💢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

‍ 💢مدل استاندارد: چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند؟
قسمت نهم و پایانی


📌سوالات مطروحه

یک سوال بزرگ در ذهن ما وجود دارد که من حتی هنوز به آن نپرداخته ام: جرم های واقعی نوترینو چه هستند؟ ما برخی روابط بین آنها را و همچنین ماکزیممی برای جرم نوترینو ها می دانیم. و همچنین مینیمم یک جرم را برای دست کم ، یکی از نوترینوها می دانیم. اما فراتر از آن، موضوع جرم نوترینویی همچنان باز است.
آزمایش ها ادامه دارد...

هنگامی که جرم آنها را بدانیم ، آیا می توانیم بگوییم که نوترینوها از نوع دیراک هستند یا از نوع مایورانا؟ خیر- مگر اینکه ما خوش شانس باشیم. ممکن است سرنخ‌های برجسته‌ای با بکارگیری تکنولوژی کنونی در دسترس باشد. اما در غیر این صورت ممکن است برای چندین دهه پاسخ را ندانیم. چرا فهمیدن جرم نوترینوها اینقدر سخت است؟ در اصل سخت نیست؛ اگر شما یک فیزیکدان نظری غیر تجربی هستید، می توانید روش های مختلفی را در نگر بگیرید.

البته اینجا یک مورد جالب است: اگر بتوانید مقدار میدان هیگز را در داخل یک جعبه یک درصد افزایش دهید، جرم یک الکترون در جعبه یک درصد افزایش می‌یابد. به طور مشابه، جرم نوترینوی دیراک یک درصد افزایش می یابد. اما چون نوترینوی مایورانا دو بار از میدان هیگز بازدید می کند، جرم آن دو درصد افزایش می یابد. این آزمون از نگر منطقی بسیار آسان است اما متأسفانه، نه این و نه هیچ روش مرتبطی کارساز نخواهد بود. مسئله آزمایش های تجربی نیست به خصوص وقتی نوترینوها به میان می‌آیند، که برهمکنش‌هایشان با ماده معمولی بسیار کم است و نمی‌توان چیزی در مورد آنها آسان ساخت.

واضح است که وقتی صحبت از نوترینوها می شود، تحقیقات بیشتری باید انجام شود. اما در عین حال، امیدواریم این محتوا بینشی در مورد چگونگی نقش ساختار مدل استاندارد در این مسائل بدهد. این واقعیت که نوترینوها فقط تحت تأثیر نیروی هسته‌ای ضعیف قرار می‌گیرند، و اینکه نیم half دیگر آن‌ها، اگر وجود داشته باشد، یک ذره استریل خواهد بود، به آن‌ها ویژگی منحصربه‌فردی می‌دهد و به آنها اجازه می‌دهد که فرمیون‌های دیراک یا فرمیون‌های مایورانا باشند. این متمایز بودن آنها را در مدل استاندارد از هم جدا می کند و بسیاری از فیزیکدانان گمان می کنند که این امر به نوعی مسئول جرم های بسیار کوچک آنهاست.‌‌


- مت استراسلر : ترجمه کوانتوم مکانیک

💢@higgs_field

💢مدل استاندارد: چرا جرم های نوترینو بسیار کوچک هستند؟-مت استراسلر

قسمت نخست
https://t.me/higgs_field/6939

قسمت دوم
https://t.me/higgs_field/6952

قسمت سوم
https://t.me/higgs_field/6955

قسمت چهارم
https://t.me/higgs_field/6961

قسمت پنجم
https://t.me/higgs_field/6965

قسمت ششم
https://t.me/higgs_field/6973

قسمت هفتم
https://t.me/higgs_field/6985

قسمت هشتم
https://t.me/higgs_field/6991

قسمت نهم
https://t.me/higgs_field/6992

Reference:
https://profmattstrassler.com/2022/07/18/celebrating-the-standard-model-why-are-neutrino-masses-so-small/

.

💢 اینجا روی زمین به وضعیت غریبی دچاریم . همه‌ی ما برای دیداری کوتاه آمده ایم ، بدون اینکه بدانیم چرا ؟ حتی گاهی بنظر می رسد مقصودی الهی وجود دارد ، اما یک چیز است که میدانیم : هر انسان بخاطر دیگر انسانها اینجاست - خوشبختی ما به یکدیگر بستگی دارد .

-آلبرت اینشتین


💢@phys_Q

.

💢 باورمندانی که با ظاهر علم، باورهای خود را توجیه می‌کنند.

-نیل داگراس تایسون

💢@higgs_field

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت هفتم

کورت بنویتز و فرانسیس سایمون (1923) که در آزمایشگاه والتر نرنست در برلین کار می‌کردند، فرآیند ذوب مواد شیمیایی را در دماهای پایین مطالعه کردند. محاسبات آنها در مورد نقاط ذوب هیدروژن، آرگون و جیوه ، آنها را به این نتیجه رساند که نتایج شواهدی برای انرژی نقطه صفر ارائه می دهد.

علاوه بر این، آنها به درستی نشان دادند، همانطور که بعداً توسط سایمون (1934) تأیید شد، که این کمیت (انرژی نقطه صفر) مسئول مشکل در انجماد هلیوم حتی در صفر مطلق است. در سال 1924، رابرت مولیکن با مقایسه طیف باندی 10BO و 11BO شواهد مستقیمی برای انرژی نقطه صفر ارتعاشات مولکولی ارائه کرد: تفاوت ایزوتوپی در فرکانس‌های انتقال بین حالت‌های ارتعاشی پایه دو سطح الکترونی مختلف از بین می‌رود. برخلاف طیف های مشاهده شده، انرژی نقطه صفری نداشتند. سپس تنها یک سال بعد در سال 1925، با توسعه مکانیک ماتریسی در مقاله معروف ورنر هایزنبرگ " باز-تفسیر نظری کوانتومی روابط بین سینماتیک و مکانیکی" انرژی نقطه صفر از مکانیک کوانتومی به دست آمد.

در سال 1913، نیلز بور، آنچه را که اکنون مدل اتمی بور نامیده می‌شود، پیشنهاد کرده بود، اما با این وجود ، اینکه چرا الکترون‌ها در هسته‌های خود سقوط نمی کنند راز باقی ماند.

بر اساس ایده‌های کلاسیک، این واقعیت که یک بار دارای شتاب با تابش انرژی از دست می‌دهد، بیانگر این است که یک الکترون باید به سمت هسته حرکت کند و اتم‌ها نباید پایدار باشند. این مشکل مکانیک کلاسیک به خوبی توسط جیمز هاپوود جین در سال 1915 حل شد:

«مشکل واقعی وجود دارد اگر مفروض بداریم ، قانون (نیرو law) 1/r² برای مقادیری از r ، به صفر میل می کند . نیروی بین دو بار در فاصله صفر بی نهایت خواهد بود؛ باید بارهای علامت مخالف داشته باشیم که به طور مداوم به هم فشار وارد می آورند و وقتی در کنار هم قرار گرفتند، هیچ نیرویی وجود نخواهد داشت که تمایل به کوچک شدن تا هیچ و یا کاهش نامحدودی در اندازه داشته باشد ."

معادله معروف شرودینگر، این فکت جدید و غیرکلاسیک را توضیح می‌دهد که الکترونی که در نزدیکی هسته قرار می‌گیرد(یا در ترازی از انرژی محصور می شود) ، الزاما باید دارای انرژی جنبشی kinetic زیادی باشد، به طوری که مینیموم انرژی کل (سینتیک kinetic به اضافه پتانسیل potential) در واقع در تفکیک مثبت به جای تفکیک صفر اتفاق می‌افتد. به عبارت دیگر، انرژی نقطه صفر برای پایداری اتمی ضروری است.

💢@higgs_field

💢 رنگ ها بخشی از زیبایی اند


💢@higgs_field

‍
💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت هشتم

📌نظریه میدان کوانتومی و فراتر

در سال 1926، پاسکال جردن اولین تلاش برای کوانتیزه کردن میدان الکترومغناطیسی را منتشر کرد. او در مقاله‌ای مشترک با ماکس بورن و ورنر هایزنبرگ، میدان درون یک کاویتی را یک برهم‌نهی Superposition از نوسان‌گرهای هارمونیک کوانتومی در نظر گرفت.

او در محاسبات خود دریافت که علاوه بر "انرژی گرمایی thermal energy" نوسانگرها باید یک انرژی نقطه صفر نامتناهی نیز وجود داشته باشد. وی توانست همان فرمول نوسانی function را که اینشتین در سال 1909 به دست آورده بود، بدست آورد. با این حال، جردن فکر نمی کرد که عبارت انرژی نقطه صفر نامتناهی او "واقعی" باشد، و به انیشتین نوشت که "این فقط یک مقدار محاسباتی است که منطق فیزیکی روشنی ندارد". جردن راهی برای خلاص شدن از شر اصطلاح بی نهایت پیدا کرد، و در سال 1928 یک کار مشترک با پائولی منتشر کرد، و کاری را انجام داد که «اولین تفریق نامتناهی، یا بازبهنجارش renormalisation ، در نظریه میدان کوانتومی» نامیده می‌شود.


با تکیه بر کار هایزنبرگ و دیگران، نظریه گسیل و جذب emission & absorption پل دیراک (1927) اولین کاربرد نظریه کوانتومی تابش بود. کار دیراک برای حوزه نوظهور مکانیک کوانتومی بسیار مهم بود. به طور مستقیم به فرآیندی می‌پردازد که در آن « پارتیکل ها particles » واقعاً ایجاد می‌شوند .

دیراک کوانتیزاسیون میدان الکترومغناطیسی را به عنوان مجموعه‌ای از نوسانگرهای هارمونیک با معرفی مفهوم عملگرهای ایجاد creation و نابودی annihilation پارتیکلها توصیف کرد. این نظریه نشان داد که گسیل خود به خودی به نوسانات انرژی نقطه صفر میدان الکترومغناطیسی برای شروع بستگی دارد.

در فرآیندی که در آن یک فوتون نابود annihilate می شود (یا absorbed )، فوتون را می توان به عنوان گذار به حالت خلاء در نظر گرفت. به طور مشابه، هنگامی که یک فوتون ایجاد creation می شود (گسیل می شود emitted)، بقول دیراک می توان تصور کرد که فوتون از حالت خلاء خارج شده است .

کوانتوم-نور (فوتون) این ویژگی را دارد که ظاهراً وقتی در یکی از حالت‌های ساکن خود قرار می‌گیرد، یعنی حالت صفر، که در آن تکانه و بنابراین انرژی آن صفر است، دیگر وجود ندارد. هنگامی که یک کوانتوم نور جذب absorb شود، می توان چنین در نظر گرفت که به حالت صفر پرش کرده ، و زمانی که یک کوانتوم نور گسیل می شود، می توان آن را از حالت صفر به حالتی که از نظر فیزیکی در آن وجود دارد، در نظر گرفت، به طوری که به نظر می رسد ایجاد شده. از آنجایی که هیچ محدودیتی برای تعداد کوانتوم های نوری که ممکن است به این ترتیب ایجاد شوند وجود ندارد، باید فرض کنیم که تعداد بی نهایت کوانتوم نور در حالت صفر وجود دارد...‌‌

💢@higgs_field

-تصویر پل دیراک

.

💢 آشفتگی در پس موتور پیشران جنگنده ناشی از چیست؟
جریان گاز داغ خروجی از موتور سبب آشفتگی چگالی گازهای اتمسفر شده و چنین چشم اندازی را ایجاد می کند .

💢@higgs_field

.

💢با نزدیک شدن به نقطه اوج در چرخه فعالیت 11 ساله خورشید که تابش حداکثری خورشیدی نام دارد در سال 2025، فوران های عظیم خورشیدی به نام پرتاب جرم تاجی (CMEs) coronal mass ejections احتمالاً بیشتر خواهند شد.

این ویدئو چند CME را بلافاصله پس از آخرین حداکثر خورشیدی نشان می دهد.

https://blogs.nasa.gov/solarcycle25/


💢@higgs_field

💢هولوگرافیک یونیورس
قسمت نخست

آلبرت انیشتین در دهه‌های آخر زندگی خود امیدوار بود که توصیف خود از گرانش را با مدل‌های موجود الکترومغناطیس تحت یک نظریه اصلی یکپارچه کند.

این تلاشی است که تا به امروز فیزیکدانان نظری را آزار می دهد. دو تا از بهترین مدل‌های واقعیت ما - نظریه نسبیت عام اینشتین و قوانین مکانیک کوانتومی - به اندازه نفت و آب غیرقابل اختلاط هستند.‌‌

ترکیبی از این دو به هر شکلی که به نظر می رسد، تقریباً به طور قطع مفاهیم پایه ای را برای یونیورس آشکار می کند که کاملاً متفاوت از هر چیزی که ما می توانیم تصور کنیم.

یک کشف ریاضی تازه منتشر شده، ظهور گرانش را در یک مدل به اصطلاح "هولوگرافیک" از کیهان توصیف می کند. توسط تیمی از محققان دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد و MIT در ایالات متحده کشف شد.

هر چند عجیب به نظر برسد، این بهترین مکان برای شروع جستجوی ما برای درک کامل چگونگی پدیدار شدن مکان، زمان و ماده از قوانین ژرف تر است.

دانیل پرسون، ریاضیدان دانشگاه چالمرز، می‌گوید: «وقتی به دنبال پاسخ به سؤالات فیزیک هستیم، اغلب به اکتشافات جدید در ریاضیات نیز سوق داده می‌شویم».

تعامل ریاضیات و فیزیک به ویژه در جستجوی گرانش کوانتومی پر رنگ است - جایی که انجام آزمایش‌ها بسیار دشوار است.

فیزیک کوانتومی و نسبیت عام علیرغم توانایی آنها در پیش بینی درست رفتار همه چیز از پرش الکترون گرفته تا ظهور سیاهچاله با دقتی عجیب، از دو سیستم فکری بسیار متفاوت ناشی می شوند.

کیهان کوانتومی بلوک بلوک ( پارتیکل بینادین) است ، اما وقتی از نزدیک به آن نگاه می‌شود، مه‌آلود است، مانند پیکسل‌هایی که وقتی صورت خود را به صفحه نمایش آن نزدیک می کنید، رنگ‌هایی گیج‌کننده و تار می‌ بینید.‌‌ این توصیفی است که می توانید در مقیاس بسیار کوچکتر از ساب اتمیک (مقیاس مدل استاندارد ) برای پارتیکل های بنیادین تصور کنید ، در نهایت این پارتیکل ها به تئوری اطلاعات در فضازمانی با سطح دو بعدی - منحنی ، متشکل از پیکسل های اطلاعات متصل می شود.

نسبیت عام بر یک پیوستار یکپارچه از فضا و زمان تکیه دارد که در پاسخ به جرم بطور قطع منحنی curves می شود، حتی زمانی که در کوچکترین مقیاس در نظر گرفته شود.

استعاره‌های دیگری نیز وجود دارد که می‌توانیم از آنها برای توصیف نحوه عملکرد کیهان استفاده کنیم، که هر کدام چارچوب‌های ریاضی خاص خود را دارند، که هر کدام کمی مبهم‌تر از قبلی است.

برخی شامل اضافه کردن ابعاد نادیده‌ای هستند که در هندسه‌های با تصور دشوار قرار گرفته اند. اصل هولوگرافیک مورد استفاده محققان در اینجا مثال عجیبی است که شامل حذف ابعاد است.


💢@higgs_field

💢هولوگرافیک یونیورس
قسمت دوم


می‌توانید به این شکل فکر کنید: تمام اطلاعاتی که می‌گوید چگونه ذرات به هم فشار push می‌آورند و هم را می‌کشند pull ، روی چیزی شبیه به یک سطح صاف تر از فضای سه‌بعدی که فکر می‌کنیم در آن زندگی می‌کنیم، رمزگذاری می‌شوند.

مقایسه کنید با: وقتی به هولوگرام نگاه می‌کنید حس عمق یا ژرفنای در تصویر سه بعدی که امرجنتال است و بعد سوم به هولوگرام دو بعدی می دهد ، جز این هیچ شباهتی به یکدیگر ندارند.

دلیل خوبی برای فکر کردن به اینگونه فیزیک وجود دارد. نسخه‌های کوانتومی گرانش که در فضازمان 4 بعدی تعبیه شده‌اند، به سرعت بسیار ، پیچیده و اجرا ناپذیر می شوند.

اگر فضازمان ما به اندازه کافی به پشت منحنی می‌شد تا نوعی استوانه (سیلندر) ایجاد کند در نتیجه الزاما دارای یک مرز «تخت» خواهد شد.


از عوارض دیگر این تئوری ، وجود تئوری‌های گرانش کوانتومی و تئوری‌های متناظری در این مرز است ، نظریه‌هایی که کار کردن با آنها بسیار ساده‌تر است و پارتیکل های مدل استاندارد را بخوبی توصیف می کنند.

این تئوری جدید به طور موثر مدل‌های مختلف حاکم بر ذرات و امواج آنها و نحوه تبدیل آنها در میدان‌های درون یک محیط هولوگرافیک را با هم ترکیب می‌کند تا بر روی معادل ریاضی گرانش که به عنوان نتیجه طبیعی این برهم‌کنش‌ها کار می‌کند، فرود آید.

"چالش این است که توضیح دهیم چگونه گرانش به عنوان یک پدیده "امرجنتال" ، ظهور می یابد. همانطور که پدیده های هر روزه - مانند جریان یک مایع - از حرکات بی نظم قطرات منفرد پدیدار می شوند، توضیح خواهیم داد که چگونه گرانش از یک سیستم مکانیکی کوانتومی از یک سطح میکروسکوپیک ظهور (امرجنت) می یابد.

🔺 رابرت برمن، ریاضیدان، همچنین دانشگاه چالمرز، می‌گوید:

به عنوان یک امتیاز، این کار جدید همچنین می‌تواند راه حلی را برای توضیح در مورد سایر پدیده‌های بزرگ مقیاس مانند :

انبساط سراسر یونیورس که در حال حاضر از آن به عنوان انرژی تاریک یاد می‌کنیم، نشان دهد.

نظریه پردازان هر چقدر هم که در ریاضیات ظریف و دقیق باشند، این امتیاز لوکس و زیبا را دارند که کار خود را با احتیاط با فرضیات پر کنند تا الگوهای جدید جذابی پیدا کنند. برای مثال، این که آیا جهان ما به اندازه کافی به سمت پشت منحنی می‌شود که مرز لازم برای اصل هولوگرافیک را داشته باشد، به خودی خود یک سؤال باز است، و چند کیهان‌ شناس به آن متقاعد شده‌اند.

با این حال، وقتی سعی می‌کنید مشکلی را حل کنید که حتی اینشتین هم نتوانست آن را حل کند، شروع کردن با چیزهای غیرقابل تصور راه بدی برای شروع نیست.‌‌

پایان

💢@higgs_field

.

💢هولوگرافیک یونیورس

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/7003
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/7004


💢درهم تنیدن entangle شبکه های تنسور با گرانش کوانتومی


https://t.me/phys_Q/7012

💢Sometimes, moving a stubborn mathematical problem to a different number system can help construct scaffolding for a solution.

گاهی ، انتقال یک مسئله ریاضی سرسخت به یک سیستم عددی متفاوت می‌تواند به ساخت چارچوبی برای حل کمک کند.

https://www.quantamagazine.org/new-number-systems-point-geometry-problem-toward-a-real-solution-20220726/


💢@higgs_field

‍ 💢 فیزیک مدرن و هولوگرافیک

تصوّر ما فضا-زمان spacetime به لطف تئوری های نسبیت عام GR و مکانیک کوانتومیQM دچار دو تحول بزرگ شد. هر دو تئوری نقش اساسی در توصیف یک یونیورس طبیعی دارند، هرچند در مقیاس های متفاوت! با این حال، ناسازگاری بین آنها به وضوح به عنوان محدودیت فیزیک قرن بیستم ظاهر شد ، در نتیجه توصیف کاملتر طبیعت باید نسبیت عام و مکانیک کوانتومی را نیز در بر گیرد.

مسئله وجود یک مشکل مطلق برای نظریه پردازان است. آزمایش تجربی سرنخ های بسیار کمی را ارائه می دهند و ناسازگاری ذکر شده در بالا مشکل مهمی است که به وضوح آمیختگی اندیشه های فلسفی، ریاضی و فیزیکی را نشان می دهد. در واقع، برای یکپارچه سازی نسبیت عام با نظریه میدان کوانتومیQFT ، به نظر می رسد که ابداع چارچوب ریاضی جدیدی که هندسه ریمانی و در نتیجه تصور کنونی ما از فضا و فضا-زمان را تعمیم دهد، ضروری به نظر می رسد( چیزی که در تئوری هولوگرافیک شاهد آن هستیم).

تحولات معاصر در فیزیک نظری نشان می دهد که انقلاب دیگری ممکن است در حال وقوع باشد، که از طریق آن نوع جدیدی از هندسه ممکن است وارد فیزیک شود، و خود فضا-زمان را می توان به عنوان یک مفهوم تقریبی و ظهور یافته و امرجنتال باز-تفسیر کرد.

در تئوری هولوگرافیک هدف اصلی نشان دادن اهمیت زیاد هندسه فضا-زمان در تعیین از پیش قوانینی است که قرار است بر رفتار ماده حاکم باشند، و همچنین حمایت از این نظریه که خود ماده می تواند از هندسه ایجاد شود، به این معنا که ذرات ماده و سایر نیروهای طبیعت به همان شکلی پدیدار می شوند که گرانش از هندسه ظهور می یابد.

• پژوهش علمی فرآیندی از انباشت دائمی فکت های مطلق که در نظریه‌های کنونی به اوج خود رسیده است، نیست - بلکه فرآیندی بسیار پویاتر است که شامل مفاهیم تئوریک نهایی معتبر در حوزه‌های بسیار گسترده است . (دیوید بوهم)

• هر چه بیشتر در مورد جهان فیزیکی درک کنیم و قوانین طبیعت را عمیق تر بررسی کنیم، بیشتر به دنیای ریاضیات و مفاهیم ریاضی سوق داده می شویم. (راجر پنروز)‌‌

💢 با در نظر داشتن تک تک مطالب و بستر های فیزیکی ، فلسفی ، علمی و ریاضیاتی و هم چنین تاریخچه فعالیت های علمی و فیزیکی ، فیزیکدانان برجسته ، تئوری هولوگرافیک یک تئوری کاملا ریاضیاتی است که در نگاه ساده انگارانه، دارای نقاط ضعف و قوت مبتنی بر تفسیر است ، و در تفسیر دیگر حتی نقاط ضعف آن بیانگر نقاط قوت رویکرد علمی است تا این تئوری را در تاریخ علم ، اولین از نوع خود و شاهکاری بی بدیل و نقطه آغاز برای آینده ای بنام - فیزیک مدرن است .
💢@higgs_field