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
می دانیم که کیهان در حال انبساط است، اما سوال اینجاست این انبساط درون چه چیزی رخ می دهد؟ به عبارت دیگر، بیرون از کیهان ما چیست که جهان ما دائما درون آن رشد می کند. نکته ظریف دیگر این است که وقتی از عبارت «بیرون از کیهان» استفاده می کنیم، به طور غیر مستقیم داریم می گوییم که کیهان در جایی دارای لبه است. (یعنی مرزی بین درون و بیرون جهان) اما این موضوع همه چیز را پیچیده می کند، چون دانشمندان صراحتا مطمئن هستند که هیچ خروجی ای به بیرون از کیهان وجود ندارد.

فرض کنید از شما بپرسند: «جایی را سراغ دارید که از آنجا بتوانید جهان را از نمای بیرونی ببینید؟» مثل این که از پنجره ی اتاقتان، نمای خارجی یک ساختمان را به نظاره بنشینید. جواب این سوال «احتمالا خیر» است. رابرت مک نیس، استادیار فیزیک دانشگاه لویولا شیکاگو، می گوید یکی از دلایل پاسخ منفی سوال مورد نظر «اصل کیهان شناختی» است. این اصل به ما می گوید توزیع مواد در کیهان به گونه ای است، که ما از هر زاویه و جهتی به جهان نگاه کنیم، میزان توزیع مواد تقریبا یکنواخت است. در واقع از نظر علمی، کیهان ایزوتروپیک(Isotropic) یا همسانگرد است.

اصل کیهان شناختی از این ایده که می گوید قوانین فیزیکی در همه جای کیهان یکسانند نشات می گیرد. مک نیس گفت: « در کیهان ناهمسانی های بسیار زیادی وجود دارد. مثلا وجود توده های بزرگی از مواد، مانند ستارگان، کهکشان ها، خوشه های کهکشانی و غیره. اینها نمونه هایی برای عدم یکنواختی ماده در جهان هستند. اما وقتی در مقیاس های عظیم، کیهان را مورد بررسی قرار می دهیم موضوع کمی تغییر می کند، در واقع در مقیاس های کلان بخشی از جهان را نمیتوانیم پیدا کنیم که از نظر توزیع ماده با بخش های کلان دیگر تفاوت ِ قابل توجهی داشته باشد.» این یعنی اینکه کیهان ما هیچ لبه ای ندارد. و جایی نیست که بتوان به آنجا پایان جهان گفت، جایی که بتوانیم از آن عبور کرده و از بیرون جهانمان را به نظاره بنشینیم.

این موضوع را معمولا به کمک یک مثال توضیح می دهند. فرض کنید جهان هستی به شکل یک بادکنک کروی شکل است که مورچه ای روی آن قرار گرفته، مورچه مورد نظر در هر جهت و سمتی که بخواهد می تواند حرکت کند ولی هرگز به لبه ی انتهایی بادکنک نمی رسد، او پس از مدتی حرکت کردن بالاخره به جای اول خود می برمیگردد. نکته جالب اینجاست که سطح دو بعدی بادکنک هیچ مرکزی هم ندارد یعنی هیچ نقطه ای نیست که مورچه با دور شدن از آنجا به انتهای پوست بادکنک برسد، سطح بادکنک اصلا انتهایی ندارد و مورچه ی داستان ما هرگز به چنین جایی نخواهد رسید. جهان ما یک نسخه سه بعدی از پوست بادکنک است.
♻️نگاره هنری از لحظه ی تورم کیهان که رشد و گسترش دائم آن را به مرور نشان می دهد.
از آنجا که فضا در حال گسترش است، به نظر می رسد بدون اینکه قوانین نسبیت نقض شود(که می گوید هیچ چیز نمی تواند با سرعتی بالاتر از سرعت نور در خلاء حرکت کند) بعضی از کهکشان ها ممکن است با سرعتی بالاتر از سرعت نور از ما در حال دور شدن هستند. مک نیس در این باره میگوید، با اینکه کیهان ما فقط ۱۳.۸ میلیارد سال پیش آغاز شده اما، اندازه ی جهان قابل مشاهده شعاعی حدود ۴۶ میلیارد سال نوری و قطری به میزان ۹۳ میلیارد سال نوری دارد. در واقع جهان قابل مشاهده با توجه به مجموعه محدودیت هایی تعریف می شود که برای اندازه ای که انسان ها از کیهان موجود می توانند ببینید وجود دارد. هر چیزی خارج از شعاع ۴۶ میلیارد سال نوری، برای زمینی ها هرگز قابل رؤیت نخواهد بود. به این دلیل که فاصله بین اشیاء موجود در جهان آنقدر زیاد می شود که سرعت دور شدن اشیاء از سرعت رسیدن پرتوهای نوری به زمین بیشتر می شود.

جهان بادکنکی
اما جهان چطور میتواند منبسط شود وقتی لبه یا پایانی ندارد؟ دوباره برمیگردیم به مثال بادکنک، اگر مقداری درون بادکنک بدمیم، بادکنک بزرگتر می شود و مورچه احساس می کند که چیزهایی که روی سطح بادکنک می بیند دارند از او دور می شوند. هرچه این فاصله بیشتر باشد، سرعت دور شدن آن شئ هم بیشتر می شود. اما نکته جالب اینجاست که هیچ فرقی نمی کند مورچه کجای پوست بادکنک باشد، آهنگ دور شدن اشیاء روی بادکنک ثابت است. اگر بتوانیم معادله ی آهنگ دور شدن اشیاء روی بادکنک را محاسبه کنیم، مورچه در هر نقطه ای از سطح بادکنک قرار بگیرد، این معادله برای دور شدن اشیاء اطرافش جواب می دهد.

با این حال، بادکنک ها در درون یک فضای سه بعدی بزرگ می شوند. مشکل اینجاست که این مثال به طور کامل تمام سوالات را جواب نمی دهد. در واقع این تعریف فقط به ما می گوید که محتویات درون جهان چگونه هستند، و از محتویات خارج از جهان چیزی به ما نمی گوید. فیزیکدان استیون هاوکینگ، در این باره می گوید، این سوال از اساس بی معناست، مثل این می ماند که بپرسیم شمالِ قطب شمال کجاست؟ دلیل اینکه کهکشان ها بدون اینکه حرکت کنند از یکدیگر دور می شوند این است که خود فضا در حال بزرگ شدن است. بنابراین موجودات فرازمینی هم اگر مانند انسان ها به کهکشان های دیگر بنگرند، احساس می کنند که همه کهکشان ها در همه جهات در حال دور شدن از آنها هستند و فقط کهکشان خودشان است که ثابت است.

آیا فضا بی نهایت است؟
مک گفت این موضوع که جهان در فضای بی نهایت به وجود آمده است یا نه، هنوز به عنوان یک سوال بی جواب باقی مانده است. از طرفی ممکن است کیهان ما در درون جهانی با یک بعد اضافه تر قرار گرفته باشد، همانطور که یک کره با سطح دو بعدی (چیزی شبیه به بادکنک) در جهان سه بعدی قرار می گیرد. توضیح دیگری که در این زمینه وجود دارد فرضیه پیدایش جهان از هیچ (به کمک نوسانات کوانتومی) است، در این باره همانطور که هاوکینگ و جیمز هارتل توضیح داده اند، گفته می شود که در آغاز جهان، زمان و فضا قابلیت تبدیل به یکدیگر را داشتند. با پذیرفتن این فرضیه هم، هنوز این سوال که جهان از کجا آمده و خارج از جهان چه چیزی وجود دارد، بی معنی است

موضوعی که این بحث را داغ تر می کند، این است که نرخ انبساط در جهان در ابتدا یکنواخت نبوده است. برای کسری از ثانیه پس از بیگ بنگ، دوره ای از انبساط بسیار سریع وجود داشته که به آن دوره ی تورم کیهانی می گویند، طی این مرحله کیهان ما بسیار سریع تر آنچه که الان وجود دارد منبسط شده است. دلیل اینکه مناطقی از فضا قابل مشاهده نیستند همین است. در واقع با پذیرفتن نظریه تورم، برآورد می شود که کل جهان ۱۰ به توان ۲۳ برابر بزرگتر از ۴۶ میلیارد سال نوری ای است که انسان می تواند مشاهده کند. بنابراین ما بخش بسیار بزرگی از کیهان را هرگز نخواهیم دید.
👍3
♻️نگاره هنری از کل جهان قابل مشاهده با مرکزیت سامانه خورشیدی براساس نقشه‌های لگاریتمی جهان
مک گفت دانشمندان در حال تلاشند که بفهمند آیا کیهان واقعا شبیه یک کره است و اگر ما در یک جهت از جهان به اندازه کافی حرکت کنیم در نهایت می توانیم به محل اول خود برگردیم؟! او ادامه داد: «ما دائما بخش های مختلف کیهان را تحت نظر قرار می دهیم تا بتوانیم مدارک و شواهدی پیدا کنیم که قرار گرفتن جهان سه بعدی مان درون فضایی چهار بعدی را تایید کند.»(جهان به طور کلی دارای چهار بعد است، که انسان ها با سه بعد فضا و یک بعد زمان در تعامل هستند، اما مفهومی که ما درباره اش حرف می زنیم در واقع دارد از بعد چهارم فضایی صحبت می کند.)

اگر ستاره شناسان موفق شوند، دو مکان در دو طرف مقابل آسمان پیدا کنند که کاملا شبیه به هم باشند، نشانه ای قوی بر این فرضیه خواهد بود که جهان منحنی و کروی شکل است. اگرچه با وجود چنین کشفی باز هم هیچ تضمینی بر درستی فرضیه وجود ندارد. هرچند برخی نظریه های کیهان شناختی همچون نظریه ریسمان ها، وجود ابعاد بیشتر را پیش بینی کرده اند، اما در همه آنها ابعاد اضافی بسیار کوچک هستند، در حالی که ما برای فرضیه کروی بودن جهان، نیاز به یک بعد بسیار بزرگ داریم. در انتها می توان گفت که اگر پایانی برای کیهان وجود داشته باشد، ممکن است انسان هرگز قادر نباشد که آن را ببینید و این امکان نیز وجود دارد تا شکل جهان به صورتی باشد (اشاره به کروی بودن جهان) که مرزی بین پایان و آغاز جهان نتوان یافت.
♻️نمایی هنری از شعاع جهان قابل مشاهده
♻️اثر کازمیر و اثبات افت و خیز کوانتومی


♻️ در سال های اخیر #فیزیک کوانتومی نشان داده که خلا پر شده از افت وخیز هایی درمیدان الکترومغناطیسی که می تواند بافعالیت #فوتون ها (ذرات #نور ) تداخل پیداکرده و نیرویی قابل اندازه گیری ایجاد کند.

♻️این نیرو به اثر #کازیمیر معروف است و اولین با درسال 1948 پیش بینی شد. تحقیقات جدید نشان می دهد که این اثر قدرتمند تر از آن چیزی بود که قبلا تصور می شد.

♻️چند سال پیش فیزیکدان های دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید برای نخستین بار موفق شدند یک گوی فلزی کوچک به شعاع یک دهم میلی متر را که تصویرآن را در زیر میکروسکوپ مشاهده می کنید تنها به کمک انرژی خلاء و به واسطه اثر #کازیمیر به غلتش در آورند.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
♻️موج ارتعاش یا نوسانی (در حالت کلی‌تر، آشفتگی‌ای) است که انرژی را در محیط منتقل می‌کند.

موج، دو نوع اصلی دارد؛ الکترومغناطیسی و مکانیکی. در موج الکترومغناطیسی، بر خلاف موج مکانیکی، انرژی بدون نیاز به انتقال جرم، منتقل می‌شود.
موج الکترومغناطیسی، آشفتگی در میدان‌های الکترومغناطیسی است، در امواج الکترومغناطیسی، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به‌طور عمود بر یکدیگر نوسان می‌کنند و با سرعت نور منتشر می‌شوند. این امواج برای انتشار نیاز به محیط مادّی ندارند.
امواج مکانیکی فقط در محیط مادّی منتشر می‌شوند. انتشار این گونه موج‌ها به دلیل انرژی‌های داخلی یا بر اثر تغییر شکل محیط مادی صورت می‌گیرد. برخی از امواج مکانیکی عبارتند از امواج صوتی، امواج لرزه‌ای و امواج آب.
کوانتوم مکانیک‌🕊
♻️موج ارتعاش یا نوسانی (در حالت کلی‌تر، آشفتگی‌ای) است که انرژی را در محیط منتقل می‌کند. موج، دو نوع اصلی دارد؛ الکترومغناطیسی و مکانیکی. در موج الکترومغناطیسی، بر خلاف موج مکانیکی، انرژی بدون نیاز به انتقال جرم، منتقل می‌شود. موج الکترومغناطیسی، آشفتگی در میدان‌های…
♻️امواج را می‌توان به دو دستهٔ امواج طولی و امواج عرضی تقسیم کرد. در امواج طولی (مانند امواج صوتی)، راستای انتشار و نوسان موج، یکی هستند؛ درحالی که در امواج عرضی، برهم عمود هستند. امواج الکترومغناطیسی، عرضی هستند. وقتی موج از محیطی با چگالی کمتر وارد محیطی با چگالی بیشتر می‌شود، سرعت انتشارش کمتر و فرکانس نوسانات آن ثابت می‌ماند .
♻️بازهٔ رؤیت‌پذیر، فقط بخش کوچکی از طیف امواج الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهد.

هر چه فرکانس(بسامد) افزایش یابد طول موج کاهش می یابد
👍1
طول موج (به انگلیسی: Wavelength) به فاصله بین دو قله متوالی موج (یا بین هر دو نقطه تکراری موج که شکل یکسان دارند) گفته می‌شود و آن را با  لاندا نشان می‌دهند. برای دو موجی که دارای سرعت یکسان باشند، موجی که دارای بسامد (فرکانس) بالاتری است طول موج کوتاه‌تر دارد و موجی که بسامد پایین‌تری دارد، طول موج بلندتری دارد .

#طول_موج
♻️در مکانیک کوانتوم، مفهوم موج مادی یا موج دوبروی (به انگلیسی:de Broglie wave)

بیانگر دوگانگی موج و ذره برای ماده است. نظریه آن توسط لویی دوبروی در سال ۱۹۲۴ و در تز دکترایش برای اولین بار مطرح شد. روابط دوبروی نشان می‌دهد که طول موج رابطه معکوس با تکانه مشخص دارد که به آن طول‌موج دوبروی نیز می‌گویند. همچنین بسامد امواج مادی، به طور مستقیم به انرژی E(مجموع انرژی سکون و انرژی جنبشی) یک ذره بستگی دارد .
نتیجه گیری :

تکانه رابطه معکوس با لاندا (طول موج) دارد .

در امواج مغناطیسی با افزایش فرکانس و کاهش طول موج تکانه افزایش می یابد .

پس انرژی فوتون با افزایش بسامد افزایش می یابد و هر چقدر انرژی ذرات افزایش یابد #برهمکنش ذره نیز افزایش خواهد یافت .

به همین دلیل است ذرات نوترینو بسادگی از عرض زمین عبور میکنند .

مثال آشکارتر آن نور و امواج الکترومغناطیسی است .

نور مرئی از پوست شما نمیتواند بسادگی عبور کند اما امواج RF رادیوفرکانسی بسادگی از بدن ما عبور می کنند .

یا امواج VHF & UHF که جز امواج مایکرویو دسته بندی شده اند در برخورد با موانع افت شدید می کنند .
🔻 نوترینو

نور حدود 100 هزار سال در راه است تا از مرکز به سطح خورشید برسد اما نوترینو طی 2 ثانیه به سطح خورشید می رسد؛ زيرا فوتونها در گير برهمكنش ميشوند اما نوترینو برهمکنش بسیار ضعیفی دارد.

درواقع بیش از ۹۹ درصد انرژی خارق‌العاده‌ی انفجارهای کیهانی توسط نوترینوها حمل می‌شود. امروزه می‌دانیم که نوترینو، یکی از فراوان‌ترین ذرات جهان است به‌ طوری‌که در هر پروتون، حدود یک میلیارد نوترینو در جهان وجود دارد. نوترینوها ذراتی هستند که به‌ندرت با دیگر ذرات از جمله ماده، وارد برهم‌کنش می‌شوند.

آنها سه نوع هستند که با نام الکترون، میون و تاو شناخته می‌شوند. برندگان نوبل سال ۲۰۱۵، نشان دادند که وقتی نوترینوها با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند، می‌توانند تغییر نوع بدهند و مثلا از الکترون تبدیل به میون شوند. نوترینوها برخلاف چیزی که قبل از آن تصور می‌شد، کاملا فاقد جرم نیستند.


#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
اثر #دانینگ_کروگر

این اثر بر رابطه میزان اعتماد بنفس و میزان دانش در اشخاص را مورد بررسی قرار میدهد.

اگر به نمودار دقت کنید پس از یک دوره اعتماد بنفس کاذب شخص به خود واقعی اش سقوط میکند . تازه پس از آن است که رشد و ارتقای علمی راستین شخص متناسب با اعتماد بنفس آغاز میگردد.


#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field
🔺 هر یک از عناصر جهان، کجا ساخته شده‌اند؟

🔻در این دیاگرام مشاهده می‌کنید که برای مثال مهم‌ترین عنصر حیات یعنی «کربن» در کوره‌ی ستاره‌ها پخته شده اما عنصر سنگین‌تری چون «طلا» در قلب یک «سوپرنوا» ساخته شده است.
یک بار دیگر نگاهی به اطراف اعم از فلزات بیاندازید!

تمام هیدروژن عالم و بخش عمده‌ی هلیوم موجود، در همان ثانیه‌های نخستین «مهبانگ» ساخته شده‌اند!

🔻 عناصر بسیار سنگینِ انتهای جدول، تنها به صورت مصنوعی و به میزان بسیار اندک در آزمایشگاه‌های کیمیاگریِ دانشمندان ساخته شده‌اند و در طبیعت وجود ندارند.


💎 @HIGGS_FIELD
شش تا 10 میلیارد سال نوری دورتر یک فضای خالی به اندازه 1 میلیارد سال نوری وجود دارد. این فضا عاری از ماده عادی و ماده تاریک است. هیچ نوع اشعه یا نور قابل تشخیصی را ساطع نمی کند .
🔺ما غبار ستاره ای هستیم!
همانطور که میدانید بدن ما از عناصر مختلفی مثل کربن، اکسیژن، پتاسیم، کلسیم، نیتروژن و غیره تشکیل شده، اما این عناصر در کجا ساخته شده اند؟ در بدن ما؟ بر روی زمین؟ خیر
در واقع اگر چه این عناصر به فراوانی در زمین یافت می‌شوند اما محل تولید اولیه آنها ستاره ها بوده اند، بعنوان مثال:
ستاره های اولیه که ستاره های نسبتاً سبکی بودند هیدروژن را مصرف و عنصر هلیوم تولید نمودند،
ستاره های بعدی این هلیوم را مصرف و عناصر سنگین تر مثل کربن و منیزیوم را تولید نمودند،
این فرایند ادامه داشت و ستاره های سنگین تر، عناصری دیگری را تولید نمودند.
اما این عناصر چگونه به بدن ما رسیدند؟
در نهایت بسیاری از ستارگان در مرحله پایانی چرخه حیات خود، بصورت یک ابرنواختر منفجر و ذرات و غبار (که متشکل از عناصر مختلف هستند) را در فضای کیهان پخش مینمایند.
این ذرات پراکنده شده، سرد و با یکدیگر ترکیب شدند و سیاراتی مثل زمین را تشکیل دادند، جایی که ما در آن متولد شدیم.از این رو می‌توان گفت تمام اجزای بدن امروز ما، میلیاردها سال قبل در ستاره ها تولید شدند و بعبارت دیگر ما همه غبار ستاره ای هستیم.
💎 @HIGGS_FIELD
تاردیگرید

گروهی از باکتری‌هایی محسوب می‌شوند که حتی درون صخره‌ها هم زنده می‌مانند و در برابر گرما، سرما و تشعشعات هسته‌ای شدید دوام می‌آورند.


t.me/higgs_field
👍1
انتروپیِ مغز و حالت‌های آگاهی
https://bit.ly/2VIs3sn
مغز انسان سامانه‌ای بسیار پیچیده است. حتی شاید پیچیده‌ترین سامانه‌ای باشد که تا کنون در جهان ما ظاهر شده است. مغز یک بزرگسال، تبحّر بالایی در مشاهده و آزمون دارد تا واقعیت دنیای اطراف را پیش‌بینی کرده و با صرف کمترین انرژی، شانس بقای خود را بهینه سازد. بزرگترین چالش برای مغز، عدم یقین است و در این راستا، روش‌هایی فرگشت پیدا کرده‌اند تا عدم یقین را کاهش و قدرت پیش‌بینی مغز را افزایش دهند. اما این روش‌ها هرچند که به بقای ما کمک کرده‌اند، اما هزینه‌هایی نیز بر ما تحمیل نموده‌اند.
دانشمند جوانی به نام رابین کارهارت هریس در مقاله‌ای جسورانه که در سال ۲۰۱۴ منتشر کرد تلاش می‌کند تا ایده‌ی بزرگ خود را در خصوص انتروپی در مغز مطرح کند. او نتیجه می‌گیرد که هر چند کاهش انتروپی، که در این بافتار به معنی عدم یقین به‌ کار می‌رود، به ما کمک می‌کند تا واقع‌گرا و آینده‌نگر باشیم و بر تخیّلات کژپندارانه و آرزوهای بی‌سرانجام خود لگام بزنیم، اما همزمان، قوای ادراکی و آگاهی را نیز ناخواسته محدود و مقیّد می‌کند. ادامه دارد...

🔹💡ادامه مطلب 👇👇👇👇
http://www.daneshagahi.com/scientists-posts/1129

برگرفته از فصل پنجم از کتاب " چگونه ذهن خود را تغییر دهید"، تالیفِ مایکل پولان
امیر رحمانی، میثم پاشایی
انتشار: وب سایت دانش آگاهی
وجود نوترون چگونه پیشبینی شد؟