🎥 آموزش شماره 5 مکانیک کوانتوم

🎥 مکانیک کوانتومی چیست ؟

#احتمالات

#هــــــــــیگـز_ژورنــــــال

t.me/higgs_journals

#هــــــــــیگـز_فیـــــــلد

t.me/higgs_field

#ریچارد #فاینمن در مورد آمار و احتمالات مکانیک کوانتوم می گوید : آیا معنی این حرف (احتمالات در مکانیک کوانتوم) این است که فیزیک که علمی است بسیار دقیق، تا آن قدر پایین آمده که فقط احتمال رویدادها را محاسبه می کند و نه این که دقیقا پیش بینی کند چه روی خواهد داد؟ بله. این عقب نشینی است، اما همین هست که هست. طبیعت به ما اجازه داده فقط احتمال ها را محاسبه کنیم و با این حال علم فرو نریخته. پس امیدوارم طبیعت را همانطور که هست بپذیرید یعنی نامعقول!


#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

رنگین کمان قوس نیست.
یک دایره کامل هست.
فقط از طریق هواپیما میتوان به صورت کامل دید.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

ماشين دائمى كه با نيروى جاذبه كار ميكند.



میتوان از انرژی امواج استفاده نمود یا از انرژی پتانسیل گرانشی آب پشت سد ، استفاده کرد اما نمیتوان دستگاهی ساخت که اصطکاک نداشته باشد و پایستگی انرژی را نقض کند . در واقع آب پشت سد پس از چرخاندن توربین ها نمیتواند رو به بالا بازگردد و دوباره پشت سد ذخیره شود مگر آنکه با صرف انرژی آب را رو به بالا پمپ کنیم . در چرخ روبرو یک موتور کوچک تعبیه شده است .

شگفتی های نیروی الکترو مغناطیسی

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

ریاضیات خالص، به نوبه خود، شعری از ایده‌های منطقیست.

"آلبرت انیشتین"


#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

عکاسی در آتن به مدت شش ماه از نقطه‌ای ثابت از خورشید عکس گرفته است

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ سیر تکاملی مکانیک کوآنتومی
#پارت_دوم
#میدان_هیگز
در قسمت اول سیر زمانی نظریه ی کوانتوم، کشفیاتی که زمینه های پیدایش نظریه ی کوانتوم را فراهم کرد را مرور کردیم. در این قسمت، تاریخچه ی نظریه کوانتوم در قرن ۲۰ را مرور می کنیم. 


"به دلیل تعداد بسیار زیاد رویدادهای قرن بیستم، تنها کشف های مهم تر را بررسی کرده ایم"

۱۹۰۰: ماکس پلانک برای توضیح رفتار جسم سیاه، مفهوم بسته های انرژی الکترومغناطیس یا همان انرژی های کوانتیزه شده را می دهد. در واقع این رویداد را می توان شروع نظریه ی کوانتوم دانست.
۱۹۰۲: گیلبرت لوییس برای توضیح قاعده ی اکتت، نظریه ی “اتم مکعبی” را ارائه می دهد. طبق این نظریه، الکترون ها مانند نقاطی در گوشه ی یک مکعب جای گرفته اند.
۱۹۰۵: آلبرت اینشتین اثر فوتوالکتریک (که در سال ۱۸۸۷ توسط هرتز کشف شده بود) را با استفاده از فرضیه ی کوانتوم پلانک توضیح میدهد و نام فوتون را برای اولین بار در مورد بسته های انرژی نور به کار می برد.
۱۹۰۵: باز هم اینشتین اثرات حرکت براونی را ناشی از انرژی جنبشی اتم ها توضیح میدهد.
۱۹۰۵: باز هم اینشتین! نظریه ی نسبیت خاص و هم ارزی جرم و انرژی را ارائه می کند.
۱۹۰۷: ارنست رادرفورد آزمایش ورقه ی طلا را انجام میدهد و مدل اتمی خود را ارائه می دهد.
۱۹۰۹: تیلور الگوی تداخلی نور را نشان می دهد.
۱۹۱۲: ویکتور هس، وجود تابش کیهانی را کشف می کند.
۱۹۱۲: استدلال های ریاضیاتی را در تایید ماهیت کوانتومی انرژی ارائه می کند.
۱۹۱۳: میلیکان نتایج آزمایش قطره ی روغن خود را منتشر می کند که توسط آن، بار الکتریکی الکترون تعیین می شود. این یافته ی مهم، محاسبه ی ثابت آووگادرو و همچنین وزن اتمی اتم های هر عنصر را امکان پذیر می کند.
۱۹۱۳: نیلز بور برای توضیح فرمول ریدبرگ (۱۸۸۸)، مدل اتمی خود را ارائه می کند. یعنی بارهای منفی که در فواصل کوانتومی معینی و حول هسته ای با بار مثبت می چرخند. این فواصل عین در واقع مدارهای کروی با انرژی معینی که حرکت الکترون ها بین آنها، به تابش یا جذب کوانتوم ها انرژی نیاز دارد.
۱۹۱۵: آلبرت اینشتین، نظریه ی نسبیت عام خود را ارائه می دهد که در واقع بیان می کند که فضا و زمان چگونگی به یکدیگر مرتبط اند.
۱۹۱۶: آرنولد سامرفیلد برای توجیه اثر زیمن (۱۸۹۶)، مدارهای بیضی شکل را علاوه بر مدارهای کروی پیشنهاد می دهد.
۱۹۱۹: لانگمویر مفهوم پیوند کووالانسی را مطرح می کند.
۱۹۲۲: آرتور کامپتون درمی یابد که طول موج های پرتوی ایکس به علت پراش انرژی تابشی الکترون های آزاد افزایش می یابد و کوانتای پخش شده انرژی کمتری نسبت به کوانتای اصلی دارد که این کشف به عنوان اثر کامپتون شناخته می شود که در واقع مفهوم ذره ای تابش الکترومغناطیس را اثبات می کند.
۱۹۲۳: لویی دوبروی دوگانگی موج-ذره را به ذرات تعمیم می دهد.
۱۹۲۴: بوز، قانون پلانک را با استفاده از یک قانون آماری جدید که بر بوزون ها حکمفرمایی می کند، توضیح می دهد و اینشتین آن را برای پیش بینی حالت چگالیده ی بوز-اینشتین تعمیم میدهد. این نظریه، به عنوان آمار بوز-اینشتین شناخته می شود.
۱۹۲۴: ولفگانگ پائولی، اصل طرد پائولی را ارائه می کند.

کانال #مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
کانال #مقالات_هیگز
t.me/higgs_journals

#موج_ایستاده که با عنوان موج ساکن نیز شناخته می‌شود موجی است که دامنهٔ نوسان هر نقطهٔ خاص در طول محور موج، مقداری ثابت است. موج ساکن از تداخل امواج رَوَنده و بازتابیده تولید می‌شود.
به عنوان مثال، زمانی که تار ویولن مرتعش می‌شود، امواجی طولی تا جایی که تار در دو سوی ویولن محکم شده‌است، منتشر می‌شوند. در خرک و مهره دو موج در فاز مخالف هم هستند و یکدیگر را دفع می‌کنند در نتیجه یک گره تولید می‌شود. بین دو گره یک شکم تولید می‌شود؛ یعنی جایی که دو موج، در فاز موافق با هم جمع می‌شوند و برآیند آن‌ها، بیشینه می‌شود.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

امواج ایستاده در سیم‌های گیتار

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

کل هستی درین ده ثانیه خلاصه می شود.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

در ریاضیات، انتگرال (Integral)، روشی برای اختصاص اعداد به توابع است، به گونه‌ای که جابجایی، مساحت،حجم و دیگر مفاهیم برآمده از ترکیب داده‌های بی‌نهایت کوچک را به وسیله آن بتوان توصیف کرد. انتگرال‌گیری یکی از دو عمل مهم درحساب دیفرانسیل و انتگرال است، که عمل دیگر آن (عمل معکوس) دیفرانسیل‌گیری یا همان مشتق‌گیری است.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

#quantum_entanglement
#درهمتنیدگی_کوانتومی

دورنوردی یا تله پورت کوانتومی، به کمک پدیده ای به نام «درهم‌تنیدگی کوانتومی» (Quantum entanglement) انجام می شود.
در این پدیده دو ذره آنقدر در هم گره می خورند که می توانند از فواصل دور با یکدیگر «ارتباط» برقرار کنند.


تغییر خصوصیات یکی از ذرات، خصوصیات ذره دیگر را نیز فارغ از فاصله بین آنها به طور آنی تغییر داده یا به طور خلاصه اطلاعات بین آنها تله پورت می شوند. از لحاظ تئوری محدودیتی در فاصله برای انجام تله پورت کوانتومی وجود ندارد؛ این مساله پیامدهای عجیبی دارد که امثال اینشتین را هم گیج کرده بود.
دانش کنونی ما از فیزیک می گوید هیچ جسمی نمی تواند سریع تر از سرعت نور حرکت کند؛ حالا اما به کمک تله پورت کوانتومی به نظر می رسد این محدودیت برداشته شده است. اینشتین به تله پورت لقب «فعالیت رعب انگیز از فاصله دور» را داده بود.
بهره برداری از تله پورت کوانتومی مزایایی برای بشر داشته و تحقیق جدید این مورد را به واقعیت نزدیک تر کرده است. محققان جفت های فوتون های درهم‌تنیده را روی تراشه ها ایجاد کرده و سپس اندازه گیری کوانتومی یکی از آنها را انجام دادند. این مشاهده در وضعیت فوتون تغییر ایجاد کرد و سپس این تغییرات به صورت آنی در فوتون شریک که روی تراشه دیگر قرار دارد، اعمال شد.

«Dan Llewellyn»
یکی از نویسندگان این مقاله می گوید:

«ما موفق شدیم پیوند درهم تنیدگی باکیفیتی را بین دو تراشه در آزمایشگاه انجام دهیم. در این آزمایش فوتون های قرار گرفته روی هر تراشه، وضعیت کوانتومی یکسانی را با یکدیگر به اشتراک گذاشتند. هر تراشه، طیفی از عملکردها را با استفاده از درهم‌تنیدگی نمایش داد که مهم ترین آن، آزمایش تله پورت دو تراشه‌ای بود که در آن وضعیت کوانتومی تکی یک ذره، پس از اندازه گیری کوانتومی بین ذره ها انتقال پیدا کرد. این اندازه گیری از رفتار عجیب فیزیک کوانتوم استفاده می کند که به طور همزمان پیوند درهم‌تنیدگی را از بین برده و وضعیت ذره را به ذره دیگر موجود در تراشه منتقل می کند.»

محققان ضمن اشاره به موفقیت 91 درصدی تله پورت کوانتومی، عملکردهایی را که برای پردازش کوانتومی اهمیت دارند را نیز انجام دادند، که از جمله آنها می توان به مبادله درهم‌تنیدگی (Entanglement swapping) اشاره کرد که در آن وضعیت ها بین ذراتی که هرگز از طریق میانجی با یکدیگر ارتباط نداشته اند، جا به جا می شوند. علاوه بر این آنها موفق به درهم‌تنیدگی حداکثر 4 فوتون با یکدیگر شدند.
محققان یافته های خود را در قالب مقاله در ژورنال Nature Physics منتشر کرده اند.

https://www.nature.com/articles/s41567-019-0727-x

‍ تله پورت کوانتومی چیست؟

آرین رسولی

#پارت_اول

تله پورت (یا دورنوردی_teleportation)

به انتقال میان دو نقطه ،بدون حرکت مادی در مسیر عادی و معمول است. به تعبیر دیگر هنگامی که چیزی از نقطه A به نقطه B منتقل شود، اما مسیر فیزیکی را طی نکند. این مفهوم با پیشرفت علوم و بویژه فیزیک کوانتومی ، از داستان ها و افسانه های کهن به علم و بویژه فیزیک آمد. در فیزیک بنیادین ، فیزیکدانان بر روی فناوری های تله پورت کوانتومی کار میکنند که البته این با مفاهیم دیگر از تله پورت متفاوت است.تله پورت کوانتومی ( teleportation Quantum ) به سازوکاری گفته می شود که در آن انتقال یک کیوبیت -که همان واحد بنیادین اطلاعات کوانتومی است- با حالت تله پورت صورت میگیرد. یعنی اطلاعات منتقل می شوند، اما مسیر فیزیکی ای را طی نمی کنند. اینکه به چه صورت این انتقال صورت می گیرد ، تاریخچه پرمناقشه ای در قرن بیستم میان فیزیکدانان مطرح دارد.( مناقشات بین اینشتین ، بور ، شرودینگر و سایر فیزیکدانان بزرگ قرن بیستم) اما سرانجام با پیشرفت هایی که تا امروز صورت گرفته ، امکان چنین کاری در آزمایش های متعدد تأیید شده است. طریقهٔ انجام تله پورت با بکارگیری درهم تنیدگی کوانتومی آغاز شد. درهم تنیدگی به زبان ساده حالتی است که در سطح ذرات بنیادین، دو ذره وقتی با هم درهم تنیده هستند، هر تغییری در یکی از ذرات با سرعت بیش از سرعت نور در ذره دیگر نیز تغییر ایجاد می کند. به این معنا که انتقال اطلاعات و داده ها ، با سرعت فوق نوری صورت می گیرد. بنابراین پس از اینکه از فیزیک کوانتومی چنین نتایجی بدست آمد ، دانشمندان تلاش کردند تا از این ویژگی در سطوح کوانتومی، برای انتقال داده ها و اطلاعات استفاده کنند. این تز در کنفرانسی در مونترال توسط چارلز بنت در سال 1993 ارائه شد. بکارگیری تله پورت کوانتومی به سه ذره نیاز دارد. ابتدا باید یک جفت ذره ی درهم‌ تنیده را داشته باشیم . یکی از ذرات را بعنوان آلیس ( نام مستعار و فرضی برای فرستنده ) و دیگری را بعنوان باب (نام مستعار گیرنده ) استفاده میکنیم . یعنی یک ذره را با گیرنده میفرستیم و ذره دیگر را با فرستنده همراه میکنیم. ذره سوم نیز باید عمل تله پورت را انجام دهد. ذره سوم وارد واکنش با ذره ی درهم ‌تنیده ی آلیس (فرستنده) شده و همزمان تغییرات غیرقابل مشاهده ای در باب (گیرنده) ایجاد می شود. پس از آن اندازه گیری ها را روی دو ذره صورت میگیرد .این فرآیند اطلاعات را نشان می دهد و داده های ما برای ذره دوردست فرستاده می شود. ذره ی درهم‌تنیده ی دوردست در همان حالت منبع قرار می گیرد. به این شکل یک ذره از A به B فرستاده شده است.

#هــــــــــیگـز_ژورنــــــال

t.me/higgs_journals

#هــــــــــیگـز_فیـــــــلد

t.me/higgs_field

چگالی + قانون ارشمیدس

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ سیر تکامل مکانیک کوانتومی

#پارت_سوم
#پایانی
۱۹۲۵: جرج اولنبک و ساموئل گودسمیت وجود اسپین الکترون را به عنوان اصل موضوعه وارد می کنند.
۱۹۲۵: هوند، قاعده ی هوند را ارائه می کند.
۱۹۲۵: ورنر هایزنبرگ، ماکس بورن و جوردن، فرمول بندی مکانیک ماتریسی کوانتوم را ارائه می دهند.
۱۹۲۶: کلاین و گوردون، تابع موج کوانتومی نسبیتی خود را که به نام معادله ی کلاین-گوردون شناخته می شود را ارئه می کنند.
۱۹۲۶: انریکو فرمی، ارتباط نظریه ی آمار اسپینی را کشف می کند.
۱۹۲۶: پائول دیراک، آمار فرمی-دیراک را معرفی می کند.
۱۹۲۶: اروین شرودینگر با استفاده از اصل موضوعه ی تابع الکترون، تابع موج و اپراتور هامیلتونی را ارائه می کند.
۱۹۲۷: ورنر هایزنبرگ اصل عدم قطعیت را فرمول بندی می کند.
۱۹۲۷: ماکس بورن، تفسیر کپنهاگی طبیعت احتمالی تابع موج را توسعه می دهد.
۱۹۲۷: بورن و رابرت اپنهایمر، تقریب بورن-اپنهایمر را معرفی می کنند.
۱۹۲۷: دیراک معادله ی موج کوانتوم نسبیتی خود را ارائه می کند که به عنوان معادله ی دیراک شناخته می شود.

۱۹۲۹: جان لنارد جونز تقریب ترکیب خطی اوربیتال های اتمی را برای محاسبه ی اوربیتال های ملکولی معرفی می کند.
۱۹۳۰: دیراک وجود پوزیترون را پیش بینی می کند.
۱۹۳۰: پائولی وجود ذره ای بدون بار و بدون جرم به نام نوترینو را پیش بینی می کند.
۱۹۳۲: جیمز چادویک وجود ذره ی نوترون را اثبات می کند.
۱۹۳۲: ورنر هایزنبرگ، نظریه ی اختلال را برایمسئله ی تک الکترونی به کار می برد.
۱۹۳۲: اندرسون از نظر آزمایشگاهی وجود پوزیترون را اثبات می کند.
۱۹۳۵: اینشتین، پودولسکی وو روزن، پارادوکس مشهور EPR را مطرح می کنند.
۱۹۳۵: شرودینگر آزمایش معروف خود یعنی گربه ی شرودینگر را مطرح می کند.
۱۹۴۲: رابرت اپنهایمر، رهبری پروژه ی منهتن را به عهده گرفت و تونل زنی کوانتومی را پیش بینی کرد.
۱۹۴۵: پروژه ی منهتن، نخستین انفجار شکافت هسته ای را در نیومکزیکو انجام می دهد.
۱۹۴۸: ریچارد فینمن، فرمول بندی انتگرال مسیر مکانیک کوانتومی را بیان می کند.
۱۹۵۷: اورت، تفسیر چندجهانی مکانیک کوانتومی را فرمول بندی می کند.
۱۹۶۱: جانسن، آزمایش دو شکاف یانگ را برای نخستین بار با ذره ای غیر از فوتون و با الکترون انجام می دهد.
۱۹۶۱: گلاشو مدل برهمکنش الکتروضعیف را توسعه می دهد.
۱۹۶۴: ماری گلمان، مدل کوارک هادرونها را پیشنهاد می دهد.

کانال #مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
کانال #مقالات_هیگز
t.me/higgs_journals

سیر تکامل مکانیک کوانتومی

پارت اول:
https://t.me/higgs_field/2571
پارت دوم:
https://t.me/higgs_field/2581
پارت سوم و پایانی:
https://t.me/higgs_field/2589

یک دمینوی حیرت انگیز و جالب که در آن از قانونهای فیزیکی زیادی استفاده شده است. حتما ببینید.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

* ماده تاریک _ انرژی تاریک *
رفرنس : Dark Matter and Dark Energy | National Geographic
https://www.nationalgeographic.com/science/space/dark-matter/

ماده تاریک و انرژی تاریک دو مسئله مهم کیهان شناسی هستن که میشه گفت برای مدت زمان زیادی ذهن دانشمندان را به خود درگیر کرده است البته وجود ماده تاریک خیلی قبل از تر از انرژی تاریک مشخص شده بود اما وجه اشتراک این دو ندانستن ماهیت آن هاست فقط میتونیم تاثیراتی که روی محیط به جا گذاشتند رو ببینیم هر چند نظراتی در مورد منشاشون داده شده ولی طبق پیش بینی ها تا درک کاملشون به شکل علمی به چندین سال تحقیق نیاز مندیم.


#هــــــــــیگـز_ژورنــــــال

t.me/higgs_journals

#هــــــــــیگـز_فیـــــــلد

t.me/higgs_field

یه پرسش ساده:

آب چگونه بر جاذبه غلبه کرده و بین دو ظرف پل می زند؟
#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field