💢 قاپیدن گوشی بالای پل مرتفع در هند


💢@higgs_field

💢 مکانیزم شتاب‌دهنده ذرات
یحیی طباطبایی


💢@higgs_field

این پزشک هم ببینید

💢@higgs_field

🟣 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت دهم


📌9. ذره و میدان particle & field


یک ذره بنیادی، در صورت حرکت ، در تمام جهات ممکن در اطراف خود، دریایی از ذرات مجازی را تولید می کند و آماده است تا موقعیت های position خود را مطابق با حرکت ذره بصورت رندم random تعویض کند مشروط بر اینکه راستایی حرکت مستقیم بماند . ( این تبادل exchange پوزیشن ذره با ذرات مجازی ، تابع موج و تداخل را توضیح می دهد )
در نتیجه یک میدان مجازی در اطراف ذره ایجاد خواهد شد که هر ذره مجازی در هر نقطه از فضای اطراف ذره مکان و ویژگی میدان را فراهم می کند. علاوه بر این، ممکن است یک رشته مجازی که امتداد آن از ذره تا شبه ذره است و باعث تاثیرات این دو بر یکدیگر است ، باعث تولد خط برهمکنش شبیه به خطوط متعارف نیرو می‌شود.
در صورت وجود هر ذره دیگری در نزدیکی ذره مورد نظر، برهمکنش متقابل بین این دو وجود خواهد داشت و خطوط برهمکنش فوق در امتداد فضای میانی کشیده شده و به یکدیگر ختم خواهند شد. از آنجایی که یک ذره چندین ویژگی مشخص خواهد داشت، به عنوان مثال. جرم، بار الکتریکی، تکانه، انرژی و غیره ......، ماهیت و میزان برهمکنش بین دو ذره به این ویژگی ها بستگی دارد. این بدان معناست که یک ذره در حال حرکت توانایی اعمال اثرات خود را در موقعیت دیگری در فضایی دور از خود را در صورت وجود ذره دیگر در آن موقعیت دارد و برهمکنش متقابل وجود خواهد داشت، طبق اصل برهم نهی، تأثیرات بنیادین هر ذره مستقل در نظر گرفته می شود .

با همه ی تاثیرات بالا که سازنده و تغذیه کننده یک میدان در فضای میانی است ، قدرت میدان با فاصله تغییر می کند و ذرات ‌ در اتحاد با میدان حرکت می کنند. برهمکنش بین ذرات، همانطور که قبلاً اشاره شد، تنها می تواند با تبادل ذرات مجازی در امتداد خطوط برهمکنش انجام شود، زیرا فقط ذرات می توانند به دلیل جرم ذاتی خود بر دیگر ذرات تأثیر داشته باشند و قادر به حمل و انتقال انرژی و تکانه هستند ، که برای اعمال تغییر در ذره دیگر مورد نیاز است.
علاوه بر ذرات دارای بار الکتریکی، پتانسیل مغناطیسی و غیره، ذرات واقعی به شکل فوتون توسط ذرات میدان ساز و هنگام برهمکنش تابش می کنند .ماهیت واقعی میدان به ماهیت ذرات سازنده میدان بستگی دارد. بنابراین در واقع، فضا میدانی یکپارچه است که در آن همه‌ی برهمکنش ها وابسته به ذره ای که وارد برهمکنش می شود، صورت می گیرد.
ذرات مادی میدان گرانشی و برهمکنش آن را ایجاد می کنند، ذرات باردار برهمکنش الکترومغناطیسی و برهمکنش های ضعیف و قوی توسط ذرات مربوطه انجام می شود. این تقریباً به همان روشی است که بازیکنانی که به بازی می آیند ممکن است تصمیم بگیرند که در یک زمین قرار است فوتبال یا راگبی یا هاکی بازی کنند .
با این حال، یک پرسش بی پاسخ ابدی باقی خواهد ماند که کدام ذره یا میدان اول است.


💢@phys_Q

💢 این محتوا تلاش دارد با یک سری فرضیات و استدلالات و همچنین فکت و تئوری های فیزیک بینشی بنیادین در رویارویی با فضازمان ترسیم کند . هر چند سابقا این مقاله را به شکل ناقص و خلاصه منتشر کرده ایم ، این بار کامل تر منتشر خواهیم کرد.

💢On fundamental of a moving particle in space

قسمت نخست

قسمت دوم

قسمت سوم

قسمت چهارم

قسمت‌پنجم

قسمت ششم

قسمت هفتم

قسمت هشتم

قسمت نهم

قسمت دهم

‍ 💢چگونه یونیورس ما می تواند از یک هولوگرام پدیدار شود

فیزیکدانان مدلی هولوگرافیک از «فضای دی سیتر  »، اصطلاحی برای یونیورسی مانند یونیورس ما، ابداع کرده‌اند که می‌تواند سرنخ‌های جدیدی درباره منشأ فضا و زمان به ما بدهد.

نوشته ناتالی ولکور-ناتیلوس
قسمت دوم


دونگ و نویسندگان همکار اوا سیلورستاین از دانشگاه استنفورد و گونزالو توروبا از مرکز اتمی باریلوک در آرژانتین هولوگرام فضای dS - دی سیتر را با برش دادن دو جهان AdS، چرخاندن و چسباندن مرزهایشان به هم ساختند.

فرآیند برش cut برای رویارویی با یک بی‌نهایت مشکل‌ساز لازم است: این واقعیت که مرز فضای AdS بی‌نهایت دور از مرکز آن است. (پرتویی از نور را تصور کنید که مسافت بی‌نهایتی را از انحنای زین طی می‌کند تا به لبه برسد.) دانگ و همکارانش با بریدن ناحیه فضا-زمان در یک شعاع بزرگ، فضای AdS را محدود کردند. این امر باعث ایجاد چیزی شد که به پاس احترام به فیزیکدانان لیزا راندال و رامان ساندرام که این ترفند را ابداع کردند،به نام "گلوگاه راندال-ساندروم " نامیده می شود .

این فضا هنوز با یک CFT که در مرز آن تعریف می شود، تقریب زده می شود، اما مرز اکنون نه در بی نهایت بلکه در یک فاصله محدود است.
سپس، دونگ و همکارانش موادی از نظریه ریسمان را به دو گلوگاه تئوریک لیزا-ساندروم اضافه کردند تا به آنها انرژی داده و انحنای مثبت به آنها بدهد. این روش که "uplift" نامیده می شود، دو فضای AdS زین شکل را به فضاهای dS کاسه شکل تبدیل می‌کند. سپس فیزیکدانان می‌توانند کار واضحی را انجام دهند: دو کاسه را در امتداد لبه‌هایشان به هم بچسبانند. CFTهایی که هر دو نیمکره را توصیف می کنند با یکدیگر جفت می شوند و یک سیستم کوانتومی واحد را تشکیل می دهند که از نظر هولوگرافیک دوگان با کل فضای کروی دی سیتر است.

دونگ افزود: «فضا زمان به‌دست‌آمده هیچ مرزی ندارد، اما از نظر ساخت، دوگان به دو CFT است. از آنجایی که استوای فضای دسیتر، جایی که دو CFT در آن وجود دارند ، خود یک فضای دی سیتر است، این ساختار را "correspondence dS/dS" می نامند.
اوا سیلورستاین در سال 2004 این ایده اساسی را با سه نویسنده همکار ارائه کرد، اما ابزارهای نظری جدید به او، دونگ و توروبا این امکان را داده است که هولوگرام dS/dS را با جزئیات بیشتری مطالعه کنند و نشان دهند که این مدل بررسی‌های سازگاری ساختاری مهمی را انجام می‌دهد. در مقاله‌ای که تابستان گذشته منتشر شد، آن‌ها محاسبه کردند که آنتروپی درهم‌تنیدگی - اندازه‌گیری مقدار اطلاعات ذخیره شده در CFT‌های جفت شده ساکن در استوا - با فرمول آنتروپی شناخته‌شده برای ناحیه کروی متناظر فضای دی سیتر مطابقت دارد.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣لارنس کراوس درباره Nothing توضیح می دهد


آلبرت اینشتین اولین فردی بود که فهمید " فضای خالی" هیچ یا عدم نیست. فضا دارای خواص شگفت انگیزی است که درک بسیاری از آنها تازه آغاز شده است. اولین ویژگی که اینشتین کشف کرد این است که امکان ایجاد فضای بیشتری وجود دارد. سپس یک نسخه از نظریه گرانش اینشتین ، نسخه ای که حاوی ثابت کیهان شناسی است ، پیش بینی دوم را انجام می دهد: "فضای خالی" می تواند دارای انرژی خاص خود باشد.
در ابتدا خلاء هیچ انگاشت می شد اما بعد ها متوجه شدیم بالاخره خلاء شامل میدان های کوانتومی و نوسانات انرژی ست . سپس تئوری مهبانگی را برآمده از هیچ انگاشتیم اما انکار نمی کنیم که بالاخره شرایط پیشامهبانگی باید شامل یک سری قوانین فیزیک ناشناخته باشد که پتانسیل ایجاد یونیورس هایی با قوانین متفاوت را داشته باشد . آن هیچ هم چیزی ست . میتوانید هیچ فیزیکی را در فیزیک در نظر بگیرید اما هیچ به معنی عدم مطلق ، در فیزیک قابل طرح نیست چرا که قوانین فیزیک مقدم بر فیزیک اند ، فقدان این قوانین ، بحث را غیر علمی می کند.
🆔 @phys_Q

💢 مانتیس یا آخوندک


در حالی که این حشره تخم هایش را در غلافی بر روی گیاهان رها می کند ، دقیق نمی دانیم تصویر بالا حاکی از چیست .

💢@higgs_field

‍ 💢چگونه یونیورس ما می تواند از یک هولوگرام پدیدار شود

فیزیکدانان مدلی هولوگرافیک از «فضای دی سیتر  »، اصطلاحی برای یونیورسی مانند یونیورس ما، ابداع کرده‌اند که می‌تواند سرنخ‌های جدیدی درباره منشأ فضا و زمان به ما بدهد.

نوشته ناتالی ولکور-ناتیلوس
قسمت سوم و پایانی


آنها و سایر محققان در حال بررسی بیشتر هولوگرام دی سیتر با استفاده از ابزارهای علوم کامپیوتر هستند. همانطور که در مقاله اخیر برای مجله کوانتامگزین ( ناتالی در حال شوآف و فخر فروشی به سابین) توضیح دادم، فیزیکدانان در چند سال اخیر کشف کرده‌اند که  AdS/CFT - correspondence دقیقاً مانند یک «کد تصحیح خطای کوانتومی» عمل می‌کند - شماتیکی برای رمزگذاری ایمن اطلاعات در یک سیستم کوانتومی پیچیده ، خواه کامپیوتر کوانتومی باشد یا CFT!

تصحیح خطای کوانتومی احتمالا این که چگونه فابریک (بافت) ایمرجنتال (ظهور یافته) فضازمان به استحکام خود دست می یابد، است ،  علیرغم اینکه از ذرات کوانتومی ظریف fragile بافته شده است.

دونگ، که  عضو تیمی  که ارتباط بین AdS/CFT و تصحیح خطای کوانتومی را کشف کرد، بود گفت:

"من معتقدم که هولوگرافی د سیتر نیز به عنوان یک کد تصحیح خطای کوانتومی کار می‌کند، و  بسیار دوست دارم چگونگی آن را بفهمم."

  امید چندانی به شواهد تجربی  که صحت این دیدگاه جدید در مورد فضا-زمان دی سیتر را تأیید کند، وجود ندارد اما به گفته دانگ، "شما به طور غریزی می دانید که اگر قطعات پازل نسبت به هم هماهنگ باشند، در مسیر درستی قرار دارید."

پاتریک هیدن، فیزیکدان نظری و دانشمند کامپیوتر در استنفورد که تناظرات AdS/CFT و رابطه آن با تصحیح خطای کوانتومی را مطالعه می‌کند، گفت که او و دیگر متخصصان در حال بررسی مدل dS/dS دونگ، سیلورستاین و توروبا هستند. اوی گفت - که هنوز خیلی زود است که بگوییم آیا بینش در مورد چگونگی بافته شدن فضازمان و نحوه عملکرد گرانش کوانتومی در فضای AdS به مدل دسیتر منتقل می شود یا خیر!

هیدن گفت: "اما یک مسیر وجود دارد - کاری که باید انجام شود." «شما می توانید سؤالات ریاضی مشخصی را فرموله کنید.  فکر می کنم  قرار است در چند سال آینده اتفاقات زیادی بیفتد."
تصویر اصلی: طرحی توسط شی دونگ از روش برش، چرخاندن و چسباندنی که او و همکارانش برای ساختن هولوگرام یک یونیورس دی سیتر استفاده کردند. اعتبار: شی دونگ

🆔 @phys_Q

💢 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت یازدهم

📌10. حالت پایه و انرژی خلاء ground state & vaccum energy

حرکت یک ذره بنیادی مرتبط با میدان حاوی از یک فکت مهم است که فضای پیرامون ذره ذخیره ای از انرژی را فراهم می‌کند که ذره مجازی از آن ایجاد شده و تبادل انرژی و پوزیشن به حرکت اجازه تداعی می دهد. این رویداد بیان گر حالت پایه  انرژی خلاء است  که به طور قاطع توسط نظریه میدان کوانتومی (QFT) فرض شده است ( الگوی یک جرم در حال نوسان در انتهای فنر برای توضیح مناسب است-موجود در کانال)
از آنجایی که انرژی فقط در حین انتقال آشکار می‌شود، ما نیز به روش متفاوتی به آن می نگریم . در این نگرش ، ذرات بنیادین در آغاز جابجایی ، مقداری انرژی معادل جرم سکون mc² برای خروج از حالت پایه ground state در فضای پیرامونی از ذرات مجازی ایجاد می کنند .
پس از آن، قوانین پایستگی جرم و انرژی وارد عمل می شوند و در تمام مسیر محاسبات قبل و بعد از هر تبادلی که با رعایت اصل پایستگی انرژی انجام می شود، صادق است.
به این معنا، انرژی از حالت پایه با حرکت ذره بنیادی ایجاد می‌شود و سپس بنا بر پایستگی انرژی ، این انرژی پایسته باقی می‌ماند.

• اکنون اما معمای طبیعت این است که ، چگونه و از کجا این انرژی عظیم حالت پایه به وجود می آید؟
در حال حاضر علم و نه الهیات - هنوز پاسخی برای این پرسش پیدا نکرده است.‌‌


🔺11. برهم کنش گرانشیgravitational interaction

برهمکنش گرانشی بین دو یا چند ذره پرجرم، صرفاً به دلیل داشتن خاصیت جرم وجود دارد. همانطور که در بالا نشان داده شد، یک ذره متحرک موقعیت خود را با ذرات مجازی اطراف خود تعویض می کند و در نتیجه یک میدان ایجاد می کند. از آنجایی که به این ترتیب ذره فقط می تواند مقداری از انرژی معادل انرژی جرم سکون خود را تبادل کند، قدرت برهمکنش گرانشی با جرم ذره مرتبط خواهد بود. در صورت وجود دو ذره پرجرم در مجاورت یکدیگر، میدان گرانشی ایجاد می شود و خطوط گرانشی برهمکنش بین ذرات شروع و خاتمه می یابد. سایر خواص مربوط به جرم ذره به عنوان مثال، تکانه و انرژی نیز در میدان گرانشی که بین دو ذره مداخله می‌کند و منجر به جذب متقابل می‌شود، وارد عمل می‌شود.

این جنبه قبلاً با آنالیز نظری نظریه میدان کوانتومی (QFT) به تصویر کشیده شده است، در حالی که نظریه نسبیت عام (GR) فقط اجسام بسیار بزرگ را در نظر می گیرد. با یک جرم بزرگ، دریای عظیمی از ذرات مجازی در اطراف آن وجود خواهد داشت و همانگونه که در فرمول‌بندی معادلات GR گنجانده شده است، تحت تنش و کرنش قرار می‌گیرد و در نتیجه انحنای بافت فضا-زمان ایجاد می‌شود. همانطور که توسط نظریه تصریح شده است .



💢 @phys_q

🟣 holographic and AdS/CFT duality
Anti de sitter space and de sitter space
-open and close universe
✦ ‍ LOCAL CURVATURE OF SPACE

طبق نظریه نسبیت عام انیشتین، آبجکت های پرجرم ، فضازمان پیرامون خود را دچار اعوجاج می‌کنند، و اثری که این اعوجاج بر دیگر آبجکت ها می‌گذارد همان چیزی است که ما گرانش می‌نامیم. بنابراین، به صورت محلی، فضازمان پیرامون هر آبجکت دارای  انحنای ناشی از جرم است.‌‌

✦ OVERALL CURVATURE OF SPACE

جرم همچنین بر هندسه سراسری یونیورس تأثیر دارد. چگالی ماده و انرژی در یونیورس-  باز، بسته یا تخت بودن یونیورس را تعیین می کند. اگر چگالی برابر با چگالی بحرانی باشد، یونیورس انحنای صفر دارد و تخت است. می توانید یک یونیورس تخت مانند یک ورق کاغذ را تصور کنید که بی نهایت در همه جهات امتداد دارد. یونیورس با چگالی بیشتر از چگالی بحرانی دارای انحنای مثبت است و یک یونیورس بسته ایجاد می کند که می توان آن را مانند سطح یک کره تصور کرد. و اگر چگالی کیهان کمتر از چگالی بحرانی باشد، یونیورس باز است و مانند سطح زین انحنای منفی  دارد .

اندازه‌گیری‌های کاوشگر ناهمسانگرد مایکروویو ویلکینسون (WMAP) نشان داده است که یونیورس قابل مشاهده چگالی بسیار نزدیک به چگالی بحرانی (در محدوده خطای 0.4٪) دارد. البته، یونیورس قابل مشاهده ممکن است چندین مرتبه کوچکتر از کل یونیورس باشد. اما بخشی از آن که می‌توانیم مشاهده کنیم، به نظر می‌رسد نسبتاً تخت یا دارای مقدار اندکی انحنای مثبت است.‌‌

فضای Anti-de Sitter (AdS) نوعی آبجکت ریاضی مورد علاقه در فیزیک است، به ویژه به این دلیل که می تواند بستر ساز یک تئوری فیزیکی باشد که  یک تئوری دوالیته از تئوری میدان کانفورمال CFT است، این دوالیتی به نام correspondence AdS/CFT نامیده می شود.

فضای آنتی دی سیتر AdS نوع خاصی از منیفولد است، نوعی آبجکت ریاضی ( که با مجموعه‌ای از بدیهیات تعریف می‌شود) که برخی از ویژگی‌های خاص فضا را همانطور که ما تصور می‌کنیم، به اشتراک می‌گذارد، که به آن فضای اقلیدسی نیز می‌گویند. از جمله ویژگی‌های تعیین‌کننده اضافی AdS، انحنای منفی یکنواخت است، و یونیورسی ست که از اصول نسبیت عام پیروی می‌کند، با این تفاوت که این فضای AdS فاقد جرم باشد. (از این نظر خالی است). در دیگر تشابهات ، مشابه با فضای De Sitter  است به جز آنکه فضای دی سیتر  انحنای مثبت یکنواختی را شامل می شود. فضای دوبعدی دی سیتر یک کره است و جهان دی سیتر از یک فضای دسیتر با چهار بعد تشکیل شده است. مفهوم AdS در نسبیت عام فراتر از برخی اکتشافات نظری، چندان مورد توجه نیست، اما دوالیتی آن با تئوری میدان کانفورمال جالب توجه است، زیرا برخی از نظریه‌های کوانتومی را می‌توان با استفاده از دو رویکرد مختلف ریاضی، ارائه دو روش برای حل مسائل، بیشتر مورد توجه قرار داد.


🆔 @phys_Q

تصویر: یونیورس بسته (بالا)، باز (وسط) و تخت (پایین).

‍ 💢اگر یونیورس یک هولوگرام باشد، احتمالا به زودی به یک سیاهچاله زل خواهیم زد
قسمت نخست


نظریه‌ای به نام دوگانگی هولوگرافیک می‌تواند ما را به عمیق‌ترین و تاریک‌ترین حفره‌های یونیورس هدایت کند.‌‌

اگر در یک سیاهچاله افتادید، ممکن است سفر شما چیزی شبیه به گزینه های زیر باشد.

اول، شما به افق رویداد پرملات و قرمز پرتگاه خیره می شوید. فراتر از این مانع، نور هم توان گریز ندارد . وقتی نزدیک تر می شوید، بدن شما مانند آدامس دراز می شود تا جایی که مانند اسپاگتی در خلاء شود. اگر هنوز در این مرحله هوشیار هستید، باید به ورودی نگاه کنید و یک یونیورس تاب خورده را تماشا کنید که هر ثانیه کوچکتر می شود. این دیگر جهان شما نخواهد بود. سیاهچاله خواهد بود.
با این حال، به احتمال زیاد، به سرعت تکه تکه می شوید.‌‌

به دلیل این فاجعه هولناک، ما احتمالا هرگز شواهد دست اولی از آنچه در این معمّای کیهانی نهفته است در نخواهیم یافت. اما در مقاله‌ جدید مجله PRX Quantum ، دانشمندان در حال کار به سمت بهترین توضیحات  بعدی هستند. آنها الگوریتم های محاسباتی را برای کمک به حل یک تئوری دیوانه کننده در فیزیک به نام "دوگانگی هولوگرافیک" یا Holographic duality توسعه دادند.
به طور خلاصه، دوگانگی هولوگرافیک نشان می‌دهد که جهان سه‌بعدی، مانند فضای درون سیاه‌چاله‌ها، از نظر ریاضی مانند  ذرات و میدان‌های مغناطیسی به جهان دوبعدی متصل است. اساساً تار و پود فضا-زمان را به عنوان یک هولوگرام سه بعدی "تولید شده" projected از شبکه های دوبعدی نشان می دهد.‌‌

🔻تصویری از سیاهچاله‌، منطقه قرمز بالای آن در واقع بالای پرتگاه نیست. [تصویر] طرف دیگر است، اما به دلیل تاب برداشتن فضازمان، به نظر می رسد که به سمت ما "تا شده" است.
-جرمی اشنیتمن/ناسا


🆔 @phys_Q

‍ 💢اگر یونیورس یک هولوگرام باشد، احتمالا به زودی به یک سیاهچاله زل خواهیم زد
قسمت دوم

میدانم به چه چیزی فکر میکنید ! خیر ، این مانند هولدک در جنگ ستارگان نیست. بر خلاف هولوگرام های فیلم های علمی تخیلی کلاسیک که توسط نور از صفحه نمایش ایجاد می شوند ، دوگانگی هولوگرافیک توسط ریاضیات محض کنترل می شود.

انریکو رینالدی، نویسنده اصلی، دانشمند پژوهشی در دانشگاه میشیگان، مستقر در  مرکز رایکن برای محاسبات کوانتومی و آزمایشگاه فیزیک کوانتومی نظری- توکیو، می‌گوید:

"از نظر ریاضیات ، هنوز به طور رسمی ثابت نشده است، اما ما شواهد زیادی در دست داریم که این دوگانگی واقعاً کار می‌کند. "

اگر دوگانگی هولوگرافیک واقعا یونیورس را کنترل  کند، دانشمندان برای گرفتن عکس از سیاهچاله مجبور نیستند  به داخل آن بروند .
در عوض، آن‌ها می‌توانند فضای خوش رفتار دوبعدی پیرامون این هیولا را مطالعه کنند ، سپس ساختار سه‌بعدی که در داخل لانه کمین‌کرده است را برون یابی کنید.

  رینالدی می‌گوید: «اغلب اتفاق می‌افتد که  چیزهای دشوار از یک سو ، از سوی دیگر به راحتی محاسبه پذیر باشند. به همین دلیل است که این دوگانگی بسیار مهم و مفید است».

او این ایده را با داشتن یک فرهنگ لغت مقایسه می کند که در آن می توانید یک عبارت را در یک صفحه جستجو کنید و معنای آن را در صفحه دیگر پیدا کنید. ما فقط به نوعی شاخص نیاز داریم تا عبارات فضای دوبعدی را با تعاریف فضای سه بعدی آنها مرتبط سازیم که به نام mathematical connection شناخته می شوند . و این دقیقاً همان چیزی است که الگوریتم های رینالدی آماده انجام آن هستند.

با این حال، قبل از اینکه بتوانیم از آنها برای باز کردن قفل درون یک سیاهچاله استفاده کنیم، چندین مرحله باید انجام دهیم. رینالدی می‌گوید:

"دوگانگی، آنگونه که اکنون مورد بحث قرار گرفته، در فضازمان خاصی اعمال می‌شود که با فضازمان یونیورس ما متفاوت است."

به عبارت دیگر، دوگانگی هولوگرافیک به نوعی دنیای تئوریک محدود می شود که دانشمندان از آن به عنوان جعبه شن استفاده می کنند.‌‌


🆔 @phys_Q

💢 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت دوازدهم

📌11.برهم کنش گرانشی

ما آن را چنین فرض می‌کنیم که تنها GR را با QFT مرتبط کرده و می‌گوییم که هر دو تا حدی در دامنه های مربوطه خود صحیح هستند، در حالی که یک رابطه علّی بین این دو تئوری وجود دارد. بنابراین QFT از منشا ویژگی های پذیرفته شده - نسبیت عام GR پشتیبانی می کند و هر دو مکمل یکدیگر در ایجاد یک منطق کامل در توضیح گرانش هستند. اصل نسبیت می گوید قوانین فیزیک در همه چارچوب های مرجع لخت یکسان هستند در حالی که مشاهدات و همچنین اندازه گیری ها متفاوت است. در نظریه نسبیت خاص، در غیاب میدان گرانشی خارجی، این تفاوت به دلیل ثابت بودن سرعت نور است. در تئوری نسبیت عام، در حضور میدان گرانشی، این تفاوت به دلیل وابستگی سرعت نور به پتانسیل گرانشی و گسترش تکانه/ جرم/انرژی ، اجرام گرانشی است که باعث انحنای فضا-زمان می شود ، که به دنبال آن ذره جرم داری که ما حرکت آن را مورد مطالعه قرار دادیم ، می آید.

همانطور که جابجایی باعث ایجاد رویدادهای فضا-زمان است ، ذره تحت جابجایی مسیر مختصات فضا-زمان را با مبادله موقعیت خود با رشته ذرات مجازی که توسط جرم-انرژی- تکانه تنظیم شده است دنبال می کند. این موضوع ، آنطور که در نسبیت عام اثبات شده ، یک حرکت لخت در چارچوب مرجع خود خواهد بود، اما از تمام چارچوب های دیگر، مانند یک حرکت شتاب دار مستقل از جرم آن ، مشاهده می شود، که به عنوان حرکت در امتداد یک خط خمیده ژئودزیک در فضا زمان در نظر گرفته می شود.

🔺12. برهمکنش الکترومغناطیسی، قوی و ضعیف

ذراتی که بار الکتریکی و پتانسیل مغناطیسی دارند فوتون هایی تولید خواهند کرد و به علت شباهت برهمکنش ها ، شبیه به ذرات جرم داری- massive particles هستند که سازنده میدان الکترومغناطیس اند . این نظریه به طور گسترده و مورد مطالعه قرار داده شده است اما در حال حاضر مفروض در نظر می گیریم.

علاوه بر این، QFT مشاهدات تجربی برهمکنش های الکترومغناطیسی را به طور کامل محاسبه پذیر می سازد. در یک مقایسه، هر دو برهمکنش قوی و ضعیف توسط مبادله ذرات میانجی مربوطه تأثیر می‌گذارند، همان گونه که توسط نظریه‌های مربوطه در تئوری میدان کوانتومی QFT بر آن تأکید شده است.


💢@HIGGS_FIELD

رنگین کمان ها در واقع دایره های کاملی هستند که معمولاً از نقاط بالاتر مانند هواپیماها یا ساختمان های بلند قابل مشاهده هستند.

تصویر از فابریسیو ماسیل

💢@higgs_field

‍ ‍ 💢اگر یونیورس یک هولوگرام باشد، احتمالا به زودی به یک سیاهچاله زل خواهیم زد
قسمت سوم

در نظر بگیرید یک ترامپولین دارید و یک توپ فوتبال را داخل آن می اندازید. بسته به محل نشستن توپ، سطح صاف به سمت داخل تغییر شکل می دهد. حالا یک گوی کوچک به صحنه اضافه کنید. در امتداد انحنای ترامپولین می افتد و در کنار توپ فوتبال لانه می کند.

در این آنالوژی، گویچه شما هستید، توپ فوتبال زمین و ترامپولین تار و پود ناملموس فضا و زمان -فضازمان است . بر اساس نسبیت عام، گرانش همان «انحنا curve» است که تا زمان برخورد با سطح زمین ، در امتداد آن قرار می‌گیریم.

در یونیورس ما - که به گفته کارشناسان، به عنوان یونیورس "دی سیتر" شناخته می شود - انحنای فضازمان مثبت است (قبلا درین باره محتوا گذاشتیم). این یک مشکل است. رینالدی توضیح می‌دهد که یک مدل مثبت برای معادلات ریاضی عالی نیست، به خصوص وقتی صحبت از معادلات ultra-high dimensional باشد. اما یک راه حل آسان وجود دارد. دانشمندان به سادگی پارامتر ها را در یک یونیورس تئوریکال با انحنای منفی محاسبه می کنند: یونیورس آنتی دی سیتر AdS. سپس آنها نتایج خود را به قلمرو ما CFT ترجمه می کنند.

تئوری ریسمان که در اواخر دهه 60 متولد شد ، بیان می کند که اگر اتم‌ها، بلوک‌های سازنده یونیورس ما را به ذرات بنیادی تجزیه کنید، سپس آن‌ها را به دانه‌های کوچک‌تر تبدیل کنید، و به همین ترتیب...، در نهایت به «رشته‌های ارتعاشی» بی‌نهایت کوچک خواهید رسید.
احتمالاً این رشته‌ها همه آنچه را که می‌دانیم تشکیل می‌دهند: ذرات، میدان‌ها، فضازمان.

اگر تئوری ریسمان درست باشد، حتی من و شما نیز از تکه‌های جنبنده تشکیل شده‌ایم. به همین دلیل است که این مفهوم بسیار مهم است. احتمالا نزدیک‌ترین بینش که به تئوری همه چیز everything داشته ایم نیز همین تئوری ریسمان باشد . با این حال، از طرف دیگر، برخی از فیزیکدانان نظریه ریسمان را بن بست می دانند زیرا هنوز شواهد مشخصی برای فرضیه های آن پیدا نکرده ایم.

اما صرف نظر از این، نظریه ریسمان به معادلات 11 بعدی غیرقابل درک نیاز دارد - احتمالا حدس زده باشید، این بدان معناست که یونیورس ما منشا آنتی دی سیتر دارد. و به گفته رینالدی، دوگانگی هولوگرافیک بر نظریه ریسمان تکیه دارد. بنابراین، تئوری ریسمان بعنوان منشا یونیورس ، از فضای آنتی دی سیتر نشات گرفته است .
رینالدی می‌گوید: «سیاهچاله‌هایی که اکنون می‌توانیم با این دوگانگی بررسی کنیم، سیاهچاله های واقعی نیستند . بلکه این سیاهچاله‌ها نوعی زمین بازی ریاضی هستند که می‌توانیم از آن برای فرمول‌بندی این دوگانگی و آزمایش آن استفاده کنیم.»

به زبان ساده: در این یونیورس از نظر ریاضی ایده آل، رینالدی سیاهچاله های تئوریک را برای درک دوگانگی هولوگرافیک مطالعه می کند. این مانند انجام یک بازی تمرینی قبل از شروع بازی واقعی در سطح کیهان ما ست.
با این حال، رسیدن به این سطح، محور کلی این تحقیقات است. رینالدی می‌گوید:

"اگر می‌توانیم این کار را برای آنتی دی سیتر AdS انجام دهیم، پس باید آن را برای دی سیتر dS نیز انجام دهیم.
هدف نهایی هنوز این است که بتوانیم گرانش و سیاهچاله ها را در یک خود توصیف کنیم."‌‌


🆔 @phys_Q

🔻خطوط سبز نشان دهنده تار و پود فضازمان است. درست در مرکز یک سیاهچاله قرار دارد که باعث می‌شود یونیورس همگن مانند قیاس ترامپولین به سمت داخل انحنا بردارد.
NASA/ESA/A. Feild و L. Hustak (STScI)

💢اگر یونیورس یک هولوگرام باشد، احتمالا به زودی به یک سیاهچاله زل خواهیم زد

در این جا فضای دی سیتر و آنتی دی سیتر را توضیح دادیم .
مطابق با GR یونیورس ما باید در خود کلپس کند زیرا که جرم باعث انحنای مثبت میگردد - بخشی از کشش گرانشی را فیزیسیست ها با رانش تاریک و همینطور انرژی خلا خنثی کرده اند اما در تئوری هولوگرافیک یونیورس که با CFT کنترل می شود در مرز فضای AdS که با نوعی تئوری ریسمان کنترل می شود قرار گرفته است . تئوری هولوگرافیک یک ساختار نظری و ریاضیاتی برای حل تمامی پازل های فیزیک را در نظر گرفته

قسمت نخست

قسمت دوم

قسمت‌سوم

قسمت چهارم

قسمت پنجم

🔺تئوری های هم‌شکل Conformal تئوری های بی مقیاسی هستند ، یعنی برای هر مقیاس انرژی و مکانی ، تئوری صادق و پاسخ یکسانی دارد . کانفورمال فیلد تئوری CFT در تئوری هولوگرافیک holographic نیز ازین دست است . تئوری پارتیکلی که در مرز بی نهایت یک فضای با انحنای منفیAdS که با تئوری ریسمان کنترل/حاوی گرانش است . CFT در مرز بی نهایت AdS با انحنای منفی واقع و دارای یک بعد ایمرج شده بیشتر است . یک فراکتال در امتداد ابعاد و بی مقیاس حاصل می شود.

💢@higgs_field

💢 کمتر کسی با دیدن ژک برل روی صحنه دگرگون نمی‌شود. این آخرین اجرای او روی صحنه است، سال ۱۹۶۶، صحنه‌ی المپیا و پس از آن، پرده دیگر هرگز به روی صحنه نرفت و دوازده سال بعد در سن ۴۹سالگی از دنیا رفت. آرامگاه ابدی اش در جزیره هیوا اوآ ست. همانجا که پل گوگن هم دفن است. وسط اقیانوس آرام. وقتی فهمید به‌زودی می‌میرد با هواپیمای کوچک خودش رفت آنجا. هواپیمایش هم همانجا مانده.

💢@higgs_field

.
💢دفترچه یاد داشت انیشتین وقتی در زوریخ اقامت داشت که توسط جان نورتون حاشیه نویسی شده است در این دفترچه که بخشی از تاریخچه علم است ایجاد تنسور های ریمان برای فضازمان و جستجوی ثابت های بکار گرفته شده در نسبیت نقش بسته است .

https://sites.pitt.edu/~jdnorton/Goodies/Zurich_Notebook/index.html

💢@higgs_field

💢 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت سیزدهم

📌13. ماده و جه‍ان matter and universe

ما در فضا زندگی می کنیم. این یونیورس ماست. ما فضا را در پیرامون همه آبجکت های مادی، بین آبجکت های مادی و همچنین درون ماده پیدا می‌کنیم. بنابراین اساساً یونیورس فقط از ماده و فضا تشکیل شده است، همانطور که قبلاً فرض کردیم که ماده نیز از فضا توسط انرژی ایجاد می‌شود. علاوه بر این، ماده از ذرات تشکیل شده است، و با شروع از ذرات بنیادی که با هم کامپوزیت هایی را می سازند و سپس برای تشکیل آبجکت مادی به هم متصل می شوند یا به هم نزدیک می شوند، ماده در حالت های فیزیکی مختلف ظاهر می شود، بعنوان مثال. جامد، مایع یا گاز.
ترکیب، ظاهر، رنگ و بسیاری از ویژگی‌های دیگر که به اجسام مادی نسبت داده می‌شوند به نحوه قرار گرفتن ذرات سازنده در مجاورت هم و ایجاد از این دست ویژگی‌های مختلف، بستگی دارد.
در بررسی دقیق بیشتر متوجه می‌شویم که حرکت مربوط به اجزای تشکیل‌دهنده است. زیرا همچنین می‌دانیم که اجزا در ارتباط با یکدیگر و در حرکت مداوم هستند. برای شروع، ما چند ذره بنیادی داریم، همانطور که قبلاً اشاره شد، که به طور کلی به شرح زیر طبقه بندی می شوند.


● ذرات بوز bose - particle نقش‌های میانجی را برای ایجاد تعامل و برهمکنش بین ذرات بر عهده می‌گیرند


● ذرات فرمی fermi - particles  هنگام حرکت تحت فشردگی قرار می گیرند و به‌هم نزدیک شوند و ماده را تشکیل دهند، بنابراین همانطور که در بالا ذکر شد، دو عملکرد اصلی ذرات بنیادی داریم. علاوه بر این، چنین عملکردهایی تنها با حرکت ذراتی انجام می شود که می توانند به عنوان زیر طبقه بندی شوند.

●  ترجمه ی حرکت و جابجایی  به جلو یا عقب است.

● حرکت چرخشی در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت . برای اینکه ماده تشکیل شود، ذرات باید بدون توجه به مسیرهای ممکن ، در ترکیبی مناسب، مانند بالا حرکت کنند و در عین حال باید در مجاورت یکدیگر باقی بمانند.


برای توصیف حرکت ، این امر از نظر نوسان و ارتعاش حول یک موقعیت ثابت امکان‌پذیر می‌شود. حرکت چرخشی، می‌تواند حرکت مداری حول یک مرکز یا چرخش به دور یک محور باشد.‌‌


💢@HIGGS_FIELD

💢 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت چهاردم


ساختار چند لایه اتم‌ها، همراه با الکترون‌های اوربیتالی ، راه‌حلی را ارائه می‌دهند و پیکربندی کلی اتم‌ها را تشکیل می‌دهند ، سپس به هم متصل می‌شوند تا مولکول‌هایی را تشکیل دهند که دوباره در ترکیب‌های مختلف، آبجکت های مادی را تشکیل می‌دهند، همگی با ترکیب مناسبی از انواع جابجایی که در قسمت های پیشین گفتیم، علاوه بر این، همراه با ذرات واسطه ، عالم ما را شکل می دهند .رفتار ماده زمانی که ذرات باید فقط در یک مکان کنار هم باشند تا یک کلیت را تشکیل دهند، بسیار پیچیده‌تر می‌شود، همانطور که برای تشکیل هسته یک اتم لازم است.
در حالی که ذرات تشکیل دهنده یک هسته باید بسیار نزدیک به هم نگه داشته شوند، اما همچنان باید در حرکت دائمی باشند. در نتیجه نوع خاصی از حرکت ایجاد می شود، مانند آزادی مجانبی که به ذرات اجازه می‌دهد تا زمانی که به یکدیگر نزدیک هستند تقریباً آزادانه حرکت کنند یا معلق شوند، اما نمی‌توانند در فواصل دورتر جابجا شوند. تاکنون از ارائه یک تعریف دقیق از فضا خودداری کرده‌ایم، زیرا نیازمند پارامتر های بسیار بیشتری هستیم .

با این حال، از آغاز بحث تا کنون، چندین فکت را ارائه کرده‌ایم که قبلاً به‌طور نظری و از طریق مشاهدات تجربی تأیید شده‌اند، و برخی فرضیه‌های جدید، که با هم درک درستی از ماهیت فضا را تشکیل می‌دهند.


در حالی که فضا نه ظرفی برای ماده است و نه یک مدیای خالی از ماده، بلکه موجودی فراگیر است و ماده جزء جدایی ناپذیر و مزدوج آن است که با میدانی که ماده را احاطه کرده هماهنگ و متحد است و با حرکت در فضا ، توسط یک آبجکت مادی شکل، اندازه و محدوده آن دچار تغییر می شود، هر چند ممکن است بزرگتر یا کوچکتر از حد مشاهده توسط ما باشد .

هر چند از آنجایی که ما مجبوریم در فضا زندگی کنیم، همه حدس و گمان‌هایی که داریم و صرف نظر از اینکه این حدس‌ها نزدیک به حقیقت هستند یا نه، هرگز نمی‌توانیم از فضا فرار کنیم و در نتیجه در موقعیتی نخواهیم بود که شکل ، اندازه یا وجود مرز فضا را مشاهده کنیم.

🔺نتیجه گیری

این مقاله را برای ارائه مفاهیم و اصول بنیادین حاکم بر حرکت ذرات در فضا تحریر کرده ایم که علت اصلی شکل گیری و تداوم جهان ماست. بر اساس یک رویکرد مفهومی و نه تحلیلی، ما سعی کرده‌ایم به رفتار ذرات بنیادی تحت برهمکنش که با پیروی از اصل تطابق که بر رفتار آبجکت های روزمره سلطه دارد و در عین حال از هر دو جهت به جهان نانو و میکروسکوپیک و کره اجرام آسمانی ( observable universe) می‌پردازد، نگاه کنیم. در نگاهی ژرف ، من کاملاً معتقدم که ماکرو به تنهایی از میکروسکوپیک ناشی می شود و حرکت اکسیر حیات است هم برای جاندار و هم برای بی‌جان.‌‌


Reference:
The  Feynman Lectures on Physics, available from: http://www.feynmanlectures.caltech.edu

  Frank Wilczek, Quantum Field Theory, available from: http://arxiv.org/pdf/hep-th/9803075.pdf

 Anthony Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell, (Princeton, 2003)

  Mark Srednicki, Quantum Field Theory, (Cambridge, 2007)

 David Tong, Quantum Field Theory, available from: http://www.damtp.cam.ac.uk/user/dt281/qft.html

  Gerard 't Hooft, Introduction to the Theory of Black Holes, available from:
http://www.staff.science.uu.nl/~hooft101/lectures/blackholes/BH_lecturenotes.pdf

〰پایان〰

💢@HIGGS_FIELD