کوانتوم مکانیک‌🕊
10.9K subscribers
4.11K photos
2.37K videos
135 files
4.9K links
" یونیورس داینامیکی از میدان های کوانتومی ست"
Download Telegram
از بنیادی ترین مقیاس و میدان های کوانتومی تا شبکه ی کیهانی ، گیتی پر از شگفتی است.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field


📌 چاه پتانسیل (Potential Well) یا ذره در جعبه



🔺در مکانیک کوانتومی، مسئله ذره در جعبه که به «چاه پتانسیل بی‌نهایت» (Infinite Potential Well) نیز معروف است، بیانگر وضعیت ذره آزادی بوده که در یک فضای کوچک غیر قابل نفوذ به دام افتاده، در آن حرکت می‌کند و توانایی خارج شدن از آن را ندارد. این مسئله در واقع مثالی شهودی برای درک بهتر تفاوت دو دیدگاه فیزیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی است.

در فیزیک و مکانیک کلاسیک، ذره به دام افتاده در جعبه‌ای بزرگ، می‌تواند هر سرعتی را اختیار کند و در حالت خیلی ساده تنها یک مسیر را طی می‌کند تا انرژیش تمام شود. با کوچک شدن ابعاد جعبه تا مقیاس‌ چند نانومتر، رفتارهای کوانتومی نمود بیشتری پیدا می‌کنند. در این حالت، ذره فقط می‌تواند برخی از سطوح انرژی مثبت را اختیار و در آن سطح‌ها حرکت کند. بدین ترتیب هیچگاه نمی‌تواند انرژی صفر را داشته باشد (تراز انرژی صفر وجود ندارد) و لذا هیچگاه نمی‌تواند به حالت سکون در آید.
همچنین در حالت کوانتومی، احتمال یافتن ذره بستگی به تابع توزیع دارد که خود وابسته به ترازهای انرژی است. از طرفی ذره ممکن است در نقاط خاصی موسوم به گره فضایی، هیچگاه یافت نشود.
مسئله ذره در جعبه، یکی از مسائل مکانیک کوانتومی است که بدون نیاز به روابط پیچیده ریاضی و به صورت تحلیلی حل می‌شود. این مسئله که اساس آن، بحث کوانتیده (گسسته) بودن ترازهای انرژی است، درک مناسبی در برخورد با مسائل پیچیده‌تر و تشریح سیستم‌های اتمی و مولکولی به ما می‌دهد.

- تصویر چاه پتانسیل یک بعدی



📌
@higgs_field
ذره در جعبه (چاه پتانسیل) یک بعدی

ذره‌ای را تصور کنید که در یک جعبه یک بعدی!

ذره‌ای به دام افتاده در چاه پتانسیل یک بعدی به طول L
شاید تصویر زیر درک بهتری از مفهوم چاه پتانسیل یک بعدی را در ذهن شما حک کند. اگر یک سیلندر نازک (مثل سیم) نظیر یک خط را موجودی یک بعدی تصور کنیم، با تقسیم‌بندی آن به فرم شکل و با فرض اینکه تنها یک الکترون درون آن است، می‌توانیم الکترون مذکور را به دام اندازیم. علامت منفی در پتانسیل بی‌نهایت به این دلیل است که الکترون با بار منفی، جذب آن نشود.

یک سیم نازک که بخشی از آن در پتانسیل صفر و دو طرف آن در پتانسیل منفی خیلی زیادی است. اگر فرض کنیم یک تک الکترون در قسمت پتانسیل صفر حضور داشته باشد می‌توانیم وضعیت آن را با چاه پتانسیل یک بعدی شبیه‌سازی کنیم.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
#اسپین
#spin
چرا همه چیز در جهان در حال چرخش است؟

زمین، سیارات، خورشید، کهکشان و تقریبا همه چیز در جهانی که می‌شناسیم در حال چرخش است. اما چرا؟

بازیرنویس
#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field


📌مفهوم جرم با استفاده از چاه پتانسیل

ابتدائا موج بسته سوار بر فضازمان را که با معادله موج شرودینگر توصیف می شود و دارای دامنه و جهت است ، در نظر بگیرید.

✓همین موج را در یک قفس یا چاه پتانسیل محصور می سازیم .

از قبل به یاد می آوریم انرژی حامل تکانه است اکنون این انرژی دارای دارای تکانه توسط دو پتانسیل بالاتر محصور شده است .

✓ اکنون جرم خلق شد. وقتی پارتیکل در چاه پتانسیل حبس می شود در صورت حرکت خود چاه یا جعبه آرمانی و ایده آل (خود چاه باید حرکت در مکان داشته باشد) منجر به تغییر و انتقال انرژی محصور در چاه پتانسیل بر اثر پدیده داپلر (انتقال سرخ و آبی) تا هنگام وجود تغییر در شتاب ، خواهد شد . این در واقع توصیفی از لختی است .

✓ میدان هیگز میدان نگه دارنده ذرات بنیادین در چاه پتانسیل است . به استثناء فوتون و گلوئون و میزان اندکی نوترینو ها .

✓ هر نوع چاه پتانسیل که انرژی را حبس می کند مکانیسم بالقوه تولید جرم است .

✓ در پروتون انرژی محبوس است در نتیجه جرم تولید می کند هر چند رابطه مستقیمی با مکانیسم هیگز ندارد اما از پارتیکل هایی تشکیل شده که جرم خود را مدیون مکانیسم هیگز هستند .


📌
@higgs_field

باد خورشیدی
باد خورشیدی توفانی از ذرات باردار پر انرژی است ، الکترونها و پروتون ها ، در منظومه شمسی با سرعتی معادل 900 کیلومتر بر ثانیه و با دمای 1 میلیون درجه (سانتیگراد) از خورشید به بیرون جریان می یابند.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🌘بزرگترین سیستم سرمایشی جهان در شتابدهنده ذرات LHC در سرن با ۱۴۰ تن هلیوم مایع کار می کند. در تمام مجموعه LHC از حدود ده هزار مگنت استفاده شده و اگر این سیستم خنک کننده نبود به جای تونل ۲۷ کیلومتری به ساخت یک تونل ۱۲۰ کیلومتری نیاز بود. در ۱۹ سپتامبر ۲۰۰۸ در ساعت ۱۱:۱۸:۳۶حادثه خرابی و انفجار مگنت های سکتور ۳ و ۴، حدود ۲۷ میلیون یورو خرج برداشت و تعمیر آن هم ۱۴ ماه طول کشید.‌ پیچیدگی این تعمیرات آنجا بود که مهندسان و دانشمندان سرن مجبور بودند یک بخش ۳.۳ کیلومتری با مگنت های ۱۵ متری را اول به دمای محیط برسانند و سپس تعمیر کنند. دلیل اینکه دانشمندان مجبور شدند دمای سیستم را به دمای عادی برگردانند این بود که این مگنت ها در عمق بیش از صدمتری زمین در دمای ۱.۹ کلوین (یعنی ۲۷۱.۳- سانتیگراد) کار می کنند!

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
پلانک و مکانیک کوانتومی
#پارت_اول

مردی که فصلی را در دنیای فیزیک گشود.


در یکی از روزهای زمستان سال 1900 میلادی در شهر برلین یک استاد 42 ساله دانشگاه پسر کوچکش را برای پیاده روی بیرون برده بود. در طول راه او رازی را برای فرزندش آشکار کرد (امروز چیزهایی به ذهن من رسیدند که به اندازه افکاری که به ذهن اسحاق نیوتن خطور کردند تحول برانگیز و بزرگند). آن استاد کسی نبود جز ماکس پلانک و تنها چند ساعت پیش از آن او بینشی نسبت به ماهیت واقعیت یافته بود که فیزیک کلاسیک را از هم می‌پاشید و نحوه تفکر در دنیای نوین را تغییر می‌داد. این عقاید از طریق عاملی پیش پا افتاده به ذهن پلانک خطور کرده بودند همانند بسیاری از فیزیکدانان دیگر.

در یک قرن پیش پلانک روی مسائلی در ارتباط با ویژگیهای اساسی حرارت کار می‌کرد. هنگامی که او در تلاش بود تا ماهیت گرما و نور برخاسته از یک جسم ساده گرم و درخشان (جسم سیاه) را دریابد، متوجه شد که ناگزیر است عقیده‌ای به ظاهر مسخره را بپذیرد. اینکه انرژی تابشی برخاسته از اجسام نه به صورت پیوسته بلکه در بسته‌هایی مجزا به اطراف پراکنده می‌شود. پلانک هر یک از این بسته‌ها را یک "کوانتوم" نامید، که واژه‌ای برگرفته از لاتین و به معنای "چه مقدار" است و در جمع "کوانتا" خوانده می‌شود و رابطه‌ای را روی کاغذ آورد که انرژی آنها را به فرکانس ربط می‌داد. با این کار او پدر نظریه مکانیک کوانتومی شد. این نظریه شامل قوانینی بود که بر این بسته‌های انرژی حاکم بودند و البته به زودی مشخص شد که دامنه نفوذ آنها بسیار فراتر از همین بسته‌هاست.





مکانیک کوانتومی

امروزه می‌دانیم که نظریه مکانیک کوانتومی حاکم بر تمامی مسائل است که در عالم وجود دارند. از کوچکترین ذرات زیر اتمی گرفته تا نیروهای فضا زمان.

نظریه مکانیک کوانتومی شالوده کل صنعت الکترونیک است و در عین حال ممکن است منشأ عالم (انفجار بزرگ) را نیز توضیح دهد. پلانک آنقدر زنده ماند تا ببیند که کوانتای او چه گستره وسیعی از پدیده‌ها را توضیح می‌دهند، گستره‌ای که هنوز هم انتهایی بر آن متصور نیست، اما او همچنان یک "انقلابی میل" باقی ماند. پلانک سالها در جستجوی راههایی برای رهایی از کوانتومها وقت صرف کرد. برای او مایه شرمساری بود که سبب شهرتش دنبال مفهومی باشد که خود او به سختی آن را باور داشت. اما در نهایت اکتشافات بنیاد افکن پلانک بیش از آن که ناشی از استعدادهای علمی باشد، از صداقت خلل ناپذیر او برخاسته بود.

پلانک با اینکه باورهای خودش را واژگون شده و ادراکش از واقعیت را دیگر گونه می‌دید، سرانجام آنچه را که معادلاتش به او می‌گفتند، پذیرفت. او به یکی از همکاران فیزیکدانش پس از اینکه ستیز برای احتراز از مفاهیم نظریه مکانیک کوانتومی را وانهاده بود، این طور گفته بود: "این کار هیچ فایده‌ای ندارد، ما مجبوریم با نظریه مکانیک کوانتومی زندگی کنیم."

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
بیشینه تابش الکترومغناطیسی جسم سیاه در دماهای مختلف را مشاهده می کنید.
محور افقی طول موج بر حسب نانومتر و عمودی درجه حرارت و میزان گداختگی است.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
اسکار شبه علم و چرندیات می رسه به دست اندر کاران کانال #ضاله جهان های موازی که در کانال ایشان پر است از گزاره های عجیب و غریب و دروغ و توریه و مصادره به مطلوب و ... طبعا بدون ارجاع و رفرنس!

برای مثال پارادوکس محتوای در تصویر :

"یک هواپیما طراحی کنیم که تا ابد به سمت شرق پرواز کند تا سرنشینانش جاودانه شوند یا دست کم ۱۰۰۰ سال زندگی کنند!"

امکانش نیست؟😄

بزودی لیستی از کانال های شبه علم (فقط مخصوص کانال هایی که بنام علم و به کام خرافه فعالیت می کنند ) تهیه و منتشر خواهد شد که این مهم نیازمند همیاری و کمک دوستان است .
لطفا کانال های علمی و شبه علم را در گروه معرفی کنید.
#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
planck's constant
#part4
#پایانی

زمان پلانک و طول پلانک

طول پلانک مقیاسی است که در آن نظریه‌های کلاسیکی گرانش و فضا-زمان دیگر صادق نیستند و اثرات و قوانین کوانتومی حاکم می‌شوند. این کوانتوم‌های طول کوچکترین طول بامعنی در عالم هستند و برابر با 

 1.62 ×10-³⁵
زمان پلانک مدت زمانی است که یک فوتون با سرعت نور مسافتی برابر با طول پلانک را طی می‌کند. این کوانتوم زمان، کمترین اندازه برای زمان است که معنی دارد. زمان پلانک برابر با 

5.39 ×10-⁴⁴
ثانیه است. هر زمانی کوچکتر از این مقدار از لحاظ فیزیکی بی‌معنی است. در چارچوب قوانین فیزیک که امروزه آن را درک می‌کنیم .

اکنون با درک تازه از طول و زمان پلانک این محتوا را مطالعه کنید
https://t.me/higgs_field/2484
Under Electron Microscope!

شکل بلور های نمک و شکر ، و فلفل و قهوه در زیر میکروسکوپ الکترونی را مشاهده می کنید .

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
تصویر متحرک از نقشه اجرام نزدیک زمین (NEOs) که ناسا طی بیست سال به دست آورده است. این نقشه در ژانویه سال 2018 به پایان رسید و در جریان این پروژه بیش از هجده هزار جرم آسمانی نزدیک زمین صورت برداری شد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
معمولا تصور می شود که یک پروتون از سه عدد کوارک تشکیل شده در حالیکه این مدل چندان دقیق نیست و این تصویر ابتدایی از ساختار پروتون هست.

وقتی بیان می شود که یک پروتون از دو عدد up کوارک و یک عدد down کوارک تشکیل شده است در واقع به این معنی این نیست که فقط از سه کوارک تشکیل شده است. بلکه به این معنی است که در هر لحظه دو عدد up کوارک بیشتر از آنتی آپ کوارک ها و یک عدد down کوارک بیشتر از آنتی داون کوارک ها دارد .

پروتون مجموعه ای از
down , anti down quarks
up , anti up quarks
strange, anti strange quarks
and .....
و گلئون ها است به همین دلیل جرم پروتون بسیار بیشتر از جرمِ آن سه کوارک اضافه است.
سهم جرم کوارک ها در جرم سکون پروتون کمتر از ۱٪ است و مابقی جرم پروتون مربوط به انرژی جنبشی کوارک ها و انرژی گلوئون هاست.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
دوگانگی موج و ذره فقط مخصوص پارتیکل های بنیادی نیست . مجموعه مولکول ها و اتم ها نیز میتوانند با خودشان تداخل موجی داشته باشند.


بیشتر بخوانید:

https://t.me/higgs_journals/212