‍ افت و خیز کوانتومی و ذرات مجازی

اکنون یک سوال مهم پیش می‌آید: انرژی افت و خیزهای خلا کجا استفاده می‌شود؟ پاسخ این است که با استفاده از این انرژی، ذرات مجازی ساخته می‌شوند. ذرات مجازی حاصل افت و خیزهای خلا، ذراتی هستند که به طور همزمان در هر جایی از کائنات ساخته می‌شوند و معمولا در یک بازه‌ی زمانی بسیار کوتاه وجود دارند. در واقع، این ذرات مجازی به صورت جفت های ذره-پادذره خلق شده و پس از مدت بسیار کوتاهی، نابود می شوند. هر چه عدم قطعیت زمان بیشتر باشد، عدم قطعیت انرژی کمتر خواهد. بود. این بدان معناست که انرژی بیشترِ یک ذره‌ی مجازی باعث می‌شود جفت ذره-پادذره، سریع تر نابود شود. وقتی این جفت نابود شوند، هیچ مقدار انرژی آزاد نمی‌شود، زیرا طبق قانون پایستگی انرژی، انرژی نمی تواند از هیچ به وجود آید؛ پس قانون پایستگی نقض نمی‌شود.
به طور کلی، ذره و پادذره‌ی مجازی، مقداری انرژی قرض گرفته و در کوتاهترین زمان ممکن، آن را پس می‌دهند. ویژگی ذرات مجازی، مانند ویژگی‌های همتایان واقعی و کلاسیکشان نیست، مثلا یک الکترون مجازی، جرمی برابر جرم الکترون واقعی ندارد. از طرفی این ذرات مجازی را نمی‌توان به طور مستقیم مشاهده کرد، بلکه فقط می‌توان اثر آنها را روی محیط اطرافشان دید. نکته‌ی شگفت انگیز آن است که این ذرات مجازی تحت شرایط خاصی می‌توانند به ذرات واقعی یا کلاسیکی تبدیل شوند.

قسمت قبلی
#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

فیزیک همیشه راهگشاست .
نکته اینکه از ساچمه های فلزی کروی استفاده کرده تا شلیک دچار کوچکترین انحراف نگردد‌.

نکته دوم هدف گیری در یک بعد صورت میگیرد .

البته بازم مهارت ویژه نیاز دارد .

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

Starship | SN10 |

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ انقباض لورنتس – فیتزجرالد

انقباض لورنتس – فیتزجرالد ؛ انقباض طول که به انقباض لورنتس-فیتزجرالد نیز معروف است، یکی از نتایج نظریه نسبیت خاص است که آلبرت اینیشتین در سال ۱۹۰۵ ارائه داده بود.
مطابق این نتیجه، در تمام اجسامی که با سرعتی غیر از صفر نسبت به یک ناظر در حال حرکت هستند طول کاهش می‌یابد و شی ء در حال حرکت منقبض می‏ شود. نکته مهم این است که این تغییر طول یا انقباض در سرعت‌های پایین بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است و تنها در مواردی محسوس است که سرعت جسمی حداقل یک دهم سرعت نور باشد.

تبدیلات لورنتس
تبدیلات لورنتس معادله هایی هستند که مختصه‌های فضایی و زمانی یک رویداد را از دید دو ناظر مختلف به هم تبدیل می‌کنند. یعنی اگر یک ناظر برای رویداد خاصی در فضا-زمان مختصه‌های مکانی   و زمان را اندازه بگیرد، و ناظر دیگری (که در مکان دیگری واقع است و با سرعت خاصی نسبت به ناظر اول حرکت می‌کند) مختصه‌های  را برای همان رویداد اندازه بگیرد، تبدیلات لورنتس رابطهٔ بین این دو مختصات را بیان می‌کند.
(در حالت کلی شکل تبدیلات لورنتس پیچیده‌تر می‌شود. برای نمایش تبدیلات لورنتس در حالت کلی، از گروه لورنتس استفاده می‌شود.)

نتایج تحقیقات

در سال ۱۸۹۴ فیتز جرالد اظهار داشت که هر شیء که در فضا حرکت می ‏کند مقدار مختصری در جهت حرکت خود منقبض می‏ شود که بستگی به سرعتش دارد. در سال ۱۹۰۴ لورنتس به طور مستقل از دیدگاه اتمی به مطالعه این موضوع پرداخت و مجموعه‏ ای معادله برای توضیح آن ارایه داد. از روی این معادلات مثلا می ‏توان محاسبه کرد که یک خط کش ۹۹٫۰۶ سانتی اگر با سرعت ۲۳۹۹۰۱ کیلومتر در ثانیه (که ۸۰ درصد سرعت نور است) از کنار ما رد شود، فقط ۵۹٫۹۴ سانتی‏متر به نظر ما می‏ آید، به شرطی که ما نیز با آن حرکت نکنیم.
مثالی که برای انقباض لورنتس – فیتزجرالد وجود دارد، قضیه فضا پیماها است؛ می‌گویند فضاپیمایی که در حالت عادی ۷۰ متر طول دارد زمانی که با سرعتی در نزدیکی به سرعت نور حرکت کند از دید ناظر در حدود ۱۰ متر به نظر می‌رسد.
یک سال بعد اینشتین معادله ‏های لورنتس را به طور مستقل از نظریه نسبیت خاص خود استخراج کرد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ افت و خیز کوانتومی و تابش هاوکینگ

هر کسی تا حدودی با گرانش،آشنایی دارد. گرانش، یک نیروی جاذبه‌ای و همه جا حاضر است که ما را در زمین نگه می دارد. گرانش نیرویی است که زمین را در مدار خورشید؛ و منظومه‌ی شمسی را در سکونت‌گاه همیشگی ما یعنی کهکشان راه شیری نگه می‌دارد. مردم سالها به اشتباه تصور می‌کردند گرانش فقط روی ذرات ملموس و مشهود، عمل می‌کند، اما بعدها معلوم شد، حتی ذرات با جرم سکون صفر، یعنی فوتون‌ها هم تحت تاثیر این نیروی جادویی قرار می‌گیرند. نور یا همان موجودی که بالاترین سرعت گیتی را در اختیار دارد، در اکثر موارد، گرانش را خیلی حس نمی‌کند، اما این همه‌ی ماجرا نیست! اشیای بسیار شگفت انگیزی با جرم فوق العاده و نیروی گرانشی حیرت‌انگیز وجود دارند که حتی نور نمی‌تواند از آنها بگریزد! این موجودات شگفت انگیز را بسیاری از ما میشناسیم: سیاهچاله ها!
همانطور که می‌دانید هر چه یک شی به میدان گرانشی نزدیک تر باشد، جاذبه ی بیشتری روی آن اعمال می‌شود، بنابراین یک فضای کره‌مانند اطراف سیاه چاله وجود دارد که جاذبه‌ی درون آن، به قدری قدرتمند است که حتی نور نمی تواند از آن بگریزد. این ناحیه، افق رویداد نام دارد. داستان تابش هاوکینگ به سال ۱۹۷۲ بازمی‌گردد که فیزیکدان اسراییلی ژاکوب بکشتایندر پیشنهاد کرد سیاه چاله ها باید یک انتروپی خوش تعریف داشته باشند و این سرآغاز توسعه ترمودینامیک سیاه چاله‌ها بود. استیون هاوکینگ (فیزیکدان انگلیسی که به نابغه‌ی قرن مشهور شده)، با کار کردن روی ترمودینامیک سیاهچاله‌ها، در سال ۱۹۷۴ نشان داد هر سیاهچاله‌ای می‌تواند طی یک فرایند کوانتومی، تابش الکترومغناطیسی از خود ساطع کند! این تابش به افتخار وی، تابش هاوکینگ نامیده شده است.
بیایید یک جفت فوتون مجازی را تصور کنیم که نزدیک افق رویداد ساخته می‌شوند، به طوری که یکی از آنها درون افق رویداد و دیگری بیرون آن ساخته شده‌اند. با این اوصاف، فوتون اول به درون سیاه چاله جذب شده و فوتون دوم از آن می‌گریزد. هاوکینگ پیش‌بینی کرد افت و خیز کوانتومی خلا باعث تولید جفت‌های ذره-پادذره یا همان ذرات مجازی در نزدیک افق رویداد سیاه چاله می‌شود. درست قبل از نابود شدن، یکی از ذرات به درون سیاه چاله می‌افتد در حالیکه ذره‌ی دیگر فرار می‌کند. در نتیجه از نظر کسی که سیاه‌ چاله را می‌ببیند،‌ یک ذره از آن، تابش شده است.
چون ذره‌ی تابش‌شده دارای انرژی مثبت است، ذره‌ای که توسط سیاه چاله جذب می‌شود،‌ نسبت به جهان خارجی، انرژی منفی دارد. این تابش باعث از دست رفتن انرژی سیاه چاله و در نتیجه از بین رفتن جرم آن می‌شود (طبق رابطه مشهور E=mc۲). سیاه چاله‌های کوچک قدیمی‌تر، نسبت تابش به جذب بیشتری داشته و به طور کلی، جرم نهایی آنها کاهش می‌یابد؛ در مقابل، سیاه چاله‌های بزرگتر (مانند آنهایی که دارای یک جرم خورشیدی هستند)، نسبت تابش به جذب کمتری دارند.
تابش هاوکینگ یکی از نخستین پیش‌بینی‌های نظری درباره‌ی چگونگی ارتباط گرانش به شکل‌های دیگر انرژی بود، مشخصه‌ای که برای هر نظریه گرانش کوانتومی ضروری است. با وجود آنکه تابش هاوکینگ مورد پذیریش فیزیکدانان واقع شده، اما هنوز جنجال‌هایی در موردش وجود دارد؛ مثلا مسئله از دست رفتن اطلاعات، فیزیکدانان را آشفته می‌کند.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

#عیدنوروز
گشت گرداگرد مهر تابناک، ایران زمین
روز نو آمد و شد شادی برون زندر کمین
ای تو یزدان، ای تو گرداننده ی مهر و سپهر
برترینش کن برایم این زمان و این زمین
نوروزتان پیروز



@ZZhiana

‍ 🌸☘🌱🌹🌱☘🌸
زرتشتیان نیز به عنوان گروهی از مردمان فارسی‌زبان که از هزاره‌های دور نوروز را گرامی می‌دارند، لحظه‌ی تحویل سال را با نیایشی ویژه از اوستای «هفتن یشت» سپری می‌کنند که متن اوستایی و ترجمه‌ی فارسی آن را در زیر می‌خوانید:
🌸☘🌱🌹🌱☘🌸

ایتا. آت. یَزَه مَیدِه. اَهورِمْ. مَزدامْ. یه. گامْچا. اَشِمْچا. دات. اَپَسْچا. اُرْوَراوْسْچا. وَنْگْهواشِ. رَئُوچاوْسْچا. دات. بومیمچا. ویسْپاچا. وُهو
دَیتی. كَنامْچا. ایدْیونام. هْیتْ. اُرونو. یزَه مَیدِه
اَشااُنامْ. آئَتْ. اُرونو. یزَه مَیدِه. كودُ. زاتَنامْچیت. نَرامْچا. نااِئری نامْچا. یئِه شامْ. وَهِه هیش. دَائِناوْ. وَهنَینْتی. وا. وِنْگْهِن. وا. وَاونَرِه. وا
آت. ایتا. یزَه مَیدِه. وَنْگْهوشْچا. ایت. وَنْگْهومیشْچا. ایت. سْپِنْتِ نْگْ. اَمِشهِ نْگْ. یَوَاِجیو. یوَاِسْوو. یوئی. وَنْگْهِه اُش. آ. مَنَنْگْهو. شْینْیتی. یاوْسْچا. اوُایتی
(سپس باشندگان بر سر سفره‌ی هفت‌سین دست در دست هم می‌خوانند)
اَتَه جَمْیادَیته آفْرینامی. اَغْنی اَشوبیم. هَمازوربیم. هَمازور كِرفِه‌كاران بیم. دور از وَنا و وَناكاران بیم. هَم‌كرفه بسته‌كشتیان و نیكان و وهان هفت كشور زمین بیم. دیرزیویم. درست زیویم. شاد زیویم. تا زیویم به كامه زیویم. گیتی‌مان باد به كامه تن. مینومان باد به كامه روان. همازوربیم. همازور همااشوبیم. اشم وهو (تا سر)
🌸☘🌱🌹🌱☘🌸

برگردان نیایش آغاز سال نو از اوستا به زبان فارسی:
پروردگارا، تو را سپاس می گوییم.
که هنجار راستی را بنیاد نهادی.
زمین و آسمان، آب و گیاهان را آفریدی.
با مهر خود، روشنایی و شادی را برای زندگی مردم پایدار ساختی.
به ما آموختی تا بامنش نیک به تو نزدیک شویم.
باگفتار نیک، آیین راستی را گسترش دهیم.
و با کردارنیک، سازنده و سودرسان باشیم.
اکنون که با گردش زمان، روزگاری تازه فراهم گشته است.
با دست های برافراشته تو را نیایش می کنیم.
برآنیم تا با کارهای درست خود.
که از دانایی و خرد سرچشمه می گیرد.
روان هستی را خشنود سازیم.
ای اهورامزدا.
آرامش و آسایش را برای نیکوکاران جهان افزون گردان.
دیرزیویم، درست زیویم، شاد زیویم، تازیویم به کامه زیویم، گیتی مان به کامه باد به کامه تن، مینومان به کامه باد به کامه روان.
اغنی اشو بیم، همازور بیم، همازور هما اشوبیم
اشم وهو. وهیشتم استی. اوشتا استی. اوشتا اهمایی. هیت اشایی. وهیشتایی اشم.

🌸☘🌱🌹🌱☘🌸

نوروزتان پیروز

رباعیات خیام - با صدای فریدون فرح‌ اندوز - قسمت یکم

رباعیات خیام - با صدای فریدون فرح‌ اندوز II

#میدان_هیگز
t.me/higgs_field

تفاوت اساسی بین ذره و میدان این است که تعداد درجات آزادی یک ذره متناهی، در حالی که میدان تعداد نامتناهی درجه آزادی دارد. برای رویارویی با این تفاوت، روش های ریاضیاتی شناخته شده ای وجود دارد. نظریه های میدان های کوانتومی، روش روشن تفکر درباره ی دوگانگی موج/ذره را در اختیار ما قرار می دهند. میدان موجودی گسترده در فضا و زمان است؛ بنابراین، موجودی است برخوردار از سرشت ذاتا موج گونه. حاصل کاربرد نظریه کوانتوم در مورد میدان ها نمایان شدن کمیت های فیزیکی(مانند انرژی و تکانه)به صورت بسته های گسسته و شمارش پذیر بوده است. اما این شمارش پذیری دقیقا همان چیزی است که ما به رفتار ذره گونه نسبت می دهیم.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

هر سبزه که برکنار جویی رسته ست
گویی ز لب فرشته‌خویی رسته ست

پا بر سر سبزه تا به خواری ننهی
کین سبزه ز خاک لاله رویی رسته ست

#خیام

هندسه تخت یا خمیده عالم؟ لبه‌ی عالم؟

در حقیقت باید گفت جهان ما دارای هندسه خمیده است و مرز و لبه‌ای را نمیتوان برای آن تصور کرد، چرا که توزیع ماده در جهان ما در هر جهتی یکسان است، بدون اینکه اهمیتی داشته باشد که شما به کدام سو نگاه می‌کنید بنابراین هیچ مکانی وجود ندارد که شما بتوانید به آن نقطه برسید و آن را انتهای جهان بنامید.
این درست مانند این است که شما یک مورچه را در سطح یک بادکنک در نظر بگیرید، در این صورت این مورچه می‌تواند در هر جهتی حرکت کند بدون اینکه مرزی را مشاهده کند. حتی اگر سطح بادکنک بی‌نهایت وسیع باشد از دید مورچه هیچ لبه‌ای برای آن وجود نخواهد داشت.


اگر انبساط جهان را هم در نظر بگیریم، با بیشتر باد شدن بادکنک اگرچه نقاط قابل مشاهده‌ی مورچه از هم دور می‌شوند ولی باز هم تغییری در مرزهای جهان حاصل نخواهد شد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

تعریف #برایان #گرین از میدان هیگز
یکی از تعاریف میدان هیگز، موردی بود از برایان گرین بود که در برنامه PBS چارلی رز که گرین در برنامه ای همراه با مایکل تافتس درباره ی کشف بوزون هیگز بحث می کردند: جرم در واقع مقاومت جسم در مقابل حرکت و تغییر آن است. یک توپ بیسبال را در نظر بگیرید. وقتی شما آن را پرتاب می کنید، بازوی شما مقاومتی را احساس می کند و در پرتاب وزنه نیز همین احساس را دارید. در مورد ذرات نیز این چنین است. مقاومت از کجا می آید؟ و این تئوری تا جایی پیش می رود که شاید فضا از “چیزهایی” نامرئی پر شده باشد، “چیزهایی” نامرئی و شیره مانند و وقتی ذرات تلاش می کنند تا حرکت کنند، مقاومت و چسبندگی احساس می کنند. این چسبندگی همان جرم آنهاست، همان چیزی که آنها را تشکیل می دهد.

http://physics.about.com/od/quantumphysics/f/HiggsField.htm

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ یک فوتون را تصور کنید در آن واحد دارای دو مولفه الکتریکی و مغناطیسی است .
این فوتون با سرعت ثابت c حرکت می کند .

مولفه های الکتریکی و مغناطیسی ثابت نیستند و همزمان با حرکت در فضا تغییر می کنند .

تغییر مولفه های الکتریکی و مغناطیسی متناسب با زمان است و هر T ثانیه با الگوی یک موج سینوسی تکرار می شوند.

اندیس T را دوره تناوب می نامیم ، مدت زمانی است که یک موج سینوسی از زاویه 0 حرکت کرده و به 2π میرسد و عینا تکرار میشود .

رابطه دوره تناوب T با فرکانس برابر است با

T = 1/f

حرکت زاویه ای متناسب با زمان است . و مستقل از سرعت ثابت نور c است . مدت زمانی که موج سینوسی یک دور کامل میزند T و فاصله ای که این موج در مدت زمان T حرکت می کند λ است .
λ=c/f

جالبه بدانید طول موج λ از هزار کیلومتر در امواج کم انرژی و بلند رادیویی تا چند پیکومتر در امواج پر انرژی کیهانی متغییر است .
این موج سینوسی در دوره تناوب T از 0 تا 2π حرکت می کند و در
0 ، π/2 ، π ، 3π/2 ، 2π
مقادیر متناسب با یک موج سینوسی و تکرار شونده بخود می گیرد.

قانون القای الکترومغناطیس در معادلات ماکسول را بیاد بیاورید :

∂E/∂t =- ∂B/∂x

تغییر میدان الکتریکی نسبت به زمان برابر با معکوس (منفی) تغییر شار میدان مغناطیسی است .

علامت منفی در واقع 90 درجه اختلاف فاز بین میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی فوتون را توصیف می کند .

یک فوتون دو نوع حرکت دارد حرکت خطی و حرکت زاویه ای ، در نتیجه ذرات دو نوع تکانه دارد ، تکانه خطی و تکانه زاویه ای.

سرعت خطی فوتون ثابت c است و سرعت زاویه ای فوتون متغییر است و عامل تعیین کننده انرژی فوتون است .
سرعت زاویه ای را با اندیس امگاω نمایش می دهیم .

ω=dθ/dt = 2π f
توصیف واژگانی معادله ریاضیاتی بالا تغییرات زاویه ای بر واحد زمان که همان سرعت زاویه ای ω است .
وقتی که یک فوتون هم جهت با میدان گرانشی می شود انرژی آن افزوده می شود . از آنجایی که سرعت خطی فوتون همواره ثابت است در نتیجه سرعت زاویه ای ، یا بسامد آن افزوده می شود و هر چه بسامد فوتون بیشتر شود انرژی آن افزوده میشود .
E = h f =ħ ω
h ثابت پلانک
ħ ثابت کاهش یافته پلانک

یک فوتون با سرعت نور حرکت می کند میدان گرانشی به فوتونی که سرعت c را دارد تاثیر می گذارد و انرژی آن را افزایش میدهد .

تصور کنید فوتونی در میدان گرانشی ناشی از یک سیاره یا جرم m که شعاع آن R و بیانگر چگالی آن است ، سقوط می کند :

f'=f(1+MG/Rc^2)

میزان افزایش بسامد فوتون از رابطه بالا بدست می آید.

تصور این تبدیل انرژی چندان غیر قابل تصور نیست . وقتی با چکش ضربه میزنید انرژی جنبشی تبدیل به انرژی حرارتی در چکش می شود.
اکنون که سرعت فوتون ثابت است ، میدان گرانشی که میدانی مربوط به انرژی جنبشی است باعث افزایش میدان الکتریکی و مغناطیسی فوتون می گردد .
انرژی همواره پایسته است ، میتواند از نوعی به نوع دیگر تبدیل شود و پاسخ چگونگی تبدیل انرژی به فضا-زمان و میدان هیگز مربوط می شود.
میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی نیز باعث حرکت اجسام و ذرات می گردد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

#داپلر

♻️قضیه داپلر مربوط به فیزیک امواج است .
اگر یک موج یا سیگنال صوتی دا در نظر بگیرید که از منبع متحرک در حال انتشار است .

سمت موافق بردار حرکت منبع منتشر کننده سیگنال ، #بسامد (فرکانس) موج بیشتر و سمت مخالف بردار حرکت منبع بسامد کمتر است .

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

اثر دوپلر Doppler effect


#داپلر در فیزیک امواج می‌گوید که بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرندهٔ آن تغییر می‌کند. این پدیده را کریستیان یوهان دوپلر (۱۸۰۳-۱۸۵۳میلادی) فیزیکدان اتریشی در مقاله‌ای در سال ۱۸۴۲ بیان کرد. اثر دوپلر در همهٔ امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی(نور) دیده می‌شود.


#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

تغییر مکان فرستنده (دور شدن ) بسامد و تغییر بسامد!(کاهش بسامد)
#اثر_داپلر

#بسامد_امواج

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field