گزارشی از تحقیقات مطالعات جیکوب بکنشتاین Jacob beckenstien بر روی کران آنتروپی شانون یونیورس و سیاهچاله ها و اصل هولوگرافیک که توسط وی به نگارش درآمده است .

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/6411
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/6414
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/6424
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/6437
قسمت پنجم
https://t.me/phys_Q/6443
قسمت ششم
https://t.me/phys_Q/6462
قسمت هفتم
https://t.me/phys_Q/6471
قسمت هشتم
https://t.me/phys_Q/6474
قسمت نهم
https://t.me/phys_Q/6478
قسمت دهم
https://t.me/phys_Q/6487
قسمت یازدهم
https://t.me/phys_Q/6488
پایان

‍ 💢اطلاعات در هولوگرافیک یونیورس
قسمت اول
جیکوب بکنشتاین

نتایج نظری در مورد سیاهچاله ها نشان می دهد که یونیورس می تواند مانند یک هولوگرام غول پیکر باشد‌‌.

اگر از کسی بپرسید که جهان فیزیکی از چه چیزی ساخته شده است، احتمالاً به شما می گوید ماده و انرژی. با این حال، اگر از مهندسی، زیست شناسی و فیزیک چیزی یاد گرفته باشیم، اطلاعات عناصر اصلی ساختار یونیورس هستند . ربات کارخانه خودروسازی با فلز و پلاستیک کار می کند ، اما بدون دستورالعمل‌های فراوان که به آن می‌گوید کدام قطعه را به چه چیزی جوش دهد و غیره نمی‌تواند هیچ چیز مفیدی ایجاد کند. یک ریبوزوم در یک سلول در بدن شما متشکل از بلوک‌های سازنده آمینو اسید و با انرژی آزاد شده از تبدیل ATP به ADP کار می کند ، اما بدون اطلاعاتی که از DNA در هسته سلول به آن می‌رسد، نمی‌تواند پروتئینی را سنتز کند. به همین ترتیب، یک قرن پیشرفت در فیزیک به ما آموخته است که اطلاعات نقش مهمی در سیستم‌ها و فرآیندهای فیزیکی دارد. در واقع، یک گرایش کنونی، که توسط جان آ. ویلر از دانشگاه پرینستون آغاز شد، این است که جهان فیزیکی را از اطلاعات ساخته شده و انرژی و ماده را به عنوان جزئیات فرعی در نظر می گیرد.

این دیدگاه ، نگاهی تازه به پرسش های بزرگ را فرا می خواند . ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات دستگاه هایی مانند هارد-دیسک درایو ها با جهشleap و مرز bound افزایش یافته است. چه زمانی چنین پیشرفتی متوقف خواهد شد؟ ظرفیت اطلاعاتی نهایی دستگاهی که مثلاً کمتر از یک گرم وزن دارد و می تواند در داخل یک سانتی متر مکعب (تقریبا به اندازه یک تراشه کامپیوتر) قرار گیرد چقدر است؟ برای توصیف یک یونیورس چقدر اطلاعات لازم است؟ آیا این توصیف می تواند در حافظه رایانه جا شود؟ آیا همانطور که ویلیام بلیک نوشته است، می‌توانیم جهانی را در دانه‌ای از شن ببینیم یا این ایده چیزی بیش از متنی شاعرانه نیست؟‌‌

قابل توجه است که تحولات اخیر در فیزیک نظری به برخی از این سؤالات پاسخ می دهد و پاسخ ها ممکن است سرنخ های مهمی برای نظریه نهایی توصیف واقعیت باشند. با مطالعه خواص اسرارآمیز سیاهچاله ها، فیزیکدانان محدودیت های مطلقی را در مورد اینکه یک منطقه از فضا چه مقدار از ماده و انرژی را می تواند نگه دارد، استنباط کرده اند. نتایج مرتبط نشان می‌دهد که جهان ما، که ما آن را دارای سه بعد فضایی می‌دانیم، ممکن است در عوض روی یک سطح دو بعدی مانند یک هولوگرام نوشته شود. ادراک روزمره ما از جهان به عنوان سه بعدی یا یک توهم عمیق یا صرفاً یکی از دو روش جایگزین برای مشاهده واقعیت خواهد بود. ممکن است یک دانه شن جهان ما را در بر نگیرد، اما یک صفحه تخت این امکان را دارد.‌‌

💢اطلاعات در هولوگرافیک یونیورس
قسمت دوم
جیکوب بکنشتاین


📌داستان دو آنتروپی

تئوری فرمال اینفورمیشن در ابتدای سال 1948 توسط ریاضیدان کاربردی آمریکایی، کلود ای. شانون، که پرکاربردترین معیار امروزی محتوای اطلاعاتی را معرفی شد : آنتروپی.

آنتروپی از دیرباز مفهوم اصلی ترمودینامیک، شاخه ای از فیزیک که با گرما سروکار دارد، بوده است. آنتروپی ترمودینامیکی عموماً به عنوان اختلال در یک سیستم فیزیکی توصیف می شود. در سال 1877، لودویگ بولتزمن، فیزیکدان اتریشی، آن را با توجه به تعداد حالت‌های میکروسکوپی متمایز توصیف کرد که ذرات تشکیل دهنده یک تکه از ماده می‌توانند در حالی که هنوز شبیه همان قطعه ماکروسکوپی ماده هستند، در آن باشند. به عنوان مثال، برای هوای اتاق اطراف شما، می‌توان تمام راه‌هایی را که تک تک مولکول‌های گاز در اتاق توزیع می‌شوند و همه راه‌هایی که می‌توانند حرکت می‌کنند، حساب کرد.‌‌

زمانی که شانون راهی را برای تعیین میزان اطلاعات موجود در مثلاً یک پیام انتخاب کرد، منطقا فرمولی مشابه فرمول بولتزمن را مطرح کرد . مطابق با آنتروپی شانون، آنتروپی یک پیام ، تعداد ارقام باینری یا بیت هایی است که برای رمزگذاری آن لازم است. آنتروپی شانون ما را در مورد ارزش اطلاعات، که به شدت وابسته به بستر است، راهنمایی نمی کند. با این حال، به عنوان معیار عینی میزان اطلاعات، در علم و فناوری بسیار مفید بوده است. برای مثال، طراحی هر دستگاه ارتباطی مدرن - از تلفن‌های همراه گرفته تا مودم‌ها تا پخش‌کننده‌های هارد دیسک - بر آنتروپی شانون تکیه دارد.‌‌

آنتروپی ترمودینامیکی و آنتروپی شانون از نظر مفهومی معادل هستند: تعداد آرایش‌هایی که توسط آنتروپی بولتزمن محاسبه می‌شوند، مقدار اطلاعات شانون را که برای اجرای هر آرایش خاصی نیاز است، منعکس می‌کند. هر چند این دو آنتروپی دو تفاوت برجسته دارند. ابتدا، آنتروپی ترمودینامیکی مورد استفاده توسط یک شیمیدان یا یک مهندس تکنولوژی سردکننده ها بر حسب واحدهای انرژی تقسیم بر دما بیان می‌شود، در حالی که آنتروپی شانون که توسط مهندس ارتباطات استفاده می‌شود، بر حسب بیت و اساساً بدون بعد است. این تفاوت صرفاً یک موضوع قراردادی است.‌‌

با این حال، حتی زمانی که به واحدهای معمول کاهش می یابد، مقادیر معمولی دو آنتروپی از نظر بزرگی بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، یک ریزتراشه سیلیکونی که حاوی یک گیگابایت داده است دارای آنتروپی شانون در حدود 10¹⁰ بیت است (یک بایت هشت بیت) که بسیار کوچکتر از آنتروپی ترمودینامیکی تراشه است که در دمای اتاق حدود 10²³ بیت است. این اختلاف به این دلیل رخ می دهد که آنتروپی ها برای درجات مختلف آزادی محاسبه می شوند. درجه آزادی کمیتی است که می تواند تغییر کند، مانند مختصاتی که مکان یک ذره یا یک مولفه از سرعت آن را مشخص می کند. آنتروپی شانون تراشه فقط به وضعیت کلی هر ترانزیستور کوچک بستگی دارد در کریستال سیلیکون بستگی به روشن 1 یا خاموش 0 بودن ترانزیستور دارد که یک درجه آزادی باینری انگاشت می شود.


🆔 @phys_Q

‍ 💢تئوری های یک نابغه - اینیشتین
فصل دوم - نسبیت Relativity
قسمت نخست

📌نسبیت عام General Relativity و نسبیت خاص Special Relativity و تفاوت ها

مطالعه فیزیک چیزهای زیادی ممکن است. در حوزه‌های گسترده‌تری مانند آزمایش‌های علمی، تکنولوژی و فن‌آوری، و هتا در زندگی روزمره ما ، به ما کمک می کند تا بسیاری از چیزها، لوازم خانگی و روابط بین آبجکت ها و غیره را درک کنیم با یا بدون اطلاع فرد به وی کمک می کند تا مسائل و معماهای زندگی روزمره را حل کند.



بسیاری از دانشمندان و فیزیکدانان بزرگ با کمک یافته ها و نظریه های خود به ما در درک فیزیک و قوانین آن کمک کردند. از این دست نظریه ها در مطالعه فیزیک بسیار است. نظریه بیگ بنگ، نظریه آشوب، نظریه دینام، نظریه میدان کوانتومی، نظریه نسبیت و غیره چند نمونه از نظریه هایی هستند که چنین معماهای بزرگی را حل کرده اند و به ما اطلاعاتی در مورد رویداد های پیرامون‌مان داده اند.

🔺نسبیت عام در مقابل نسبیت خاص

تفاوت اصلی بین نسبیت عام و نسبیت خاص در این است که نسبیت عام با گرانش gravity و شتاب acceleration مرتبط است، در حالی که نسبیت خاص به سرعت velocity و زمان time مربوط می شود. نسبیت عام رابطه بین ناظر observer و شتاب را نشان می دهد، در حالی که نسبیت خاص رابطه بین ناظر و ثابت سرعت را در هنگام حرکت به ما نشان می دهد.


نظریه نسبیت عام نظریه ای است که توسط آلبرت انیشتین منتشر شد. به عنوان نظریه هندسی گرانش شناخته می شود. که پیش‌بینی می‌کند که فضا-زمان در اطراف سیاره زمین به دلیل چرخش سیاره چین خورده و پیچ خورده است. اینشتین در سال 1905 مطالعه این مفهوم را آغاز کرد و در سال 1915 تکمیل و منتشر شد.

نسبیت خاص نظریه ای است که رابطه مکان و زمان را نشان می دهد. بیان می کند که آنها مفاهیم متفاوتی نیستند. توضیح می دهد که چگونه این رابطه برای اجسامی که با سرعت ثابت حرکت می کنند (در یک خط مستقیم) به هم مرتبط می شود. به گفته آلبرت انیشتین، نسبیت خاص بر اساس دو فرض است:

سرعت نور در خلاء و قانون فیزیک (ثابت بودن سرعت نور در همه فریم‌های لخت که در سال 1905 منتشر شده است).


🔺نسبیت عام چیست؟

نظریه ای که توسط آلبرت انیشتین در رابطه با گرانش ارائه و منتشر شده است. که می گوید که فضا-زمان پیرامون سیاره/اجرام آسمانی مانند زمین یا ستارگان نه تنها چین خورده است، بلکه انرژی نیز باعث چین خوردگی فابریک فضازمان می شود . بنابراین به همین دلیل است که یک اثر گرانشی بین آبجکت های جرم دار وجود دارد. اینیشتین این تئوری را در سال 1915 منتشر کرد.

وقتی اینشتین احساس کرد که نظریه نسبیت خاص ارائه شده در 1905 برای توصیف کل جهان کافی نیست، با کمک تئوری خاص SR ، نظریه عام GR را از آن استخراج کرد . این تئوری گرانش را به عنوان ویژگی هندسی فضا و زمان توصیف می کند، زیرا به اصلاح قانون گرانش جهانی نیوتن نیز کمک کرد. بر سوژه / آبجکت هایی که شتاب را تجربه می کنند تأکید می کند.

این تئوری توضیح می دهد که مکان و زمان مرتبط اما با ویژگی های متفاوت هستند. نیروی گرانش در داخل یا نواحی اطراف آبجکت /ناظر به میزان انحنای فضا-زمان بستگی دارد. تکانه - انرژی - جرم مادی یک آبجکت باعث ایجاد انحنا در فضازمان می شود. رابطه بین ماده و فضا-زمان به گونه ای است که به یکدیگر می گویند چگونه رفتار کنند.‌‌


💢@phys_Q

‍ .

📌عالم universe ما از ماده و انرژی ساخته شده است . اما جایگاه اطلاعات information کجاست؟

🔺از هر کسی بپرسید جهان فیزیکی از چه ساخته شده است، به شما خواهد گفت از ماده و انرژی. بااین‌حال، فیزیک به ما آموخته‌ که اطلاعات، درست اندازه‌ی ماده و انرژی در پیکره‌بندی جهان نقش دارد.

🔺اطلاعات نقش حیاتی و انکارناپذیری در سیستم‌ها و فرایندهای فیزیکی بازی می‌کنند . یک خودرو از قطعات که با الگوی خاصی در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده و این یعنی گزاره « عالم ما از ماده و انرژی ساخته شده است» ناقص بوده و گزاره درست «« عالم ما از ماده و انرژی و اطلاعات ساخته شده است »»

🔺اواخر دهه‌ی ۱۹۹۰ فیزیکدانان متوجه شدند وقتی ذره‌ای از اطلاعات وارد سیاه‌چاله می‌شود، سطح سیاه‌چاله به مقدار بسیار دقیقی افزایش می‌یابد؛ یعنی اندازه‌ی مربع طول پلانک، حدود
10-⁶⁵

✔️تابش هاوکینگ و پارادوکس اطلاعات سیاهچاله

🔺در سال ۱۹۷۴، استیون هاوکینگ کشف کرد که سیاه‌چاله‌ها برخلاف چیزی که مدت‌ها تصور می‌شد، دارای دما هستند و در طول زمان، مقدار اندکی پرتو ساطع می‌کنند (نظریه‌ی تابش هاوکینگ). در نهایت وقتی انرژی آن‌ها به‌طور کامل از افق رویداد محو شود، خود سیاه‌چاله باید طی فرایندی به نام تبخیر سیاه‌چاله (black hole evaporation) به‌طور کامل ناپدید شود.

🔺این ایده، پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله را به میان کشید. مدت‌ها است چه در فیزیک کلاسیک چه در فیزیک کوانتومی، تصور می‌شود اطلاعات فیزیکی نمی‌تواند از بین برود. اما اگر سیاه‌چاله قرار است به خاطر تابش حرارتی ناپدید یا به عبارتی تبخیر شود، آن وقت تمام اطلاعات مربوط به هر شیئی که داخل سیاه‌چاله کشیده شده است ناپدید خواهد شد.

🔺در مکانیک کوانتومی، هر چیزی، (چه ماده چه انرژی) می‌تواند به تکه‌هایی از اطلاعات، مثلا رشته‌هایی از صفر و یک تبدیل شود. نتیجه‌ی این قانون این است که اطلاعات هرگز ناپدید نمی‌شوند؛ حتی اگر ماده یا انرژی مرتبط با آن درون سیاه‌چاله مکیده شود. به عبارت دیگر، تمام ذرات حالت اولیه‌ی خود را حفظ می‌کنند یا اگر دچار تغییر شدند، این تغییر روی ذرات دیگر اثر می‌گذارد؛ به‌گونه‌ای که حالت اصلی ذرات اولیه را می‌تواند از ذرات دیگر برداشت کرد.

🔺این فرضیه، با نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین که می‌گوید اطلاعات باید توسط سیاه‌چاله از بین برود، مغایرت دارد. فیزیکدان‌ها به این تناقض، «پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله» می‌گویند.

✔️ فرار از پارادوکس اطلاعات سیاهچاله

🔺هاوکینگ برای رفع این تناقض این فرضیه را مطرح کرد که اطلاعات توسط سیاه‌چاله نابود نمی‌شود؛ چون اطلاعات اصلا به درون سیاه‎چاله سقوط نمی‎کند، بلکه جایی در افق رویداد به دام می‌افتد.

🔺هاوکینگ ابتدا تصور می‌کرد فوتون‌هایی که هنگام تابش از افق رویداد جدا می‌شوند، هیچ اطلاعات معناداری با خود حمل نمی‌کنند؛ اما بعد نظرش تغییر کرد و گفت این تابش می‌تواند راهی برای فرار اطلاعات از سیاه‌چاله و در نتیجه نجات‌ از ناپدید شدن باشد. از نظر هاوکینگ، مشکل فقط اینجا است که این اطلاعات «به‌صورت بی‌نظم و بی‌فایده» از سطح سیاه‌چاله ساطع می‌شوند و «اگر بخواهیم به‌طور عملی به قضیه نگاه کنیم، باید بگوییم  اطلاعات در هر صورت از دست رفته است.»


📌 @HIGGS_FIELD

.

" You might emerge somewhere else in space. Somewhen else in time. "

- Carl Sagan , SR , GR

.


💢 برای سیگن عالم چیزی نبود جز یک وجود فریبنده و شگفت انگیز که حقیقت وجود پر رمز و رازش را در پس پرده های نامرئی پنهان ساخته است . وی شیفته ی حقیقت بود و درین راه از هر ابزاری بهره می برد.

🆔 @phys_Q

.

💢 " هر میزان اعتقاد ، هرچقدر هم قوی باشد، نمی تواند چیزی را تبدیل به واقعیت کند. طبیعت، واقعا توجهی به اعتقادات تو ندارد."

- ریچارد فیلیپس فاینمن


💢@higgs_field

«مسوولیت ما به عنوان یک دانشورز این است که… بیآموزیم چگونه از شک کردن نباید هراسید بلکه باید آن را پذیرفت و در موردش بحث کرد.»

«راه آزمودن همه دانش ها آزمایش تجربی است. آزمایش تنها قاضی «حقیقت » علمی است..»

— ریچارد فاینمن

💢@higgs_field

شرکت Spin Launch که محموله هایی تا وزن ۲۰۰ کیلوگرم را با هزینه ده برابر ارزان تر و مصرف سوخت و انرژی تا چهار برابر کمتر به فضا می فرستد این بار یک دوربین روی آبجکت پرتابی تعبیه کرده است . جالب است بدانید سرعت پرتاب می تواند تا بیش از ۸ هزار کیلومتر در مدل های بعدی افزایش یابد . اما این پرتابه ، سرعتی حدود ۱۵۰۰ کیلومتر بر ساعت دارد که تا ۷ هزار کیلومتری صعود می کند .


💢@higgs_field

I spent 7 hours shooting around a million photos of our sun, hoping to capture a solar flare. What I captured was incredible- back to back flares launching material into space!


هفت ساعت را صرف گرفتن حدود یک میلیون عکس از خورشید کردم، به این امید که بتوانم یک شراره خورشیدی را ثبت کنم. چیزی که من گرفتم باورنکردنی بود - شعله های پشت سرهم که مواد را به فضا پرتاب می کردند!

🔗 Andrew McCarthy


💢@higgs_field

.

🔺و چون یک فوتون در امتداد یک ژئودزیک پوچ null geodesic منتشر می شود، انحنای فضا-زمان اطراف ژئودزیک عملکرد موج آن را مخدوش می کند. از مختصات فرمی سازگار با یک ژئودزیک پوچ عمومی استفاده می کنیم و معادله برهمکنش بین تانسور ریمان و تابع موج فوتون را استخراج می کنیم. معادله با نگاشت به معادله شرودینگر وابسته به زمان در ابعاد (2+1) بعدی حل می شود. نتایج نشان می‌دهد که وقتی یک بسته موج wave packet گاوسی با پهنای باند باریک روی یک ژئودزیک پوچ حرکت می‌کند، یک فاز اضافی به دست می‌آورد که تابعی از تانسور ریمان ارزیابی‌شده و ادغام‌شده در مسیر انتشار است. این فاز اضافه extra phase که با فناوری فعلی قابل اندازه گیری است مسئول پیامد های بسیاری است .
ممکن است فوتون به چند فوتون ضعیف تر تقسیم شود یا انرژی خود را کامل از دست دهد .

• اتساع زمانی گرانشی که طول موج فوتون را بر حسب زمان بیان می کند ، مسئله ی انتقال قرمز red shift را بخوبی حل می کند .

• و البته انحراف مسیر فوتون که بیانگر ژئودزیک فضازمان است :
θ=4GM/(rc²)

📌 تئوری گرانش کوانتومی باید با دانش کنونی سازگار باشد.

💢@higgs_field

‍ 💢اطلاعات در هولوگرافیک یونیورس
قسمت سوم
جیکوب بکنشتاین


از سوی دیگر ، آنتروپی ترمودینامیکی به حالات همه میلیاردها اتم (و الکترون های درون اتم ) که هر ترانزیستور را می سازند، بستگی دارد. همانطور که فرآیند پیشرفت و کوچک سازی تراشه ها به روزی نزدیک می شود که هر اتم یک بیت اطلاعات را برای ما ذخیره می کند، آنتروپی مفید شانون ریزتراشه پیشرفته از نظر بزرگی به آنتروپی ترمودینامیکی مواد نزدیک تر می شود. هنگامی که دو آنتروپی برای درجات آزادی یکسان محاسبه می شوند، برابر هستند.

درجات نهایی آزادی چیست؟ با این حال اتم ها از الکترون ها و نوکلئون ها ساخته شده اند، نوکلئون ها از تراکم پروتون ها و نوترون ها و آن ها نیز به نوبه خود از کوارک ها تشکیل شده اند.


بسیاری از فیزیکدانان امروزه الکترون ها و کوارک ها را برافروختگی های excitation ابرریسمان ها می دانند که آنها را بنیادی ترین موجودات فرض می کنند. اما فراز و نشیب های یک قرن اکتشاف در فیزیک به ما هشدار می دهد که جزم اندیش و دوگماتیک نباشیم. سطوح ساختاری level of structure در جهان ما ممکن است بیشتر از آنچه در فیزیک امروزی تصور می شود ، باشد.‌‌

بدون دانستن ماهیت اجزای نهایی ماده یا عمیق ترین سطح از ساختار یونیورس ، که به عنوان سطح X از آن یاد خواهم کرد، نمی توان ظرفیت اطلاعات نهایی یک قطعه ماده یا به طور معادل ، آنتروپی ترمودینامیکی واقعی آن را محاسبه کرد. که البته هیچ مشکلی در تحلیل ترمودینامیک عملی مانند ترمودینامیک موتورهای خودرو ایجاد نمی‌کند، زیرا کوارک‌های درون اتم‌ها را می‌توان نادیده گرفت .


در کوچک‌سازی، می‌توان با بلندپروازی به روزی فکر کرد که کوارک‌ها برای ذخیره اطلاعات، به کار می‌روند. سپس چه مقدار اطلاعات در مکعب یک سانتی متری ما قرار می گیرد؟ و اگر ما از ابر ریسمان ها یا حتی سطوح عمیق تر و در عین حال بدون رویاپردازی استفاده کنیم چطور ؟ با کمال تعجب، پیشرفت‌های فیزیک گرانشی در سه دهه گذشته پاسخ‌های روشنی به سؤالاتی که به‌نظر می‌رسد دست نیافتنی هستند، ارائه کرده است.‌‌


🆔 @phys_Q

.

🔺ورنر هایزنبرگ و نیلز بور در حال گفتگو، 1932


💢@higgs_field

جیمز چادویک نوترون را تحت رهبری ارنست رادرفورد در سال 1932 کشف کرد. رادرفورد که در سال 1911 پروتون را کشف کرد، شاگرد جوزف جان تامسون بود. تامسون الکترون را در سال 1897 کشف کرد.‌‌

💢@higgs_field

آیین رونمایی از مجموعه هشت جلدی «ایران من»، تالیف رضا منصوری
با سخنرانی دکتر ناصر فکوهی و دکتر محمدرضا اجتهادی
یکشنبه ۲۵ اردیبهشت ۱۴۰۱، ساعت ۱۸ در تالار مجازی کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شریف، به نشانی
https://vc.sharif.edu/ch/library
شرکت برای عموم علاقه‌مندان آزاد است.


💢@higgs_field

💢ریچارد فاینمن: "من، یونیورسی از اتم ها، اتمی در یونیورس "


شومن شگفت انگیز قرن بیستم بسیار فراتر از یک فیزیکدان بود. ریچارد فاینمن میلیون‌ها قلب از طریق سخنرانی‌های نمادین خود در دهه‌های 1960 و 70 را فتح کرد ، کسانی که می‌خواهند در قلمرو علم شگفت‌زده شوند، کسانی که علم را فقط تحت عنوان یک دانشگاهی نمی‌بینند.‌‌
فاینمن نابغه شگفتی آوری که بسیار فراتر از یک فیزیکدان بود.

🔺تصویر ، فاینمن در ساحل : Caltech Archives


💢@higgs_field

.

💥وقتی #LHC به عنوان یک برخورد دهنده بوزون عمل می کند، برخوردها نقش کلیدی در مطالعه #مدل_استاندارد خواهند داشت . در یک مطالعه جدید در این برخوردهای بوزونی، CMS مدعی اولین مشاهده از تولید جفت بوزون W با بارهای مخالف است.


فرآیندهای VBS دارای یک توپولوژی متمایز هستند که می تواند برای شناسایی دشواری ایجاد کنند . کوارک‌های خروجی دو بمباران همسو از ذرات - داخل جت‌ها - ایجاد می‌کنند که به خوبی از هم جدا شده‌اند و معمولاً نزدیک به محور پرتو منتشر می‌شوند. علاوه بر این، بوزون های برداری را می توان با استفاده از واپاشی آنها از طریق یک الکترون یا یک میون شناسایی کرد، که می تواند به راحتی شناسایی و با دقت خوبی در آشکارساز اندازه گیری شود. علاوه بر این، دو نوترینو وجود دارد که از تشخیص گریزان اند و می‌توان آن‌ها را از طریق عدم تعادل در هنگام اعمال قانون بقای انرژی استنباط کرد.


Read more: https://cms.cern/news/search-rare-production-vector-boson-pairs

ترجمه:
💢https://t.me/higgs_field/6432

💢Vector Boson Scattering VBS


🔺‍ بزرگترین دستآورد LHC تا کنون، مشاهده بوزون هیگز در سال 2012 بوده است. این تایید برجسته ای از تئوری تثبیت شده ای که برهمکنش های بنیادین ذرات را توصیف می کند، است .
که به عنوان مدل استاندارد فیزیک ذرات شناخته می شود. از آن زمان، فیزیکدانان ذرات تلاش‌های باورنکردنی را برای پیش‌بینی‌های مدل استاندارد تا حد امکان انجام داده‌اند، و به دنبال فرآیندهای بسیار نادری هستند که می‌توانند پدیده‌های غیرقابل توضیح فعلی را روشن کنند. جستجوی مستقیم برای ذرات سنگین جدید (که می تواند به عنوان مثال منشاء ماده تاریک را توضیح دهد) در حال حاضر توسط انرژی در دسترس در LHC در مقیاس TeV قرار دارد . با این حال، چنین ذرات جدیدی ممکن است به طور غیرمستقیم فرآیندهای مدل استاندارد را تغییر دهند، حتی زمانی که برای تولید مستقیم آن‌ها سنگین هستند.
فرآیندهایی که در آن بوزون‌های W یا Z از کوارک‌های تشکیل‌دهنده پروتون‌های ورودی ، ایجاد می‌شوند و متعاقباً توسط یکدیگر پراکنده می‌شوند، پراکندگی بوزون برداری یا به طور خلاصه VBS نامیده می‌شوند.

کارتون* زیر برای یک فرآیند VBS  نشان داده شده است. از آن‌ها می‌توان برای بررسی ویژگی‌های جالب مدل استاندارد و همچنین برای جستجوی اثرات بالقوه ناشی از فیزیک جدید استفاده کرد. خود بوزون هیگز مسئول جلوگیری از احتمال رشد نامحدود چنین فرآیندهایی به عنوان تابعی از انرژی پراکندگی است. به همین دلیل، فرآیندهای VBS می توانند نقش کلیدی در مطالعه بخش هیگز ایفا کنند.‌‌

فرآیندهای VBS دارای یک توپولوژی متمایز هستند که می تواند برای شناسایی دشواری ایجاد کنند . کوارک‌های خروجی دو بمباران همسو از ذرات - داخل جت‌ها - ایجاد می‌کنند که به خوبی از هم جدا شده‌اند و معمولاً نزدیک به محور پرتو منتشر می‌شوند. علاوه بر این، بوزون های برداری را می توان با استفاده از واپاشی آنها از طریق یک الکترون یا یک میون شناسایی کرد، که می تواند به راحتی شناسایی و با دقت خوبی در آشکارساز اندازه گیری شود. علاوه بر این، دو نوترینو وجود دارد که از تشخیص گریزان اند و می‌توان آن‌ها را از طریق عدم تعادل در هنگام اعمال قانون بقای انرژی استنباط کرد.
احتمال پراکندگی بوزون‌های W و Z در مدل استاندارد بسیار کم تخمین زده می‌شود، بنابراین نمونه‌های داده بزرگ باید توسط آزمایشات تجربی گردآوری شوند. اولین فرآیند VBS توسط CMS Collaboration در سال 2018 با جستجوی تولید دو بوزون W با بار الکتریکی یکسان مشاهده شد. این رویداد دارای شواهد میدانی کمتری نسبت به حالتی که بوزون‌های W دارای بارهای الکتریکی مخالف هستند ، است .

همکاری CMS اخیراً مطالعه فرآیند VBS را با بوزون‌های W با بار مخالف با استفاده از مجموعه داده‌های کامل عملیات Run 2 و با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین تکمیل کرده است.

وضوح سیگنال با افزایش ارزش و توان تفکیک کنندگی به طور چشمگیری بهبود می یابد. داده ها تأیید می کنند که رویدادهای پس زمینه به تنهایی نمی توانند واپاشی های مشاهده شده را توضیح دهند. این به فیزیکدانان اجازه داد تا اولین مشاهده تولید جفت بوزون W را با اهمیت 5.6 انحراف استاندارد با توجه به مفروضات مربوط به پس‌زمینه ادعا کنند. به عبارت دیگر، اگر فرآیند VBS وجود نداشته باشد، احتمال مشاهده سیگنالی به بزرگی آنچه اندازه گیری شده است، کمتر از 1 در 10 میلیون است!‌‌

با افزایش روزافزون حجم داده های ارائه شده توسط LHC، بسیاری از نشانگان VBS به راحتی قابل مشاهده هستند. بنابراین مسیر اندازه‌گیری‌های دقیق در بخش VBS به تازگی آغاز شده است و یک دوره جدید هیجان‌انگیز از اکتشاف در پیش است.‌‌

شکل : تصویری از فرآیند پراکندگی بوزون برداری (VBS). دو بوزون W با بار مخالف که به طور همزمان از کوارک های ورودی در برخورد پروتون و پروتون تولید و پراکنده می شوند. پراکندگی همچنین شامل تولید دو جت است که در جهت مخالف و نزدیک به محور پرتو گسیل می شوند.‌‌

💢@higgs_field

‍ 💢تئوری های یک نابغه - اینیشتین
فصل دوم - نسبیت Relativity
قسمت دوم fine

معادلات نسبیت عام شامل مقدار داده شده جرم و انرژی است که فضا-زمان را تحریف می کند و توضیحی در مورد نحوه توزیع انرژی، تکانه، جرم و غیره در جهان شامل نسبیت خاص می دهد. گفته می شود که نسبیت عام نظریه پیشرفته تری نسبت که نسبیت خاص است. از آنجایی که استفاده می‌شود بسیار مهم است و به پیش‌بینی یا توصیف چند چیز مانند سیاه‌چاله، سفر در زمان و استفاده در نجوم، فیزیک هسته‌ای و غیره کمک می‌کند.

🔺نسبیت خاص چیست؟

نسبیت خاص یک نظریه علمی است که توسط آلبرت انیشتین در سال 1905 منتشر شد. وی این را در مقاله ای با عنوان "در مورد الکترودینامیک اجسام متحرک" منتشر کرد. انیشتین این نظریه را به دلیل شکست معادلات مکانیک نیوتون و الکترومغناطیس ماکسول از نتیجه صفر آزمایش و مایکلسون مورلی ایجاد کرد.

نظریه او مکانیک موقعیت هایی را که همه حرکات را شامل می شود ، تصحیح می کند (به ویژه آنهایی که سرعتی نزدیک به نور دارند).

ایساک نیوتن پروپزال مطالعه جهان و سه قانون جهان را قبل از انیشتین ارائه کرد. اما چیزهای محدودی را فاقد بود و تئوری کامل نبود.


قوانین فیزیک در تمام چارچوب های مرجع لخت یکسان باقی می مانند. سرعت نور در خلاء برای همه فریم ها یکسان است، صرف نظر از اینکه حرکت سورس/آبجکت چگونه باشد. نسبیت خاص به عنوان ناظرانی که حرکت را با سرعت ثابت نشان می دهند توضیح می دهد ، نشان می دهد و بیان می کند که مکان و زمان یکی هستند. در تمام فریم های لخت ، قوانین فیزیک یکسان خواهد بود. و به پدیده ها در غیاب گرانش، اعمال می کند.


به عبارت ساده، جرم جسم با نزدیک شدن به سرعت نور بی نهایت می شود و نمی گذارد سریع‌تر از نور حرکت کند. و بیان می کند که جرم با حرکت جسم تغییر می کند. جرم تابعی از سرعت است و طول جسم در جهت حرکت منقبض می شود.‌‌

🔺تفاوت های اصلی بین نسبیت عام و نسبیت خاص

• نسبیت عام رابطه ناظر Observer و شتاب Acceleration را نشان می دهد، در حالی که نسبیت خاص رابطه ناظر و سرعت Velocity , زمان time را نشان می دهد.

• نسبیت عام General Relativity گرانش را در نظر می گیرد و شامل آن می شود، در حالی که نسبیت خاص گرانش را شامل نمی شود، زیرا هیچ نیرویی بر آن وارد نمی شود.

• نسبیت عام معتقد است که قوانین فیزیک برای همه سیستم های لخت و غیر لخت یکسان است، در حالی که نسبیت خاص بیان می کند که قوانین فیزیک فقط برای سیستم های لخت یکسان است.

• نسبیت عام در سال 1915 منتشر شد، در حالی که نسبیت خاص در سال 1905 منتشر شد.

• نسبیت عام در مورد انحنای فضا-زمان Spacetime curvature صحبت می کند، در حالی که نسبیت خاص در مورد هیچ انحنایی صحبت نمی کند.

• نسبیت عام پیچیده تر است و بخش بیشتری از جهان را پوشش می دهد، در حالی که نسبیت خاص کمی ساده تر است و بخش کمتری از جهان را پوشش می دهد.

🔺 نتیجه

اینشتین کمک زیادی به دنیای فیزیک کرده است. نظریه‌ها و یافته‌های او به ما کمک کرده تا بسیاری از اسرار را بفهمیم و آن‌ها را کشف کنیم. اگر انیشتین و سایر فیزیکدانان تمام زندگی خود را برای این کار نمی گذاشتند و تحقیقات فشرده انجام نمی دادند، زندگی دشوار می شد. ما نمی توانستیم همه چیز، چه بنیادین و چه کامپوزیت را درک کنیم.

برخی از نظریه ها کار می کنند، و برخی از آنها کار نمی کنند، اما اختراعات، نظریه ها، یافته ها متوقف نشدند. نظریه نسبیت شامل این دو نظریه بود و شهرت زیادی پیدا کرده است. نسبیت عام زیرمجموعه و تصویر بزرگتر نظریه خاص است.

💢@higgs_field

.

📌 نابغه‌ی فیزیک
بخش نخست - فوتو الکتریک
قسمت اول
https://t.me/higgs_field/6135
قسمت دوم
https://t.me/higgs_field/6142


📌تئوری نسبیت Relativity theory

قسمت نخست
https://t.me/higgs_field/6415
قسمت دوم
https://t.me/higgs_field/6433

در این محتوا تلاش به توضیح تئوری های فیزیک انیشتین داریم