‍ 🟣 Life: Modern physics can't explain it—but our new theory, which says time is fundamental, might‌‌

حیات : فیزیک مدرن نمی تواند آن را توضیح دهد - غیر از نظریه جدید ما، که می گوید زمان بنیادین است،  البته شاید!
قسمت سوم

✦ اینفورمیشن و مموری

چنین آبجکت هایی (واحد های بنیادین سازنده یونیورس -اطلاعات information ) نمی توانند خود به خود به هستی نوسان کنند. آنها برای ساختن چیزها در زمان حال ، بر اساس آنچه در گذشته موجود بوده ، نیاز به مموری دارند . چنین " گزینشی selection" ست که خط تقسیم بین یونیورس توصیف شده توسط فیزیک فعلی و آنچه داروین دیده است را تعیین می کند: مکانیزمی است که یونیورسی را که در آن ، مموری در تعیین آنچه وجود دارد - اهمیت ندارد، به یونیورسی تبدیل می کند که در آن مموری یا حافظه در تعیین موجودات آن اهمیت اساسی دارد. ( حیات را به فیزیک لینک می کند)

در مورد آن فکر کنید، همه چیز در دنیای زنده نیاز به نوعی مموری و جریان اینفورمیشن دارد. DNA ی سلول های ما طرح اولیه ماست. و برای نو آوری چیزهای جدید، مانند موشک یا دارو، و هم چنین موجودات زنده ، به اینفورمیشن - دانسته های قوانین فیزیک و شیمی- نیاز داریم .

بنابراین برای توضیح حیات، باید بدانیم که چگونه آبجکت های پیچیده ای که حیات را ایجاد می کند در زمان وجود دارند. با همکارانم، در یک نظریه جدید فیزیک به نام نظریه اسمبلی assembly دقیقاً همین کار را انجام داده‌ایم.
یک حدس کلیدی تئوری اسمبلی این است که با پیچیده‌تر شدن آبجکت ها ، تعداد بخش های یونیک یا منحصربه‌فردی که آن‌ها را تشکیل می‌دهند افزایش می‌یابد، و به همین دلیل نیاز به لوکال مموری برای ذخیره‌سازی نحوه اسمبل آبجکت از قسمت‌های منحصربه‌فردش افزایش می‌یابد. ما این را در تئوری اسمبلی به عنوان کوتاه‌ترین تعداد مراحل فیزیکی برای ساختن یک آبجکت از بلوک‌های سازنده بنیادین‌اش، که شاخص اسمبل نامیده می‌شود، کوانتیفای یا کمّی سازی می‌کنیم.
نکته مهم این است که نظریه اسمبلی این کوتاه‌ترین مسیر را به‌عنوان یک ویژگی ذاتی آبجکت در نظر می‌گیرد، و در واقع نشان داده‌ایم که چگونه شاخص اسمبل را می‌توان با استفاده از چندین تکنیک اندازه‌گیری مختلف از جمله طیف‌سنجی جرمی mass spectrometry (روشی تحلیلی برای اندازه‌گیری نسبت ratio جرم به بار مولکول ها) انجام داد.

با این رویکرد، ما در آزمایشگاه با اندازه‌گیری‌های نمونه‌های بیولوژیکی و غیربیولوژیکی نشان داده‌ایم که چگونه مولکول‌هایی با شاخص اسمبل بالاتر از 15 مرحله فقط در نمونه‌های زنده یافت می‌شوند.
این موضوع نشان می دهد که نظریه اسمبلی واقعاً قادر به آزمایش فرضیه ما ست که حیات فقط فیزیکال هست و آبجکت های پیچیده را تولید می کند. و ما می توانیم این کار را با شناسایی آبجکت هایی انجام دهیم که بسیار پیچیده هستند و تنها مکانیسم فیزیکی برای تشکیل آنها تکامل است.

هدف ما این است که از نظریه خود برای تخمین زمان وقوع حیات با اندازه گیری نقطه ای که در آن مولکول های موجود در یک سوپ شیمیایی آنقدر پیچیده می شوند که شروع به استفاده از اینفورمیشن برای ساختن کپی از خود می کنند، تخمین بزنیم، یعنی آستانه ای که در آن حیات از غیر حیات نشات می گیرد. . سپس می‌توانیم این نظریه را برای آزمایش‌هایی با هدف ایجاد منشأ جدیدی از رویداد حیات در آزمایشگاه اعمال کنیم.
و وقتی این را بدانیم، می‌توانیم از این تئوری برای جستجوی حیات در دنیاهایی (سیاره هایی) استفاده کنیم که کاملاً با زمین متفاوت هستند و بنابراین ممکن است آنقدر بیگانه alien به نظر برسند که نتوانیم حیات در آنجا را تشخیص دهیم.
اگر این تئوری تایید شود ، فیزیک را مجبور به بازنگری رادیکال در زمان خواهد کرد. بر اساس تئوری ما، اسمبلی را می توان به عنوان یک ویژگی ذاتی برای مولکول ها اندازه گیری کرد که با سایز آنها در زمان هم‌خوانی دارد - به این معنی که زمان یک ویژگی فیزیکی است.
در نهایت، زمان ذاتی تجربیات ما از یونیورس است و برای تحقق تکامل ضروری است. اگر می‌خواهیم فیزیک قادر به توضیح حیات و ما باشد - احتمالا لازم باشد برای اولین بار در فیزیک ، زمان را به عنوان یک ویژگی مادی در نظر بگیریم.
شاید این رادیکال ترین زاویه فیزیک حیات از فیزیک استاندارد باشد، اما شاید بینش حیاتی مورد نیاز برای توضیح چیستی حیات باشد.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣نحوه باد کردن لاستیک‌ها در جنگ اوکراین - فیزیک همه چیز جنگ و زندگی ست .

🆔 @phys_Q

‍ 🟣 Superstring Theory and Higher Dimensions: Bridging Einstein’s Relativity and Quantum Mechanics‌‌
تئوری ابر ریسمان و ابعاد بالاتر : ارتباط نسبیت اینشتین و مکانیک کوانتومی‌‌


دیدن فراتر از باور هاست: هولوگرافی به درک ما از یونیورس اولیه کمک می کند.

تیمی از محققان دانشگاه کیوتو در حال بررسی کاربرد از ابعاد بالاتر در فضای دی سیتر برای توضیح گرانش در یونیورس اولیه هستند. هدف آنها توسعه روشی برای محاسبه توابع همبستگی بین نوسانات، برای پر کردن شکاف بین نظریه نسبیت عام اینشتین و مکانیک کوانتومی است. این کار پتانسیل تایید تئوری ابر ریسمان را دارد و محاسبات عملی در مورد تغییرات ظریف یونیورس اولیه را امکان پذیر کند. اگرچه در ابتدا در یک یونیورس سه بعدی آزمایش شد، اما احتمالا آنالیز به یک یونیورس چهار بعدی برای اپلیکیشن های دنیای واقعی گسترش یابد.

داشتن ابزار خوب ؛ و داشتن ابزار مناسب بهتر است استفاده از ابعاد چندگانه multiple dimensions میتواند مسائل دشوار را - نه تنها در داستان های علمی تخیلی بلکه در فیزیک - ساده کند و نظریه های متضاد را به هم پیوند دهد.
برای مثال، نظریه نسبیت عام اینشتین - که در آن بافت fabric فضا-زمان توسط سیاره ها یا دیگر اجرام پرجرم تاب خورده - توضیح می دهد که گرانش در بیشتر موارد چگونه کار می کند. با این حال، این تئوری تحت شرایط خشن مانند شرایط موجود در سیاهچاله ها و سوپ های اولیه کیهانی نقض می شود.

رویکردی که به عنوان نظریه ابر ریسمان شناخته می شود می تواند از بعد دیگری برای کمک به پل زدن نظریه اینشتین GR به مکانیک کوانتومی QM استفاده کند و بسیاری از این مسائل را حل کند. اما شواهد لازم برای حمایت از این پیشنهاد وجود نداشت.
اکنون، تیمی از محققان به رهبری دانشگاه کیوتو در حال کاوش در فضای دی سیتر هستند تا بُعدی بالاتر را برای توضیح گرانش در یونیورس اولیه در حال انبساط فراخوانی کنند. آنها با استفاده از هولوگرافی یک روش مشخص برای محاسبه توابع همبستگی بین نوسانات در یونیورس در حال انبساط ایجاد کرده اند.
یاسواکی هیکیدا، از مؤسسه فیزیک نظری یوکاوا، می‌گوید:

"ما متوجه شدیم که روش ما می‌تواند بیشتر از آنچه که انتظار داشتیم در هنگام برخورد با گرانش کوانتومی به‌طور کلی به کار رود."

مدل‌های نظری ویلم دی سیتر، ستاره‌شناس هلندی، فضا را به گونه‌ای توصیف می‌کند که با نظریه نسبیت عام انیشتین همخوانی دارد، به طوری که ثابت کیهان‌شناختی مثبت انبساط یونیورس را توضیح می‌دهد.
با شروع با روش‌های موجود برای کنترل گرانش در فضای آنتی دی سیتر، تیم هیکیدا آنها را تغییر شکل داد تا در فضای دی سیتر در حال انبساط کار کنند تا به طور دقیق‌تر آنچه را که قبلاً در مورد یونیورس شناسایی شده را توضیح دهد.
هیکیدا می افزاید:

"ما اکنون در حال تعمیم آنالیز خود برای بررسی آنتروپی کیهانی و اثرات گرانش کوانتومی هستیم."

اگرچه محاسبات این تیم فقط یونیورسی سه بعدی را به عنوان یک مورد آزمایشی در نظر می‌گرفت، آنالیز به راحتی به یک جهان چهار بعدی تعمیم می یابد و امکان استخراج اطلاعات از دنیای واقعی ما را فراهم کند.

«رویکرد ما احتمالاً به اعتبار تئوری ابر ریسمان کمک می‌کند و امکان محاسبات عملی در مورد تغییرات ظریفی که در فابریک یونیورس اولیه ما موج می‌زند را فراهم می‌کند.»

Reference: “Three-Dimensional de Sitter Holography and Bulk Correlators at Late Time” by Heng-Yu Chen and Yasuaki Hikida, 3 August 2022, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.061601
Funding: JSPSGrant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)“Extreme‌‌


🆔 @phys_Q

Conceptual diagram of the calculation of density fluctuation correlations in the early universe based on a low-dimensional matter field theory using holography. Credit: KyotoU/Yasuaki Hikida‌‌


دیاگرام مفهومی محاسبه همبستگی نوسانات چگالی در یونیورس اولیه بر اساس نظریه میدان ماده با ابعاد پایین low-dimensional با استفاده از هولوگرافی.

🟣 Superstring Theory and Higher Dimensions: Bridging Einstein’s Relativity and Quantum Mechanics‌‌
تئوری ابر ریسمان و ابعاد بالاتر : ارتباط نسبیت اینشتین و مکانیک کوانتومی‌‌

این مطالعه به بررسی نقش ابعاد بالاتر در فضای دی سیتر (فضا در یونیورس خودمان)برای توضیح گرانش است.

بخوانید:

🆔 https://t.me/phys_Q/9748

Reference:
https://scitechdaily.com/superstring-theory-and-higher-dimensions-bridging-einsteins-relativity-and-quantum-mechanics/

‍ 🟣 نامه گمشده نشان می دهد که انیشتین پیش بینی کرده بود که حیوانات "ابر حواس super senses" دارند
توسط کارلی کاسلا
قسمت نخست

مدتها قبل از اینکه بدانیم پرندگان می توانند میدان مغناطیسی زمین را ببینند، آلبرت انیشتین در نامه ای برای سایر محققان درباره امکان وجود حیوانات با ابرحواس بحث کرد.‌‌

نامه‌ای که مدت‌ها گم‌شده از اینشتین به یک مهندس کنجکاو در سال 1949 در زمینه‌های زیست‌شناسی و فیزیک بسیار پیش‌بینی‌کننده بود.
کنجکاوی اصلی از مهندس گلین دیویس بود که مکاتبات را آغاز کرد،  اما پاسخ اینشتین ، که سؤال دیویس را به ادراک حیوانات  و آنچه می توانست در مورد جهان فیزیکی به ما بگوید، ربط می داد .

اینشتین در پاسخ خود نوشت: «می‌توان تصور کرد که بررسی رفتار پرندگان مهاجر و کبوترهای حامل شاید روزی به درک فرآیند فیزیکی منجر شود که هنوز مشخص نیست.»

بیش از 70 سال بعد، اکنون می دانیم که تصور اینشتین دقیقاً درست بود. اکنون شواهد نشان می دهد که پرندگان می توانند میدان مغناطیسی زمین را با استفاده از گیرنده های نوری ویژه در چشمان خود حس کنند که به تغییرات ظریف در میدان مغناطیسی سیاره حساس هستند. این چیزی است که به آنها اجازه می دهد هزاران کیلومتر بدون گم شدن مهاجرت کنند.‌‌

سایر حیوانات، مانند لاک‌پشت‌های دریایی، سگ‌ها و زنبورها نیز توانایی عجیبی در تشخیص میدان‌های مغناطیسی سیاره ما دارند، البته نه لزوماً از طریق چشم.
محققان دانشگاه عبری اورشلیم در سال 2021 نوشتند: «شگفت‌  اینکه [اینشتین] چندین دهه قبل از اینکه شواهد تجربی نشان دهد که چندین حیوان می‌توانند میدان‌های مغناطیسی را حس کنند و از چنین اطلاعاتی برای ناوبری استفاده کنند، این احتمال را تصور کرد.»

با این حال، برنده جایزه نوبل سرنخ هایی برای هدایت تفکر خود داشت. در زمان نگارش نامه، علم زیست شناسی و علم فیزیک شروع به ادغام کردند که تا آنزمان سابقه نداشت. پژواک مکان‌یابی خفاش‌ها اخیراً کشف شده بود و فناوری رادار در حال ریشه‌یابی بود.
در واقع دیویس خود محققی در این زمینه بود و احتمالاً به همین دلیل است که به حواس حیوانی عجیب دیگری مانند حواس زنبور عسل علاقه داشت.

او در اینشتین روحی همفکر پیدا کرد. به نظر می رسد این فیزیکدان مشهور شیفته علم زیست شناسی نیز بوده است که دریچه ای به سوی نیروهای فیزیکی نامرئی است.
نامه برگشت او، که تا زمان مرگ دیویس در سال 2011 کشف نشده بود، کوتاه است، اما تأیید می کند که اینشتین به طور مشابه شیفته رفتار زنبورها بوده است.‌‌

🆔 @phys_Q

‍ 🟣نامه گمشده نشان می دهد که انیشتین پیش بینی کرده بود که حیوانات "ابر حواس super senses" دارند
توسط کارلی کاسلا
قسمت دوم


در یادداشت نوشته شده، اینشتین اعتراف می کند که به خوبی با کارل فون فریش، که اخیرا متوجه شده بود زنبورها با استفاده از الگوهای قطبش نور حرکت می کنند، آشنایی دارد.
معروف است که انیشتین شش ماه قبل از ارسال نامه در یکی از سخنرانی های فون فریش در دانشگاه پرینستون شرکت کرده است. او حتی یک ملاقات شخصی با محقق داشت و این تعاملات به وضوح تأثیرگذار بود.

در حالی که به نظر می رسد دیویس بیشتر به این موضوع علاقه مند است که چگونه این دانش زیستی جدید می تواند به فناوری آینده کمک کند، اینشتین استدلال می کند که ما به تحقیقات بیولوژیکی بیشتری نیاز داریم.
او به دیویس پاسخ داد: "من نمی توانم امکانی برای استفاده از این نتایج در تحقیقات مربوط به مبانی فیزیک ببینم."

«این امر تنها در صورتی می‌تواند رخ دهد که نوع جدیدی از ادراک حسی، به‌مثابه محرک‌های آنها، از طریق رفتار زنبورها آشکار شود».

از زمان ارسال نامه، ما چیزهای زیادی در مورد رفتار زنبورها و اینکه این حشرات جوینده  چگونه دنیا را درک می کنند، آموخته ایم. درست همانطور که اینشتین پیش‌بینی کرد، این دانش در حال حاضر به ما کمک می‌کند تا فناوری را بهبود بخشیم، مانند دوربین‌های iPhone هایمان.
با وجود چندین دهه تحقیق، هنوز رازهای زیادی باقی مانده است. مکانیسم‌های دقیقی که حیوانات از طریق آن نور را درک می‌کنند یا میدان مغناطیسی زمین را حس می‌کنند، آنها را از هم تفکیک می کند و احتمالا برای همه گونه‌ها یکسان نباشد.

به عنوان مثال، ظاهرا زنبورها میدان مغناطیسی را در شکم خود احساس می کنند، در حالی که ظاهرا پرندگان و سگ ها این کار را عمدتاً از طریق گیرنده های نوری ویژه در چشمان خود به نام کریپتوکروم انجام می دهند.
حتی سلول‌های انسانی کریپتوکروم می‌سازند و تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که این سلول‌ها به صورت پویا به تغییرات میدان مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند.
این طعنه آمیز است زیرا این همان چیزی است که شما از یک واکنش کوانتومی منحصر به فرد انتظار دارید. برای اینکه گیرنده نور میدان مغناطیسی را حس کند، نیاز به درهم تنیدگی الکترون‌های درون سلول دارد، و اینشتین در آن زمان این ایده را رد کرده بود و آن را «عمل شبح‌آور در فاصله» نامید.

واضح است که انیشتین همیشه درست نمی‌گفت، اما حتی وقتی نوبت به حوزه‌های علمی خارج از تخصص او می‌رسید، این مرد دارای نبوغ بود.
این مطالعه در مجله Comparative Physiology A منتشر شد.
نسخه ای از این مقاله برای اولین بار در می 2021 منتشر شد.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 نامه گمشده نشان می دهد که انیشتین پیش بینی کرده بود که حیوانات "ابر حواس super senses" دارند
توسط کارلی کاسلا

ابرحواس اشاره به ادراکات و سهش ها و سنس های ورای حواس معمول پنجگانه دارد . این نامه یک سند با ارزش هیستوری علم است . حیوانات برای زیستن به ادراکات حسی نیازمندند و حس ششمی (نه آن حس ششم انسانها) مانند دیدن میدان مغناطیسی زمین توسط غازهای وحشی در جهت یابی برای مهاجرت های طولانی ، ضامن بقای این گونه است .
هیچ کس از سورپرایز های آتی فیزیک ِ موجود در زیست و بیولوژی و نوروساینس و فرگشت اطلاعی ندارد و ظاهرا کم کم باید به این دست سورپرایزها عادت کنیم .

ورود فیزیک به دیگر حوزه های ساینس سابقه دارد ، اینجا را مطالعه کنید ، هر چند برخی زیست شناسان از این موضوع ناخشنودند و اینکار را فروکاهی علوم زیستی و تکاملی به فیزیک میدانند.

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9750
قسمت دوم

https://t.me/phys_Q/9751

Reference:
https://www.sciencealert.com/long-lost-letter-shows-that-einstein-predicted-that-animals-had-super-senses

🟣نیلز بور فیزیکدان دانمارکی و از پایه‌گذاران فیزیک کوانتومی بود. وی در سال 1922 برنده جایزه نوبل فیزیک شد. وی از مادری یهودی تبار و پدری مسیحی در کپنهاک دانمارک زاده شد. اگرچه او با تربیت مسیحی بزرگ شد، اما او سرانجام یک خداناباور و یا آتئیست شد. یکی از پسرانش به نام آگِه بوهر هم که مانند پدر یک فیزیکدان بود در سال 1975 برنده جایزه نوبل فیزیک شد.
بوهر یک بی‌خدا یا خداناباور سرشناس بوده و به وجود هرگونه خدا باور نداشت. بر خلاف شایعات پیرامون وی، او هیچگونه ارتباطی با اسلام نداشته و هرگز اظهار دین و یا اسلام نکرده است.
 
 *Stewart, Melville Y. (2010). Science and Religion in Dialogue, Two Volume Set. Maiden, Massachusetts: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8921-7.
*Aaserud, Finn; Heilbron, J. L. (2013). Love, Literature and the Quantum Atom: Niels Bohr's 1913 Trilogy Revisited. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-968028-3.
*Aaserud, Finn (2006). Kokowski, M., ed. Niels Bohr's Mission for an 'Open World' (PDF). Proceedings of the 2nd ICESHS. Cracow. pp. 706–709. Retrieved 26 June 2011.

🆔 @phys_Q

‍ 🟣بهترین شرایط برای حیات چیست؟ کاوش در مولتی‌ورس می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم
توسط جرینت لویس Geraint Lewis، The Conversation
قسمت نخست

آیا یونیورس ما تمام چیزی است که وجود دارد یا ممکن است بیشتر باشد؟ آیا یونیورس ما تنها یکی از انبوه بی شماری است که همه با هم در یک مولتی ورسِ فراگیر هستند؟‌‌

و اگر یونیورس های دیگری وجود داشته باشند، چگونه خواهند بود؟ آیا آنها می توانند زیست پذیر باشند؟
این ممکن است مانند فرضیه انباشته از حدس و گمان به نظر برسد، اما آنقدرها هم که فکر می کنید احمقانه نیست.
من و همکارانم در حال بررسی این موضوع بوده‌ایم که سایر بخش‌های مولتی ورس چگونه ممکن است باشد - و این جهان‌های فرضی همسایه چه چیزی در مورد شرایطی که حیات را ممکن می‌کند و چگونه به وجود می‌آید به ما بگویند.

✦چه می شد اگر یونیورس ها..

برخی از فیزیکدانان ادعا می‌کنند که انفجاری از انبساط سریع در طلوع کیهانی که به عنوان تورم شناخته می‌شود، نوعی از چندجهانی multiverse را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. یونیورس ما عملا یکی از بسیار خواهد بود.
در این نظریه، هر یونیورس جدید از پس‌زمینه‌ی جوشان تورم متبلور می‌شود، که با ترکیب یونیک خود از قوانین فیزیکی پرینت شده است.
اگر قوانین فیزیکی مشابه قوانین ما بر این دیگر یونیورس ها حاکم باشد، آنگاه می‌توانیم با آنها چنگ در چنگ بیاندازیم، دست کم در تئوری.
در یونیورس ما، فیزیک توسط قوانینی اداره می شود که به ما می گویند آبجکت ها چگونه باید با یکدیگر همکنش داشته باشند، و ثابت های طبیعت، مانند سرعت نور، که مقدار این برهم کنش ها را دیکته می کنند. بنابراین، هنگامی می‌توانیم یونیورس های فرضیِ «what if» را تصور کنیم که این ویژگی‌ها را تغییر می‌دهیم و پیامدهای آن را در معادلات ریاضی کشف می‌کنیم.
شاید این ساده به نظر برسد، اما قوانینی که ما آنها را سرهم می کنیم، ساختار بنیادین یونیورس هستند. اگر یونیورسی را تصور کنیم که در آن ،  برای نمونه الکترون صد برابر سنگین‌تر از یونیورس ما باشد، پس پیآیند های آن برای ستارگان، سیارات و حتی حیات چه خواهد بود؟

✦حیات به چه چیزی نیاز دارد؟

ما اخیراً در یک سری مقالات به این سؤال پرداختیم که در آن زیست پذیری در سراسر مولتی ورس را در نظر گرفتیم. البته، زیست پذیری habitable مفهومی پیچیده است، اما ما فکر می‌کنیم که حیات برای شروع به چند عنصر انتخابی نیاز دارد.
پیچیدگی complexity یکی از آن متریال هاست. برای حیات روی زمین، این پیچیدگی از عناصر جدول تناوبی ناشی می‌شود، که می‌توان آن‌ها را با هم میکس کرد و در تعداد بی‌شماری از مولکول‌های مختلف مرتب کرد. ما ماشین های مولکولی molecular machines زنده هستیم.
اما یک محیط پایدار و یک جریان ثابت انرژی نیز ضروری است. جای تعجب نیست که حیات زمینی بر روی سطح یک سیاره سنگی، با انبوهی از عناصر شیمیایی، غرق در نور یک ستاره پایدار با عمر طولانی، آغاز شد.‌‌

🆔 @phys_Q

هیستوری یونیورس ما. یونیورس های دیگر با قوانین فیزیک کمی متفاوت نیز ممکن است از دوره ابتدایی تورمی متبلور شده باشند.
اعتبار: ناسا

🟣بهترین شرایط برای حیات چیست؟ کاوش در مولتی‌ورس می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9754
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9756

Reference:
https://phys.org/news/2023-03-conditions-life-exploring-multiverse.html

‍ 🟣بهترین شرایط برای حیات چیست؟ کاوش در مولتی‌ورس می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم
قسمت دوم

✦اصلاح نیروهای بنیادی

آیا محیط های environments مشابهی در کل مولتی ورس وجود دارد؟ ما کاوش نظری خود را با در نظر گرفتن فراوانی عناصر شیمیایی آغاز کردیم.
در یونیورس ما، به غیر از هیدروژن و هلیوم اولیه که در مهبانگ فرم گرفتند، همه عناصر element از طریق حیات (چرخه سنتز هسته ای) ستارگان به وجود می آیند. آن‌ها یا از طریق واکنش‌های هسته‌ای در هسته‌های ستاره‌ای ایجاد می‌شوند، یا در خشونت *عظمای ابرنواخترها supernova ، هنگامی یک ستاره پرجرم massive خود را در پایان عمرش از هم میدرد .
همه این فرآیندها توسط چهار نیروی بنیادین در یونیورس اداره می شوند. گرانش هسته ستاره را فشرده می کند و آن را به دماها و چگالی های بسیار زیاد می رساند. الکترومغناطیس سعی می کند هسته های اتمی را از هم جدا کند، اما اگر آنها بتوانند به اندازه کافی نزدیک شوند، نیروی هسته ای قوی می تواند آنها را به عنصر جدیدی ترکیب کند. حتی نیروی ضعیف هسته ای که می تواند پروتون را به نوترون تبدیل کند، نقش مهمی در جهنم سوزان کوره ستاره ای دارد.
جرم ذرات بنیادی مانند الکترون ها و کوارک ها نیز می توانند نقش محوری داشته باشند.
بنابراین، برای کشف این یونیورس های فرضی، شماره‌گیری‌های زیادی داریم که می‌توانیم آنها را تنظیم کنیم. تغییرات در یونیورس بنیادی از طریق بقیه فیزیک جریان دارد.

✦بالانس کربن و اکسیژن

برای مقابله با پیچیدگی فوق‌العاده این مسئله، ما تکه های گوناگون فیزیک را به تکه‌های قابل کنترل تقسیم کردیم: ستاره‌ها و جوها، سیارات و تکتونیک صفحات، منشأ حیات و موارد دیگر. و سپس تکه ها را به هم چسباندیم تا یک داستان کلی در مورد زیست پذیری در کل مولتی‌ورس بیان کنیم.
یک تصویر پیچیده ظاهر می شود. برخی از فاکتور ها می توانند به شدت بر زیست‌پذیری یک یونیورس تأثیر بگذارند.
برای مثال، نسبت کربن به اکسیژن، چیزی که توسط زنجیره خاصی از واکنش‌های هسته‌ای در قلب یک ستاره تعیین می‌شود، و به نظر می‌رسد که اهمیت ویژه‌ای دارد.
دور شدن بیش از حد از مقدارِ موجود در یونیورس ما، جایی که تقریباً مقادیر مساوی از این دو عنصر وجود دارد، منجر به محیط‌هایی می‌شود که در آن ظهور و شکوفایی حیات بسیار دشوار است.
اما فراوانی عناصر دیگر از اهمیت کمتری برخوردار است. تا زمانی که آنها پایدار باشند، که به بالانس نیروهای بنیادین بستگی دارد، می توانند نقشی محوری در بلوک های سازنده حیات داشته باشند.

✦پیچیدگی بیشتر در کاوش

ما فقط توانسته‌ایم یک رویکرد گسترده برای کشف قابلیت زیست‌پذیری در سراسر مولتی‌ورس داشته باشیم و از فضای احتمالات در مراحل بسیار گسسته نمونه برداری کنیم.
علاوه بر این، برای مدیریت پذیر کردن مسئله ، مجبور شدیم چند میانبر و تقریب نظری را انتخاب کنیم. بنابراین ما فقط در اولین مرحله از درک شرایط حیات در سراسر مولتی‌ورس هستیم.
در مراحل بعدی، پیچیدگی کامل فیزیک آلترناتیو یونیورس های دیگر باید در نظر گرفته شود. ما باید تأثیر نیروهای بنیادی را در مقیاس کوچک درک کنیم و آن را در مقیاس بزرگ، بر شکل گیری ستاره ها و در نهایت سیارات، تعمیم دهیم.

✦ احتیاط

مفهوم مولتی‌ورس هنوز فقط یک فرضیه است، ایده ای که هنوز باید آزمایش شود. در حقیقت، ما هنوز نمی‌دانیم که آیا این ایده قابل آزمایش است یا خیر.
و نمی‌دانیم که آیا قوانین فیزیکی می‌توانند در سراسر یونیورس متفاوت باشند یا نه، و اگر هستند، چقدر می‌توانند متفاوت باشند.
ما شاید در آغاز سفری باشیم که مکان نهایی ما را در بی نهایت آشکار می کند - یا احتمالا به سمت یک بن بست علمی پیش می‌رویم.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 اصل هولوگرافیک از مطالعه افق رویداد سیاهچاله ها نشات گرفته است . در اواخر دهه‌ی ۱۹۹۰ فیزیکدان‌های نظری متوجه شدند وقتی ذره‌ای از اطلاعات وارد سیاه‌چاله می‌شود، سطح سیاه‌چاله به مقدار ناحیه پلانک (مربع طول پلانک) حدود m10-⁶⁵  ، افزایش می یابد.
در نگاه اول شاید دانستن اینکه سیاه‌چاله با افتادن آبجکت یا انرژی درون آن بزرگ‌تر می‌شود، کشف خارق‌العاده‌ای به نظر نرسد؛ اما نکته‌ی حیرت‌انگیز قضیه این است که  سطح سیاه‌چاله افزایش می‌یابد نه حجم آن. در مورد اغلب اجرامی که می‌شناسیم این قضیه کاملا برعکس است. وقتی در یک ماده ، ذره ای اضافه شود، حجمش به اندازه‌ی یک واحد افزایش می‌یابد؛ اما افزایش سطح آن بسیار ناچیز است.  وقتی ماده یا انرژی درون سیاه‌چاله می‌افتد، انگار اطلاعات مربوط به آن واقعا درون سیاه‌چاله نیست، بلکه به سطح آن چسبیده است. در نتیجه سیاه‌چاله که سیستمی سه‌بعدی در جهانِ  سه‌بعدی ما است، می‌تواند تنها با سطح دوبعدی آن درک شود و این دقیقا مدل هولوگرافیک است.
از آنچه بیان شد می توان نتیجه گرفت که اطلاعات تشکیل دهنده ماده هستند که بجای حجم بر سطح بازنویسی شده اند اما چطور؟  پاسخ هم‌خوانی AdS/CFT

🆔 @phys_Q

‍ 🟣فراتر از اینشتین: فیزیکدانان پیوندهای شگفت انگیزی در کیهان پیدا می کنند
کاترین زندونِل‌لا - قسمت نخست

گرانش، نیرویی که توپ‌های بیس‌بال را به زمین بازمی‌گرداند و رشد سیاه‌چاله‌ها را کنترل می‌کند، از نظر ریاضی با رفتارهای عجیب ذرات ساب اتمیک که همه مواد اطراف ما را تشکیل می‌دهند، متناسب است.


میز آلبرت انیشتین هنوز در طبقه دوم دپارتمان فیزیک پرینستون یافت می شود. این میز که در مقابل یک تخته سیاه از کف تا سقف پوشیده با معادلات ، قرار گرفته است، به نظر می رسد که روح نابغه‌ی موهای وزوزی را تجسم می بخشد، که از ساکنان فعلی دپارتمان می پرسد: "خب ، آیا هنوز آن را حل کرده اید؟"

انیشتین هرگز به هدف خود مبنی بر یک نظریه یکپارچه unified برای توضیح دنیای طبیعی در یک چارچوب framework واحد و همگن نرسید. در طول قرن گذشته، محققان لینک هایی را بین سه نیروی فیزیکی از چهار نیروی فیزیکی شناخته شده در یک "مدل استاندارد" جمع آوری کرده اند، اما نیروی چهارم، گرانش، همیشه به تنهایی باقی مانده است.
دیگر نه. به لطف بینش‌های اعضای هیئت علمی پرینستون و سایر افرادی که در این دپارتمان آموزش دیده‌اند، گرانش از فریزر خارج می شود - اگرچه به شیوه‌ای که چندان نزدیک به تصور اینشتین نیست.
اگرچه هنوز «نظریه همه چیز» TOE نیست، اما این چارچوب که بیش از 20 سال پیش تنظیم شد و هنوز در حال تکمیل است، روشهای شگفت‌انگیزی را نشان می‌دهد که نظریه گرانش اینشتین با دیگر حوزه‌های فیزیک مرتبط می‌شود و ابزارهای جدیدی را در اختیار محققان قرار می‌دهد تا با آن‌ها به مسائل دست نیافتنی بپردازند.
بینش کلیدی این است که گرانش، نیرویی که توپ‌های بیس‌بال را به زمین بازمی‌گرداند و رشد سیاه‌چاله‌ها را کنترل می‌کند، از نظر ریاضی با شیطنت های عجیب ذرات ساب اتمیک که همه مواد اطراف ما را تشکیل می‌دهند، متناسب است.

این تناسب relatability به دانشمندان اجازه می دهد تا از یک شاخه فیزیک برای درک سایر حوزه های به ظاهر نامرتبط فیزیک استفاده کنند. تا کنون، این مفهوم برای موضوعات مختلف از چرایی دمای سیاهچاله‌ها تا اینکه چگونه بال‌های پروانه می‌تواند باعث طوفان در آن سوی جهان شود، اعمال شده است.
این تناسب بین گرانش و ذرات ساب اتمیک نوعی سنگ روزتا Rosetta stone را برای فیزیک فراهم می کند. سوالی در مورد گرانش بپرسید، و توضیحی در مورد ذرات ساب اتمیک خواهید داشت. و بالعکس.

ایگور کلبانوف، استاد فیزیک یوجین هیگینز پرینستون، که برخی از مفاهیم اولیه را در دهه 1990 در این بستر تولید کرد، گفت: «این ناحیه فوق‌العاده غنی است. و در تقاطع بسیاری از میدان های فیزیک قرار دارد."

.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣فراتر از اینشتین: فیزیکدانان پیوندهای شگفت انگیزی در کیهان پیدا می کنند
کاترین زندونِل‌لا

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9759
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9764
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9765
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/9766

Reference:
https://www.princeton.edu/news/2018/12/17/beyond-einstein-physicists-find-surprising-connections-cosmos

🟣 تهران - حمله شیمیایی به مدرسه‌ دخترانه‌ بنت‌الهدی

*دوده منتسب به ماده ای که سبب مسمومیت دانش آموزان می شود. کسی اطلاعی درباره این ماده دارد؟

🆔 @phys_Q

‍ 🟣 Shock Boson Result Upending Physics Was a Miscalculation, Scientists Say
ByDAVID NIELD

سال گذشته، یک یافته جدید در فیزیک ذرات، دانشمندان را حیرت زده کرد: یک ذره بنیادی که مسئول یکی از چهار نیروی بنیادی یونیورس است، سنگین‌تر از آنچه پیش‌بینی می‌شد، بود.

کشف ناهماهنگی بین جرم های تئوریزه  و آزمایش تجربی بوزون w، بینش‌های جدیدی را فراتر از مدل استاندارد، طرحی نظری که چگونگی رفتار ماده را توصیف می‌کند، نوید داد.
اکنون دانشمندان دوباره همان اعداد را با استفاده از تکنیکی به روز کرده اند، این بار کشف جرم ذره با پیش بینی های مدل استاندارد مطابقت نزدیکی دارد.
در حالی که این بدان معناست که ممکن است نیازی به بازنگری انقلابی در مورد نظریه فعلی فیزیک ذرات نداشته باشیم، و نمی‌توانیم از آن  ناامید شویم. مدل استاندارد فیزیک ذرات تفسیری فرضی از یونیورس پیرامونی بود که در برابر تردید ها مقاومت کرد و باقی ماند ، و تا کنون به خوبی به مجموعه آزمایش هایی که ما موفق به انجام آن شده ایم، پایبند بوده است. در عین حال می‌دانیم که شکاف‌های غیرقابل توضیحی وجود دارد: برای مثال، مدل استاندارد ماده تاریک یا حتی گرانش را در نظر نمی‌گیرد.
در حالی که بوزون W را نمی توان مستقیماً اندازه گیری کرد، اما جرم و انرژی آزاد شده پس از واپاشی آن را می توان اندازه گرفت. قرار دادن دوباره قطعات در کنار هم نیاز به یک رویکرد در نظر گرفته شده و یک نقطه شروع محکم برای دانستن اینکه چگونه ذرات برخوردی در کنار هم نگه داشته شده اند.

آخرین تحقیق، داده‌های سال 2011 را از آزمایش ATLAS در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) در سرن در سوئیس، با استفاده از یک رویکرد آماری تجدیدنظر شده بر اساس درک بهتر فرآیندها، بازتحلیل کرد.‌‌

محققان می گویند خوانش جدید آنها 16 درصد دقیق تر از گذشته و با سطح عدم قطعیت پایین تر است و نتایج سال 2022 از برخورد دهنده  Tevatron در ایالت ایلینوی آمریکا را زیر سوال می برند.
محققان می نویسند: "در حالی که درک دی‌تکتور و همچنین اثرات مشارکت فرآیندهای بک گراند الکتروضعیف و کوارک سر top  تغییر نکرده است، پیشرفت قابل توجهی در فریمورک آماری در زمینه استخراج جرم بوزون W از داده ها حاصل شده است." .

برای این تحقیق جدید، تیم روی رویدادهای برخورد ذرات متمرکز شد که در آن بوزون W به ذرات سبک‌تر واپاشی  می‌شود: الکترون‌ها، میون‌ها و نوترینوها. داده های اضافی جمع آوری شده در سال 2017 به اعتبار سنجی یافته ها کمک کرد.
اندازه گیری Tevatron در 80.4335 گیگاالکترون ولت به دست آمد که یک تفاوت به ظاهر کوچک اما قابل توجه با 80.357 گیگا الکترون ولت پیش بینی شده توسط مدل استاندارد است. آخرین اندازه گیری جرم بوزون W 80.360 گیگاالکترون ولت است که آن را بسیار به جرم پیش بینی شده از نظر تئوری نزدیک می کند.
به عنوان یک کلاس از ذرات، بوزون‌های gauge مانند بوزون W اساساً همکنش بین ذرات بنیادی دیگر را تسهیل می‌کنند. همراه با بوزون Z، بوزون W در فرآیندهایی مانند واپاشی رادیواکتیو و همجوشی هسته‌ای بسیار مهم است.
آندریاس هوکر، فیزیکدان ذرات از تیم ATLAS در آزمایشگاه سرن، می‌گوید: «به‌دلیل وجود یک نوترینوی شناسایی‌نشده در واپاشی ذره، اندازه‌گیری جرم W یکی از چالش‌برانگیزترین اندازه‌گیری‌های دقیقی است که در برخورددهنده‌های هادرون انجام می‌شود.»

"این نیاز به کالیبراسیون بسیار دقیق انرژی ذرات اندازه گیری شده و مومنتای آنها، و ارزیابی دقیق و کنترل عالی عدم قطعیت های مدل سازی دارد."
شایان ذکر است که در حال حاضر این فقط یک یافته اولیه است. اکنون آزمایش‌های بیشتر روی داده‌های جدیدتر در حال انجام است. اگر معلوم شود که مدل استاندارد جرم بوزون W را اشتباه گرفته است، به ذرات و نیروهایی که هنوز کشف نشده اند اشاره می شود. در حال حاضر، به نظر می رسد که شهرت این فرضیه بنیادین در امنیت کامل است.
هوکر می‌گوید: «این نتیجه به‌روزرسانی‌شده از ATLAS یک آزمون سخت‌گیرانه ارائه می‌دهد و سازگاری درک نظری ما از همکنش های الکترو ضعیف  را تأیید می‌کند».
می‌توانید مقاله‌ای را با جزئیات یافته‌های جدید در وب‌سایت سرن بخوانید.‌‌

🆔 @phys_Q

W boson measurements are getting more accurate over time. (ATLAS)‌‌

اندازه گیری بوزون W با گذشت زمان دقیق تر می شود. ( اتلس)‌‌

Reference:
https://www.sciencealert.com/shock-boson-result-upending-physics-was-a-miscalculation-scientists-say

‍ 🟣 آزمایش کرم چاله warmhole  مورد سوال قرار گرفت
قسمت پنجم

✦ پارتیکل بیشتر، مسائل بیشتر

بهار گذشته، در حالی که مقاله نیچر در حال گذراندن فرآیند بررسی همتا peer review بود، سو و همکارانش آزمون تله پورت توسط اسکرامبلینگ  را بر روی دو کامپیوتر کوانتومی که یکی توسط آی‌بی‌ام  IBM و دیگری توسط کوانتینیوم Quantinuum اداره می‌شد، انجام دادند. آنها دموی تله‌پورت خود را «الهام‌گرفته از کرم‌چاله» نامیدند، زیرا می‌دانستند که مدل کوانتومی آن‌ها از یکی از دستور العمل‌های اسکرامبلینگ  غیر گرانشی استفاده می‌کند. در آن زمان، آنها در اینکه  آزمایش تله پورت گرانشی واقعی یک دهه یا بیشتر طول می کشد، تردید داشتند.

برای درک اینکه چرا انجام تله‌پورت گرانشی بسیار دشوار است، باید به خاطر داشت که این رایانه‌های کوانتومی به معنای واقعی کلمه حاوی ابرهای  پارتیکلی که اطلاعات را به دلخواه خود اسکرامبل و آنسکرامبل می‌کنند ، نیستند - در عوض، آنها حاوی کیوبیت ها هستند، که آبجکت هایی هستند که مانند پارتیکل ها عمل می کنند (کیوبیت ها می توانند از اتم های واقعی literal یا مصنوعی artificial ساخته شوند). وقتی دانشمندان کامپیوتر را برنامه ریزی می کنند، به آن می گویند که طبق معادله انرژی که هامیلتونین نامیده شده، تغییرات کوانتومی در کیوبیت ها ایجاد کند. همیلتونین توضیح می دهد که چگونه کیوبیت ها از لحظه ای به لحظه دیگر تغییر می کنند. در واقع، این معادله به آنها اجازه می دهد تا قوانین فیزیک کوانتومی را برای کیوبیت ها کاستومایز customize کنند. همانطور که کامپیوتر کار می کند، نوعی سیمولیشن simulation از نحوه عملکرد ابرهای واقعی پارتیکلی که توسط  قوانین مذکور کنترل می شود، انجام می دهد.

نکته اینجاست: برای نمایش مشخص تله پورت گرانشی، به ابرهای بزرگی از پارتیکل ها نیاز دارید. چقدر بزرگ؟ هرچه بزرگتر بهتر. نظریه پردازان تمام محاسبات را در زمینه ابرهای اساساً بی نهایت بزرگ انجام داده بودند. برای یک آزمایش، محققان همگی موافقند که 100 پارتیکل در هر ابر برای ایمرج emerge رفتار بی چون و چرای indisputable کرمچاله ، کافی ست.‌‌

🆔 @phys_Q

Last year’s experiment was run on seven qubits of Google’s Sycamore quantum computing chip.
Peter Kneffel/dpa/Alamy Live News

‍ 🟣فراتر از اینشتین: فیزیکدانان پیوندهای شگفت انگیزی در کیهان پیدا می کنند
کاترین زندونِل‌لا - قسمت دوم

✦ از تکه های ریز ریسمان

بذر این هم‌خوانی correspondence  در دهه 1970 پاشیده شد، زمانی که محققان در حال بررسی ذرات کوچک ساب اتمیک به نام کوارک بودند. این موجودات مانند عروسک های روسی در داخل پروتون ها لانه می کنند که به نوبه خود اتم هایی را که همه مواد را تشکیل می دهند ایجاد می کنند. در آن زمان، فیزیکدانان ، این شگفتی که هر چقدر هم که دو پروتون را به سختی به هم بکوبید، نمی‌توانید کوارک‌ها را آزاد کنید – آنها در داخل پروتون‌ها محبوس می‌مانند ، را می دانستند.

یکی از افرادی که روی محصور کردن confinement کوارک کار می‌کرد، الکساندر پولیاکوف، استاد فیزیک جوزف هنری پرینستون بود. به نظر می رسد که کوارک ها توسط ذرات دیگری به نام گلوئون به هم چسبیده اند. برای مدتی، محققان فکر می‌کردند گلوئون‌ها می‌توانند به صورت ریسمان‌هایی مونتاژ assemble  شوند که کوارک‌ها را به یکدیگر گره  می‌زنند. پولیاکوف به پیوندی بین تئوری ذرات و نظریه ریسمان نگاه کرد، اما کار به قول پولیاکوف «موج دست» hand-wavy بود و او نمونه‌های دقیقی نداشت.

در همین حال، این ایده که ذرات بنیادی در واقع تکه های bit کوچکی از ریسمان مرتعش vibrational string هستند در حال گسترش بود، و در اواسط دهه 1980، "نظریه ریسمان" تصورات بسیاری از فیزیکدانان برجسته را تحت تأثیر قرار داد.

ایده ساده است: همانطور که یک سیم ویولن مرتعش باعث ایجاد نت های مختلف می شود، ارتعاش هر سیم جرم و رفتار یک ذره را پیش بینی می کند. زیبایی ریاضی مقاومت ناپذیر بود و به موجی از اشتیاق برای نظریه ریسمان به  راهی برای توضیح نه تنها ذرات بلکه خود یونیورس تبدیل شد.‌‌

یکی از همکاران پولیاکوف کلبانوف بود که در سال 1996 دانشیار پرینستون بود و دکترای خود را یک دهه قبل دریافت کرد. در آن سال، کلبانوف به همراه دانشجوی فارغ التحصیل استیون گوبسر و آماندا پیت، دانشیار پژوهشی فوق دکتری، از نظریه ریسمان برای انجام محاسبات درباره گلوئون ها استفاده کردند و سپس یافته های خود را با رویکرد نظریه ریسمان برای درک سیاهچاله مقایسه کردند. آنها از این یافته که هر دو رویکرد پاسخ بسیار مشابهی دارند ، شدیدا سورپرایز شدند. یک سال بعد، کلبانوف نرخ جذب توسط سیاهچاله ها را مطالعه کرد و متوجه شد که کاملا موافق هستند.
آن کار به مثال گلوئون ها و سیاهچاله ها محدود شد. بینش خوان مالداسنا در سال 1997 لازم بود تا قطعات را به یک رابطه کلی تر بکشاند. در آن زمان مالداسینا که دکترای خود را گرفته بود. و یک سال قبل پرینستون، استادیار دانشگاه هاروارد بود. او هم‌خوانی correspondence خاصی از گرانش و نظریه ای که پارتیکل ها را توصیف می کند، آشکار کرد. با دیدن اهمیت حدس مالداسینا، یک تیم در پرینستون متشکل از گوبسر، کلبانوف و پولیاکوف مقاله مرتبطی را دنبال کردند که این ایده را با عبارات دقیق‌تری فرموله می‌کرد.

فیزیکدان دیگری که بلافاصله با این ایده مواجه شد، ادوارد ویتن از موسسه مطالعات پیشرفته (IAS) بود، یک مرکز تحقیقاتی مستقل که در حدود یک مایلی از محوطه دانشگاه قرار دارد، مقاله ای نوشت که این ایده را بیشتر فرموله کرد و ترکیب این سه مقاله در اواخر سال 1997 و اوایل سال 1998 دروازه ها را باز کرد.
ویتن، یک رهبر در زمینه نظریه ریسمان که دکترای خود را در پرینستون در سال 1967 دریافت کرده بود، گفت: این یک نوع ارتباط بنیادین جدید بود.
ویتن که یک استاد مدعو با رتبه استادی در فیزیک در پرینستون است، ادامه داد:" بیست سال بعد، ما به طور کامل با آن کنار نیامده‌ایم."

🆔 @phys_Q

‍ 🟣فراتر از اینشتین: فیزیکدانان پیوندهای شگفت انگیزی در کیهان پیدا می کنند
کاترین زندونِل‌لا - قسمت سوم

✦ دو روی یک سکه

این رابطه relationship به این معنی ست که گرانش و برهمکنش های پارتیکل های ساب‌اتمیک مانند دو روی یک سکه هستند. در یک طرف یک نسخه توسعه یافته از گرانش است که از نظریه نسبیت عام اینشتین در سال 1915 مشتق شده است. در طرف دیگر نظریه ای است که به طور تقریبی رفتار پارتیکل های ساب اتمیک و برهم کنش آنها را توصیف می کند.

نظریه اخیر شامل فهرست پارتیکل ها و نیروها در "مدل استاندارد" ، فریمورکی برای توضیح ماده و برهمکنش های آن است که از آزمایش های دقیق در آزمایش های متعدد، از جمله در برخورد دهنده بزرگ هادرون، جان سالم به در برده است.
رفتارهای کوانتومی در مدل استاندارد توصیف می شوند. دنیای ما، وقتی به سطح پارتیکل ها می رسیم، یک دنیای کوانتومی است.
نکته قابل توجهی که در مدل استاندارد وجود ندارد گرانش است. با این حال رفتار کوانتومی اساس سه نیروی دیگر است، پس چرا گرانش باید مصون بماند؟
فریمورک جدید گرانش را به بحث وارد می کند. البته دقیقاً گرانشی نیست که ما می شناسیم، بلکه یک نسخه کمی تاب خورده است که شامل یک بعد اضافی است. کیهانی که ما می شناسیم دارای چهار بعد است، سه بعد که یک آبجکت را در فضا تعریف می کنند - مثلاً ارتفاع، عرض و عمق میز انیشتین - به علاوه بعد چهارم زمان. توصیف گرانشی بعد پنجمی را اضافه می کند که باعث می شود فضا-زمان تبدیل به یک یونیورس منحنی شود که شامل کپی هایی از فضای تخت چهاربعدی آشنا است که بر اساس جایی که در بعد پنجم یافت می شوند، تغییر مقیاس داده شده است. این فضازمان منحنی شگفت انگیز به نام ، همکار آلمانی اینشتین ، ستاره شناس ویلم دی سیتر ، فضای آنتی دی سیتر (AdS) نامیده می شود.

پیشرفت در اواخر دهه 1990 این بود که محاسبات ریاضی لبه یا مرز این فضای آنتی دی سیتر را می توان برای مسائل مربوط به رفتارهای کوانتومی پارتیکل های ساب اتمیک که توسط یک رابطه ریاضی به نام نظریه میدان کانفورمال (CFT) توصیف شده است، اعمال کرد. این رابطه پیوندی را که پولیاکوف قبلاً به آن اشاره کرده بود، بین نظریه پارتیکل ها در چهار بعد فضا-زمان و نظریه ریسمان در پنج بعد فراهم می کند. این رابطه اکنون با نام‌های متعددی وجود دارد که گرانش را به پارتیکل ها مرتبط می‌کند، اما بیشتر محققان آن را هم خوانی یا correspondence AdS/CFT (تلفظ A-D-S-C-F-T) می‌نامند.‌‌

🆔 @phys_Q

‍ 🟣فراتر از اینشتین: فیزیکدانان پیوندهای شگفت انگیزی در کیهان پیدا می کنند
کاترین زندونِل‌لا - قسمت چهارم

✦ پرداختن به سوالات بزرگ

این هم‌خوانی correspondence ، به ظاهر کاربردهای عملی بسیاری دارد. برای مثال سیاهچاله ها را در نظر بگیرید. فیزیکدان فقید، استیون هاوکینگ، جامعه فیزیک را با کشف اینکه سیاهچاله ها دارای دمایی هستند که به وجود می آورند سورپرایز کرد زیرا هر پارتیکلی که درون سیاهچاله سقوط می کند دارای یک ذره درهم تنیده است که می تواند به عنوان گرما فرار کند.

تاداشی تاکایاناگی و شینسی ریو که در آن زمان در دانشگاه کالیفرنیا-سانتا باربارا بودند، با استفاده از AdS/CFT، روش جدیدی برای مطالعه کشف کردند.
درهم تنیدگی از نظر هندسی، گسترش بینش هاوکینگ به شیوه ای که کارشناسان آن را کاملاً قابل توجه می دانند، بود.
در مثالی دیگر، محققان از AdS/CFT برای تعیین نظریه آشوبناک chaos استفاده می‌کنند، که می‌گوید یک رویداد رندوم و بی‌اهمیت مانند تکان دادن بال‌های پروانه می‌تواند منجر به تغییرات عظیم در یک سیستم در مقیاس بزرگ مانند یک طوفان در دور دست شود. محاسبات آشوب chaos دشوار است، اما به سیاهچاله ها - که یکی از آشوبناک ترین سیستم های کوانتومی ممکن هستند - می تواند کمک کند. کار استفن شنکر و داگلاس استنفورد در دانشگاه استنفورد، همراه با مالداسینا ، نشان می دهد که چگونه سیاهچاله ها از طریق AdS/CFT می توانند آشوب کوانتومی را مدل کنند.

یکی از سؤالات باز که مالداسینا امیدوار است هم‌خوانی AdS/CFT به آن پاسخ دهد، این سؤال است که در داخل سیاهچاله چگونه است، جایی که یک ناحیه بی نهایت چگال و متراکم به نام تکینگی singularity در آن قرار دارد. مالداسینا که اکنون پروفسور کارل پی فیشنبرگ در IAS است، گفت: اکنون، این رابطه تصویری از سیاهچاله را به ما می دهد که از بیرون دیده می شود.

مالداسینا گفت: "ما امیدواریم که تکینگی درون سیاهچاله را درک کنیم. درک این موضوع احتمالاً به درس‌های جالبی برای مهبانگ منجر می‌شود."

رابطه بین گرانش و ریسمان همچنین در ابتدا با کار پولیاکوف و ویتن، و بعداً توسط کلبانوف و مت استراسلر که در آن زمان در IAS بود، نور جدیدی بر محصور شدگی Confine کوارک ها انداخت.
اینها فقط چند نمونه از نحوه استفاده از این رابطه relationship هستند. گوبسر که امروز استاد فیزیک در پرینستون است، گفت: «این یک ایده فوق العاده موفق است. توجه فرد را بر می انگیزد و شما را درگیر می کند، در فیلد های دیگر تحقیقاتی را درگیر می کند و به شما سرنخی در مورد فیزیک نظری می‌دهد که بسیار قانع‌کننده است.»

این رابطه حتی ممکن است ماهیت کوانتومی گرانش را باز کند. ویتن گفت: " این یکی از بهترین سرنخ‌های ما برای درک گرانش از دیدگاه کوانتومی است. از آنجایی که ما نمی دانیم هنوز چه چیزی کم است، نمی توانم به شما بگویم که در نهایت این تصویر چقدر بزرگ خواهد بود."

با این حال، هم‌خوانی AdS/CFT، اگرچه قدرتمند است، اما بر یک نسخه ساده شده از فضازمان متکی است که دقیقاً شبیه یونیورس واقعی نیست. محققان در حال تلاش برای یافتن راه‌هایی برای کاربرد گسترده‌تر این نظریه در دنیای روزمره هستند، از جمله تحقیقات گوبسر در مورد مدل‌سازی برخورد یون‌های سنگین و همچنین ابررساناهای با دمای بالا.
همچنین در لیست کارهایی که باید انجام دهید، اویدنسی برای این هم‌خوانی ایجاد کنید که بر اساس اصول فیزیکی بنیادین است. هرمان ورلیند، استاد فیزیک کلاس 1909 پرینستون، رئیس دپارتمان فیزیک و متخصص در نظریه ریسمان، که فضای اداری را با میز اینشتین مشترک است، گفت: " بعید است که اینشتین بدون اثبات راضی شود."

ورلینده گفت: «گاهی اوقات تصور می‌کنم او هنوز آنجا نشسته است، و نمی‌دانم که او درباره پیشرفت ما چه فکر می‌کند.»

این مقاله در ابتدا در مجله تحقیقاتی سالانه دانشگاه Discovery: Research at Princeton منتشر شد.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣It doesn't matter how beautiful your theory is, it doesn't matter how smart you are. If it doesn't agree with experiment, it's wrong. In that simple statement is the key to science.‌‌

🔺مهم نیست تئوری شما چقدر زیباست، مهم نیست چقدر باهوش هستید. اگر با آزمایش موافق نباشد، اشتباه است. بیان ساده کلید علم است.‌‌

-ریچارد فیلیپس فاینمن
🆔 @phys_Q