‍ 💢 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

💢قبل از بیگ بنگ چه بود؟

اینکه سرنوشت یونیورس به چه شکل است به میزان زیادی وابسته به انبساط کیهانی است . و این سوال که قبل از مهبانگ چه بوده است را یکبار هاوکینگ با سوالی مانند اینکه جنوب قطب جنوب چیست مقایسه کرد .

در عصر سلطه انرژی تاریک سرعت انبساط عالم در حال افزایش است . اما سه سناریو برای سرنوشت احتمالی عالم وجود دارد .

سرعت انبساط با همین نرخ افزایش یابد .

سرعت انبساط کاهش یابد و به صفر نزدیک شود (اما هرگز صفر نشود).

سرعت انبساط صفر شود و معکوس شود تا یونیورس دوباره در خودش فرو-رُمبش کند و منقبض شود و آماده مهبانگی تازه شود و این توصیف چرخه ای مداوم از مهبانگ ها را شامل می شود .

هر سه سناریو فرضیه های محتمل هستند .

( سرنوشت حیات و زندگی کنونی در یونیورس بیش از انبساط کیهانی به انتروپی و سوخت ستارگان بستگی دارد ، با هر ثانیه که می گذرد میلیارد ها میلیارد تن هیدروژن با سنتز هسته ای به عناصر سنگین تر تبدیل و انرژی حیات بخش خود را بصورت انرژی حرارتی thermal محیط می تابند ، و ستاره ها رفته رفته کم فروغ تر می شوند . )
💢@higgs_field

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت نهم



وقتی از فیزیکدانان سده قبل خواسته می شد توضیحی فیزیکی برای گسیل خود به خودی ارائه بدهند، عموماً انرژی نقطه صفر میدان الکترومغناطیسی را بازگو می کردند.

این دیدگاه توسط ویکتور ویسکوف که در سال 1935 بیان شد:

میدانیم از پیامد های نظریه کوانتومی وجود نوسانات نقطه صفر است. مانند نوسانگری که در پایین ترین حالت خود کاملاً در حالت سکون نیست، و همیشه در موقعیت تعادل خود جنبش دارد . در نتیجه نوسانات الکترومغناطیسی نیز هرگز نمی توانند به طور کامل متوقف شوند.

بنابراین ماهیت کوانتومی میدان الکترومغناطیسی ، نتیجه نوسانات نقطه صفر مقدار میدان در کمترین حالت انرژی است که در آن هیچ کوانتوم نوری در فضا وجود ندارد...

نوسانات نقطه صفر بر روی یک الکترون نیز به همین شیوه ، یعنی نوسانات الکتریکی معمولی عمل می کنند . آنها می توانند حالت انرژیک الکترون را تغییر دهند، اما فقط در وضعیت انتقال به حالتی با کمترین انرژی، زیرا فضای خالی تنها می تواند انرژی را از دریافت کند و آنرا و بازنگرداند.

به این ترتیب تابش خود به خودی در نتیجه وجود این مقدار میدان منحصر به فرد مربوط به نوسانات نقطه صفر ایجاد می شود. بنابراین تابش خود به خود ، تابش کوانتوم های نوری است که توسط نوسانات نقطه صفر فضای خالی ایجاد می شود.‌‌

این دیدگاه بعداً توسط تئودور ولتون (1948) نیز پشتیبانی شد، او استدلال کرد که گسیل خود به خودی «می‌تواند به عنوان گسیل اجباری در نظر گرفت که تحت عمل میدان نوسانی رخ می‌دهد».

این تئوری جدید، که دیراک از الکترودینامیک کوانتومی (QED) ابداع کرد، یک میدان نقطه صفر یا «خلاء» در حال نوسان ، را پیش‌بینی کرد که حتی در غیاب منابع( تابشگر) وجود دارد.

در طول دهه 1940، پیشرفت‌ها در فناوری مایکروویو امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر انتقال سطوح یک اتم هیدروژن، که اکنون به نام شیفت لمب (Lamb shift) شناخته می‌شود، و اندازه‌گیری گشتاور مغناطیسی الکترون را ممکن کرد.

اختلاف بین این آزمایش‌ها و نظریه دیراک منجر به ایده ترکیب باز بهنجارسازی در کوانتوم الکتروداینامیک QED برای مقابله با بی‌نهایت‌های نقطه صفر شد.

بازبهنجار سازی در ابتدا توسط هانس کرامرز و همچنین ویکتور ویسکوپف (1936)، توسعه یافت و اولین بار با موفقیت برای محاسبه یک مقدار متناهی برای شیفت لمب توسط هانس بته (1947) به کار رفت. طبق گسیل خود به خودی، این اثرات تا حدی با برهمکنش با میدان نقطه صفر قابل درک است. اما با توجه به اینکه بازبهنجار سازی می‌تواند برخی از بی‌نهایت‌های نقطه صفر را از محاسبات حذف کند، همه فیزیکدانان ، با این ایده که انرژی نقطه صفر را به معنای فیزیکی نسبت دهند ، راحت نبودند.
در عوض آن را به عنوان یک مصنوع ریاضی می‌دانستند که ممکن است روزی به طور کامل حذف شود. در سخنرانی نوبل ۱۹۴۵ ولفگانگ پائولی، مخالفت خود را با ایده انرژی نقطه صفر به وضوح بیان کرد و گفت: «روشن است که این انرژی نقطه صفر فکت فیزیکی نیست».‌‌

💢@higgs_field

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy
قسمت دهم



‍ در سال 1948، هندریک کازیمیر نشان داد که یکی از پیامدهای میدان نقطه صفر، نیروی ربایشی بین دو صفحه موازی بدون بار و کاملا رسانا است که به اصطلاح اثر کازیمیر نامیده می‌شود. در آن زمان، کازیمیر در حال مطالعه خواص "محلول های کلوئیدی" بود. این محلول ها مواد چسبناکی مانند رنگ و مایونز هستند که حاوی ذرات میکرون-سایز در یک ماتریکس مایع هستند.

ویژگی‌های چنین محلول‌هایی توسط نیروهای واندروالس تعیین می‌شود - نیروهای ربایشی و کوتاه بردی که بین اتم‌ها و مولکول‌های خنثی وجود دارد. یکی از همکاران کازیمیر، تئو اوربیک، متوجه شد که نظریه ای که در آن زمان برای توضیح نیروهای واندروالس استفاده می شد، که توسط فریتز لندن در سال 1930 توسعه داده شده بود، اندازه گیری های تجربی روی کلوئیدها را به درستی توضیح نمی داد. . بنابراین اوربیک از کازیمیر خواست تا مشکل را بررسی کند. هندریک کازیمیر طی کار با دیرک پولدر کشف کرد که برهمکنش بین دو مولکول خنثی تنها در صورتی می‌تواند به درستی توصیف شود که این واقعیت که نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند در نظر گرفته شود. بلافاصله پس از گفتگو با بور درباره انرژی نقطه صفر، کازیمیر متوجه شد که این نتیجه را می‌توان بر حسب نوسانات خلاء تفسیر کرد. وی بلافاصله این پرسش را مطرح ساخت که:

• اگر دو آینه – به جای دو مولکول – در خلاء روبروی یکدیگر قرار گیرند، چه اتفاقی می‌افتد؟

این کار منجر به پیش بینی معروف او در مورد نیروی ربایشی بین صفحات بازتابشی شد. کار کازیمیر و پولدر راه را برای تئوری یکپارچه نیروهای واندروالس van der waals و کازیمیر casimir و پیوستگی هموار smooth continumm بین این دو پدیده باز کرد. این کار توسط لیفشیتز (1956) در مورد صفحات دی الکتریک موازی انجام شد. نام عمومی نیروهای واندروالس و کازیمیر نیروهای پراکنشی dispersion force است، زیرا هر دوی این نیروها ناشی از پراکنش عملگر ممان دوقطبی هستند. نقش نیروهای نسبیتی در تنظیمات صد نانومتر غالب است .
در سال 1951، هربرت کالن و تئودور ولتون قضیه theorem اتلاف نوسانات کوانتومی (FDT) را که در ابتدا در کلاسیک به عنوان توضیحی برای نویز جانسون مشاهده شده در مدارهای الکتریکی فرموله شد، اثبات کردند.

تئورم fluctuation-dissipation theorem یا FDT نشان داد که وقتی چیزی انرژی را به روشی غیرقابل برگشت از بین می‌برد، یک حمام گرمایی مرتبط نیز باید در حال نوسان ، جود داشته باشد. نوسانات و اتلاف دست به دست هم می دهند: و داشتن یکی بدون دیگری غیرممکن است. مفهوم و انگارش از FDT این است که خلاء را می توان به عنوان یک حمام گرمایی جفت شده (coupled) با یک نیروی اتلاف گر در نظر گرفت .

این کانسپت وجود اتلافی مرتبط با یک حمام گرمایی در خلا را توصیف می کند که برای کاربرد های مفید میتوان آنرا دارای پتانسیل استخراج از خلا در نظر داشت.


💢@higgs_field

-تصویر هندریک کازیمیر

💢انرژی نقطه صفر Zero-point energy


قسمت نخست
https://t.me/higgs_field/6953

قسمت دوم
https://t.me/higgs_field/6956

قسمت سوم
https://t.me/higgs_field/6963

قسمت چهارم
https://t.me/higgs_field/6966

قسمت پنجم
https://t.me/higgs_field/6974

قسمت ششم
https://t.me/higgs_field/6987

قسمت هفتم
https://t.me/higgs_field/6998

قسمت هشتم
https://t.me/higgs_group/44320

قسمت نهم
https://t.me/higgs_field/7009

قسمت دهم
https://t.me/higgs_field/7010

💢هولوگرافیک یونیورس
قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/7003
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/7004
Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/holography-entangles-quantum-physics-gravity
__
💢درهم تنیدن entangle شبکه های تنسور با گرانش کوانتومی
قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/7013
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/7015
Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/holography-entangles-quantum-physics-gravity
💢 اصل هولوگرافیک ، گرانش را با فیزیک کوانتوم در هم می تند
قسمت سوم (نظم بالا)
https://t.me/phys_Q/7019
قسمت چهارم و پایانی
https://t.me/phys_Q/7021
Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/tensor-networks-get-entangled-quantum-gravity?mode=blog&context=117

‍ 💢 درهم تنیدن entangle شبکه های تانسور با گرانش کوانتومی
توسط تام زیگفرید
قسمت نخست

🔺یکی از اولین گام ها برای ساینتیست شدن، کشف تفاوت بین speed و velocity است.

برای عوام الناس ، معمولاً این تفکیکی بی معنی است. سریع سریع است و آهسته آهسته ! اما speed ، بطور تکنیکال ، فقط به نرخ جابجایی اشاره دارد. Velocity شامل speed و همچنین جهت direction می شود.
( سرعت speed مفهومی یک بعدی است و بیانگر نرخ جابجایی است ، اما velocity بیانگر نرخ جابجایی یعنی سرعت speed ، علاوه بر جهت است)

در علم، شما معمولاً می خواهید چیزهای بیشتری از سرعت انجام یک کار بدانید. همچنین می خواهید بدانید به کدام سمت و سو می رود. از این رو نیاز به دانستن جهت، و آنالیز velocity داریم ، نه فقط سرعت speed .

اعداد بیانگر velocity که هم مقدار و هم جهت را بیان می کنند به عنوان بردار vector شناخته می شوند.
بردارها برای توصیف حرکت یک ذره عالی هستند. اما اکنون فرض کنید که باید چیز پیچیده‌تری را تحلیل کنید، جایی که مقادیر و جهت‌های متعدد درگیر هستند. شاید شما یک مهندس باشید که تنش ها stress و کرنش ها strain را در یک ماده الاستیک محاسبه می کند. یا یک متخصص علوم اعصاب که نیروهای در حال تغییر روی جریان آب در نزدیکی سلول های عصبی را ردیابی می کند. یا فیزیکدانی که تلاش می کند گرانش در کیهان را توصیف کند. برای همه اینها به تانسور نیاز دارید. و حتی ممکن است به شما کمک کنند نظریه گرانشی را با فیزیک کوانتومی متحد کنید.

• تنسورها tensors مقادیر عددی متعددی را در خود جای می دهند (یک بردار در واقع یک حالت ویژه ساده از یک تنسور است). در حالی که ایده‌های پشت تنسورها به گائوس بازمی‌گردد، اولین بار در دهه 1890 توسط ریاضی‌دان ایتالیایی گرگوریو ریچی-کورباسترو، با کمک شاگردش تولیو لوی-سیویتا، به طور کامل توصیف شد. (نام تنسورها در سال 1898 توسط ولدمار وویگت، کریستالوگراف آلمانی، که تنش ها و کرنش ها را در اجسام غیر صلب مطالعه می کرد، داده شد.)

ریچی ( او را با تنسور ریچی مورد استفاده در نسبیت عام می شناسید) تحت تأثیر ریاضیدان آلمانی برنهارد ریمان در توسعه ریاضیات پیشرفته با کاربردهایی برای مسائل هندسی پیچیده بود. به ویژه، این رویکرد در مطالعه سیستم های مختصات ارزشمند بود. تنسورها به درک روابطی که با تغییر مختصات یک سیستم ، ثابت می مانند کمک می کنند .

بزودی معلوم شد که این همان چیزی است که انیشتین در نظریه گرانش خود، نسبیت عام، به آن نیاز داشت. دوستش مارسل گروسمن تنسورها را برای او توضیح داد و آنها به ویژگی اساسی و بنیاد ریاضیات نسبیت عام تبدیل شدند.


💢@higgs_field

💢 بودن درین سرای جبری‌ست بنام زیستن ، اما تلاش برای درک مکانیسم‌ و عملکرد یونیورس ، از مقیاس ساب‌اتمیک Subatomic تا مقیاس شبکه‌ی کیهانی Cosmological Net ، امتیاز ماست .

فیزیک [ نمایشی از شکوه] زندگی ماست .


💢@higgs_field

‍ 💢 درهم تنیدن entangle شبکه های تانسور با گرانش کوانتومی
توسط تام زیگفرید
قسمت دوم

و اکنون، در پیشرفت اخیر، برخی از فیزیکدانان فکر می‌کنند که نوعی تنسور می‌تواند به حل مشکل دیرینه اتحاد نسبیت عام با مکانیک کوانتومی کمک کند. این بخشی از یک خط جدید تحقیقاتی محبوب با استفاده از تنسورها برای کمّی سازی quantifying درهم تنیدگی کوانتومی است، که برخی از فیزیکدانان معتقدند ارتباطی با گرانش دارد.

درهم تنیدگی همان ارتباط شبح وار spooky act بین ذرات ایزوله ، که اینشتین را بسیار آشفته کرده بود. یک روایت اینکه: اندازه گیری یکی از جفت ذرات بر چیزی که هنگام اندازه گیری ذره دیگر یا شریک دور آن پیدا خواهید کرد تأثیر می گذارد، یا دست کم اینگونه به نظر می رسد. اما این "درهم تنیدگی" پیامد واضح فیزیک کوانتومی برای ذراتی است که منشا یا برهمکنش مشترکی دارند.

این منجر به پدیده‌های شگفتی می‌شود، اما همه آن‌ها از نظر ریاضی معقول و منطقی هستند، همانطور که توسط "وضعیت کوانتومی Quantum State" توصیف می‌شود. ذرات درهم تنیده به یک حالت کوانتومی مجزا تعلق دارند.

یک حالت کوانتومی بیان ریاضی (به نام تابع موج) را تعیین می کند که می تواند برای پیش بینی نتیجه اندازه گیری یک ذره مورد استفاده قرار گیرد - مثلا جهت اسپین spin direction ​​به سمت بالا up یا پایین down باشد. هنگام توصیف ذرات متعدد - مانند ذرات موجود در موادی که خواص کوانتومی مانند ابررسانایی از خود نشان می دهند - حالت های کوانتومی می توانند بسیار پیچیده شوند.

کار بر روی آنها ، با آنالیز شبکه ای از درهم تنیدگی در میان ذرات بسیار آسان تر می شود. و الگوهای چنین پیوند های شبکه ای را می توان با استفاده از تنسورها توصیف کرد.

• رومان اوروس، فیزیکدانی که اخیراً در arXiv.org منتشر شده است، می نویسد:

«شبکه های تنسور نمایشی از حالت های کوانتومی چند پیکر many body ماده بر اساس ساختار درهم تنیدگی لوکال آنها هستند. به نوعی، می‌توان گفت که فرد از درهم تنیدگی برای ایجاد تابع موج چند پیکر استفاده می‌کند.»‌‌

به بیان دیگر بر طبق گفته های اوروس ، کل تابع موج را می‌توان به‌عنوان زیرشبکه‌های تنسوری کوچک‌تر، شبیه لگوها، در نظر گرفت. درهم تنیدگی چسبی است که لگوها را در کنار هم نگه می دارد.

• اوروس Orus در مقاله اخیر دیگری که در Annals of Physics منتشر شد، می‌نویسد:

روش‌های شبکه تنسوری ، حالت‌های کوانتومی را بر حسب شبکه‌ ای از تنسورهای به هم پیوسته نشان می‌دهد، که به نوبه خود ویژگی‌های درهم تنیدگی مربوط به یک سیستم را نشان می‌دهند.

در حالی که ایده اصلی شبکه‌های تنسوری به دهه‌ها قبل بازمی‌گردد، در دهه 1990 از آن‌ها برای مطالعه برخی سیستم‌های کوانتومی استفاده گسترده‌تر شد. در چند سال گذشته، ایده‌های تئوریک اطلاعات کوانتومی، انفجار روش‌های جدیدی را با استفاده از شبکه‌های تنسور برای کمک به محاسبات مختلف ایجاد کرده‌اند.

فیزیکدانان به جای مقابله با معادلات پیچیده، می توانند سیستم ها را با استفاده از نمودارهای شبکه تنسوری آنالیز کنند، مشابه روشی که نمودارهای فاینمن در دیگر جنبه های فیزیک کوانتومی استفاده می کند.
اوروس می نویسد: «این یک زبان جدید برای فیزیک ماده چگال (و در واقع، برای تمام فیزیک کوانتومی) است که همه چیز را روشن تر می کند و شهود، ایده ها و نتایج جدیدی را به ارمغان می آورد.

اخیراً، شبکه های تنسوری این مفهوم را روشن کرده اند که درهم تنیدگی کوانتومی با گرانش مرتبط است. در نسبیت عام اینشتین، گرانش پیامد هندسه فضازمان است. آنالیز ها نشان می دهند که هندسه ای که در آن حالت کوانتومی وجود دارد توسط درهم تنیدگی شبکه های تنسوری تعیین می شود.

• اوروس خاطرنشان می‌کند: با کشیدن این ایده انعطاف پذیر تا حد نهایی، شماری از آثار پیشنهاد کرده‌اند که هندسه و انحنا (و در نتیجه گرانش) می‌تواند به طور طبیعی از الگوی درهم‌تنیدگی موجود در حالت‌های کوانتومی پدید آید.

• اگر چنین است، شبکه‌های تنسوری می‌توانند کلید کشف رمز و راز گرانش کوانتومی باشند. و در واقع، سرنخ دیگری از گرانش کوانتومی، معروف به اصل هولوگرافیک، به نظر می رسد که به طور طبیعی به نوع خاصی از شبکه تنسوری مرتبط باشد. این ارتباطی است که ارزش کاوش بیشتر را دارد.‌‌


💢@higgs_field

.

💢هولوگرافیک یونیورس

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


💢درهم تنیدن entangle شبکه های تنسور با گرانش کوانتومی


https://t.me/higgs_field/7012

‍ 💢اصل هولوگرافیک فیزیک کوانتومی را با گرانش درهم می تند
توسط تام زیگفرید
قسمت سوم

اگر خواهان درک گرانش هستید، مطالعه سیاهچاله ها منطقی است. در هیچ جای دیگری نمی توانید جاذبه یا گرانشی به این اندازه که به راحتی در چنین فضای نسبتا کوچکی فشرده شده است پیدا کنید.

به نوعی، در واقع سیاهچاله ها چیزی جز گرانش نیستند. همانطور که انیشتین نشان داد، گرانش تنها اعوجاج فضا-زمان است و سیاهچاله ها گودال های sink بزرگ در فضازمان هستند. تمام ماده‌ای که در آنها سقوط می کند - هم‌جنس homogenized با نیستی nothingness می شود و چیزی جز هندسه یا ژئومتری دارای اعوجاج فضا-زمان باقی نمی‌ماند.

همینطور که سیاهچاله ها ماده بیشتری را می بلعند، بزرگتر می شوند. اما عجیب است که این مساحت سطح سیاهچاله است، نه حجم آن، که متناسب با مواد مصرفی سیاهچاله منبسط می شود. به نوعی، افق رویداد سیاهچاله - ناحیه ای با مرز کروی که نقاط بی بازگشت را برای آبجکت های در حال سقوط مشخص می کند - (افق رویداد) رکورد یا گزارشی از اشتهای سیری ناپذیر و جرم/انرژی موارد خورده‌شده eaten یک سیاهچاله را نگه می دارد.

از نظر فنی تر، مساحت سطح سیاهچاله به آنتروپی آن بستگی دارد، همانطور که جاکوب بکنشتاین،( مقاله‌ای در این باب ،بقلم جیکوب بکنستین در کانال گذاشته ایم ) شاگرد جان آرچیبالد ویلر در دهه 1970 نشان داد.
در دهه 1990، فیزیکدانان دیگر (به ویژه جرارد ات هوفت و لئونارد ساسکیند) این بینش را بیشتر توسعه دادند و "اصل هولوگرافیک" holographic principle را پیشنهاد کردند:

• اطلاعات موجود در یک حجم سه بعدی را می توان به طور کامل با مرز دو بعدی اطراف آن توصیف کرد. همانطور که یک تصویر هولوگرافی معمولی یک صحنه 3 بعدی را بر روی یک سطح صاف دو بعدی نشان می دهد، خود طبیعت نیز می تواند اطلاعاتی را در مورد فضای داخلی منطقه ای از فضا در سطحی که آن را در بر می گیرد ذخیره کند.

اگر خوب به آن بیاندیشید چندان هم دور از ذهن نیست. روش های شناخته شده ای وجود دارد که اطلاعات موجود در یک فضای سه بعدی را می توان در مرزهای آن قرار داد. فقط اتاقی پر از اشیاء سه بعدی با آینه های روی دیوار را تصور کنید. شما می توانید همه چیز را در اتاق سه بعدی از روی تصاویر روی آینه های دو بعدی بازسازی کنید.

در سال 1995، فیزیکدان خوآن مالداسینا Juan Maldacena ایده هولوگرافیک را بیشتر توسعه داد. در اصل، او نشان داد که ریاضیات کوانتومی که فیزیک را در سه بعد فضایی بدون گرانش توصیف می‌کند، می‌تواند معادل ریاضی توصیف یک فضای چهار بعدی با گرانش باشد. (چنین معادلی از دو توصیف ریاضی متفاوت، دوگانگی duality نامیده می شود.)

بینش مالداسینا نشان داد که هولوگرافیک ممکن است کلید ادغام گرانش با مکانیک کوانتومی باشد. فیزیکدانان برای چندین دهه به دنبال راهی برای ترکیب گرانش در نظریه میدان کوانتومی بودند. اگر حق با مالداسینا باشد، ظاهرا تنها چیزی که نیاز دارید یک بعد اضافی از فضا است (که به طور طبیعی در نظریه ابر ریسمان ارائه شده است).

با توجه به یک بعد اضافه شده، فضازمان با گرانش از فیزیک توصیف شده توسط نظریه میدان کوانتومی در مرز آن ظهور emerge می‌ یابد.

💢@higgs_field

💢 “Science makes people reach selflessly for truth and objectivity; it teaches people to accept reality, with wonder and admiration, not to mention the deep awe and joy that the natural order of things brings to the true scientist.”


علم باعث می‌شود مردم با فروتنی به حقیقت و عینیت برسند. به مردم می آموزد که واقعیت را با شگفتی و تحسین بپذیرند - اگر به شکوه و شادی عمیقی که چینش طبیعی چیزها برای ساینتیست حقیقی به ارمغان می آورد، اشاره نکنیم.

-Lise Meitner


💢@higgs_field

‍ 💢هولوگرافی ، فیزیک کوانتومی را با گرانش درهم می تند
توسط تام زیگفرید
قسمت چهارم و پایانی

اخیراً این ایده در یک بستر جدید دوباره مطرح شده است. شماری از فیزیکدانان پیشنهاد کرده اند که گرانش با درهم تنیدگی کوانتومی ارتباط دارد - ارتباط شبح وار بین ذرات از دوردست که اینشتین را گیج کرده بود. و به نظر می رسد که دوگانگی هولوگرافیک شناسایی شده توسط مالداسینا ارتباطی با پیوند گرانش-درهم تنیدگی دارد.
مارک ون رامسدونک از دانشگاه بریتیش کلمبیا در مقاله ای در سال 2010 استدلال کرد: "ظهور فضازمان در تصویر گرانشی ارتباط نزدیکی با درهم تنیدگی کوانتومی ... در سیستم های کوانتومی مرسوم مربوطه دارد." جالب است که پدیده ذاتا کوانتومی درهم تنیدگی برای ظهور یا برآمدن هندسه کلاسیک فضا-زمان حیاتی به نظر می رسد.

کار جدیدتر پیوند گرانش-درهم تنیدگی را به ابزارهای ریاضی به نام تنسور لینک می کند. توصیف درهم تنیدگی در سیستم‌های مختلط بسیاری از ذرات با استفاده از شبکه‌های تنسوری برای کمّی سازی چگونگی درهم‌تنیدگی چند ذره آسان‌تر می‌شود. فیزیکدانان با استفاده از شبکه های تنسوری، الگوریتم هایی را توسعه داده اند که آنالیز ساده تری از مواد کوانتومی مانند ابررساناها را امکان پذیر می کند. این کار سالهاست که ادامه دارد. کار جدیدتر با شبکه‌های تنسوری، بینش‌هایی را در مورد چگونگی ارتباط اصل هولوگرافیک و درهم تنیدگی با گرانش ارائه کرده است.‌‌

• رومان اوروس، فیزیکدان دانشگاه یوهانس گوتنبرگ در آلمان، می نویسد:

به نظر می رسد که آبجکت های فیزیکی مهم، مانند فضا-زمان های خمیده ... از درهم تنیدگی در حالت های شبکه تنسوری از طریق هولوگرافیک به شکلی که در طبیعت شاهدیم ، ظهور یافته اند .

به طور خاص، فرمول بندی شبکه های تنسوری به نام MERA (multi-scale entanglement renormalization ansatz ) به خصوص با توجه به درک گرانش امیدوارکننده به نظر می رسد.
شبکه‌های تنسور MERA الگوهای درهم‌تنیدگی را در سیستم‌های کوانتومی مختلط را توصیف می‌کنند و هندسه‌ای ایجاد می‌کنند که یادآور فضای با ابعاد اضافه است که مالداسینا در دوگانگی‌اش به آن پرداخته است. به عبارت دیگر، این یک تحقق واقعی از دوگانگی نظریه میدان کوانتومی-گرانش است.

• اوروس می نویسد:

«وقتی از این منظر ببینیم، می توان گفت که هندسه (و گرانش) به نظر می رسد از الگوهای لوکال درهم تنیدگی در حالت های چند پیکر کوانتومی پدید می آید. بنابراین، او اشاره می کند، رویکرد شبکه تنسوری از نتیجه گیری پیشنهاد شده در کار قبلی رامسدونک و دیگران پشتیبانی می کند:

"فضا زمان گرانشی از درهم تنیدگی کوانتومی ظهور می یابد."

اوروس پیشنهاد می کند که این پیوند بین شبکه های تنسور، درهم تنیدگی و گرانش ممکن است در مطالعه فیزیک سیاهچاله ها یا در بررسی ماهیت کوانتومی فضازمان در فواصل بسیار کوچک مفید باشد.
جزئیات ریاضی نحوه پیوند شبکه های تنسوری درهم تنیدگی به هندسه فضازمان فراتر از مقالات مروری ابتدایی است. اگر کل داستان فضای هیلبرت، بازبهنجارش درهم تنیدگی و تنسورهای واحد و ایزومتریک را می خواهید، با مقاله فیزیکدان هاروارد برایان سوینگل در سال 2012 در Physical Review D. شروع کنید.

او در آن مقاله اشاره می‌کند که بسیاری از پیشرفت‌های کنونی در شبکه‌های تنسوری، انگیزه‌اش را مدیون توسعه تئوری اطلاعات کوانتومی QI ، موضوع داغ دهه ۲۰۰۰ است. وی می نویسد: «در مورد امروز، شاید بتوان در مورد یک «عصر گرانش کوانتومی» جدید شبکه های تنسور صحبت کرد که تازه شروع شده است.

"آینده مطمئناً بسیار هیجان انگیز به نظر می رسد."‌‌

💢@higgs_field

.

💢هولوگرافیک یونیورس

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

Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/holography-entangles-quantum-physics-gravity
__

💢درهم تنیدن entangle شبکه های تنسور با گرانش کوانتومی

قسمت نخست
https://t.me/higgs_field/7013

قسمت دوم
https://t.me/higgs_field/7015

Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/holography-entangles-quantum-physics-gravity

💢 اصل هولوگرافیک ، گرانش را با فیزیک کوانتوم در هم می تند

قسمت سوم (نظم بالا)

https://t.me/higgs_field/7019

قسمت چهارم و پایانی

https://t.me/higgs_field/7021


Ref:
https://www.sciencenews.org/blog/context/tensor-networks-get-entangled-quantum-gravity?mode=blog&context=117

💢فیزیکدانان پیرامون یک دوگانگی تازه ، معما طرح می کنند.


قسمت نخست

https://t.me/higgs_field/7026

قسمت دوم

https://t.me/higgs_field/7027

قسمت سوم و پایانی

https://t.me/higgs_field/7028

پیوست

https://t.me/higgs_field/7035


https://www.quantamagazine.org/particle-physicists-puzzle-over-a-new-duality-20220801/

‍ 💢فیزیکدانان پیرامون یک دوگانگی تازه ، معما طرح می کنند

یک پیوند پنهان بین نتایج یا خروجی دو برخورد ذرات ظاهرا نامشابه پیدا شده است. این تازه ترین نمونه از یک شبکه اسرارآمیز از ارتباطات ریاضی بین تئوری های متفاوت فیزیک است.

کیتی مک کورمیک
قسمت نخست

"دوگانگی پادپای antipodal duality " جدید، اصطلاحات مورد استفاده برای محاسبه فرآیند پراکندگی Scattering یک ذره را ، برای محاسبه دیگری معکوس می کند، به روشی که شبیه معکوس کردن مختصات نقاط متقاطر روی یک کره است.

سال گذشته، لنس دیکسون، فیزیکدان ذرات، در حال آماده کردن یک سخنرانی بود که متوجه شباهت قابل توجهی بین دو فرمول شد که قصد داشت در اسلایدهای خود قرار دهد.
فرمول‌هایی که دامنه‌های پراکندگی نامیده می‌شوند، احتمالات پیامدهای احتمالی برخورد ذرات را نشان می‌دهند. یکی از دامنه های پراکندگی نشان دهنده احتمال برخورد دو ذره گلوئون و تولید چهار گلوئون است. دیگری احتمال برخورد دو گلوئون را برای تولید یک گلوئون و یک ذره هیگز نشان می داد.

دیکسون که استاد دانشگاه استنفورد است، گفت:

«کمی گیج شدم، زیرا آنها تا حدی شبیه به هم بودند، و سپس متوجه شدم که اعداد اساساً یکسان بودند - فقط این [ترتیب] برعکس شده بود. ”

وی مشاهدات خود را از طریق Zoom با همکارانش در میان گذاشت. گروه بدون دلیلی برای همخوانی دو دامنه پراکندگی ، فکر کردند که شاید تصادفی باشد. آنها شروع به محاسبه دو دامنه در سطوح دقت بالاتری کردند (هر چه دقت بیشتر باشد، اصطلاحات بیشتری باید مقایسه کنند). در پایان تماس، با محاسبه هزاران عبارتی که مدام موافق بودند، فیزیکدانان کاملاً مطمئن بودند که با یک دوگانگی جدید سروکار دارند - یک ارتباط پنهان بین دو پدیده مختلف که با درک فعلی ما از فیزیک قابل توضیح نیست.

اکنون، دوگانگی آنی پُدال ، همانطور که محققان آن را می نامند، برای محاسبات با دقت بالا که شامل 93 میلیون عبارت است، تأیید شده است. در حالی که این دوگانگی در یک تئوری ساده شده از گلوئون ها و سایر ذرات به وجود می آید که به طور کامل جهان ما را توصیف نمی کند، سرنخ هایی وجود دارد که دوگانگی مشابه ممکن است در دنیای واقعی وجود داشته باشد. محققان امیدوارند که بررسی این یافته شگفت آور به آنها کمک کند تا ارتباطات جدیدی بین جنبه های به ظاهر نامرتبط فیزیک ذرات ایجاد کنند.

آناستازیا ولوویچ، فیزیکدان ذرات در دانشگاه براون، گفت: «این یک کشف باشکوه است زیرا کاملاً غیرمنتظره است و هنوز توضیحی در مورد اینکه چرا باید درست باشد وجود ندارد.»

🔺دی ان ایِ پراکندگی ذرات

دیکسون و تیمش با استفاده از یک "کد" ویژه برای محاسبه دامنه های پراکندگی کارآمدتر از روش های سنتی، دوگانگی آنتی پُدال را کشف کردند. به طور معمول، برای تعیین احتمال پراکندگی دو گلوئون پرانرژی به چهار گلوئون با انرژی پایین، برای مثال، باید تمام مسیرهای ممکنی را که ممکن است به این نتیجه منجر شود را در نظر بگیرید. شما شروع و پایان داستان را می دانید (دو گلوئون چهار می شوند)، اما باید وسط را نیز بدانید - شامل تمام ذراتی که به لطف عدم قطعیت کوانتومی می توانند به طور موقت به وجود آیند و نابود شوند. به طور سنتی، شما باید احتمال هر رویداد میانی ممکن را جمع کنید و آنها را یکی یکی در نظر بگیرید.

"این یک کشف باشکوه است زیرا کاملاً غیرمنتظره است و هنوز هیچ توضیحی در مورد اینکه چرا باید درست باشد وجود ندارد."
آناستازیا ولوویچ، دانشگاه براون

در سال 2010، این محاسبات دست و پاگیر توسط چهار محقق، از جمله ولوویچ، که یک میانبر پیدا کردند، دور زده شد . آنها متوجه شدند که بسیاری از عبارات پیچیده در یک محاسبه دامنه را می توان با سازماندهی مجدد همه چیز در یک ساختار جدید حذف کرد. شش عنصر اساسی ساختاری جدید، به نام "حروف" را تشکیل می دهند ، حروف متغیرهایی هستند که ترکیبی از انرژی و تکانه هر ذره را نشان می دهند. شش حرف کلمات را تشکیل می‌دهند و کلمات با هم ترکیب می‌شوند تا در هر دامنه پراکنده ، عبارت‌هایی را تشکیل دهند.‌‌


💢@higgs_field

‍
‍ 💢فیزیکدانان پیرامون یک دوگانگی تازه ، معما طرح می کنند
کیتی مک کورمیک
قسمت دوم


🔺دی ان ایِ پراکندگی ذرات

دیکسون و تیمش با استفاده از یک "کد" ویژه برای محاسبه دامنه های پراکندگی کارآمدتر از روش های سنتی، دوگانگی آنتی پُدال را کشف کردند. به طور معمول، برای تعیین احتمال پراکندگی دو گلوئون پرانرژی به چهار گلوئون با انرژی پایین، برای مثال، باید تمام مسیرهای ممکنی را که ممکن است به این نتیجه منجر شود را در نظر بگیرید. شما شروع و پایان داستان را می دانید (دو گلوئون چهار می شوند)، اما باید وسط را نیز بدانید - شامل تمام ذراتی که به لطف عدم قطعیت کوانتومی می توانند به طور موقت به وجود آیند و نابود شوند. به طور سنتی، شما باید احتمال هر رویداد میانی ممکن را جمع کنید و آنها را یکی یکی در نظر بگیرید.

"این یک کشف باشکوه است زیرا کاملاً غیرمنتظره است و هنوز هیچ توضیحی در مورد اینکه چرا باید درست باشد وجود ندارد."
آناستازیا ولوویچ، دانشگاه براون

در سال 2010، این محاسبات دست و پاگیر توسط چهار محقق، از جمله ولوویچ، که یک میانبر پیدا کردند، دور زده شد . آنها متوجه شدند که بسیاری از عبارات پیچیده در یک محاسبه دامنه را می توان با سازماندهی مجدد همه چیز در یک ساختار جدید حذف کرد. شش عنصر اساسی ساختاری جدید، به نام "حروف" را تشکیل می دهند ، حروف متغیرهایی هستند که ترکیبی از انرژی و تکانه هر ذره را نشان می دهند. شش حرف کلمات را تشکیل می‌دهند و کلمات با هم ترکیب می‌شوند تا در هر دامنه پراکنده ، عبارت‌هایی را تشکیل دهند.‌‌

دیکسون این طرح جدید را با کد ژنتیکی مقایسه می‌کند، که در آن چهار بلوک سازنده شیمیایی ترکیب می‌شوند تا ژن‌ها را در رشته‌ای از DNA تشکیل دهند. مانند کد ژنتیکی، "دی ان ای پراکندگی ذرات"، بنا بر نامگذاری دیکسون، قوانینی در مورد ترکیب کلمات مجاز را بهمراه دارد. برخی از این قوانین از اصول فیزیکی یا ریاضی شناخته شده پیروی می کنند، اما برخی دیگر دلبخواه به نظر می رسند. تنها راه برای کشف برخی از قوانین، جستجوی الگوهای پنهان در محاسبات طولانی است.

پس از کشف ، این قوانین غیرقابل درک به فیزیکدانان کمک کرده است تا دامنه های پراکندگی را در سطوح بسیار بالاتری از دقت نسبت به روش سنتی محاسبه کنند. بازسازی همچنین به دیکسون و همکارانش اجازه داد تا ارتباط پنهان بین دو دامنه پراکندگی به ظاهر نامرتبط را تشخیص دهند.


💢@higgs_field

‍
‍ 💢فیزیکدانان پیرامون یک دوگانگی تازه ، معما طرح می کنند
قسمت سوم و پایانی

🔺دنیای پنهان ما

اکنون دو سوال بزرگ وجود دارد. اول، چرا دوگانگی وجود دارد؟ و دوم، آیا ارتباط مشابهی در دنیای واقعی پیدا خواهد شد؟

17 ذره بنیادی شناخته شده که جهان ما را تشکیل می دهند از مجموعه ای از معادلات به نام مدل استاندارد فیزیک ذرات پیروی می کنند. بر اساس مدل استاندارد، دو گلوئون، ذرات بدون جرمی که هسته‌های اتمی را به هم می‌چسبانند، به راحتی با یکدیگر برهمکنش می‌کنند تا تعداد خود را دو برابر کنند و به چهار گلوئون تبدیل شوند. با این حال، برای تولید یک گلوئون و یک ذره هیگز، گلوئون های در حال برخورد ابتدا باید به یک کوارک و یک آنتی کوارک تبدیل شوند. سپس از طریق نیرویی متفاوت از نیرویی که بر برهمکنش های متقابل گلوئون ها حاکم است، به یک گلوئون و هیگز تبدیل می شوند.

این دو فرآیند پراکندگی کاملا متفاوت هستند، و شامل بخش های کاملاً متفاوتی از مدل استاندارد هستند ، وجود دوگانگی بین آنها بسیار شگفت‌انگیز خواهد بود.

اما دوگانگی آنتی پدال حتی در مدل ساده شده فیزیک ذرات که دیکسون و همکارانش در حال مطالعه بودند نیز غیرمنتظره بود. مدل کوچک آن‌ها، گلوئون‌های ساختگی(خیالی) را با تقارن‌های اضافی کنترل می‌کند، که محاسبات دقیق‌تری از دامنه‌های پراکندگی را ممکن می‌سازد. این دوگانگی یک فرآیند پراکندگی شامل این گلوئون ها و فرآیندی که نیاز به برهمکنش اضافه با ذرات توصیف شده توسط یک نظریه متفاوت دارد را به هم مرتبط می کند.

دیکسون تصور می کند سرنخ بسیار ضعیفی در مورد اینکه دوگانگی از کجا می آید دارد.
آن قواعد غیرقابل توضیحی را که توسط ولوویچ و همکارانش یافت شده است را به یاد بیاورید که دیکته می کنند کدام ترکیب عبارات در دامنه پراکندگی مجاز است. به نظر می رسد برخی از قوانین به طور دلخواه محدود می کنند که کدام حروف می توانند در دامنه دو گلوئون به گلوئون + هیگز در کنار یکدیگر ظاهر شوند. اما آن قواعد را در طرف دیگر دوگانگی ترسیم کنید، و آنها را به مجموعه‌ای از قوانین تثبیت‌شده تبدیل می‌کنند که علیت را تضمین می کنند و همچنین نشان میدهد که تعاملات بین ذرات ورودی قبل از ظاهر شدن ذرات خروجی اتفاق می‌افتد.

برای دیکسون، این سرنخی کوچک به ارتباط فیزیکی عمیق‌تر بین این دو دامنه است و دلیلی برای فکر کردن به چیزی مشابه در مدل استاندارد است. وی درین زمینه گفت:

اما(این ارتباط) خیلی ضعیف است. و مانند اطلاعات دست دوم است.

دوگانگی های دیگری بین پدیده های فیزیکی متفاوت قبلاً یافت شده است. به عنوان مثال، تناظر AdS-CFT، که در آن یک جهان تئوریک بدون گرانش با جهانی دارای گرانش - دوگانه dual شده است . از زمان کشف آن در سال 1997 هزاران مقاله تحقیقاتی ، نوشته شده است. اما این دوگانگی نیز فقط برای یک جهان گرانشی با هندسه چین خورده مقابل جهان واقعی وجود دارد.

با این حال، برای بسیاری از فیزیکدانان، این فکت که دوگانگی‌های بسیاری در جهان ما وجود دارد، نشان می‌دهد که آنها می‌توانند سطحی از ساختار تئوری فراگیر را که در آن این ارتباطات شگفت‌انگیز آشکار می‌شوند، توصیف کنند .

💢@higgs_field

💢آیا یونیورس بی نهایت infinite است؟

مرز مشاهدات ما در یونیورس توسط سه چیز تعیین می‌شود: سرعت انبساط، زمان پس از مهبانگ و سرعت نور.
اما فراتر از مرز مشاهدات ما، باید جهان بیشتری وجود داشته باشد، و هیچ کس نمی داند تا کجا پیش می رود. آیا متناهی است یا نامتناهی؟
" ما به طور قطع نمی دانیم. "


🔺تصویر:

این ساختار هندسی [Geometrical Structure] توروس [چنبره ] نمونه‌ای از یک سطح تخت فضایی است، بدون انحنای مثبت و منفی در سراسر آن، که با این وجود از نظر وسعت محدود است. اگر فضای شما ماهیتی توروس مانند torus-like داشته باشد ، در صورتی در یک خط مستقیم سفر کنید، در نهایت می توانید به نقطه شروع خود بازگردید.

http://telegra.ph/آیا-یونیورس-بی-نهایت-infinite-است-04-14

💢@higgs_field