند. (یک معادله حرکت مناسب به گونه ای خواهد بود که اگر Z در یک مکان خاص افزایش یا کاهش یابد، تمایل دارد که Z را در مکان های نزدیک افزایش یا کاهش دهد؛ این ویژگی معمولاً به امواج اجازه می دهد تا در میان راه حل های معادله باشند. .)

در این مقاله قصد داریم به چند نمونه از میدان‌های Z(x,t) که معادلات حرکت آنها احتمالات امواج را به دست می‌دهد، نگاه کنیم. تفسیر فیزیکی این میدان ها بسیار متفاوت خواهد بود. آنها خواص متنوع مواد مختلف را توصیف می کنند. اما معادلاتی که آن‌ها برآورده می‌کنند و امواجی که نشان می‌دهند، ریاضیات یکسان (یا بسیار مشابه) را برآورده می‌کنند، بنابراین با وجود منشأ فیزیکی بسیار متفاوتشان، رفتار بسیار مشابهی خواهند داشت. این بسیار مهم خواهد بود.

و سپس ما یک کار رادیکال انجام خواهیم داد. ما میدان ها را در بستر نسبیت خاص در نظر می گیریم [کاملاً از ریاضیات نسبیت اجتناب می کنیم، و فقط بر پیامدهای آن برای میدان ها تمرکز می کنیم.] همانطور که اینشتین نشان داد، اگر مکان و زمان را تغییر دهید رفتار آنها نیز متفاوت خواهد بود.

پس از توضیحات فوق ، انتظار داریم بتوانید نوع جدیدی از میدان را در نظر بگیرید ، میدانی که تفسیر فیزیکی آن بعنوان خاصیت ثانویه اشیاء کلاسیک نیست ، بلکه به تنهایی یک آبجکت فیزیکی بنیادین است.‌‌

برخی از میدان های معمولی ، چیزهای معمولی را توصیف می کنند.
یک میدان Z(x,t) ممکن است کمیت های فیزیکی مختلف را نشان دهد. مثالها عبارتند از:

• ارتفاع طنابی که به صورت افقی در سراسر یک اتاق کشیده شده است.

• ارتفاع آب در یک رودخانه

• چگالی یک کریستال یا یک گاز

• جهت گیری اتم ها در یک آهنربا

• سرعت باد

• دما، چگالی یا فشار هوا

در هر یک از این موارد یک میدان Z(x,t) وجود دارد: یک میدان ارتفاع، یک میدان چگالی، یک میدان جهت‌گیری، یک میدان باد، یک میدان دما.

مقدار آن به عنوان تابعی از فضا و زمان به ما می‌گوید که ارتفاع یا چگالی یا جهت یا سرعت باد یا دمای برخی از ماده‌ها (طناب، رودخانه، کریستال، گاز، آهنربا، هوا) در همه مکان‌ها و زمان‌ها چقدر است. معادله حرکت آن به ما می گوید که چه رفتارهای ممکنی برای Z(x,t) مجاز است. و همچنین به ما می گوید که چگونه رفتار آینده Z(x,t) را در صورتی که رفتار حال و گذشته اخیر آن را بدانیم، پیش بینی کنیم.

در همه مثال های بالا ، برای یک میدان ، یک رسانه وجود دارد، و ما نباید میدان را با رسانه اشتباه بگیریم. این میدان صرفاً یکی از بسیاری از ویژگی های رسانه مربوطه را توصیف می کند. و رسانه های بسیار متفاوت ممکن است میدان هایی با رفتار بسیار مشابه، با امواج بسیار مشابه داشته باشند - همانطور که خواهیم گفت.

اجازه دهید برای آخرین بار بر نکته ای تأکید کنم که اغلب باعث سردرگمی می شود. به طور کلی، میدان ممکن است ربطی به فاصله فیزیکی در فضا نداشته باشد. بله، در مقاله‌های قبلی از مثال موج روی طناب استفاده کردم تا نشان دهم که Z(x,t) چه می‌تواند باشد، زیرا خوب و شهودی است. و همچنین بارها نمودارهای Z(x,t) را برای امواج بیان ساختیم . هر دوی این موارد ممکن است این تصور اشتباه را به شما بدهند که Z(x,t) همیشه با امواجی مرتبط است که باعث می‌شوند یک آبجکت فیزیکی (مانند طناب) فاصله Z را در جهتی از فضا عمود بر جهت x حرکت دهد. . اما این درست نیست، همانطور که سه نمونه از چهار مثال ما نشان خواهد داد.‌‌

💢@higgs_field

💢 هولوگرافیک یونیورس ²


More precisely you get the complex version of the Bolza curve, with its correct conformal structure, by gluing together opposite sides of this patch of the hyperbolic plane.‌‌

به‌طور دقیق‌تر، میتوان نسخه پیچیده تری از منحنی بولزا با ساختار هم‌شکل یا کانفورمال Conformal ، را با چسباندن طرف‌های مخالف پچ patch های صفحه هذلولی hyperbolic ، به‌دست آورد.‌‌

💢@higgs_field

‍ 💢کرم‌چاله‌ها راهی برای دستکاری اطلاعات سیاه‌چاله در آزمایشگاه نشان می‌دهند
فیلیپ توپ
قسمت دوم


📌مرگ و رستاخیز اطلاعات

این آزمایش، بدآنسان که حدس زده اید، به سیاه‌چاله‌هایی به منطق معمول نیازی ندارد، به این معنی که ستارگان جرم-مند که بر اثر گرانش خود در حجم بی‌نهایت کوچکی کلپس کرده اند .

محققان می گویند که می توان آن را روی یک میز آزمایشگاهی با استفاده از چند اتم یا یون انجام داد. با این حال، این ایده از تحقیقات نظری بر روی سیاهچاله‌های اخترفیزیکی ناشی می‌شود که برای حل یک سوال عمیق و نگران‌کننده تلاش کرده‌اند:

آیا این هیولاهای عریض و طویل ، اطلاعات را به‌طور برگشت‌ناپذیر نابود می‌کنند؟

به طور گسترده ای تصور می شود که اطلاعات، مانند انرژی، باید از یک قانون پایستگی Conservation پیروی کنند: مقدار کل اطلاعات در جهان همیشه ثابت می ماند. این همان تصویری ست که مطابق با مکانیک کوانتومی به نظر می رسد. توابع موجی که موجودات کوانتومی را توصیف می کنند، همیشه به آرامی به روشی برای حفظ اطلاعات تکامل می یابند و نمی توان ناگهان آن ها را از بین برد.

اما به نظر می رسد سیاهچاله ها اطلاعات را از کیهان حذف می کنند. اگر مثلاً یک بیت کوانتومی یا «کیوبیت» در یک سیاه‌چاله بیفتد، دیگر نمی‌توان آن را از خارج از افق رویداد مشاهده کرد.‌‌

یکی از تفکیک‌های احتمالی این «پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله» را می‌توان در تابشی یافت که سیاه‌چاله‌ها از افق رویدادشان ساطع می‌کنند. تابش هاوکینگ، که توسط استیون هاوکینگ در دهه 1970 پیش بینی شد، باعث از دست دادن انرژی گرانشی و در نتیجه جرم سیاهچاله می شود. در واقع سیاهچاله ها ابدی نیستند. آنها به آرامی تبخیر می شوند.
هاوکینگ در ابتدا بر این باور بود که حتی اگر یک سیاهچاله به طور کامل تبخیر شود، اطلاعاتی که مصرف کرده بود برای همیشه از دست خواهند رفت. اما ایده‌ای به نام Correspondence AdS/CFT نشان می‌دهد که چگونه فوتون‌های تابش هاوکینگ می‌توانند اطلاعات مربوط به درون سیاه‌چاله را رمزگذاری کنند و در نتیجه آن اطلاعات را به کل جهان بازگردانند.
تناظر AdS/CFT توسط فیزیکدان نظری خوان مالداسنا در سال 1997 فرض شد و به طور گسترده به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین جهت‌ها برای پیگیری نظریه‌های گرانش کوانتومی QGT در نظر گرفته شد. این نشان می دهد که ساختار فیزیکی فضا-زمان مثلاً در چهار بعد معادل عملکرد یک نظریه کوانتومی در یک مرز سه بعدی است.

این ارتباط شگفت ، عمیق و غافلگیرکننده است. می گوید که اگر یک فضا-زمان را با نوع خاصی از انحنا Curvature (و سپس گرانش) بسازید که به عنوان فضای پاد دی سیتر ADS شناخته می شود . توصیف ریاضی معادل توصیف نوعی از نظریه میدان کوانتومی به نام نظریه میدان کانفورمال - این بخش CFT است - که در یک بعد کمتر است . به عبارت دیگر، تناظر مانند یک هولوگرام عمل می‌کند - تمام اطلاعات موجود در فضا-زمان با ابعاد بالاتر در برهمکنش‌های کوانتومی با ابعاد پایین‌تر کدگذاری می‌شوند.

«اصل هولوگرافیک» برای اولین بار توسط جرارد تی هوفت برنده جایزه نوبل فیزیک پیشنهاد شد و تناظر AdS/CFT مالداسنا اولین تصویر مشخص از نحوه عملکرد آن برای شکل خاصی از فضا-زمان ارائه کرد.

در این دیدگاه، چیزی که شبیه فضای پیوسته در جهان AdS به نظر می رسد در نمای کوانتومی CFT به عنوان درهم تنیدگی - وابستگی متقابل بیت های کوانتومی - آشکار می شود.

مالداسنا بیان داشت : «ظهور emergent فضا-زمان در اینجا قرار است در سیستم‌هایی با تعداد زیادی کیوبیت اتفاق بیفتد که به شدت درهم‌تنیده و بسیار در تعامل هستند».

به عبارت دیگر، درهم تنیدگی کوانتومی می تواند یک فضا-زمان ایجاد کند که به نظر می رسد گرانش در آن وجود دارد. شاید بگویید گرانش از اثرات کوانتومی بافته می شود. (مانند یک طناب که از تاباندن الیاف کوچکتر بافته می شود).


🔺تصویر: سپهر نظامی، فیزیکدان مؤسسه فناوری کالیفرنیا، تلاشی را برای ترجمه مشکلات در نظریه اطلاعات سیاهچاله به سیستم های مبتنی بر آزمایشگاه رهبری کرد.‌‌

💢Physics:

Paul Dirac (L) and Werner Heisenberg (R) having a conversation at the 18th convention of Nobel Prize winners, 1968.

(Image: Hulton Archive)

💢@higgs_field

‍ 💢آیا تئوری هولوگرافیک ، تایید می شود؟ و اساسا آیا این تئوری اهمیت دارد؟

اینکه این تئوری در بستر آزمایش ها و شواهد تجربی چگونه بیرون می آید هنوز مشخص نیست . آخرین تئوری که با چنین گستردگی در مجامع علمی نیازمند شواهد تجربی بود ، تئوری ریسمان بود که هرگز برای آن شواهد تجربی یافت نشد اما بینش و ریاضیات مناسبی برای فیزیک مدرن ایجاد کرد ( البته جستجوی شواهد تجربی و کار بر ریاضیات این تئوری هم چنان در نظر برخی فیزیکدانان است) و بنوعی در بخش هایی ما را در مطالعات فیزیک جدید یاری کرد .
تئوری هولوگرافیک را نباید با تفاسیر یکی دانست . بحث محاسبات ریاضی و البته توصیف پدیده های مکانیک کوانتومی مانند ، ناموضعیت ، گرانش کوانتومی ، درهم تنیدگی کوانتومی ، پارادوکس اطلاعات سیاهچاله ها ، افق رویداد ، مدل استاندارد و ... است .
هولوگرافیک موافقان و مخالفان بسیار دارد و حقیقت امر هنوز مورد بحث است اما اکنون ما یک تئوری با ایده های هوشمندانه داریم که توضیحی هر چند فرضی برای رویداد های بالا ارائه می کند .
اگر تایید شود که هیچ اما اگر نه ، باز هم بستر خوبی برای اندیشیدن به فیزیک مدرن ایجاد کرده است و ما را از مسمومیّت کلاسیکی که امرجنتال است رهایی داده است .
تجربه نظریه کوانتوم ( ماجرای بور و اینشتین) بما این درس مهم را آموخت که هر لحظه آماده‌ی فیزیک جدید باشیم . و دیدگاه موافقین و مخالفین یک تئوری نوبنیاد میتواند همزمان درست باشد.

💢@higgs_field

💢الگوی ایجاد شده توسط شکست نور در لبه های بیرونی یک پد سوسن‌‌ lily

💢@higgs_field

Awakening Newborn Stars

This Herbig–Haro object is a turbulent birthing ground for new stars!

Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)/Hubble-Europe (ESA) Collaboration, D. Padgett (GSFC), T. Megeath (University of Toledo), and B. Reipurth (University of Hawaii)

💢@higgs_field

💢 هولوگرافیک یونیورس ³


گروه تقارن منحنی بولزا دارای 48 المنت است: GL(2،3)، گروه ماتریس‌های معکوس 2×2 با ورودی‌هایی در میدان با 3 المنت . این یک پوشش دوگانه از گروه تقارن دورانی هشت وجهی است!
منحنی بولزا از یک هشت وجهی .

💢@higgs_field

💢 uncertainty principle

🔺 طبق اصل عدم تعیین یا عدم قطعیت متغیر های مکمل را با دقت مطلوب نمیتوان اندازه گرفت. ∆ دلتا خطای اندازه گیری است . حاصلضرب خطای مکان ، تکانه بزرگتر برابر با ¼ ثابت پلانک است . این شرایط برای دیگر زوج های محاسباتی جاری ست . بر همین اساس موجبیت و تعیین گرایی در تئوری کوانتوم تضعیف می گردد و باصدای آهسته می گویم جبر علیّ (رابطه‌ی بین علت و معلول) نیز پیرو همین ضابطه تضعیف می شود .

البته اصل علیّت الطبیعه را با پارادوکسیکال علیت مابعدالطبیعه ، نباید اشتباه گرفت . حوزه‌ی ساینس بر آزمایش تجربی و مشاهدات استوار است و علیت بنا بر توصیف فلاسفه ذهنی و سابژه ست .

انیشتین در مخالفت با بور و هایزنبرگ گزاره : « خدا تاس نمی اندازد »را بیان ساخت و بور پاسخ داد که : « لازم نیست به خدا بگویی چکار کند » . ماجرا همین است . موجبیت یا تعیین گرایی deterministic در کوانتوم موضوعیت ندارد .

فیزیکیست های آماتور در ابتدا کوانتوم را شگفت می یابند ، مانند همین تفسیر کپنهاگ که تعیین گرا نیست و اوصاف خود را از پدیده های کوانتومی دارد اما پس از مدتی کل هستی نمایشگاهی از شگفتی ست.

💢@higgs_field

‍💢PHYSICS & basement
chapter 4

4• میدان ها
قسمت دوم


📌 میدان  طناب مرتفع

ابتدا، اجازه دهید طناب جنبش گری را که مثال اولیه ما برای امواج بود، در نظر بگیریم ، در این مورد نقش Z(x,t) میدان ارتفاع است که آن را H(x) می نامیم.

اندیس H(t) ، به ما می گوید که ارتفاع طناب در هر نقطه از فضای x در طول طناب، در هر زمان t چقدر است. اگر طناب فقط در ارتفاع تعادل H0 قرار گیرد، H(x,t) = H0; میدان ارتفاع در هر زمان در فضا ثابت است. اگر یک موج ساده روی آن در حال حرکت باشد، میدان ارتفاع با فرمول موج معروف ما که در مقاله‌های قبلی دیدیم توصیف می‌شود.

تذکر: [H(x,t) می تواند به روش های دیگری نیز رفتار کند، اگر توسط نیروهای خارجی مورد تنش قرار گیرد. اما فعلاً چنین رفتارهایی را در نظر نخواهیم گرفت.]
اگر H(x,t) را بدانیم، می دانیم که ارتفاع طناب در تمام نقاط مکان و زمان چقدر است. از طرف دیگر، اگر بدانیم طناب در حال حاضر و در گذشته بسیار نزدیک چه می کند، می توانیم با استفاده از معادله حرکت پیش بینی کنیم (تعیین گرایی یا دترمینیسم) که در آینده چه خواهد کرد.

هیچ یک از اینها چیز زیادی در مورد خود طناب به ما نمی گوید. فیلد یا میدان ارتفاع فقط به ما می گوید که نام آن چیست: طناب مرتفع.

طناب محیط فیزیکی است که ارتفاع آن به صورت میدان H(x,t) نمایش داده می شود. این چیزی در مورد رنگ طناب، ضخامت، کشش، مواد و غیره به ما نمی گوید.

در شکل 1 انیمیشنی را ارائه داده ام که موجی را در قسمت ارتفاع نشان می دهد که از سمت چپ وارد می شود و به سمت راست حرکت می کند. ممکن است ساده انگارانه به نظر رسد که درونمایه مشابهی را دو بار ترسیم کرده ام، یک بار به رنگ نارنجی و یک بار سبز. اما آنها یک چیز واحد نیستند. منحنی نارنجی قرار است خود طناب باشد که در فضای فیزیکی حرکت می کند. منحنی سبز یک نمودار است، یک نمودار ریاضی ساده که فقط آنچه را که با H(x,t) می‌گذرد، نشان می‌دهد، بدون اشاره به معنای H(x،t) (یعنی ارتفاع) یا میانگین آن ، در این مورد، نمودار سبز دقیقاً شبیه آنچه در دنیای فیزیکی اتفاق می افتد به نظر می رسد. اما این مورد برای هیچ یک از نمونه های دیگری که قرار است ببینیم صادق نخواهد بود.‌‌

💢@higgs_field

🟣 کوانتوم اسکرامبلینگ Scrambling پراکندگی اطلاعات لوکال در درهم تنیدگی‌ها و همبستگی‌های کوانتومی چند پیکر (مانند سیاهچاله های درهم‌تنیده) است که در کل سیستم توزیع شده‌اند. این مفهوم با ترمودینامیزه سازی سیستم‌های کوانتومی بسته همراه است و اخیراً به عنوان یک ابزار قدرتمند برای توصیف آشوب در سیاه‌چاله‌ها ظاهر شده است.

🆔 @phys_Q

💢کشف ذره ای از خانواده هیگز ، در یک آزمایش رو میزی ! axial higgs boson
رابرت لی

1:2 https://t.me/higgs_field/6665

2:2 https://t.me/higgs_field/6666

Reff:
https://www.livescience.com/magnetic-higgs-relative-discovered

‍ 💢کشف ذره ای از خانواده هیگز ، در یک آزمایش رو میزی ! axial higgs boson
رابرت لی
قسمت 1:2

محققان ذره جدیدی را کشف کرده اند که از بستگان مغناطیسی بوزون هیگز است. در حالی که کشف بوزون هیگز به قدرت شتاب دهنده ذرات بزرگ برخورد دهنده هادرون (LHC) نیاز داشت، این ذره که قبلاً دیده نشده بود - که بوزون هیگز آکسیال axial higgs boson نامیده می شود - با استفاده از آزمایشی که بر روی میزی کوچک انجام شد ، پیدا شد.

این پسر عموی مغناطیسی بوزون هیگز - ذره ای که مسئول اعطای جرم ذرات دیگر است - می تواند کاندیدایی برای ماده تاریک باشد که 85% از جرم کل یونیورس را تشکیل می دهد. اما فقط از طریق گرانش خود را نشان می دهد.

کنت برچ، استاد فیزیک در کالج بوستون و محقق ارشد تیمی که این کشف را انجام داد، به لایو ساینس گفت: "وقتی دانشجوی من داده‌ها را به من نشان داد، فکر کردم که باید اشتباه می‌کند. هر روز نمی توان ذره جدیدی را روی میز خود پیدا کنید."

بوزون آکسیال هیگز با بوزون هیگز، که برای اولین بار توسط آشکارسازهای ATLAS و CMS در LHC یک دهه پیش در سال 2012 شناسایی شد، متفاوت است، زیرا دارای یک گشتاور مغناطیسی، یک قدرت مغناطیسی یا جهت گیری است که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. به این ترتیب، برای توصیف آن به نظریه پیچیده تری نسبت به پسرعموی جرم-بخش غیر مغناطیسی non-magnetic mass-granting آن نیاز دارد.

در مدل استاندارد فیزیک ذرات، ذرات از میدان‌های مختلفی که در یونیورس گسترده شده ، پدید می‌آیند و برخی از این ذرات نیروهای بنیادی جهان را شکل می‌دهند. برای مثال فوتون‌ها واسطه الکترومغناطیس هستند و ذرات سنگینی که به بوزون‌های W و Z شناخته می‌شوند، واسطه نیروی هسته‌ای ضعیف هستند که بر واپاشی هسته‌ای در سطوح زیراتمی حاکم است.

با این حال، زمانی که یونیورس جوان و داغ بود، الکترومغناطیس و نیروی ضعیف یک چیز واحد بودند و همه این ذرات تقریباً یکسان بودند. با سرد شدن یونیورس ، نیروی الکتروضعیف شکست و تجزیه شد و باعث شد بوزون‌های W و Z جرم پیدا کنند و رفتار بسیار متفاوتی با فوتون‌ها داشته باشند، فرآیندی که فیزیکدانان آن را «شکستن تقارن» می‌نامند. اما دقیقاً چگونه این ذرات میانجی با نیروی ضعیف اینقدر سنگین شدند؟

به نظر می رسد که این ذرات با یک میدان جداگانه، به نام میدان هیگز، برهمکنش داشته اند. آشفتگی در آن میدان باعث پیدایش بوزون هیگز شد و به بوزون های W و Z قدرت خود را وام داد.

هر زمان که چنین تقارنی شکسته شود، بوزون هیگز در طبیعت تولید می شود. برچ گفت: « در مورد بوزون هیگز ، فقط یک تقارن در یک زمان شکسته می‌شود، و سپس هیگز فقط با انرژی آن توصیف می‌شود.»

در مورد بوزون آکسیال هیگز اما به نظر می‌رسد که تقارن‌های چندگانه ای با هم شکسته شده‌اند، که منجر به شکل جدیدی از نظریه و حالت هیگز (نوسان‌های خاص یک میدان کوانتومی مانند میدان هیگز) می‌شود که برای توصیف آن به پارامترهای متعددی نیاز دارد. که به گفته برچ این پارامترها به طور خاص " انرژی و مومنتوم مغناطیسی" هستند.

برچ، که همراه با همکارانش پسر عموی هیگز مغناطیسی جدید را در مطالعه ای که چهارشنبه (8 ژوئن) در مجله نیچر منتشر شد، توصیف کرد، توضیح داد که بوزون هیگز اصلی مستقیماً با نور جفت نمی شود، به این معنی که باید با کوبیدن ذرات دیگر ایجاد شود. این آزمایش با آهنرباهای عظیم و لیزرهای پرقدرت در حالی که نمونه ها را تا دمای بسیار سرد خنک شده ، انجام شد. این در مورد واپاشی ذرات اولیه به ذرات دیگری است که به طور گذرا به وجود می آیند که حضور هیگز را آشکار می کند.

از سوی دیگر، بوزون آکسیال هیگز زمانی به وجود آمد که مواد کوانتومی دمای اتاق، مجموعه خاصی از نوسانات را تقلید کردند که حالت آکسیاب هیگز نامیده می شود. سپس محققان از پراکندگی نور برای مشاهده این ذره استفاده کردند.

💢@higgs_field