🟣آگاهی، کوانتوم و سوءاستفاده از علم

سال‌هاست برخی مبلغان مذهبی و مدعیان شبه‌علم، با استناد به «تفسیر فون نویمان–ویگنر» چنین القا می‌کنند که «آگاهی انسان واقعیت را می‌آفریند»

تفسیر فون نویمان–ویگنر تنها یکی از ده‌ها تفسیر مکانیک کوانتومی است؛ که هرگز به اجماع جامعه فیزیک نرسید و امروزه بیشتر فیزیکدانان آن را مبنای پژوهش‌های خود قرار نمی‌دهند. تاکنون هیچ آزمایش تجربی نشان نداده است که «آگاهی انسان» عامل فروپاشی تابع موج باشد.

در چارچوب مکانیک کوانتومی، آشکارسازها، برهم‌کنش با محیط و دی‌کوهرنس Decoherence می‌توانند رفتار سیستم را بدون نیاز به فرض حضور یک ذهن آگاه توضیح دهند. ازاین‌رو، پیوند زدن مفاهیمی مانند روح، معجزه، انرژی‌های ماورایی یا اثبات آموزه‌های دینی به مکانیک کوانتومی، نه فیزیک است و نه استدلال علمی؛ بلکه برداشتی شبه‌علمی است.

علم بر پایه شواهد، آزمایش و ابطال‌پذیری بنا شده است، نه بر تفسیرهای دلخواه از مفاهیم پیچیده.

کوانتوم، اثبات‌کننده هیچ مذهب، ایدئولوژی یا باور فراطبیعی نیست؛ بلکه یکی از دقیق‌ترین نظریه‌های علمی برای توصیف طبیعت است.

🆔@phys_Q

🟣 مکانیک نیوتونی
مکانیک نیوتنی شاخه‌ای از فیزیک کلاسیک است که توضیح می‌دهد اجسام تحت تأثیر نیروها چگونه حرکت می‌کنند.

رابطه بنیادی آن عبارت است از:

F = ma = dp/dt

که در آن F نیرو، m جرم، a شتاب و p تکانه است.

اما نیرو تنها راه توصیف حرکت نیست.

مکانیک لاگرانژی یک فرمول‌بندی معادل برای مکانیک کلاسیک است که حرکت را با استفاده از انرژی و نه مستقیماً با استفاده از نیروها توصیف می‌کند. لاگرانژی را به صورت زیر تعریف می‌کند:

L = T − V

که در آن L لاگرانژی، T انرژی جنبشی و V انرژی پتانسیل است.

به جای پرسیدن اینکه چه نیروهایی بر یک جسم وارد می‌شوند، مکانیک لاگرانژی مسیری را تعیین می‌کند که عمل را ایستا می‌سازد. این رویکرد زیبا همان پیش‌بینی‌های فیزیکی را که مکانیک نیوتنی ارائه می‌دهد، تولید می‌کند و پایه‌ای برای بسیاری از حوزه‌های فیزیک مدرن است.

🆔@phys_Q

🫆فیزیکدانان آماتور هنگام مطالعه مطالب چنل

🆔@phys_Q

🫆چرا کش هنگام کشیده شدن در دوربین حرارتی گرم‌تر دیده می‌شود؟ 🌡️
شاید تصور کنید وقتی یک کش را می‌کشید، فقط انرژی در آن ذخیره می‌شود؛ اما واقعیت جالب‌تر از این است.
وقتی کش را می‌کشید، زنجیره‌های بلند مولکولی لاستیک که در حالت عادی به‌صورت درهم‌پیچیده و نامنظم هستند، به‌تدریج منظم و کشیده می‌شوند. این کاهش بی‌نظمی (آنتروپی) باعث می‌شود بخشی از انرژی مکانیکی که به کش وارد کرده‌اید، به گرما تبدیل شود. به همین دلیل، دوربین حرارتی افزایش دمای کش را ثبت می‌کند.
اما شگفتی اصلی زمانی رخ می‌دهد که کش را رها می‌کنید!
پس از رها شدن، زنجیره‌های مولکولی دوباره به حالت نامنظم خود بازمی‌گردند. برای این افزایش آنتروپی، کش مقداری گرما از خودش یا محیط جذب می‌کند و در نتیجه، برای چند لحظه سردتر از قبل دیده می‌شود.
این پدیده که به اثر گوف–ژول (Gough–Joule Effect) معروف است، نمونه‌ای زیبا از پیوند میان ترمودینامیک، آنتروپی و فیزیک پلیمرها است؛ جایی که تنها با کشیدن یک کش ساده، می‌توان قوانین عمیق فیزیک را در عمل مشاهده کرد.
📡 @phys_Q

🫆در سال ۱۹۳۵ آلبرت اینشتین و ناتان روزن یک راه حل را برای معادلات میدان اینشتین پیشنهاد کردند که بعنوان پل اینشتین روزن یا کرم‌چاله شناخته می شود . در همان سال اینشتین ، پودولسکی و روزن مقاله EPR را منتشر کردند که   همبستگی های غیرموضع nonlocal correlation شگرف پیش بینی شده توسط مکانیک کوانتومی را پررنگ میکرد.

در سال ۲۰۱۳ خوان مالداسینا و لئونارد ساسکیند حدس ER=EPR را پیشنهاد دادند که نشان میدهد هر جفت از پارتیکل های درهمتنیده شاید توسط یک کرم‌چاله غیرقابل عبور non traversable کانکت شده باشند . این یک فکت اثبات شده نیست اما ایده ای نظریست که به اتحاد مکانیک کوانتومی و نسبیت عام کمک می کند .

در حال حاضر هیچ شواهد تجربی مبنی بر ER=EPR وجود ندارد اما این بعنوان یکی از جذاب ترین ایده های فیزیک نظری مدرن باقی می ماند که احتمال وجود پیوندی بین هندسه فضازمان و اتصالات کوانتومی موجود بین پارتیکل ها ، را مطرح می کند .

🆔@phys_Q

🫆معادله شرودینگر یکی از معادلات اصلی فیزیک کوانتومیست و توصیف می‌کند که چگونه تابع موج یک ذره در طول زمان و فضا تکامل می‌یابد. برخلاف دقت مسیر کلاسیک ، تابع موج حاوی اطلاعاتی درباره احتمالات مکانیست که ممکن ست ذره در آن آشکار شود. کمیتی که می‌توان آن را به صورت تجربی اندازه‌گیری کرد، قدرمطلق مربع تابع موج که چگالی احتمال یافتن ذره در مکان خاص را ارائه می‌دهد. راه‌حل‌های موجی به طور طبیعی به این دلیل پدید می‌آیند که یک معادله دیفرانسیل مرتبه دوم ، که توابع نوسانگر را به عنوان راه‌حل‌های بنیادی ایجاد می‌کند. توابع موج کوانتومی همچنین دارای مقادیر مختلط هستند و شامل اجزای حقیقی و موهومی اند که با هم تکامل می‌یابند تا حالت کامل سیستم را تعریف کنند. وقتی امواج ترکیب می‌شوند، می‌توانند بسته‌های موج لوکال تشکیل دهند که پارتیکل‌سانند و بسته‌های موج به دلیل اصل عدم قطعیت در طول زمان پخش می‌شوند، در حالی که در سیستم‌های محبوس مانند اتم‌ها، الگوهای موج ایستای پایدار به نام اوربیتال‌ها را تشکیل می‌دهند. این اوربیتال‌ها سطوح انرژی گسسته و توزیع‌های احتمالی را تعیین می‌کنند که ساختار ماده را کنترل می‌کنند.
🆔@phys_Q

🫆در نظریه میدان‌های کوانتومی، خلأ به معنای «هیچ» نیست، بلکه حالت پایه‌ی میدان‌های کوانتومی است. حتی در این حالت نیز به دلیل اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، میدان‌ها دارای نوسانات نقطه‌صفر هستند و عملگرهای میدان هرگز مقدار صفر قطعی ندارند.

چگالی انرژی خلأ از مجموع انرژی نقطه‌صفر همه مدهای میدان به دست می‌آید. این کمیت در محاسبات خام واگرا است و برای استخراج مقادیر فیزیکی باید از روش‌های بازبهنجاری (Renormalization) یا منظم‌سازی (Regularization) استفاده شود. اثر کاسیمیر نمونه‌ای از پیامدهای قابل اندازه‌گیری این نوسانات است؛ جایی که اختلاف انرژی خلأ میان دو پیکربندی هندسی، نیرویی واقعی ایجاد می‌کند.

زمانی که چگالی انرژی خلأ با ثابت کیهان‌شناسی مقایسه می‌شود، یکی از بزرگ‌ترین ناسازگاری‌های فیزیک نظری آشکار می‌شود: برآوردهای نظریِ انرژی خلأ، بسته به برش فرابنفش، می‌توانند تا حدود 10¹²⁰برابر بزرگ‌تر از مقدار استنباط‌شده از شتاب انبساط کیهان باشند. این اختلاف عظیم، به «مسئله ثابت کیهان‌شناسی» شهرت دارد و همچنان یکی از عمیق‌ترین مسائل حل‌نشده در پیوند میان نظریه میدان‌های کوانتومی و گرانش است.

🆔@phys_Q

🟣گراف متفاوتی از تمام ذرات و نیروها
ساختار پنهان گیتی



Chapter ¹ - https://t.me/phys_Q/5659

Chapter ² - https://t.me/phys_Q/5660

Chapter ³ - https://t.me/phys_Q/5661

Chapter ⁴ - https://t.me/phys_Q/5671

Chapter ⁵ - https://t.me/phys_Q/5672

Chapter ⁶ - https://t.me/phys_Q/5682

Chapter ⁷ - https://t.me/phys_Q/5686

Chapter ⁸ - https://t.me/phys_Q/5701

Chapter ⁹ - https://t.me/phys_Q/5702

Chapter ¹⁰ - https://t.me/phys_Q/5703

Final ¹¹ - https://t.me/phys_Q/5709

.

Chirality - https://t.me/phys_Q/5657

https://www.quantamagazine.org/a-new-map-of-the-standard-model-of-particle-physics-20201022/

💢 کایرالیته (Chirality) — دست‌سانی
کایرالیته یا «دست‌سانی» به ویژگی یک سامانه گفته می‌شود که با تصویر آینه‌ای خود برهم‌نهشت‌پذیر نیست؛ درست مانند دست چپ و راست انسان که تصویر آینه‌ای یکدیگرند، اما نمی‌توان یکی را با چرخش ساده بر دیگری منطبق کرد. این مفهوم هم در شیمی و هم در فیزیک، به‌ویژه در فیزیک ذرات، اهمیت بنیادی دارد.
در فیزیک ذرات باید میان کایرالیته و هلیکیتی (Helicity) تمایز قائل شد. هلیکیتی به جهت اسپین نسبت به تکانه مربوط است: اگر مؤلفهٔ اسپین در راستای تکانه باشد، ذره هلیکیتی راست‌دست و اگر در خلاف جهت آن باشد، هلیکیتی چپ‌دست دارد. اما کایرالیته یک ویژگی کوانتومی متفاوت است که به نحوهٔ تبدیل مؤلفه‌های میدان تحت تبدیلات لورنتس مربوط می‌شود. برای ذرات بی‌جرم، کایرالیته و هلیکیتی با یکدیگر متناظرند؛ اما برای ذرات دارای جرم، این دو مفهوم الزاماً یکسان نیستند.
کایرالیته در مدل استاندارد فیزیک ذرات نقشی اساسی دارد. برهم‌کنش ضعیف میان مؤلفه‌های چپ‌کایرال فرمیون‌ها و بوزون‌های پیمانه‌ای ساختار نامتقارن جهان ذرات را آشکار می‌کند؛ به همین دلیل، برهم‌کنش ضعیف نسبت به تقارن آینه‌ای، یعنی پاریته (P)، نقض بنیادی نشان می‌دهد.
یکی از نتایج عمیق نظریه‌های میدان کوانتومی، ناهنجاری کایرال (Chiral Anomaly) است. در برخی نظریه‌ها، جریانی که در سطح کلاسیکی پایسته به نظر می‌رسد، پس از کوانتیده‌کردن نظریه دیگر دقیقاً پایسته نیست. این پدیده در دههٔ ۱۹۶۰ توسط پژوهش‌های مستقل آدلر، بل و جکایو مورد بررسی قرار گرفت و به «ناهنجاری آدلر–بل–جکایو» (ABJ anomaly) معروف است.
با این حال، ناهنجاری کایرال به‌تنهایی توضیح پذیرفته‌شده‌ای برای فزونی ماده بر پادماده نیست. باریون‌زایی در جهان اولیه به سازوکاری نیاز دارد که شرایطی مانند نقض عدد باریونی، نقض C و CP و خروج از تعادل گرمایی را فراهم کند؛ این شرایط در قالب معیارهای سخاروف (Sakharov conditions) بیان می‌شوند. ناهنجاری کایرال در برخی سناریوهای باریون‌زایی و لپتون‌زایی می‌تواند نقش داشته باشد، اما نمی‌توان آن را به‌تنهایی علت باریون‌زایی دانست.
کایرالیته البته فقط به فیزیک ذرات محدود نیست. در شیمی، بسیاری از مولکول‌ها کایرال‌اند و دو فرم آینه‌ای آنها، یعنی انانتیومرها، می‌توانند خواص زیستی بسیار متفاوتی داشته باشند. در مادهٔ چگال نیز موادی مانند بلورهای مایع کلستریک ساختار مارپیچیِ دست‌سان دارند.
در نتیجه، کایرالیته یکی از مفاهیمی است که در مقیاس‌های مختلف طبیعت، از ساختار مولکول‌ها تا ساختار بنیادی میدان‌های کوانتومی، تقارن آینه‌ای و شکستن آن را به یکدیگر پیوند می‌دهد.
@phys_Q

🟣نانسی رومن پرتاب شد؛ تلسکوپ جدید ناسا برای آشکارسازی ماهیت جهان و دنیاهای بیگانه

نانسی رومن پرتاب شد؛ تلسکوپ جدید ناسا برای آشکارسازی ماهیت جهان و دنیاهای بیگانه

نانسی رومن، تلسکوپ پرچمدار جدید ناسا سفر چند ماهه خود به نقطه لاگرانژی ۲ را آغاز کرد تا عصری جدید در کشف اسرار جهان را رقم بزند.

موشک فالکون هوی اسپیس‌ایکس امروز یکشنبه جدیدترین تلسکوپ پرچم‌دار ناسا را با هدف بررسی ماهیت کیهان و کشف هزاران سیاره فراخورشیدی به فضا فرستاد.

فالکون هوی ساعت ۷:۲۶ صبح به وقت ساحل شرقی آمریکا (۱۴:۵۶ به وقت ایران) از مجتمع پرتاب 39A در مرکز فضایی کندی به فضا رفت. محموله موشک، یعنی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، ۳۱ دقیقه بعد از مرحله فوقانی موشک جدا شد. دو بوستر جانبی موشک در دو سکوی مجزا در پایگاه نیروی فضایی کیپ کاناورال فرود آمدند، اما بوستر مرکزی به‌دلیل نیاز به تأمین انرژی بیشتر برای رساندن محموله به مسیر موردنظر و نداشتن سوخت کافی برای بازگشت، بازیابی نشد.

پرتاب تلسکوپ رومن سیزدهمین مأموریت فالکون هوی از زمان نخستین پرتاب آن در سال ۲۰۱۸ بود. این مأموریت همچنین پس از پرتاب کاوشگر سیارکی سایکی در اکتبر ۲۰۲۳ و فضاپیمای اروپا کلیپر به مقصد مشتری در سال ۲۰۲۴، سومین مأموریت فالکون هوی برای ناسا محسوب می‌شد.

رومن صد روز آینده را در مسیر رسیدن به نقطه لاگرانژی ۲ (L2) در سامانه زمین–خورشید سپری خواهد کرد؛ نقطه‌ای در فاصله تقریباً ۱٫۵ میلیون کیلومتری از زمین که تلسکوپ جیمز وب نیز در آن قرار دارد. مهندسان در طول این سفر، فرایند راه‌اندازی و آزمایش فضاپیمای ۹۲۰۰ کیلوگرمی و ابزارهای علمی آن را انجام خواهند داد.

فرایند راه‌اندازی تلسکوپ ظرف یک ساعت پس از جدایی از موشک آغاز می‌شود و شامل گشودن صفحات خورشیدی و سپر حرارتی فضاپیما خواهد بود. یک مانور اصلاح مسیر برای یک روز پس از پرتاب و مانور دوم برای سه روز بعد برنامه‌ریزی شده است. بااین‌حال، جکی تاون‌سند، مدیر پروژه رومن، در نشستی خبری در ۲۹ اوت گفت بسته به میزان دقت پرتاب، ممکن است مدت زمان مانور نخست کاهش یابد و مانور دوم به‌طور کامل حذف شود.

تاون‌سند گفت ۱۰ روز نخست راه‌اندازی به بازکردن اجزای فضاپیما و فرایند تخلیه گاز اختصاص خواهد داشت. ۳۰ روز بعد نیز بر راه‌اندازی خود فضاپیما متمرکز خواهد بود؛ یعنی «اطمینان حاصل کنیم که تمام بخش‌های زیرساختی فضاپیما وظایف خود را به‌درستی انجام می‌دهند.»

۴۵ روز دیگر نیز به راه‌اندازی ابزارهای علمی فضاپیما اختصاص خواهد یافت. به گفته تاون‌سند، در روز ۹۰ام پس از پرتاب، رومن باید آماده باشد «تا وارد مرحله عملیات علمی اولیه شود.»

کشف عناصر سازنده کیهان
رومن با هزینه ۴٫۳ میلیارد دلار، جدیدترین تلسکوپ فضایی پرچم‌دار ناسا است. مأموریت اصلی آن پنج سال طول خواهد کشید، اما سوخت کافی برای فعالیت در مداری هاله‌ای پیرامون نقطه L2 دست‌کم به مدت ۱۰ سال را در اختیار دارد.

ابزار علمی اصلی رومن، «تصویربردار میدان عریض» است؛ دوربینی ۳۰۰ مگاپیکسلی که عمدتاً برای چندین طرح پیمایش نجومی که اخترشناسان برای مأموریت پنج‌ساله اصلی تلسکوپ برنامه‌ریزی کرده‌اند، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

میدان دید رومن ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از تلسکوپ فضایی هابل است و می‌تواند بسیار سریع‌تر میدان دید خود را نیز تغییر دهد. جولی مک‌انری، دانشمند ارشد پروژه تلسکوپ رومن، در نشست خبری ۲۹ اوت گفت: «ما می‌توانیم آسمان را بیش از هزار برابر سریع‌تر از هابل پیمایش کنیم. پیمایشی که برای رومن یک ماه طول می‌کشد، برای هابل یک قرن زمان می‌برد.»

به گفته مک‌انری، همین سرعت بالا به رومن امکان خواهد داد به «پرسش‌های کاملاً جدید و بلندپروازانه علمی» پاسخ دهد. یکی از مهم‌ترین اهداف، درک بهتر انرژی تاریک و ماده تاریک است؛ دو عنصری که در مجموع حدود ۹۵ درصد کیهان را تشکیل می‌دهند، اما همچنان تا حد زیادی برای اخترشناسان ناشناخته هستند.

«پیمایشی که برای رومن یک ماه طول می‌کشد، برای هابل یک قرن زمان می‌برد»

لوکاس پاگانینی، مدیر برنامه تلسکوپ رومن در مقر ناسا، گفت: «ما در آستانه کشف این راز هستیم که کیهان از چه چیزی ساخته شده است.»

https://spacedaily.com/t-roman-space-telescope-1999-roots-2020-launch-cancellations-august-30-2026/
🆔@phys_Q

🟣انتگرال

🫆از سطوح تا حجم‌ها و جریان‌ها، انتگرال‌ها انواع تخصصی دارند.

انتگرال تک‌متغیره ، مساحت زیر منحنی را محاسبه می‌کند. انتگرال خطی ، انباشت یک تابع در امتداد  مسیرها محاسبه می‌کند. انتگرال‌های لباگ ، انتگرال لباگ  چارچوب انتگرال‌گیری را تعمیم می‌دهد و امکان انتگرال‌گیری نسبت به یک اندازهٔ عمومی ، از جمله برای توابع پیچیده‌تر، را فراهم می‌کند.
انتگرال دوگانه  برای محاسبهٔ حجمِ زیر یک سطح روی ناحیهٔ  به‌کار می‌رود.
انتگرال شار ، شارِ میدان برداری  را از یک سطح  محاسبه می‌کند و در نتیجه میزان «جریان عبوری» از سطح را به دست می‌دهد.
انتگرال سه‌گانه برای محاسبهٔ انتگرال یک تابع روی یک ناحیهٔ سه‌بعدی ، از جمله محاسبهٔ حجم یا مقدار کل یک کمیت در یک حجم، استفاده می‌شود.

🆔@phys_Q

🟣سامانه خورشیدی از پرسپکتیو تئوری نسبیت عام

🆔@phys_Q

🟣ماده، زمان و ساختار فضازمان؛ چرا تفکیک این مفاهیم ساده نیست؟

تفکیک «ماده» matter از «زمان» time به‌عنوان دو موجودیت کاملاً مستقل، در چارچوب فیزیک مدرن چندان دقیق نیست. در نسبیت خاص و عام، زمان به‌تنهایی یک پارامتر مستقل از فضا نیست؛ بلکه همراه با سه بعد مکانی، ساختار چهاربعدی فضازمان را تشکیل می‌دهد.
اما مسئله در نسبیت عام عمیق‌تر می‌شود.
در نظریه اینشتین، فضازمان یک صحنهٔ ثابت و منفعل نیست که ماده صرفاً درون آن قرار گرفته باشد. توزیع ماده و انرژی، هندسهٔ فضازمان را تعیین می‌کند و هندسهٔ فضازمان نیز حرکت ماده و انرژی را تعیین می‌کند.
به بیان مشهور جان ویلر:

«ماده به فضازمان می‌گوید چگونه خم شود؛ فضازمان به ماده می‌گوید چگونه حرکت کند.»

حتی گرانش در نسبیت عام صرفاً یک «نیرو» force در معنای نیوتنی نیست؛ بلکه نتیجهٔ ساختار هندسی فضازمان است.
از سوی دیگر، در نظریه میدان کوانتومی نیز ماده به‌عنوان مجموعه‌ای از ذرات کلاسیکِ مستقل از زمینه توصیف نمی‌شود؛ ذرات، برانگیختگی‌های کوانتومی میدان‌های بنیادی‌اند که بر روی ساختار فضازمان تعریف می‌شوند. دینامیک این میدان‌ها نیز به ساختار «فضازمانی» spacetime بستگی دارد.
البته در تئوری نسبیت relativity باید میان دو مفهوم تمایز گذاشت:
ماده ≠ فضازمان
نسبیت عام نمی‌گوید ماده یکی از «حالت‌های فضازمان» است. بلکه می‌گوید ماده و انرژی با هندسهٔ فضازمان به‌صورت دینامیکی و دوسویه مرتبط‌اند.
اما در تئوری میدان کوانتومی QFT ، ذرات particles حالت های برانگیخته میادین کوانتومی هستند .
از این منظر، پرسش «ماده بنیادی‌تر است یا زمان؟» بدون مشخص‌کردن چارچوب نظری، پرسشی کاملاً فیزیکی نیست؛ بلکه به قلمرو فلسفهٔ فیزیک و متافیزیک نزدیک می‌شود.
پرسش عمیق‌تر این است:
آیا فضا، زمان، ماده و میدان‌ها واقعاً اجزای بنیادی واقعیت‌اند reality، یا همگی پدیده‌هایی برآمده یا ظهوریافته emergence از ساختاری بنیادی‌تر هستند؟
این پرسش هنوز یکی از مسائل باز در مرز میان نسبیت عام، نظریه میدان کوانتومی و گرانش کوانتومی است.
🆔@phys_Q