💢 Stephen Hawking with his confident gesture at University of Oxford during his graduation, 1962.‌‌


💢 استیون هاوکینگ با ژست اعتماد به نفس خود ، در دانشگاه آکسفورد در هنگام فارغ التحصیلی، 1962.‌‌


💢@higgs_field

💢" ما فرزند ستارگانیم "

چرخه ای بنام تولد ، بلوغ و مرگ ، ستارگان را احاطه کرده است ، سطحی تابناک از ماده در حال جوشیدن با قلبی آتشین از انرژی هسته ای ، که با ریختن و گسیل دادن نور و گرما و انرژی به روی اتمسفر سیارات ، از حیات پشتیبانی می کند . گذشته از این تمام عناصر موجود در ساختار بدن ما (و حیات) میلیارد ها سال پیش طی فرآیندی بنام سنتز هسته ای از عناصر سبک تر در قلب آتشین و چگال ستارگان ایجاد شده است و طی انفجار ابرنواختری در گستره ای بزرگ پخش شده است .


با اجرای زنده یاد کارل سیگن Carl Sagan


💢@higgs_field

💢 " به همه رودخانه های خونی که همه آن ژنرال ها و امپراطورها براه انداخته اند تا در شکوه و پیروزی بتوانند صاحب لحظه ای ، کسری از یک نقطه شوند ، فکر کنید ."

- زنده یاد کارل سیگن Carl Sagan

💢@higgs_field

💢تصاویر شگفت انگیز از سطح مارس که توسط مدارگردِ این سیاره گرفته شده!

💢@higgs_field

‍ 💢مدل استاندارد: چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند؟
قسمت ششم


📌نوترینوهای تایپ مایورانا؟Majorana-type Neutrinos

منشأ دوم جرم های نوترینوها کاملاً متفاوت است. از ویژگی منحصر به فرد نیم نوترینوی شناخته شده استفاده می کند: با پیوند با خود، می‌تواند به یک «نوترینوی ماجورانا» با جرم تبدیل شود.

همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، این کار را با ویزیت دوباره از میدان هیگز ، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است ، انجام می دهد.

 زیرا این پیوند با خود فقط برای یک فرمیون که از لحاظ الکتریکی خنثی است امکان پذیر است. این گزینه برای الکترون یا کوارک ها ممکن نیست.
واقعاً هیچ اشکالی در این ایده وجود ندارد، پس چرا خیلی زود در تاریخ مدل استاندارد معرفی نشد؟ مشکل این است که دوبار ویزیت از میدان هیگز هزینه دارد: و به ناگذیر مدل استاندارد را ناقص می کند. اگرچه ممکن است مدل استاندارد همچنان در آزمایش‌های کنونی خوب کار کند، اما دادن جرم به نوترینوها با دو ویزیت از میدان هیگز تضمین می‌کند که باید حداکثر انرژی Emax وجود داشته باشد که معادلات مدل استاندارد نمی‌توانند تمام کار خود را انجام دهند. اگر آزمایش‌هایی بالاتر از این انرژی انجام دهید، اندازه‌گیری‌هایی وجود خواهد داشت که مدل استاندارد اصلاً پیش‌بینی نمی‌کند. این بدان معناست که روزی باید چیز دیگری به مدل استاندارد اضافه شود تا این مشکل برطرف شود.

سابقا این موضوع دانشمندان را آزار می داد. آنها احساس کردند که نظریه های ناقص واقعاً سازگار نیستند. آن زمان گذشته است؛ با درک بهتر نظریه میدان کوانتومی (ریاضیاتی که زیربنای مدل استاندارد است)، ما دیگر با نگرانی به این موضوع نگاه نمی کنیم. از این گذشته، ما از قبل می دانیم که مدل استاندارد ناقص است: گرانش بخشی از آن نیست، زیرا ما مطمئن نیستیم که چگونه نظریه گرانش اینشتین را با نیروهای دیگر ترکیب کنیم. ناقص بودن گرانش ممکن است تنها در Emax (انرژی ماکزیممی) یک میلیون تریلیون برابر بیشتر از آنچه در حال حاضر در شتاب دهنده های ذرات خود به آن دسترسی داریم نشان داده شود.

برای نوترینوهای مایورانا، این امر چندان افراطی نخواهد بود. Emax ممکن است بیش از یک تریلیون برابر بیشتر از چیزی باشد که در حال حاضر می توانیم به آن برسیم. اما منطق ناقص بودن لزوماً برای این دو مثال چندان تفاوتی ایجاد نمی کند .


بنابراین بله، نوترینوها می توانند فرمیون های مایورانا باشند. این به قیمت یک نظریه ناقص است، اما برعکس از نیاز به اضافه کردن سه نیم نوترینو جدید به نظریه جلوگیری می کند. مهمتر از آن، در اینجا بذرهای توضیحی در مورد اینکه چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند، ارائه می دهد! هرچه انرژی Emax که مدل استاندارد قادر به توضیح آن نباشد ، بیشتر باشد، جرم‌های نوترینو باید کوچک‌تر باشند.

این به عنوان « generalized see-saw mechanism » شناخته می‌شود، و نقطه اتکای آن ، مقدار میدان هیگز است: حدود 250 گیگا ولت و معمولاً «v» نامیده می‌شود. هر چقدر که V نسبت به Emax کوچک باشد، جرم نوترینوها باید در مقایسه با v کوچکتر باشد.‌‌

🔺شکل 5: یک نوترینوی ویل که تحت تأثیر نیروی الکترومغناطیسی یا قوی هسته‌ای قرار نمی‌گیرد، می‌تواند با دو بار برهمکنش با میدان هیگز «با خود پیوند برقرار کند » و آن را به یک نوترینوی مایورانای با جرم تبدیل کند.

💢@higgs_field

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت پنجم


در سال 1900، «ماکس پلانک» میانگین انرژی «ε» یک تابشگر انرژی، به عنوان یکایی برای ارتعاشی اتمی را به عنوان تابعی از دمای مطلق به دست آورد:


ε = hv : e^ (hv/kT) -1

که در آن h ثابت پلانک است، ν فرکانس، k ثابت بولتزمن، و T درجه حرارت مطلق است. انرژی نقطه صفر هیچ کمکی به قانون اولیه پلانک نمی کند، زیرا وجود آن برای پلانک در سال 1900 ناشناخته بود.

مفهوم انرژی نقطه صفر توسط ماکس پلانک در آلمان در سال 1911 به عنوان یک عبارت اصلاحی اضافه شده به یک فرمول با حالت پایه صفر که در نظریه کوانتومی اولیه او در سال 1900 شکل گرفت، توسعه یافت.

در سال 1912، ماکس پلانک اولین مقاله را برای تشریح انتشار ناپیوسته تابش بر اساس کوانتای مجزای انرژی منتشر کرد.

در "نظریه کوانتومی دوم" پلانک، تشدید کننده ها به طور پیوسته انرژی را جذب می کردند، اما انرژی را در کوانتوم های گسسته هنگامی که به مرز سلول های متناهی در فضای فاز می رسیدند، ساطع می کردند، جایی که انرژی های آنها مضربی از hν شد. این نظریه پلانک را به قانون جدید تابش خود سوق داد.

اما در این نسخه تشدیدگرهای resonator انرژی دارای انرژی نقطه صفر بودند، یعنی کمترین میانگین از انرژی که یک تشدید کننده می توانست بگیرد. معادله تابش پلانک حاوی یک ضریب انرژی ساکن ، hν/2، به عنوان یک عبارت اضافی وابسته به فرکانس ν بود که بزرگتر از صفر بود (که در آن h ثابت پلانک است). بنابراین به طور گسترده توافق شده است که "معادله پلانک تولد مفهوم انرژی نقطه صفر را نشان داد."‌‌

ε =hv/2 + [hv : e^ (hv/kT) -1]


💢@higgs_field

💢The observable universe is 93 billion light years wide and contains two trillion galaxies EACH containing countless billions of stars

The UNobservable universe beyond is at least 250 times wider, so its volume and galaxy content is 15 million times larger

گستردگی یونیورس مشاهده پذیر 93 میلیارد سال نوری است و شامل دو تریلیون کهکشان است که هر کدام میلیاردها ستاره را شامل می شود.

جهان غیرقابل مشاهده در آن سوی (محدودیت ها) حداقل 250 برابر بزرگ تر است، بنابراین حجم و محتوای کهکشان آن 15 میلیون بار بزرگتر است.‌‌
* تصویر لگاریتمی است .
💢@higgs_field

🟣 اینشتین و خدا


'My views are near to those of Spinoza: admiration for the beauty of and belief in the logical simplicity of the order and harmony which we can grasp humbly and only imperfectly.'

دیدگاه‌های من به دیدگاه‌های اسپینوزا نزدیک است: تحسین زیبایی و باور به سادگی منطقیِ نظم و هماهنگی که می‌توانیم با فروتنی و تنها به شیوه ای ناقص ، درک کنیم.
-Albert Einstein

https://raabcollection.com/scientific-autographs/einstein-god-spinoza


🆔 @phys_Q

💢جزئیات شهر جدید لاین در عربستان


دیواری به طول ۱۷۰ کیلومتر و عرض ۲۰۰ متر و ارتفاع ۵۰۰ متر ! و کلی پول که سرازیر میشه به جیب چند شرکت اروپایی تا نهایتا تشخیص بدن این طرح عملی نیست !(نظر شخصی)


🆔@Phys_Q

💢 میشه ساعت ها این واکنش سریع رو دید و لذت برد .

💢@higgs_field

💢زوم شگفت انگیز به سمت "سحابی عقاب" یا "ملکه ستاره"


💢@phys_q

🟣 این نامه بسیار معروف است و اغلب به عنوان نظر قطعی انیشتین در مورد " خدا " ذکر می شود. او واجبات اخلاقی را نه از منظر دینی، بلکه «به عنوان یک مسئله صرفاً انسانی – بل مهم‌ترین مسئله بشری» می‌بیند. این نامه به درخواست ماروین ماگالانر توسط انیشتین نگاشته شده است .

“It seems to me that the idea of a personal God is an anthropomorphic concept which I cannot take seriously. I feel also not able to imagine some will or goal outside the human sphere.”‌‌


«به نظر من ایده خدای شخصی مفهومی انسان-دیس است که نمی‌توانم آن را جدی بگیرم. همچنین احساس می کنم نمی توانم اراده یا هدفی را خارج از حوزه انسانی تصور کنم.»‌‌


https://raabcollection.com/scientific-autographs/einstein-god-spinoza

🆔 @phys_Q

💢Paul Dirac and Richard Feynman captured during the relativity conference held in Warsaw, Poland.


💢@phys_q

💢مدل استاندارد: چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند؟
قسمت هفتم


‍ به عنوان مثال، اگر v تریلیون بار کوچکتر از Emax باشد، بزرگترین جرم نوترینو باید حداقل یک تریلیون بار کوچکتر از v باشد. اگر معادلات را دوست دارید، می‌توانید به طور خلاصه این را بگویید:

m-neutrino ᐸ v²/Emax .

بنابراین، اگر مدل استاندارد (یا حداقل بخش‌های نوترینویی آن) برای انرژی‌های یک تریلیون برابر بیشتر از برخورد دهنده بزرگ هادرون، اعتبار خود را ادامه دهد، و نوترینوها فرمیون‌های مایورانا باشند، در این صورت تضمین می‌کنیم که جرم نوترینوها باید قابل مقایسه یا کوچکتر از آنچه در شکل 1 نشان داده شده است ، باشد .

اما منطق را اشتباه نفهمید. اگر جرم نوترینو روزی یک تریلیون بار کوچکتر از مقدار میدان هیگز اندازه گیری شود، اگر چه Emax نمی تواند بزرگتر از یک تریلیون برابر میدان هیگز باشد، اما می تواند بسیار کوچکتر باشد. برای مثال، می‌تواند ده برابر بزرگ‌تر از v باشد و در دسترس برخورد دهنده بزرگ هادرونی یا جانشین آن باشد.

اگر اینطور باشد، ممکن است در آینده نسبتا نزدیک شاهد شواهد تجربی از شکست مدل استاندارد باشیم.
به طور خلاصه، کاری که مکانیسم see-saw انجام می‌دهد این است که به ما تضمین می‌دهد که مدل استاندارد در مقیاس انرژی:
v²/m-neutrino
یا قبل از آن نقض می‌شود، مربع مقدار میدان هیگز تقسیم بر بزرگترین جرم در بین نوترینوها.

[با این حال، به یاد داشته باشید که فرض بر این است که نوترینوها Majorana هستند. اگر آنها دیراک باشند ، پس این معادله درست نیست!]‌‌


شکل 6: اثر " generalized see-saw"، که در آن یک نوترینوی مایورانا توسط یک نوترینوی ویل تشکیل می‌شود که با خودش مطابق شکل 5 پیوند تشکیل می دهد . این شامل دو برهمکنش با میدان هیگز است اما به پدیده های جانبی نیز نیاز دارد که در مدل استاندارد گنجانده نشده است.

این به طور طبیعی جرم های نوترینویی کوچکی را به قیمت ناقص کردن مدل استاندارد (و نتایج غیرقابل پیش‌بینی) بالای انرژی محدود کننده Emax تولید می‌کند.

💢@higgs_field

.

💢 زنده‌یاد کارل سیگن 𝐂𝐀𝐑𝐋 𝐒𝐀𝐆𝐀𝐍 ، در بخشی از کتاب نقطه ی آبی کمرنگ Little pale blue dot می نویسد:

« گفته می شود ستاره شناسی دانشی است که درعین شخصیت ساز بودن به انسان درس فروتنی می دهد. شاید هیچ تصویری بهتر از این٬ غرور ابلهانه و نابخردانه نوع بشر را در دنیای کوچکش به نمایش نگذارد. از نظر من این نشان می دهد که وظیفه داریم نسبت به هم مهربان تر باشیم و این نقطه آبی را حفظ کرده و گرامی بداریم. چون تنها خانه ای است که تاکنون شناخته ایم.»


💢@higgs_field

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت ششم


‍ به زودی، ایده انرژی نقطه صفر توجه آلبرت اینشتین و دستیارش اتو استرن را به خود جلب کرد. در سال 1913 آنها مقاله ای را منتشر کردند که تلاش می کرد وجود انرژی نقطه صفر را با محاسبه گرمای ویژه گاز هیدروژن اثبات کند و آن را با داده های تجربی مقایسه کرد. با این حال، پس از فرض اینکه آنها موفق شده اند، مدت کوتاهی پس از انتشار، حمایت خود را از این ایده پس گرفتند زیرا دریافتند که نظریه دوم پلانک ممکن است در مورد مثال آنها صدق نکند.

در نامه‌ای به پل ارنفست در همان سال، انیشتین انرژی نقطه صفر را ناکارآمد « dead as a doornail» اعلام کرد ، انرژی نقطه صفر نیز توسط پیتر دبی مورد مطالعه قرار گرفت، وی اشاره کرد که انرژی نقطه صفر اتم‌های یک شبکه کریستالی باعث کاهش شدت تابش پراش شده در پراش پرتو ایکس می‌شود، حتی زمانی که دما به صفر مطلق نزدیک می‌شود.

در سال 1916 والتر نرنست پیشنهاد کرد که فضای خالی با تابش الکترومغناطیسی نقطه صفر پر شده است. با توسعه نسبیت عام، انیشتین متوجه شد که چگالی انرژی خلاء به شکل گیری یک ثابت کیهانی کمک می‌کند تا راه‌حل‌های ایستا برای معادلات میدان گرانشی خود به دست آورد. این ایده که فضای خالی، یا خلاء، می تواند مقداری انرژی ذاتی مرتبط با آن داشته باشد، با انیشتین در سال 1920 بازگشته بود:

استدلال سنگینی وجود دارد که باید به نفع فرضیه اثیر ارائه شود. انکار اثیر در نهایت به این معناست که فضای خالی هیچ ویژگی فیزیکی ندارد. فکت های بنیادین مکانیک با این دیدگاه سازگار نیست... بر اساس نظریه نسبیت عام فضا دارای ویژگی های فیزیکی است. مطابق با این منطق ، یک اثیر وجود دارد. بر اساس نظریه نسبیت عام، فضای بدون اثیر غیرقابل تصور است. زیرا در چنین فضایی نه تنها انتشار نور وجود نخواهد داشت، بلکه امکان وجود معیارهای فضا و زمان وجود نخواهد داشت، و بنابراین هرگز فواصل فضا-زمانی به معنای فیزیکی وجود نخواهد داشت. اما ممکن است این اثیر دارای ویژگی کیفی قابل تامل رسانه‌ها medium نباشد، زیرا متشکل از بخش‌هایی است که ممکن است در طول زمان ردیابی شوند و ایده جابجایی ممکن است به آن اعمال نشود.

💢@higgs_field

💢نسبیت عام - جرم محلی نما quasilocal mass
قسمت سوم

‍ در ابتدای همان سال، یائو و شاگرد سابقش ریچارد شوئن، که اکنون استاد ممتاز دانشگاه استنفورد است، پیش نیاز اصلی برای ایجاد این تعاریف شبه محلی یا محلی-نما quasilocal بودند. یعنی، آنها نشان دادند که جرم ADM یک سیستم فیزیکی ایزوله - جرم آن که از بی نهایت دور اندازه گیری می شود - هرگز نمی تواند منفی باشد. تئورم جرم مثبت شوئن-یائو اولین گام اساسی برای تعریف جرم محلی نما و سایر کمیت های فیزیکی است، زیرا فضا-زمان و هر چیزی در آن ناپایدار خواهد بود اگر انرژی آن کف floor نداشته باشد، اما در عوض می تواند منفی شود و بدون محدودیت به افت و کاهش ادامه دهد. . (در سال 1982، یاو برنده مدال فیلدز، بالاترین افتخار در ریاضیات، تا حدی به خاطر کارش بر روی قضیه جرم مثبت شد.)‌‌

در سال 1989، رابرت بارتنیک، ریاضیدان استرالیایی، تعریف جدیدی از جرم محلی نما ارائه کرد که بر این تئورم تکیه داشت. ایده بارتنیک این بود که ناحیه‌ای با اندازه محدود در نظر گرفته شود که توسط یک سطح محصور شده است و سپس، با پوشاندن آن با لایه‌های بسیاری از سطوح با مساحت بزرگ‌تر، منطقه محدود را به یک ناحیه با اندازه بی‌نهایت گسترش دهیم تا بتوان جرم ADM آن را محاسبه کرد. اما این ناحیه را می توان به طرق مختلف گسترش داد، درست همانطور که سطح یک بالون می تواند به طور یکنواخت منبسط شود یا در جهات مختلف کشیده شود، که هر کدام جرم ADM متفاوتی ایجاد می کنند. طبق گفته بارتنیک، کمترین مقدار جرم ADM که می توان به دست آورد، جرم محلی نما است. وانگ توضیح داد: «این استدلال قبل از قضیه جرم مثبت امکان‌پذیر نبود، زیرا در غیر این صورت جرم می‌توانست به بی‌نهایت منفی برود» و هرگز نمی‌توان حداقل جرم را مشخص کرد.
لان هسوان هوانگ، ریاضیدان دانشگاه کانکتیکات، گفت که جرم بارتنیک مفهوم مهمی در ریاضیات بوده است، اما اشکال اصلی آن یک نقطه عملی است: یافتن حداقل جرم بسیار دشوار است. تقریباً غیرممکن است که یک عدد واقعی را برای جرم محلی نما محاسبه کنیم.

فیزیکدانان دیوید براون و جیمز یورک استراتژی کاملا متفاوتی را در دهه 1990 ارائه کردند. آنها یک سیستم فیزیکی را در یک سطح دو بعدی موهومی تعریف کردند و سپس سعی کردند جرم درون آن سطح را بر اساس انحنای آن تعیین کنند. با این حال، یکی از مشکلات روش براون-یورک این است که می تواند پاسخ اشتباهی را در یک فضا-زمان کاملاً مسطح بدهد: جرم محلی نما ممکن است مثبت شود حتی زمانی که باید صفر باشد.
با این حال، این رویکرد در مقاله سال 2008 توسط وانگ و یائو مورد استفاده قرار گرفت. با تکیه بر کار براون و یورک و همچنین تحقیقاتی که یائو با ملیسا لیو، ریاضیدان کلمبیایی انجام داده بود، وانگ و یائو راهی برای دور زدن مشکل جرم مثبت در فضای کاملاً مسطح پیدا کردند. آنها انحنای سطح را در دو حالت مختلف اندازه‌گیری کردند: محیط «طبیعی natural »، نماینده فضا-زمان جهان ما (که در آن انحنا می‌تواند نسبتاً موهومی باشد)، و یک فضا-زمان «مرجع reference » به نام فضای مینکوفسکی که کاملاً مسطح ، زیرا فاقد ماده است. و طبق تصور ایشان ، هر گونه تفاوت در انحنای بین این دو تنظیم باید به دلیل جرم محدود شده در سطح باشد - به عبارت دیگر جرم محلی نما یه شبه محلی quasilocal !

🔺استیون هاوکینگ فیزیکدان فقید بریتانیایی که در عکسی در سال 1979 به تصویر کشیده شده است، یکی از اولین تعاریف جرم محلی نما quasilocal را ارائه کرد. در حالی که محاسبه آن بسیار ساده است، جرم هاوکینگ فقط در سناریوهای ساده کار می کند.

💢@higgs_field

.

🎥 استاندارد مدل فیزیک ، موفق ترین تئوری علمی

مدل استاندارد ، نقطه اوج 400 سال تکامل علمی ست . این مدل شامل سه ذره حامل نیرو و دوازده ذره ماده ساز و بوزون هیگز است . اما با وجود شاهکار بودن این مدل ، نواقصی وجود دارد ، نوسان نوترینو ، نیروی بنیادین گرانش و ماده و انرژی تاریک هنوز هیچ نماینده ای در این مدل ندارند . به بیان دیگر چیزی حدود 94 درصد از عالم هنوز ناشناخته مانده است .
دیوید تانگ

ترجمه : کوانتوم مکانیک

💢@higgs_field

💢نحوه باردار شدن و عمل لقاح رو روی یک صفحه نمایش برای کودکان و نوجوانان درست کردن تا اموزش ببینن!


💢@higgs_field

‍ 💢مدل استاندارد: چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند؟
قسمت هشتم


📌الاکلنگ اصلی original see-saw

اگر کنجکاو هستید ، اجازه دهید مکانیسم اصلی الاکلنگ see-saw را برای شما شرح دهم. که در اواسط دهه 1970 معرفی شد، شامل اضافه کردن همان نوترینوهای استریل sterile مورد نیاز برای فرمیون های نوترینویی دیراک در شکل 4 و استفاده مجدد از آنها برای مکانیسم الاکلنگی است.

اتفاقی که می افتد این است که نوترینوی آشنا اما بیچاره ما با یک نوترینوی خنثی مانند شکل 4 پیوند ایجاد می کند ، غافل از اینکه این نوترینوی خنثی دارای جرم بسیار زیادی است. (صبر کنید؛ مگه نوترینوی استریل یک نوترینوی ویل بدون جرم نبود؟ بله، در شکل 4 چنین بود؛ اما چون خنثی است، لزومی ندارد که بدون جرم باشد! بدون هیچ برهمکنشی با میدان هیگز!)

وجود این نوترینوی استریل با جرم زیاد باعث شکست معادلات مدل استاندارد می شود. چیزی که به طور کلی آنرا بالاتر از Emax می نامیم، به سادگی جرم استریل Mass sterile است. و از آنجایی که جرم این نوترینوی خنثی بسیار بزرگ است، ما نمی توانیم آن را در هیچ آزمایش در حال انجامی ببینیم. تا آنجایی که به آزمایش‌های ما مربوط می‌شود، نوترینوی آشنای ما تنها است و بطور بنیادی با خودش پیوند برقرار کرده است - یک نوترینوی مایورانا، علی‌رغم تلاش‌هایش برای دیراک شدن .

هر چه جرم استریل M-sterile بزرگ‌تر باشد، جرم مدنظر نوترینوی مایورانا کوچک‌تر است—از این رو «see-saw» نامیده می‌شود.‌‌


💢@higgs_field