🌘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

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

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

‍ #quantum_tunneling

تاریخچه ی تونل زنی کوانتومی

تونل زنی کوانتومی یکی از دستاورهای بسیار مهم دهه ی سوم قرن بیستم است، پدیده ای که تا امروز ۵ جایزه ی نوبل فیزیک را برای دانشمندان به ارمغان آورده است. دانشمندانی همچون هانری بکرل، ماری کوری، پیرکوری و رادرفورد که تابش را مطالعه می کردند، به تونل زنی برخورد کردند. اما تونل زنی کوانتومی به طور صریح برای اولین بار در سال ۱۹۲۷ و توسط فردریش هوند، مورد توجه قرار گرفت. بعدها دانشمندان دیگری از این نظریه برای توضیح پدیده های تابشی استفاده کردند. اما در نهایت این ماکس بورن بود که تونل زنی کوانتومی را نتیجه ی کلی قوانین مکانیک کوانتومی معرفی کرد. پس از آن، پای تونل زنی کوانتومی به حوزه های وسیع تری مانند دیودها، ترانزیستورها و نیمه رساناها باز شد.

تونل زنی کوانتومی از نمای نزدیک!

برای تعریف ساده ی تونل زنی کوانتومی، به سراغ معروفترین مثال می روم. فرض کنید بین در یک دره و بین دو کوه گیر افتاده اید، تنها راهی که برای بیرون رفتن از دره به فکر می رسد این است که از یکی از کوه ها بالا رفته، از قله عبور کرده و در سمت دیگر کوه فرود آیید. اما اگر شما یک ذره ی کوانتومی بودید، راه جالب دیگری هم برای خروج شما از این دره وجود داشت: عبور از درون کوه! این راه حل اگرچه در دنیای ماکروسکوپی ما خنده دار به نظر می رسد، اما همان اتفاقی است که هر لحظه در دنیای میکروسکوپی اتفاق می افتد، یعنی تونل زنی کوانتومی. پس حالا می توانیم تونل زنی کوانتومی را اینطور تعریف کنیم: اگر برای رفتن یک ذره ی کوانتومی به یک حالت کوانتومی دیگر، یک سد انرژی وجود داشته باشد، ذره با وجود داشتن انرژی کمتر از آن سد، می تواند از آن عبور کند (گذشتن از درون کوه). اگر گذر ارواح و اشباح از درون دیوار را فقط در فیلم ها دیده اید، گذر ذرات کوانتومی از سدهای انرژی، هر لحظه رخ می دهد. در واقع از نظر فیزیک کلاسیکی، امکان ندارد یک ذره بتواند از سدی با انرژی بیشتر از انرژی درونی اش بگذرد، اما در مکانیک کوانتومی، این پدیده کاملاً عادی است.

تونل زنی کوانتومی، نتیجه ای از اصل برهم نهی کوانتومی و اصل عدم قطعیت است. برای روشن تر شدن، اجازه دهید به همجوشی هسته ای بازگردیم. طبق فیزیک کلاسیکی، دمای خورشید برای همجوشی هسته ای کافی نیست. اما اصل برهم نهی کوانتومی می گوید هسته می تواند در بیش از یک مکان وجود داشته باشد (به خاطر ماهیت موج گونه اش)، بنابراین برای رسیدن به دمای کافی و رخ دادن همجوشی، احتمال معینی وجود دارد. بنابر اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، اندازه حرکت یک شی همیشه دارای عدم قطعیت است، بنابراین با گذشت زمان، دو هسته می توانند به سرعت لازم برای همجوشی برسند.
تونل زنی کوانتومی، یکی از چند پدیده ی کوانتومی است که می توانیم آن را در جهان ماکروسکوپی حس کنیم. تونل زنی کوانتومی در واپاشی رادیواکتیو یا در دیسک های فلش رخ می دهد. همچنین پژوهش ها حاکی از آن است که در جهش تصادفی DNA درون ارگانیسم های زنده، تونل زنی پروتون یکی از بازیگران اصلی است و حتی این پدیده می تواند علت سرطان باشد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ توفان شش ضلعی #زحل

چرا ابرها یک شش ضلعی روی زحل ایجاد کرده‌اند؟ هیچکس دقیقا مطمئن نیست. این طوفان عظیم در طی پرواز فضاپیمای ویجر در دهه 1980 بر فراز این سیاره کشف شد و هیچکس تاکنون چیزی شبیه به آن را در هر کجای دیگر منظومه شمسی ندیده بود.
دوربین فضاپیمای کاسینی در اواخر سال 2012 با بدست آوردن اولین چشم اندازهای روشن شده با نور خورشید از شمال دوردستِ زحل توانست این تصویر خیره‌کننده و رنگ کاذب از قطب شمال سیارۀ حلقه‌دار را ثبت نماید. ترکیبی از داده‌های تصویری نزدیک به فرو سرخ باعث ایجاد رنگ‌های قرمز برای ابرهای کم ارتفاع و سبز برای ابرهای مرتفع شده و یک ظاهر شفاف به ابرهای زحل داده است. این تصاویر و تصاویر مشابه پایداری طوفان شش ضلعی، حتی 20 سال پس از پرواز ویجر را نشان می‌دهد.

ویدیو

فیلم‌های قطب شمال زحل نشان می‌دهند که ساختار ابر در حالی که چرخش می‌کند ساختار شش ضلعی‌اش را حفظ می‌کند. بر خلاف ابرهایی که بر روزی زمین شش ضلعی به نظر می‌رسند، الگوی ابرهای زحل دارای شش ضلع کاملاً مشخص و با اضلاع تقریباً برابری هستند. چهار زمین می‌تواند در داخل شش ضلعی جای بگیرد. همچنین فراتر از ابرها در سمت راست، قوس‌های حلقۀ چشم نواز سیاره زحل به رنگ آبی ِ روشن دیده می‌شود.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ آیا می توانید آنقدر سریع بروید که جرم کافی برای تبدیل شدن به یک سیاهچاله داشته باشید؟


مسافرت با سرعت بالا حتی بر اساس نظریه نسبیت خاص انیشتین بر جرم شما تأثیر نمی گذارد. بنا به دلایلی ، معلمان پیش دانشگاهی ، کتابهای علوم عامه پسند و کتابهای درسی فیزیک قدیمی ادعا می کنند که اجسام وقتی با سرعت بیشتری حرکت می کنند ، جرم می گیرند. این ادعا غلط است. اگر چیزی به نام "جرم نسبی" را تعریف کنید که کاملاً متفاوت از جرم منظم باشد ، می توان این ادعا را درست جلوه داد. اما انجام این کار بسیار گیج کننده و گمراه کننده است. فیزیکدانان امروزی دیگر انرژی حرکت یک جسم را "جرم نسبی" نمی دانند زیرا انجام این کار گمراه کننده است. وقتی جسمی به سرعت دست می یابد ، موجودی که به دست می آورد حتی در نسبیت خاص نیز "انرژی جنبشی" نامیده می شود. بنابراین انرژی کل یک جسم متحرک ، انرژی استراحت آن به علاوه انرژی جنبشی آن است. انرژی استراحت یک جسم در جرم آن موجود است. کل انرژی نسبی یک جسم در حال حرکت:


E = mc² / (1-v² / c²) ½

در این معادله ، m جرم جسم است (که مهم نیست سرعت حرکت جسم تغییر کند) ، c سرعت نور است و v سرعت جسم است. اگر جسم در حال حرکت نباشد ، v = 0 ، پس هیچ انرژی جنبشی وجود ندارد و کل انرژی فقط با انرژی بقیه برابر است. اگر v = 0 را در معادله بالا وارد کنید ، در نهایت به معادله معروف
E =mc² خواهیم رسید. بنابراین انرژی بقیه یک جسم mc² است و به ما می گوید که انرژی بقیه کاملاً به صورت جرم موجود است. بنابراین انرژی جنبشی EK کل انرژی منهای انرژی باقی مانده است:

EK = E - mc²

EK = mc² (1 / (1-v² / c²) ½- 1)

این معادله به ما نشان می دهد که با افزایش سرعت ، انرژی جنبشی افزایش می یابد ، اما جرم هرگز تغییر نمی کند. در حدی که سرعت جسم v به سرعت نور در خلا c نزدیک می شود ، انرژی جنبشی بی نهایت می شود. قانون صرفه جویی در انرژی به ما می گوید که برای بدست آوردن جسمی که با انرژی جنبشی بی نهایت در سفر است ، باید انرژی بی نهایت به آن بدهیم. این عمل به وضوح غیرممکن است زیرا در جهان قابل مشاهده فقط مقدار محدودی انرژی وجود دارد. این واقعیت ها بدان معناست که اجسام با جرم هرگز نمی توانند دقیقاً با سرعت نور در خلا حرکت کنند ، زیرا آن حالت به انرژی بی نهایت نیاز دارد. اما اجسام می توانند بسیار به سرعت نور نزدیک شوند.

جرم خاصیت جسمی است که دو چیز را توصیف می کند:

مقاومت جسم در برابر شتاب. جرم های بزرگتر با اعمال نیرویی معین شتاب کمتری می گیرند.
توانایی جسم در تجربه گرانش. توده های بزرگتر در یک میدان گرانشی معین ، نیروهای بیشتری را احساس می کنند.
وقتی جسمی با سرعت زیاد در حال حرکت است ، مقاومت آن در برابر شتاب تغییر نمی کند و توانایی آن در تجربه جاذبه تغییر نمی کند. بنابراین جرم یک جسم هنگام حرکت با سرعت زیاد تغییر نمی کند. این واقعیت توسط نظریه های انیشتین پیش بینی شده و با آزمایش تأیید شده است. هرگز نمی توان یک شی را به سیاهچاله تبدیل کرد و یا حتی با سرعت بخشیدن به آن کمی اضافه وزن کرد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

planck's constant

part1:
https://t.me/higgs_field/2950
2:
https://t.me/higgs_field/2961
3:
https://t.me/higgs_field/2987
4 :
https://t.me/higgs_field/3010

در فیزیک ذرات اَبَرْتقارن تقارنی‌است که ذرّات بنیادی دارای یک اسپین بخصوص را به ذرات بنیادی‌ای با اسپین ۱/۲ متفاوت که آن‌ها را ابرجفت می‌نامند مرتبط می‌کند. به بیان دیگر در یک تئوری ابرمتقارن برای هر نوع بوزون یک نوع فرمیون متناظر وجود دارد و بالعکس.
تا کنون (۲۰۲۰) سرنخ های غیر مستقیمی مبنی بر وجود ابرتقارن به عنوان یکی از تقارن‌های طبیعت به دست آمده است. از آنجا که جفت‌های ابرتقارنی ذرات مدل استاندارد تاکنون مشاهده نشده‌اند، اگر ابرتقارن وجود داشته باشد، تقارنی شکسته‌است. با شکسته‌شدن تقارن ذرات ابرتقارنی سنگین می‌توانند بود.
دیدگاه اصلی
همه ذرات عالم را میتوان به دو دسته تقسیم کرد:

بوزون ها

فرمیون ها

طبق پیشبینی نظریه ریسمان، نوعی ارتباط به نام ابر تقارن بین این دو ذره وجود دارد. با توجه به ابر تقارن باید به ازای هر بوزون، یک فریمیون و به ازای هر فرمیون، یک بوزون وجود داشته باشد. تقارن ها دو ضلع اصلی دارند آن دو ضلع دوزند ها فرمیون ها است که همه آن اضلاع در عملکرد آن مهم است.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ #مدل_استاندارد ذرات بنیادین از مهمترین مفاهیم بنیادین فیزیک و کوانتوم فیزیک است.

خواندن نمودار ها بسیار مهم است اگر به مدل استاندارد نگاهی بیاندازید می بینید بیشتر ذرات بنیادین دارای جرم هستند مثلا جرم #بوزون_هیگز 125 گیگا الکترون-ولت است اما جرم گلوئون و فوتون صفر است .و بار الکتریکی هر سه ذره هیگز و گلوئون و فوتون صفر است .

(قبلا طبق معادله هم ارزی جرم-انرژی انیشتین گفتیم انرژی ذره برابر است با جرم ذره ضربدر مجذور c سرعت نور)

از خواص دیگر ذرات اسپین است که معادل کلاسیک ندارد اسپین در لغت معنی چرخش می دهد و نوع خاصی از چرخش ذرات بنیادین را مدنظر دارد . مثلا اسپین بوزون هیگز صفر است اما اسپین گلوئون و فوتون یک است .

تفاوت فرمیون و بوزون مربوط به همین اسپین است. ذراتی که اسپین صحیح (عدد صحیحی) دارند بوزون و ذراتی که اسپین نیم صحیح دارند (مثل الکترون ) فرمیون نامیده می شوند.


به اطراف تان دقت کنید ، هرچه که می بینید یا نمی بینید از ذراتی ساخته شده است که در همین مدل استاندارد جای گرفته است.
برای مثال خلاء نسبی (فضا) اقیانوسی آشوبناک از افت و خیز ذرات کوانتومی است که با #میدان_هیگز توصیف شده است . میدانی که چون اقیانوس همه چیز را در بر گرفته و جرم و درجه آزادی ذرات را تعیین می کند ، بوزون هیگز با جرم ۱۲۵ گیگا الکترون ولتی ، کوانتای این میدان است .

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

10 معادله برتر از دیدگاه «سَم بریند»  فیزیکدان نظری ِ دانشگاه منچستر

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

10 معادله برتر از دیدگاه «سَم بریند»  فیزیکدان نظری ِ دانشگاه منچستر

1-معادله جرم- انرژی اینشتین
این معادله یکی از پیامدهای نظریه نسبیت خاص اینشتین و مشهورترین معادله در فیزیک است. این معادله بیان می کند که جرم(m) و انرژی(E) با هم برابر و هم ارز هستند. ارتباط آنها بسیار ساده است و فقط جرم قدری دستکاری می شود. این معادله در ابتدا نشان داد که حتی جرم ِ در حال حرکت دارای انرژی ذاتی است.

همچنین این معادله در فیزیک ذرات و هسته‌ای نیز کاربرد دارد. بزرگترین تاثیر و شاید اتفاقی که بر ثبات آن افزود، توسعه و استفاده از بمب‌های اتمی در پایان جنگ جهانی دوم بود. این بمب‌ها بطرز وحشتناکی، استخراج مقدار عظیم انرژی از مقدار ناچیزی جرم را به نمایش گذاشتند.