.

📌نظریه ای که توضیح میدهد کوانتوم چگونه فضا-زمان را می سازد

🔺تا قبل از نظریه ی نسبیت عام، شاید هیچ کس تصور نمیکرد فضا و زمان به هم مربوط باشند. اما حالا فضا و زمان به مفاهیم درهم تنیده ای تبدیل شده اند.

🔺فیزیکدانان و ریاضیدانان مدت زیادی است که به دنبال نظریه ی همه چیز ( Theory of Everything ) هستند. نظریه ای که نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با هم متحد می کند. نسبیت عام، گرانش و اتفاقات بزرگترین اجرام کائنات، مانند دینامیک ستارگان و کهکشان را توضیح می دهد، در حالیکه مکانیک کوانتوم به قلب ریزترین ذرات هستی سرک میکشد.

🔺اصل هولوگرافیک، یکی از ویژگی های ضروری نظریه ی موفق همه چیز است. اما اصل هولوگرافیک چیست؟ این اصل می گوید جهان در واقع دوبعد دارد! و گرانش سه بعدی را می توان از طریق کوانتوم روی یک سطح دوبعدی توصیف کرد. یعنی یک حجم سه بعدی باید از سطحی دوبعدی به وجود آید. چگونگی چنین امری با AdS/CFT correspondence توصیف می شود که تئوری پارتیکلی بر مرز بی نهایت یک فضای آنتی دی سیتر دو بعدی با انحنای منفی ایجاد می شود .

اما در مطالعاتی مشخص شد شاید درهم تنیدگی کوانتومی، کلید حل این معماست!

✔️ احتمالاً باز هم برایتان این سوال پیش آمده که درهم تنیدگی کوانتومی (Quantum entanglement) چیست؟

🔺 در واقع این پدیده ی عجیب کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که گروهی از ذارت طوری رفتار کنند که ما نتوانیم حالت هر ذره را به تنهایی و مستقل از ذرات دیگر اندازه بگیریم و بناربراین مجبور شویم حالت کوانتومی را برای کل سیستم در نظر بگیریم. درواقع به نظر می رسد ذرات و حالت هایشان در هم تنیده شده اند!
 

🔺 با استفاده از نظریه ی کوانتومی (که گرانش را شامل نمی شود)، آنها چگونگی محاسبه ی دانسیته ی انرژی را با استفاده از داده های درهم تنیده ی کوانتومی در یک سطح نشان دادند. این دانسیته ی انرژی، منبع برهمکنش های گرانشی در سه بعد است. این کار شبیه به تشخیص بیماری درون بدن از طریق دیدن تصویر اشعه ی ایکس روی صفحه ی کاغذ است! این یافته به آنها اجازه می دهد تا ویژگی های کلی درهم تنیدگی را به خوبی تفسیر کنند.

🔺 همانطور که در بالا هم توضیح دادیم، درهم تنیدگی کوانتومی پدیده ای است که به موجب آن، حالات کوانتومی مانند اسپین یا قطبش ذرات را نمی توان به صورت مستقل از هم توصیف کرد و اندازه گیری یک ذره، روی ذره ی دیگر هم تاثیر میگذارد. این پدیده ی جالب را اینشتین، به حرکتی شبه مانند توصیف کرد.

🔺 در تئوری پیشنهادی ، این درهم تنیدگی کوانتومی؛ ابعاد اضافه ای از نظریه ی گرانشی را تولید می کند. قبلاً معلوم شده بود که درهم تنیدگی به مسائل عمیق متحدسازی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم  مانند پارادوکس اطلاعات سیاه چاله و پارادوکس دیوارآتشین مربوط است، اما این مقاله درهای تازه ای از ارتباط درهم تنیدگی کوانتومی و ساختار میکروسکوپی فضا-زمان باز کرد.

http://phys.org/news/2015-05-spacetime-built-quantum-entanglement.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_content=ctgr-item&utm_campaign=daily-nwletter


📌 @HIGGS_FIELD

.

📌اگر 4 الکترون به هم بپیوندند چه اتفاقی می افتد؟ یک وضعیت کاملاً جدید از یک مطالعه اخیر می گوید

نویسنده: DAVID NIELD


🔺تقریباً 20 سال پس از اینکه محققان برای اولین بار چهارقلوهای الکترونی را پیش‌بینی کردند، شواهدی از وجود آنها در مجموعه‌های آزمایشی نشان داده شده است که نشان‌دهنده حالت کاملاً جدیدی از ماده است که زمینه جدیدی از احتمالات را در فیزیک باز می‌کند.

🔺از نظر تکنیکی، آنچه ما در اینجا در مورد آن صحبت می کنیم، چهار تایی شدن فرمیونی است fermionic quadrupling که به نوع ذرات گرفتار و نحوه تعامل آنها با یکدیگر اشاره دارد. اکنون که دانشمندان آن را یافته اند ، می توانند روی نحوه استفاده از آن کار کنند.

🔺اگر به ابررساناییsuperconductivity فکر می‌کنید، جایی که مقاومت الکتریکی صفر است، برای تشکیل و متراکم شدن به جفت‌های الکترون – معروف به جفت‌های کوپر cooper pairs ، نیاز دارید. چیزی بسیار مشابه با چهار الکترون در این حالت جدید رخ می دهد.

ایگور بابایف، فیزیکدان نظری از مؤسسه فناوری سلطنتی KTH در سوئد و محقق ارشد این مطالعه جدید، می‌گوید:

🔺 احتمالاً سال‌ها تحقیق برای درک کامل این حالت طول خواهد کشید. بابایف پیش‌بینی اولیه را در سال 2004 درباره این وضعیت ماده انجام داد.
برای وقوع چهار برابر شدن الکترون ها ، لازم است که ذرات از جفت شدن و جاری شدن بدون مقاومت در شرایط ابررساناهای معمولی جلوگیری شود ، چیزی که دانشمندان تا همین اواخر حتی مطمئن نبودند که امکان پذیر است.

🔺بابایف و همکارانش برای آزمایش‌های خود به یک ماده ابررسانا مبتنی بر آهن به نام Ba1-xKxFe2As2 (که در پیوست می‌بینید) نگاه کردند، که قبلاً به‌عنوان اثرات غیرعادی بالقوه شناسایی شده بود. این ماده از نظر مقاومت الکتریکی و سایر خواص در محدوده دماهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت.

🔺آزمایش‌ها شواهدی مبنی بر شکستن تقارن زمان معکوس نشان دادند، مفهومی در فیزیک که در آن عبارات زمانی منفی در فرمول‌ها می‌توانند همان رویداد را به عقب برگردانند یا حرکات را در جهت مخالف برگردانند.
بابایف می‌گوید: با این حال، در مورد میعانات چهار فرمیونی که گزارش می‌کنیم، برگشت زمانی آن را در وضعیت متفاوتی قرار می‌دهد.
در مجموع، اندازه‌گیری‌های ثبت‌شده از آزمایش‌ها به ترتیب دوربرد longer range اشاره می‌کنند:

🔺 نه بین جفت الکترون‌ها (مانند ابررسانایی)، بلکه بین جفت‌های دوگانه . این چهار برابر شدن فرمیونی و حالت جدیدی از ماده است.

حالت ابررسانایی در همه جا استفاده می شود، از کامپیوترهای کوانتومی گرفته تا اسکنرهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، اما باید دید چه چیزی در انتظار وضعیت جدید ماده است که با چهار برابر شدن فرمیونی ممکن شده است.

با توجه به مطالعات اخیر که به ابررساناهای بیشتر و بیشتری اشاره می‌کنند که تقارن یا ثباتی که قبلاً از این مواد انتظار می‌رفت را ندارند، محققان می‌گویند این نوع حالت‌های ماده جایگزین ممکن است آنقدرها هم نادر نباشد.

• بابایف می‌گوید:

«این آزمایش‌ها تعدادی سؤال جدید را باز می‌کند و تعدادی دیگر از ویژگی‌های غیرعادی مرتبط با واکنش آن به گرادیان‌های حرارتی، میدان‌های مغناطیسی و فراصوت را آشکار می‌کند که هنوز باید بهتر درک شوند.»
این تحقیق در Nature Physics منتشر شده است.‌‌

http://feedproxy.google.com/~r/sciencealert-latestnews/~3/MkHxlmvfdzE/experiments-have-revealed-a-brand-new-state-of-matter-electron-quadruplets

📌 @HIGGS_FIELD

.

.

🔺در واقع پرسش درست چنین است :

✔️چرا آسمان آبی ست ؟

✔️چرا نور عبور کرده از این آسمان آبی ، سرخ گرایی دارد ؟ ( خورشید در میان روز زرد و در غروب قرمز است )

محتوای مشابه
پاسخ بزودی ...

.

‍ .
📌Quantum Jumping
Part ⁷
🔺دوورت می‌گوید :

• احتمال پیش‌بینی پرش‌ های کوانتومی، درست قبل از وقوع آن، آن‌ها را چیزی شبیه فوران‌های آتشفشانی می‌کند. هر فوران بطور غیر قابل پیش‌بینی به وقوع می‌پیوندد، اما بعضی از فوران‌های بزرگ با مشاهده‌ی دوره‌ی وقفه‌ی غیر معمول که مقدم بر وقوع آن‌هاست، قابل پیش‌بینی‌اند. تا جایی که ما می‌دانیم، این علامت پیش از وقوع، قبلا پیشنهاد و اندازه‌گیری نشده بود.

• همچنین توانایی نشانه گذاری پیش از وقوع برای پرش‌های کوانتومی می‌تواند کاربردهایی در فناوری ‌های سنجش کوانتومی داشته باشد؛ مثلا وقتی کسی بخواهد در اندازه‌گیری‌های ساعت اتمی، ساعت را با فرکانس گذار یک اتم که به عنوان مرجع عمل می‌کند، همگام کند.

• دی‌وینچنزو فکر می‌کند که این پژوهش می‌تواند کاربردهایی در تصحیح خطای محاسبات کوانتومی نیز داشته باشد. با این وجود، رسیدن به این سطح از کنترل مورد نیاز برای تعامل با چنین خطاهایی، نیازمند این نوع برداشت جامع از داده‌های اندازه‌گیری، ترجیحا مانند وضعیت داده‌های عظیم در فیزیک ذرات است.

🔺 اگرچه این مقدار از نتایج، فواید کاربردی ندارند، اما مهم درسی است که ما از نحوه‌ی کار جهان کوانتومی می‌گیریم. بله، جهش‌ های کوانتومی با تصادفی بودن همراه‌اند، اما نه، آنی نیستند، شرودینگر، بطور همزمان هم درست می‌گفت و هم غلط!

پایان
📌 @HIGGS_FIELD

.

.


🔺 Quantum Jumping

Part ¹
https://t.me/higgs_field/4830
Part ²
https://t.me/higgs_field/4835
Part ³
https://t.me/higgs_field/4840
Part ⁴
https://t.me/higgs_field/4848
Part ⁵
https://t.me/higgs_field/4857
Part ⁶
https://t.me/higgs_field/4869
Part ⁷
https://t.me/higgs_field/4889
➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖

🔺 Excited State & Ground State
https://t.me/higgs_field/4839

🔻Comparing between atom and solar system

https://t.me/higgs_field/4838

https://t.me/higgs_field/4851

https://t.me/higgs_field/4855

.

.

📌 پراکندگی رایلی


🔺هنگام غروب نور خورشید باید از بین توده‌ای از هوا و ذرات معلق در آن عبور کند این عامل سبب می‌شود که خورشید تار و قرمز به نظر برسد. میزان رنگ‌پذیری به خود هوا یا تا اندازه‌ای به آئورسلها (Aerosols) و ذرات معلق در هوا بستگی دارد. مقدار جذب و قرمز شدن ناشی از مجموع اثر جذب واقعی بخار آب، ازون و همچنین پراکنش ناشی از گازهای جوی، آئروسل‌ها و ذرات غبار است. آئروسل‌ها تجمعات کوچکی از گازها و مایعات هستند که اطراف هسته‌های متراکم بسیار ریزی مثل ذرات غبار به هم فشرده شده‌اند.

🔺دلیل اصلی آن که خورشید هنگام غروب به رنگ سرخ درمی‌آید این است که معمولاً بیشتر آئروسل‌ها و گازهای جوی نور‌آبی را قوی‌تر و شدیدتر از نور قرمز پخش می‌کنند. نور قرمز خورشید به چشم وارد می‌شود اما نور آبی آن در تولید رنگ آبی آسمان از بین می‌رود. ازون نیز به این پدیده کمک می‌کند.
حدود ۸۰ درصد جو را گازهایی چون نیتروژن تشکیل می‌دهد. پراکندگی بواسطه این گاز به شدت طول موج بستگی دارد و به سمت نورآبی پیوسته در حال افزایش است. این پراکندگی به افتخار لرد رایلی که اولین بار توضیح ریاضی این پدیده را ارائه داده پراکندگی رایلی نامیده می‌شود. حدوداً نیمی از علت آبی بودن آسمان به دلیل پراکندگی رایلی و نیمی دیگر به علت پراکندگی ائروسل، ازون و جذب ایجاد می‌شود.

🔺رنگ‌هایی که خورشید در هنگام غروب به خود می‌گیرد ممکن است تا حدی برسد که دورنمایی پوشیده از برف را رنگی نشان دهند. زمانیکه خورشید از سطح افق پایین تر می‌رود در جهت غرب اگر آن طرف افق صاف باشد نزدیک مرز نور و سایه به عبارت دیگر نزدیک به مرز غروب و شب ممکن است تابش سرخ رنگی دیده می‌شود.

🔺تنها چیزی که به هنگام غروب فرق کرده و باعث رنگ قرمز خورشید شده مسافتی است که نور آفتاب باید آن را در داخل اتمسفر یا جوّ زمین بپیماید. هر اندازه که خورشید از افق پایین تر می رود، مقدار مسافتی را که نور در جوّ می پیماید، بیشتر می شود.
 
🔺اکنون به خاطر آوریم که نور آفتاب ترکیبی از نور های رنگارنگ است. نور آفتاب به طور عادی به نظر ما سفید جلوه می کند ولی چون جوّ زمین، یعنی هوای گرداگرد آن از ذرات هوا، غبار، بخار آب و سایر اجسام ناخالص مملوّ، است، از این رو نوری که از آن عبور می کند، به وسیله ی این ذرات به رنگ های گوناگونی منعکس می شود.
 
🔺اتمسفر یا جوّ زمین به گونه ای است که نور بنفش، آبی و سبز را بیشتر از نور قرمز و زرد منتشر می کند. از این رو چون خورشید در افق رو به پایین می رود، جوّ زمین رنگ های قرمز و زرد را بیشتر در خود نگه داشته و  بیشتر آن ها را به دید ما می آورد. پس به همین دلیل است که افق هنگام غروب به رنگ قرمز جلوه گر می شود.


🔺همین سیستم خاص نورافشانی که در جوّ زمین وجود دارد، برای ما مطلب دیگری را نیز روشن می سازد و آن این که چرا ما آسمان را به رنگ آبی می بینیم ؟ نور بنفش و آبی دارای امواجی کوتاه هستند. یعنی حدود ده مرتبه سریع تر از امواج نور قرمز در جو زمین پخش می شوند. این نکته نشان دهنده این است که اشعه ی قرمز خود به طور مستقیم در جو زمین حرکت می کنند، ولی امواج آبی باید به وسیله ی ذرات هوا ، آب و غبار پخش گردند پس وقتی که ما سر به آسمان بلند می کنیم ، در حقیقت امواجی را می بینیم که بدین گونه پخش شده اند. آنگاه از همین رو است که آسمان به نظر مان آبی رنگ می نماید.


🔺چکیده اینکه دلیل رنگ قرمز خورشید و رنگ آبی آسمان، مسافتی است که نور طی می کند تا به چشم ما می رسد (البته وجود گرد و غبار در جو نیز مهم است) اما دلیل رنگ کمان به پدیده شکست نور مربوط می شود. به عبارت دیگر تعامل یا اندرکنش نور خورشید که ترکیبی از همه ی رنگ هاست با ذرات غبار و گاز های موجود در جو بستگی به اندازه این ذرات و مولفه های دیگری دارد ، اتمسفر مانند یک فیلتر که فوتون های آبی و بنفش که پر انرژی تر هستند را جذب و در هزارم ثانیه می پراکند و آسمان را آبی نشان می دهد . و در هنگام غروب اگر ذرات غبار و بخار آب در اتمسفر زیاد باشد این اثر یعنی پراکندگی رایلی ، پراکندن نور آبی و عبور نور سرخ بدون هیچ گونه تعاملی بین نور و ذرات غبار را شاهد هستیم .


https://t.me/higgs_field/4881
.

‍ 📌تعیین کردن حجم اطلاعات موجود در جهان قابل مشاهده توسط فیزیکدانان
بخش دوم و پایانی

🔺نتیجه تقریبی یک 6 بود و که به دنبال 80 صفر ، (6×10⁸⁰) عددی سرسام آور از بیت های اطلاعات را بدست می داد . که در واقع کمتر از برآوردهای قبلی است. اما ووپسون با توجه به محاسبات گذشته سعی کرد اطلاعات کل جهان را محاسبه کند ، و این نتیجه را انتظار داشت ، در حالی که محاسبه خود را فقط به قسمتهای قابل مشاهده محدود کرد

✔️ به استثنای پادماده و پاد ذرات Anti matter and particles و نیروهاForces (مانند بوزونهای نوری photon ).

🔺ووپسون می نویسد:

• ما همه بوزون ها را ذرات نیرو/برهم کنشی که مسئول انتقال اطلاعات به جای ذخیره اطلاعات در نظر گرفته ایم. ما فرض می کنیم که اطلاعات را فقط می توان در ذراتی ذخیره کرد که پایدار هستند و جرم سکون غیر صفر دارند، در حالی که بوزون های برهمکنش/حامل نیرو فقط می توانند اطلاعات را از طریق شکل موج منتقل کنند.

• وی همچنین ذرات یا پادذرات ناپایدار را در نظر نگرفت، زیرا طول عمر آنها بسیار کوتاه است، «بنابراین مشاهده آنها تنها از طریق شرایط تجربی ایجاد شده مصنوعی یا از نظر تئوری امکان پذیر است». بنابراین، مشارکت آنها در جهان قابل مشاهده ناچیز است و با برون یابی، ظرفیت آنها برای ثبت اطلاعات نیز ناچیز است.
"اما ذکر این نکته ضروری است که اطلاعات را می توان به اشکال دیگر ، از جمله بر روی سطح بافت فضا-زمان ، طبق اصل هولوگرافی ذخیره کرد."
این ایده که اطلاعات فیزیکی است از دهه 1920 وجود داشته است. از آن زمان ، آزمایشات ارتباط بین نظریه اطلاعات و ترمودینامیک را نشان داده و به این ایده غیر معمول منجر شده است که جهان به صورت سه بعدی از واقعیت دو بعدی شبیه سازی شده است.‌‌


• ووپسون توضیح می‌دهد: «این نظریه‌های رادیکال مبتنی بر این اصل هستند که اطلاعات فیزیکی هستند، اطلاعات توسط سیستم‌های فیزیکی ثبت می‌شوند و همه سیستم‌های فیزیکی می‌توانند اطلاعات را ثبت کنند».
• با تکیه بر این، ووپسون قبلاً پیشنهاد کرده بود که اطلاعات ممکن است حالت پنجم ماده، در کنار جامد، مایع، گاز و پلاسما باشد، و حتی به طور وحشیانه‌تر، این اطلاعات ممکن است ماده تاریکی باشد که فیزیکدانان به دنبال آن بوده‌اند.

🔺ووپسون در پایان می‌گوید: «رویکرد کنونی ابزار منحصربه‌فردی برای تخمین محتوای اطلاعات به ازای هر ذره بنیادی ارائه می‌دهد که برای طراحی آزمایش‌های عملی برای آزمایش این پیش‌بینی‌ها بسیار مفید است».

✔️علاوه بر این، اگر نور می‌تواند یک ذره باشد، و حالت‌های فیزیکی می‌توانند تا زمان مشاهده نامشخص باشند، چرا اطلاعات نمی‌تواند بخشی فیزیکی و بنیادی از کیهان باشد؟

این تحقیق در AIP Advances منتشر شده است.‌‌

http://feedproxy.google.com/~r/sciencealert-latestnews/~3/QQ43wMRHIws/physicists-quantified-the-amount-of-information-contained-by-the-entire-observable-universe

📌 @HIGGS_FIELD

.

📌یک فیزیکدان مقدار اطلاعات را در کل جهان قابل مشاهده تعیین کرد


🔺در تلاش برای درک ماهیت واقعیت ما، فیزیکدانان مطمئناً تئوری های گیج کننده ای برای بیان دارند .

• اگر اطلاعات جنبه ملموس و بنیادین واقعیت فیزیکی در کنار ماده و انرژی، باشد چه؟

• اگر اطلاعات حالت پنجم ماده باشد چه؟

به هر حال اطلاعات چیزی است که همه ماده و انرژی به طور قابل اندازه گیری دارای آن هستند. قوانینی که بر وجود آنها حاکم است، مانند جرم، سرعت یا بار آنها، همگی بخش هایی از اطلاعاتی هستند که در آنها وجود دارد.


ترجمه : کوانتوم مکانیک

منبع :

http://feedproxy.google.com/~r/sciencealert-latestnews/~3/QQ43wMRHIws/physicists-quantified-the-amount-of-information-contained-by-the-entire-observable-universe

Part ¹

https://t.me/higgs_field/4877


Part ²

https://t.me/higgs_field/4892

📌 @HIGGS_FIELD

.

‍ 📌10 mind-boggling things you should know about quantum physics



5. It helps us characterize stars


🔺Danish physicist Niels Bohr showed us that the orbits of electrons inside atoms are also quantized. They come in predetermined sizes called energy levels. When an electron drops from a higher energy level to a lower energy level, it spits out a photon with an energy equal to the size of the gap. Equally, an electron can absorb a particle of light and use its energy to leap up to a higher energy level.
Astronomers use this effect all the time. We know what stars are made of because when we break up their light into a rainbow-like spectrum, we see colors that are missing. Different chemical elements have different energy level spacings, so we can work out the constituents of the sun and other stars from the precise colors that are absent.‌‌


5- به ما در توصیف ستارگان کمک می کند


🔺نیلز بور، فیزیکدان دانمارکی به ما نشان داد که مدارهای الکترون‌های درون اتم‌ها نیز کوانتیزه می‌شوند. آنها در اندازه های از پیش تعیین شده به نام سطوح یا تراز انرژی هستند.

هنگامی که یک الکترون از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین تر سقوط می کند، فوتونی با انرژی برابر با اندازه شکاف به بیرون گسیل میدارد . به همین ترتیب، یک الکترون می تواند ذره ای از نور را جذب کند و از انرژی آن برای جهش به سطح انرژی بالاتر استفاده کند.

ستاره شناسان همیشه از این اثر استفاده می کنند تا بدانیم که ستارگان از چه چیزی ساخته شده اند زیرا وقتی نور آنها را به طیف رنگین کمان مانندی تقسیم می کنیم ، رنگ هایی را می بینیم که از بین رفته اند. عناصر شیمیایی مختلف دارای فاصله بین سطوح انرژی متفاوتی هستند ، بنابراین ما می توانیم اجزای تشکیل دهنده خورشید و سایر ستارگان را از رنگهای دقیق که وجود ندارند ، بسنجیم.‌‌


📌 @HIGGS_FIELD

.

‍ 📌 اصل هولوگرافیک

✔️این اصل هنوز تا تایید راه بسیار دارد و از ایده های موخر مجامع فیزیک حساب می آید .

🔺 اصل هولوگرافیک گرانش را در فضای مسطح و دو بعدی توصیف می کند و عمده دلیل ناسازگاری گرانش کوانتومی با نسبیت عام و توصیف نشدن گرانش در مدل استاندارد را همین در دو بعد بودن گرانش می داند .
هنگامی که یک قطعه اطلاعات در سیاهچاله سقوط می کند بر حجم سیاهچاله افزوده نمی شود بلکه بر مساحت افق رویداد به میزان اندکی افزوده می شود .


🔺نخستین فردی که به‌طور رسمی در دهه‌ی ۱۹۹۰ اصل هولوگرافیک را مطرح کرد، فیزیکدان دانشگاه استنفورد، لئونارد ساسکیند بود. به اعتقاد ساسکیند، جهان هولوگرافیک «بین اغلب فیزیکدان‌های نظری، دیگر یک گمانه‌زنی بی‌پایه و اساس تلقی نمی‌شود؛ بلکه ابزاری عادی و کارآمد است که برای حل مسائل فیزیک به کار می‌رود.»


🔺ساسکیند نشان داد که بسیاری از قوانین فیزیک می‌تواند به‌ جای سه بعد، تنها با دو بعد ریاضی توصیف شود. این رویکرد برای کیهان‌شناسان خوشایند بود؛ چرا که به یکی از بزرگ‌ترین معماهای فیزیک جواب می‌داد: طرز کار گرانش در مقیاس‌های بی‌نهایت کوچک. بدون اصل هولوگرافیک، فیزیکدان‌ها برای درک اتفاقات درون سیاه‌چاله یا لحظه‌ی تولد جهان، با چالش‌های بزرگی روبه‌رو می‌شوند.  


🔺طبق اصل هولوگرافیک، مقدار اطلاعاتی که یک فضا در خود ذخیره می‌کند نه به حجم، بلکه به محدوده‌ی مرزی آن منطقه بستگی دارد. به بیان ساده‌تر، اصل هولوگرافیک می‌گوید هرچه در فضا رخ می‌دهد، می‌تواند با توجه به اطلاعات ذخیره‌شده در سطح آن فضا، توضیح داده شود. برای مثال، فضایی سه‌بعدی را تصور کنید که مانند شکل زیر، درون سطح خمیده‌ی یک سیلندر دوبعدی قرار گرفته است. شما درون این فضا زندگی می‌کنید؛ اما شاید سایه یا بازتابی از شما روی سطح آن منعکس شده باشد.


📌 @HIGGS_FIELD

.

.


🔺ایران در سال ۱۴۰۰

گویا مقاله در سال ۱۳۳۷ نگارش شده


📌 @HIGGS_FIELD
.

.


📌میدان گرانشی را دست کم نگیرید


📌 @higgs_journals

.

‍〰

📌 Spacetime and Scales , Quantum foam


🔺با ترکیب قوانین مکانیک کوانتومی و نسبیت عام ، می توان نتیجه گرفت که در منطقه ای به طول پلانک :
10-³³
نوسانات خلاء بسیار زیاد است به طوری که فضا همانطور که می شناسیم "boils می جوشد" می شود و تبدیل به کف کوانتومی Quantum foam میگردد در چنین سناریویی ، فضا در مقیاس :
10-¹²
سانتی متر کاملاً صاف به نظر می رسد. یک زبری مشخص در مقیاس :
10-²⁰
سانتی متر ظاهر می شود. و در مقیاس طول پلانک، فضا به کفی از فوم کوانتومی احتمالی تبدیل می شود (همانطور که در شکل نشان داده شده است) و با مفهوم فضای ساده و پیوسته ناسازگار می شود. طبق آخرین ایده در نظریه ابر ریسمان، فضایی در چنین مقیاس کوچکی را نمی توان با مختصات دکارتی، x، y و z توصیف کرد. باید با "noncommutative geometry هندسه ی ناجابجایی" جایگزین شود، که در آن مختصات با ماتریس غیر قطری نشان داده می شوند. به عبارت دیگر ، تعیین مختصات به طور دقیق در هر زمان غیرممکن است. این اساساً بسط اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی است. بنابراین، در مقیاس کوچک، مفهوم معمول فضا از بین رفته است. با این حال، مشخص شد که قطعات بزرگی از نظریه نسبیت، نظریه کوانتومی و فیزیک ذرات را می توان به چنین دنیایی منتقل کرد. در چند سال گذشته فیزیکدانان نظری از این که کشف کردند گرانش کوانتومی حلقه و نظریه ابر ریسمان ها جهانهایی را توصیف می کنند که هندسه در آنها ناجابجایی است ، که اکنون می توان از آنها به عنوان فرمی جدید برای مقایسه این دو نظریه استفاده کرد.


📌 @HIGGS_FIELD

〰

📌اصل هولوگرافی

• اصل هولوگرافی در مورد رمزگذاری اطلاعات از فضای (D+1) بعدی به فضای بعدی D است. این اصل می تواند الگوی تداخل روی یک صفحه عکاسی از یک جسم سه بعدی، یا آنتروپی تأثیرگذار بر سطح سیاهچاله، یا یک نظریه فیزیکی باشد که به فرم دیگری مبدل شده است. در حال حاضر برخی از فیزیکدانان از چنین اصولی استقبال می کنند و ادعا می کنند که بخشی از پایه های فیزیک جدید خواهد شد، که نظریه کوانتومی و نسبیت ممکن است هر دو به عنوان موارد خاص استنتاج شوند.


‍ 🔺فضا-زمان هولوگرافیک

نمونه دیگری از اصل هولوگرافی در کار، فضای اقلیدسی Anti-de sitter (AdS) را شامل می‌شود، که گسترش می‌یابد و دارای مرزی در بی‌نهایت است - بسیار شبیه به جهان ما. متریک چنین فضایی به شکل زیر است:

ds² = dr²+ sin h² (r) dΩ4²

که در آن d Ω 4² ابرکره
(3+1)-D
بعدی در مرز فضای AdS اقلیدسی (4+1)بعدی است، جایی که (n+1) بعدی که n بعد مکانی و 1 زمانی را نشان می‌دهد.

🔺تجسمی از فضا-زمان هولوگرافیک :

با استفاده از چنین فضای (4+1) بعدی ، نظریه پردازان مثالی را ابداع کرده اند که در آن جهان AdS توصیف شده توسط strongly coupled string theory با weakly coupled point particle مرز فضا (3+1)بعدی با کانفورمال فیلد مطابقت دارد ، و بالعکس.

نمونه هایی از این مطابقت هولوگرافیک اکنون برای فضا-زمان ها با ابعاد مختلف شناخته شده است. معادله هولوگرافیک می تواند اجازه دهد تا محاسبه دشواری در محدوده فضا-زمان (3+1) بعدی ، مانند رفتار کوارک ها و گلوئونها ، با محاسبه ای آسان تر و بسیار متقارن مبادله شود.
همچنین یک سیاهچاله در فضا-زمان (4+1) بعدی با تابش داغ (به عنوان مثال، پلاسمای کوارک-گلوئون) در هولوگرام (3+1)مطابقت دارد. این استدلال برای حفاظت از نابودی اطلاعات (پارادوکس اطلاعات سیاهچاله) در بحث مسئله این است که آیا این اطلاعات با سقوط در سیاهچاله از بین می روند یا خیر؟


📌 @HIGGS_FIELD


.

‍ 📌چگونه یک سیستم کوانتومی را بدون هیچ تغییری  اندازه‌‌گیری  کنیم؟
بخش دوم


🔺دانشمندان به دنبال راه‌های اندازه‌گیری، بدون پرداخت این هزینه هستند. به عبارت دیگر، نگه‌داشتن برهم نهی سیستم یا اینکه سیستم بتواند در همه‌ی حالت ها وجود داشته باشد. محققان نتایج خود را با استفاده‌ از داستان مشهور گربه شرودینگر توضیح می‌دهند:

گربه‌ی شرودینگر در یک جعبه قرار دارد و دانشمندان نمی‌دانند که آیا گربه زنده است یا نه. یک دوربین به گونه‌ای در بیرون جعبه کار‌گذاشته شده‌ که می‌تواند از درون آن عکس بگیرد. عکس گرفته شده از گربه تار است و ما تنها می‌توانیم بینیم که یک گربه وجود دارد، ولی در مورد زنده یا مرده بودن آن نمی‌توانیم نظر بدهیم. همچنین فلش دوربین، برچسب کوانتومی نشان‌دهنده‌ی حالت برهم‌نهی گربه را، از بین برده است. این عکس درواقع با سرنوشت گربه پیوند خورده‌ است؛ به عبارت دیگر ما با استفاده از روش‌های مشخص و با پردازش این عکس می‌توانیم تصمیم بگیریم که برای گربه چه اتفاقی افتاده است.

🔺عکس گرفته شده از گربه می‌تواند از جعبه بیرون آورده شود و داخل یک کامپیوتر یا یک اتاق تاریک پردازش شود. با توجه به روشی که برای پردازش تصویر استفاده می‌شود، ما می‌توانیم زنده یا مرده بودن گربه را بفهمیم و یا با فهمیدن کاری که فلش دوربین با گربه کرده است برچسب کوانتومی آن را بازگردانیم. درواقع این انتخاب مشاهده‌گر است که تعیین می‌کند ما چه چیزی درباره‌‌ی گربه بدانیم. ما یا می‌توانیم تعیین کنیم گربه زنده است یا مرده؛ یا برچسب کوانتومی حذف شده در زمان گرفتن عکس را به آن برگردانیم؛ ولی نمی‌توانیم هر دو کار را انجام دهیم.
.
 
🔺در این مقاله یک توصیف کلی برای اندازه گیری های کوانتومی از یک مشاهده پذیر مثل A و از یک ورودی دلخواه سیستم ارائه شده است و به این امر اشاره می‌کند که برهمکنش درهم تنیده، حالت سیستم را با تبدیل همدوسی کوانتومی موضعی سیستم به همبستگی ناموضعی بین سیستم و دستگاه اندازه گیری مختل می‌کند.

نظریه ارائه‌ شده در این مقاله نشان می‌دهد که چگونه انتقال اطلاعات شرح‌ داده‌ شده توسط تعامل سیستم-دستگاه اندازه گیری را می‌توان با حداقل فرضیاتی در مورد ویژگی‌های خود دستگاه اندازه گیری مشخص نمود. سپس این امکان وجود دارد که بین نقش برهمکنش های درهم‌تنیده و راهبردهای بازخوانی مختلف که فقط در دستگاه اندازه گیری تشخیص داده می‌شوند، تمایز قایل شد. در نتیجه می‌توانیم نشان دهیم که در نتیجه حضور درهم تنیدگی، انتخاب واقعی حالت کوانتومی پس از اندازه‌گیری، به طور کامل مستقل از فیزیک سیستم است. از این مشاهدات نتیجه می‌گیریم که نقش درهم‌تنیدگی در اندازه‌گیری کوانتومی، جداسازی انتخاب حالت‌های خروجی از فیزیک سیستم است.

🔺این تنها یک قدم رو به جلو برای فهمیدن مکانیک کوانتومی است که امروزه استفاده‌ی کامل از آن محدود به سیستم‌های کاملا تخصصی مثل کامپیوتر‌های کوانتومی شده است. البته جنبه‌هایی از آن در اندازه گیری‌های دقیق و همچنین ارتباطات امن نیز می‌تواند به کار گرفته شود. هافمن اشاره می‌کند:

• این بخش کلیدی این تحقیق است. من واقعا مشتاقم علت وجود این شگفتی کوانتومی را بفهمم. من روی اندازه‌گیری تمرکز کرده ام چون منشا این شگفتی است!
پایان

https://www.hiroshima-u.ac.jp/en/news/53823


📌 @HIGGS_FIELD

.

‍ .

📌جهان قابل مشاهده

🔺جهان قابل مشاهده فضای اطراف ما است که توسط افق کیهانشناسی محدود شده است - فاصله ای که نور می تواند از زمان پیدایش جهان تا این افق طی کرده باشد. این فضا عظیم اما محدود با شعاع حدود 10²⁸ سانتی متر است.

همچنین مجموعه اعداد محدودی از همه چیز وجود دارد: حدود 10¹¹ (2x10¹² ، طبق آخرین بروز رسانی 2016)

کهکشان‌ها، 10²¹ ستاره، 10⁷⁸ اتم، 10⁸⁸ فوتون.

یک سلسله مراتب ساختار وجود دارد: همه چیز از چیزهای کوچکتر تشکیل شده است و بخشی از چیزی بزرگتر است .

ویژگی های سازه ها در مقیاس های مختلف با توجه به تأثیر متقابل نیروهای فیزیکی مختلف تغییر می کند. پدیده‌های کوانتومی مقیاس‌های کوچک را کنترل می‌کنند، در حالی که گرانش بر مقیاس‌های بزرگ غالب است و هر دو در ابتدای جهان وارد عمل می‌شوند. در هر مقیاس اندازه، مقیاس زمانی مربوطه وجود دارد: فرآیندها در مقیاس‌های کوچک به سرعت و در مقیاس‌های بزرگتر آهسته‌تر اتفاق می‌افتند.

توجه داشته باشید که طبق کیهان شناسی تورمی ، کل جهان بسیار بزرگتر از جهان قابل مشاهده است . و محدوده جهان قابل مشاهده بستگی به مکان دارد. رصدگران در کهکشان آندرومدا و فراتر از آن، جهان‌های قابل مشاهده خود را دارند که با جهان ما متفاوت، اما همپوشانی دارند.‌‌


📌 @HIGGS_FIELD

.

.


🔺لحظه ی فرود و نمونه برداری کاوشگر Osiris


📌 @HIGGS_FIELD

.

.

🔺هندی ها تو فیلم هاشون ۶ _ ۰ از فیزیک و شیمی و علوم تجربی و حتی از تخیل جلو هستن..!!

📌 @HIGGS_FIELD

.

‍ 📌10 mind-boggling things you should know about quantum physics


6. Without it the sun wouldn’t shine

Quantum tunneling is the finite possibility that a particle can break through an energy barrier. 

🔺The sun makes its energy through a process called nuclear fusion. It involves two protons — the positively charged particles in an atom — sticking together. However, their identical charges make them repel each other, just like two north poles of a magnet. Physicists call this the Coulomb barrier, and it’s like a wall between the two protons. 
Think of protons as particles and they just collide with the wall and move apart: No fusion, no sunlight. Yet think of them as waves, and it’s a different story. When the wave’s crest reaches the wall, the leading edge has already made it through. The wave’s height represents where the proton is most likely to be. So although it is unlikely to be where the leading edge is, it is there sometimes. It’s as if the proton has burrowed through the barrier, and fusion occurs. Physicists call this effect "quantum tunneling".‌‌


6. بدون آن خورشید نمی تابد

تونل زنی کوانتومی احتمال محدودی است که یک ذره بتواند از سد انرژی عبور کند.

🔺خورشید انرژی خود را از طریق فرآیندی به نام همجوشی هسته ای تولید می کند. این شامل دو پروتون ( ذرات باردارِ مثبت در یک اتم) است که به هم می چسبند. با این حال، بارهای یکسان آنها باعث دفع یکدیگر می شوند، درست مانند دو قطب شمال آهنربا. فیزیکدانان این را سد کولن می نامند و مانند دیواری بین دو پروتون است.
پروتون ها را به عنوان ذرات در نظر بگیرید و آنها با سدّ (پتانسیل الکترون ها) برخورد می کنند و از هم دور می شوند: بدون همجوشی، بدون نور خورشید. با این حال آنها را به عنوان امواج در نظر بگیرید، و این یک داستان متفاوت است. هنگامی که تاج موج به سدّ می رسد، لبه ی جلویی آن عبور می کند. ارتفاع موج نشان دهنده جایی است که پروتون به احتمال زیاد در آن قرار دارد. بنابراین، اگرچه بعید است که در جایی که لبه اصلی است، باشد،اما احتمال آن (با استفاده از عدم قطعیت) گاهی اوقات وجود دارد. انگار پروتون از سد نفوذ کرده است و همجوشی رخ می دهد. فیزیکدانان این اثر را "تونل زنی کوانتومی" می نامند.‌‌


📌 @HIGGS_FIELD


.