کوانتوم مکانیک‌🕊
10.9K subscribers
4.11K photos
2.37K videos
135 files
4.9K links
" یونیورس داینامیکی از میدان های کوانتومی ست"
Download Telegram
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
💢ویدیویی زیبا از حرکت ستارگان کهکشان مان در آسمان شب و بر فراز کوه آناپورنا در نپال؛ این ویدیو حاصل 1000 تصویر خام است که با قرار دادن آنها در کنار هم ساخته شده است. آناپورنا قله‌ای به ارتفاع 8091 متر در رشته‌کوه هیمالیا می‌باشد.

💢@higgs_field
👍3
💢تئوری ریسمان STRING Theory
دیوید برمن
قسمت نخست

📌 از نیوتون تا اینشتاین


برای درک ایده ها و اهداف تئوری ریسمان string ، مطالعه گذشته سودمند است تا ببینیم  فیزیک چگونه از زمان نیوتن تا به امروز پیشرفت کرده است.

یکی از ایده‌های مهمی که باعث رشد فیزیک از زمان نیوتن تا کنون شده ، ایده وحدت Unification است: تلاش برای توضیح پدیده‌های ظاهرا متفاوت توسط یک مفهوم کلی.

شاید اولین نمونه از این مورد از خود نیوتن باشد، که  در سال 1687، در کتاب Principia Mathematicae توضیح داد که حرکت سیارات در منظومه شمسی، حرکت ماه به دور زمین، و نیرویی که ما را به زمین دوخته است ، همگی یک نیرو هستند: نیروی گرانش.

امروزه این امر را بدیهی می دانیم، اما قبل از نیوتن، ارتباط بین یک سیب در حال سقوط و مدار ماه ، در نبود گرانش ، مبهم و رازآلود بود.
پس از گرانش کشف هیجان انگیز بعدی حدود 180 سال پس از نیوتن توسط ریاضیدان اسکاتلندی، جیمز کلارک ماکسول انجام شد.

ماکسول نشان داد که الکترواستاتیک و مغناطیس که در نگاه اول ، بی ربط به یکدیگر بنظر می رسند ... تنها جنبه های مختلف از یک چیز واحد به نام الکترومغناطیس هستند. ماکسول در این فرآیند امواج الکترومغناطیسی را کشف کرد که در واقع نور هست - ماکسول ناخواسته جنبه به ظاهر متفاوت دیگری از طبیعت را توضیح داده بود.

دویست سال بعد، در سال 1984، عبدالسلام پاکستانی و استیون واینبرگ آمریکایی نشان دادند که نیروی الکترومغناطیسی و نیروی هسته‌ای ضعیف که باعث واپاشی رادیواکتیو می‌شوند، هر دو جنبه‌های متفاوتی از یک نیروی واحد به نام نیروی الکتروضعیف هستند.

این امر ما را با سه نیروی بنیادین طبیعت مواجه می‌کند: گرانش، نیروی الکتروضعیف و نیروی هسته‌ای قوی که پروتون‌ها را کنار هم نگه می‌دارد.‌‌

🆔 @phys_Q
👍5
🟣 تئوری ریسمان STRING Theory
دیوید برمن

نظریه ریسمان در مقیاسی برابر با m 10-³⁴ بیان می شود. یک انگستروم m10-¹⁰  مقیاس اتم هیدروژن و یک فرمی m10-¹⁵ مقیاس پروتون اند، نظریه ریسمان ادعا می کند که بلوک های  بنیادین سازنده طبیعت نقطه مانند  نیستند، بلکه مانند ریسمان هستند: آنها دارای طول هستند. و این طول کوچکترین مقیاسی را که  می‌توانیم  در یونیورس ببینیم، رل دیکته می‌کند.
این موضوع چه مزیت احتمالی می تواند در پی داشته باشد؟ پاسخ این است که ریسمان ها پتانسیل ارتعاش دارند . در واقع ریسمان ها می توانند به تعداد بی نهایت  راه مختلف ارتعاش داشته باشند . ارتعاش یک پدیده طبیعی در موسیقی است. همانطور که در موسیقی برای هر نُت ، سازی مجزا وجود ندارد و یک ساز پتانسیل نواختن نت های مختلفی دارد . تئوری ریسمان نیز بر اساس همین ایده است. ذرات و نیروهای مختلف فقط رشته های بنیادی هستند که به طرق مختلف در حال ارتعاش هستند.

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/7173
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/7176
قسمت سوم و پایانی
https://t.me/phys_Q/7178
💢تئوری ریسمان STRING Theory
دیوید برمن
قسمت دوم

📌Unifying matter

آنچه گفتیم درباره نیروها forces بود  اما در مورد ماده چطور؟  طبق باور باستانی مفروض بود که ماده - و خود واقعیت - از تعداد محدودی از عناصر ساخته شده است. فیزیک مدرن این ایده را تایید می کند!(به شکلی کاملا متفاوت)

تجاربی که با شتاب‌دهنده ذرات در سرن در ژنو بدست آمد، نشان داد که فقط دوازده بلوک اصلی سازنده ماده وجود دارد. این ذرات به عنوان ذرات بنیادی شناخته می شوند. هر چیزی که ما تا به حال ، در اینجا یا  ستارگان دور دیده ایم، فقط از این دوازده ذره بنیادی ساخته شده است.

سرتاسر یونیورس، ماده و دینامیک آن ،  تنها با سه نیرو و دوازده آبجکت بنیادین توضیح داده شده است. بسیارخب !  اما اکنون می‌خواهیم بهتر عمل کنیم، و اینجاست که تئوری  ریسمان وارد کار می شود : این مقاله تلاشی برای متحد کردن نیروهاست. پس برای درک این موضوع باید داستان دیگری را بیان کنیم.‌‌


🔺گرانش کوانتومی

دو پیشرفت بزرگ در فیزیک قرن بیستم وجود دارد: تئوری نسبیت اینشتاین و مکانیک کوانتومی.

نسبیت عام به نوبه خود یک یکپارچگی است. انیشتین متوجه شد که فضا و زمان تنها جنبه‌های مختلفِ یک آبجکت واحد هستند که او فضازمان spacetime نامید. پیکر های جرم‌مند مانند سیارات می توانند فضازمان را خمیده و تحریف کنند و گرانش که ما آن را به عنوان یک نیروی ربایشی تجربه می کنیم، در واقع پیامد این تاب برداشتن فضازمان است. مانند توپ بولینگ که روی ترامپولین قرار می‌گیرد، شیب‌هایی ایجاد می‌کند که گوی  کروی نزدیک به سمت آن غلت می‌زند، آبجکت جرم‌داری مانند یک سیاره فضا را خمیده می‌کند و باعث می‌شود اجسام مجاور به سمت آن جذب شوند.
پیش بینی های انجام شده توسط نسبیت عام بسیار دقیق هستند. در واقع، بیشتر ما در آزمون راستی آزمایی این تئوری  شرکت کرده‌ایم ، بدون آنکه مطلع باشیم .   اگر نسبیت عام GR  نادرست بود، سیستم‌های موقعیت‌یابی جهانی حدود 50 متر در روز خطا داشتند.  خطای عملی GPS حدود پنج متر در هر ده سال است که بیانگر دقت تئوری نسبیت عام است .

پیشرفت بزرگ دیگر قرن بیستم مکانیک کوانتومی بود. یکی از ایده‌های کلیدی در این تئوری ، این است که هر چه مقیاسی که در آن به یونیورس نگاه می‌کنید کوچک‌تر می‌شود،  چیزها تصادفی‌تر random می‌شوند. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ UP شاید مشهورترین مثال از این موضوع باشد. این اصل بیان می‌کند که وقتی یک ذره متحرک را در نظر می‌گیرید، مثلاً یک الکترون که به دور هسته یک اتم می‌چرخد، هرگز نمی‌توانید موقعیت و تکانه آن را با دقت دلخواه اندازه بگیرید. جستجوی  فضا در مقیاس کوچک احتمال اندازه گیری مکان  با دقت زیاد را احتمالا به شما می دهد ، اما نمی توانید تکانه را با دقت مطلوب اندازه بگیرید .  نه به این دلیل که ابزار اندازه گیری شما دقیق نیست. بلکه UP ویژگی ذاتی دنیای میکروسکوپیک است .

  هیچ مقدار ثابت "حقیقی " برای تکانه  وجود ندارد، بلکه طیف کاملی از مقادیری که تکانه می تواند داشته باشد وجود دارد، هر کدام با احتمال منحصر به خود ، که به طور خلاصه، مقادیر تصادفی برای تکانه می گوییم .

  تصادفیدگی randomness زمانی ظاهر می شود که ما به ذرات در مقیاس به اندازه کافی کوچک نگاه می کنیم. هرچه کوچکتر جستجو کنیم، چیزها تصادفی تر می شوند!

این ایده که تصادفیدگی بخشی از بافت طبیعت است ، انقلابی ایجاد کرد : قبلاً این امر مسلم تلقی می شد که قوانین فیزیک به اندازه چیزها بستگی ندارند. اما در مکانیک کوانتومی ، مقیاس چیزها مهم است، و هر چه مقیاسی که در آن به طبیعت نگاه می کنید کوچکتر باشد، با بینش روزمره ما نسبت به جهان دارای تفاوت بیشتری خواهد شد: تصادفیدگی بر جهان کوچک مقیاس حاکم است.‌‌


🆔 @phys_Q
👍4
💢 تئوری ریسمان STRING Theory
دیوید برمن
قسمت سوم و پایانی


📌ریسمان برای نجات

اینجاست که نظریه ریسمان به کمک می آید.  و بیانگر وجود  کوچک‌ترین مقیاسی ست که می‌توانیم در آن به جهان نگاه کنیم:  نظریه ریسمان ادعا می کند که بلوک های  بنیادین سازنده طبیعت نقطه مانند  نیستند، بلکه مانند ریسمان هستند: آنها دارای امتداد هستند، به عبارت دیگر دارای طول هستند. و این طول کوچکترین مقیاسی را که  می‌توانیم  در یونیورس ببینیم، دیکته می‌کند.

این موضوع چه مزیت احتمالی می تواند در پی داشته باشد؟ پاسخ این است که ریسمان ها پتانسیل ارتعاش دارند . در واقع ریسمان ها می توانند به تعداد بی نهایت  راه مختلف ارتعاش داشته باشند . این ارتعاش یک پدیده طبیعی در موسیقی است.

همانطور که در موسیقی برای هر نت سازی مجزا وجود ندارد و یک ساز پتانسیل نواختن نت های مختلفی دارد . تئوری ریسمان نیز بر اساس همین ایده است. ذرات و نیروهای مختلف فقط رشته های بنیادی هستند که به طرق مختلف در حال ارتعاش هستند.

ریاضیات پشت تئوری ریسمان طولانی و پیچیده است، اما با جزئیات کار شده اند. اما آیا کسی تا به حال چنین ریسمان هایی را دیده است؟ پاسخ صادقانه "خیر" است. تخمین کنونی اندازه این رشته ها حدود 10 به توان منفی 34 متر است، بسیار کوچکتر از آنچه امروز می توانیم ببینیم، حتی در سرن!

با این حال، تئوری ریسمان تاکنون تنها راه شناخته شده برای ترکیب گرانش و مکانیک کوانتومی است، و ظرافت ریاضی آن برای بسیاری از دانشمندان دلیل کافی برای ادامه پیگیری آن است.‌‌

🔺پیش بینی های این تئوری

اگر تئوری ریسمان واقعاً یک مدل دقیق از فضازمان است، پس چه چیز دیگری در مورد یونیورس به ما می گوید؟

یکی از شگفت‌انگیزترین و مهم‌ترین پیش‌بینی‌های ریسمان این است که فضازمان چهار بعدی نیست، بلکه ده بعدی است. نظریه ریسمان تنها در ده بعد فضازمان کار می کند. پس آن شش بعد اضافی کجا هستند؟ ایده ابعاد پنهان در واقع سال ها قبل از ظهور تئوری ریسمان توسط تئودور کالوزای آلمانی و اسکار کلاین سوئدی مطرح شد.‌‌

اندکی پس از اینکه انیشتین خمیدگی فضا را در نسبیت عام توصیف کرد، کالوزا و کلاین در نظر گرفتند که اگر یک بعد فضایی به اطراف خم شود و دوباره به خود بپیوندد و دایره ای تشکیل دهد چه اتفاقی می افتد. اندازه آن دایره می تواند بسیار کوچک باشد، شاید آنقدر کوچک باشد که دیده نشود- نتیجتا این ابعاد اضافه از دید پنهان خواهند بود. کالوزا و کلاین نشان دادند که با این توضیح ،  چنین ابعادی - ابعاد اضافه بسیار کوچک ،  می توانند بر دنیایی که ما ادراک می کنیم تأثیر بگذارند. الکترومغناطیس پیآمد دایره پنهان با جابجایی در بعد پنهان که بار الکتریکی است ، هست . ابعاد پنهان احتمالی هستند و آنها در واقع می توانند نیروهایی را در ابعادی که ما می بینیم ایجاد کنند.
تئوری ریسمان ایده کالوزا-کلین را پذیرفته است و در حال حاضر آزمایش های مختلفی برای  مشاهده ابعاد پنهان در حال ابداع است. یکی از امید های ما برای مشاهده آنها این است که ابعاد اضافه احتمالا تاثیری بر پس‌زمینه مایکروویو کیهانی CMB، تابش باقی‌مانده از مهبانگ ، دارند و مطالعه دقیق این تابش آنها را آشکار خواهد کرد .

آزمایش‌های دیگر مستقیم‌تر هستند. نیروی گرانش به طور اساسی به تعداد ابعاد بستگی دارد، بنابراین با مطالعه نیروهای گرانشی در فواصل کوتاه می توان امیدوار بود که انحرافات از قانون نیوتن را شناسایی کرده و دوباره وجود ابعاد اضافی را مشاهده کنیم .

ریاضیات و فیزیک همیشه بر یکدیگر تأثیر گذاشته اند، تا حدی که ریاضیات جدیدی برای توصیف طبیعت اختراع شده است، اما ریاضیات قدیمی نیز توصیف کاملی برای پدیده های فیزیکی تازه کشف شده ارائه می دهند. برای تئوری ریسمان تفاوتی نمی کند و بسیاری از ریاضیدانان بر روی ایده های الهام گرفته از آن کار می کنند. که شامل هندسه‌های احتمالی ابعاد پنهان، ایده‌های اساسی هندسه در صورت وجود این حداقل فواصل ، وابسته به روش‌هایی ست که ریسمانها می‌توانند از هم جدا شده و به هم برسند، و این سؤال که چگونه می‌توانیم ریسمانها را به ذرات موجود در یونیورس ، پیوند دهیم.
تئوری ریسمان به ما دید هیجان انگیزی از طبیعت به عنوان قطعات کوچک ریسمان های ارتعاشی در فضایی با ابعاد فشرده پنهان می دهد. همه پیامدهای این ایده ها هنوز درک نشده است. نظریه ریسمان یک حوزه تحقیقاتی فعال است که صدها نفر در آن کار می کنند تا ببینند چگونه تئوری کامل می شود و دنیایی را که ما در اطراف خود می بینیم تولید می کند.‌‌

🆔 @phys_Q
👍2
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
💢 بالاخره یونیورسی که در آن زندگی می کنیم ، پیآمد چه پدیده ایست؟ فراتر از مرز های هستی چه فیزیکی وجود دارد ؟ و ...

حفره ای چنان بزرگ در ذهن دانش‌جویان وجود دارد که با هیچ فرض و تخیلی پر نخواهد شد . این حفره بدست ساینس حفر و با ساینس کوچکتر یا بزرگتر خواهد شد . مابقی مجادلات شاید ارزش روانشناسی یا انسان شناسی داشته باشد ، که از آن صرف نظر می کنیم .
Ill mind of hopsin

💢 @higgs_field
💢 هرمان فون هلمهولتز

هرمان ریاضیدان و پزشکی بود که در  فیزیک، وی به دلیل تئوری‌های خود در زمینهٔ  انرژی و پایستگی آن، کارهایی در زمینهٔ  الکترودینامیک،  ترمودینامیک شیمیایی و در پایهٔ مکانیکی  ترمودینامیک  شناخته شده‌است.

🆔 @phys_Q
6
💢پروتون های درون برخی از تایپ های هیدروژن و هلیوم رفتار عجیبی دارند

در برخی از تایپ های هلیوم و هیدروژن، احتمال جفت شدن پروتون‌ها بیش از شش برابر بیشتر از سایر اتم‌ها است - که ممکن است به این معنی باشد که چیزی در مورد نیروی هسته‌ای قوی وجود دارد که ما نمی‌دانیم.‌‌

به نظر می رسد در داخل هسته برخی اتم ها، پروتون ها رفتار بسیار غیرمنتظره ای داشته باشند. آنها زمانی که به شدت به یکدیگر نزدیک می شوند بسیار بیشتر از حد معمول جفت می شوند و فیزیکدانان به طور کامل دلیل آن را نمی دانند. رسیدن به درک عمیق این پدیده می تواند به ما در درک بهتر نیروی هسته ای قوی کمک کند که بر برهمکنش های در مقیاس های بسیار کوچک حاکم است.
جان آرینگتون در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا و همکارانش پرتوی از الکترون‌های پرانرژی را به سمت هدفی که از نسخه سبک‌تر هلیوم به نام هلیوم-3 و تریتیوم، نسخه رادیواکتیو هیدروژن ساخته شده بود، هدایت کردند تا بینشی از برهم‌کنش‌های ناشناخته قبلی بین پروتون و نوترون در هسته اتم ها ،به دست آورند.
وقتی پروتون‌ها و نوترون‌های درون هسته‌ای به اندازه یک کوادریلیون متر به یکدیگر نزدیک می‌شوند، برای مدت کوتاهی جفت می‌شوند، سپس با تکانه‌ زیادی از یکدیگر دور می‌روند. آرینگتون می‌گوید که با اندازه‌گیری سرعت یا انرژی الکترون‌های پرتو که با جفت ها برخورد داشته ، محققان می‌توانند شمار جفت های مرتبط اعم از  جفت پروتون- پروتون یا پروتون- نوترون را بشمارند.‌‌
آرینگتون می گوید که آمار نهایی غیرمنتظره بود. آزمایش‌های مشابه در گذشته که از اتم‌هایی مانند کربن یا سرب استفاده می‌کردند نشان می‌داد که تنها حدود 3 درصد جفتیدگی در هر هسته بین دو پروتون وجود داشت ، اما برای هلیوم-3 و تریتیوم، محققان دریافتند که این عدد نزدیک‌ به 20 درصد است. .‌
آرینگتون می‌گوید که هسته‌های هلیوم-3 و تریتیوم نسبت به هسته‌هایی که قبلاً بررسی شده‌اند، فشردگی کمتری  دارند، که احتمالا به این معنی ست که ذرات کمتر به یکدیگر نزدیک می‌شوند، اما ترجیح بیشتری برای جفت شدن پروتون‌ها دارند. او می‌گوید که چنین عدم تعادلی می‌تواند بیانگر ویژگی های نحوه عملکرد نیروهای هسته‌ای در فواصل بسیار کوچک باشد که هنوز به طور کامل درک نشده است.
لارنس واینستاین از دانشگاه اولد دومینیون در ویرجینیا می‌گوید که تعداد زیاد جفت‌های پروتون احتمال دارد به پیچیدگی های جدیدی در نیروی هسته‌ای قوی اشاره کند، اما قبل از اینکه این یافته قطعی شود، باید مدل‌های نظری دقیق‌تری از این آزمایش ایجاد شود.

مارک استریکمن از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا می‌گوید که اگر مطالعات آینده این یافته‌ها را تأیید کند، ممکن است بر نحوه تفکر فیزیکدانان درباره ستاره‌های نوترونی تأثیر بگذارد. ذرات در این ستارگان آنقدر به هم نزدیک شده اند که چگال ترین اجرام در یونیورس را تشکیل داده اند . استریکمن می‌گوید ، اینکه یک ستاره نوترونی چقدر می‌تواند جرم داشته باشد- تا حدی به نحوه تعامل نوترون‌ها و پروتون‌ها در زمانی که بسیار نزدیک به یکدیگر هستند بستگی دارد.‌‌

https://www.newscientist.com/article/2335724-protons-inside-some-types-of-hydrogen-and-helium-are-behaving-weirdly/

💢@higgs_field
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🟣 چه چیزی ذراتِ درونِ هسته را در کنارِ هم نگه‌ می‌دارد؟
دکتر مَت اوداود


@phys_Q
🟣 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت نخست

📌معرفی

حرکت motion اکسیر حیات است، هم برای جاندار و هم برای بی‌جان.

اساسا تغییری که با تصور/اندازه گیری/مشاهده در هر سیستم یا محیط پیرامون آن سراغ داریم بواسطه حرکت motion در فضا space در طول زمان time است .

علاوه بر این، ماده matter نیز به دلیل حرکت اجزای سازنده آن ساخته شده و قوام یافته- و تمام تغییرات ماده از لحاظ ساختار، ویژگی ها و موقعیت نسبی آن در فضا، ناشی از حرکت اجزای سازنده آن است و در صورت لزوم، با محیط اطراف بواسطه آن (حرکت) تعامل برقرار می کند.

ماده ترکیبی از پارتیکل هایی ست که در نهایت کوچکی و گسستگی ، بلوک های سازنده آنرا تشکیل داده اند و بنا بر چنین بینشی کوانتیزاسیون در یونیورس ما به عنوان یک ویژگی بنیادین دنبال می شود.

حرکت منجر به کار actions می‌شود که باعث انتقال تکانه momentum و انرژی energy می‌شود، بنابراین همه این پارامترها باید کوانتیزه شوند، زیرا بر طبق کوانتیزاسیون باید حداقل مقدار کار نیز وجود داشته باشد.

ماده ترکیبی از فضا و انرژی است و جرم mass یک پارتیکل بنیادی از اسپین ذاتی تکانه زاویه ای intrinsic spin angular momentum و فرکانس زاویه‌ای angular frequency آن ناشی می‌شود.

Matter = energy + space

پارتیکل ها و میدان‌ها fields ماهیت پیوند یافته دارند و در حالی که فقط یک میدان مشترک در فضا وجود دارد، ماهیت خاص یک میدان توسط پارتیکل هایی تعیین می‌شود که در میدان توصیف می شوند . بنابراین، مطالعه حرکت یک پارتیکل متحرک در فضا، دانش کاملی در مورد یونیورس به دست می‌دهد.

.
فهرست
1. مقدمه 2. فضا، زمان و حرکت    2.1. فضا و حرکت    2.2. زمان    2.3. گسستگی و کوانتیزاسیون    2.4. ذره در حرکت 3. کنش و اندرکنش 4. انرژی و تکانه 5. ذره بنیادی 6. جرم یک ذره بنیادی 7. تکانه یک ذره بنیادی 8. ذره و موج 9. ذره و میدان 10. حالت پایه و انرژی خلاء 11. برهمکنش گرانشی 12. برهمکنش الکترومغناطیسی، قوی و ضعیف 13. ماده و یونیورس 14. نتیجه گیری

🔺1. مقدمه

این مقاله بر اساس مفهوم فیزیکی حرکت و تعمیم آن بر برهمکنش بین ماده و فضا ست.

از طریق استدلالات شهودی و ملاحظات مفهومی به جای رویکردهای تحلیلی و ریاضیاتی، تلاش می کنیم تا حرکت یک ذره بنیادی در فضا در امتداد زمان را مشخص کنیم، و اینکه چگونه این تصویر ساده و در عین حال عمیق ممکن است با هر پدیده دیگری در یونیورس مرتبط باشد.

و اساساً با استفاده از منطق مفاهیم فیزیک کوانتومی حرکت یک ذره بنیادی ، کمیت‌ها و ویژگی‌های فیزیکی عبارت از جرم، تکانه، انرژی، میدان کوانتومی، گرانش، دوگانگی موج-ذره و غیره - را استخراج می کنیم ، در حالی که این مفاهیم ممکن است به قلمرو نسبیت عام و به کل یونیورس تعمیم داده شوند.‌‌

Id @phys_Q
👍41
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🟣 این محتوا  تلاش دارد با یک سری فرضیات و استدلالات و همچنین فکت و تئوری های فیزیک بینشی بنیادین در رویارویی با فضازمان ترسیم کند .
On fundamental of a moving particle in space

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/7183
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/7186
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/7187
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/7188
قسمت‌پنجم
https://t.me/phys_Q/7190
قسمت ششم
https://t.me/phys_Q/7193
قسمت هفتم
https://t.me/phys_Q/7198
قسمت هشتم
https://t.me/phys_Q/7207
قسمت نهم
https://t.me/phys_Q/7212
قسمت دهم
https://t.me/phys_Q/7218
قسمت یازدهم
https://t.me/phys_Q/7224
قسمت دوازدهم
https://t.me/phys_Q/7228
قسمت سیزدهم
https://t.me/phys_Q/7235
قسمت چهاردهم و پایانی
https://t.me/phys_Q/7236

Telegraph:
https://t.me/phys_Q/7242
👍3
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
💢 چگونه انبساط عالم به سرعت های بالاتر از سرعت نور منتهی می شود ؟
لارنس کراوس

💢@higgs_field
🟣نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت دوم

📌2: فضا، زمان و جابجایی

🔻2.1. فضا و جابجایی

فضا منشا همه چیز در یونیورس ماست. و این حقیقتی بنیادین است و بنابراین تمام سؤالات ما و همچنین پاسخ آنها باید به آن معطوف شود. از سوی دیگر، عمل جابجایی نیز برای همه چیزهایی که در یونیورس ما روی می‌دهد ، بنیادین است. ما جابجایی را به‌عنوان تغییر موقعیت یا پیکربندی که در طول زمان در روی می‌دهد ، در نظر می گیریم و هر حرکت احتمالی ، بایستی تنها با توجه به یک مرجع در فضای نسبیتی در نظر گرفته شود.

در حین جابجایی، پوزیشن ها با یکدیگر متصل شده و آن را پیوسته می‌سازند ، اما آبجکتی که در حال حرکت است، از حالت اولیه به حالت نهایی تغییر کلّی می کند . از این مهم می توان نتیجه گرفت : یک آبجکت باید همیشه گسسته و متناهی باشد، در حالی که فضا باید پیوسته و غیر گسسته باشد تا به جابجایی اجازه دهد در درون فضا روی دهد ، فضایی که به نوبه خود نمی تواند ساختار داخلی داشته باشد و نمی تواند جابجا شود . بعلاوه ، در حالیکه منظور احتمالی  از آبجکت ، می‌تواند یک شیء مادّی روزمره باشد، جابجایی هم  توسط یک ذره منزوی ، که ترکیب یا سیستمی از ذرات با یک مرز انتخابی دلخواه که آن را از محیط پیرامون آن جدا می‌کند، انجام شود.

زین پس، به‌جای آبجکت، از اصطلاحات ذره یا پارتیکل و سیستم ذره ای ، در صورت لزوم، استفاده خواهیم کرد.‌‌

🔻2.2. زمان

زمان رابطه‌ای معادل فضا با جابجایی دارد. هم فضا و هم زمان کارهای مشابهی انجام می‌دهند. شروع و پایان جابجایی را ثبت کنید و تغییر و مدت زمان را بر اساس مکان و زمان از طریق یک اندازه گیری تکرار شونده با استفاده از یک واحد مقیاس با استفاده از جابجایی متوالی اندازه گیری کنید. این تغییر یا مدت زمان است که مکان و زمان را با جابجایی مرتبط و توصیف می کند. بنابراین زمان بدون تغییر مکان روی کاغذ ، وجود خارجی ندارد و تغییر در مکان بدون زمان نیز وجود نخواهد داشت ، و هر دو زمان و مکان ، از جابجایی ناشی شده اند. نتیجتا ، اندازه‌گیری زمان تنها با اندازه‌گیری فرکانس تغییر مکرر مکان(فضا) به دلیل یک جابجایی دوره‌ای ممکن می‌شود. به همین ترتیب، اندازه‌گیری فضا با اندازه‌گیری مکرر تغییر پوزیشن ناشی از جابجایی و حرکت در طول زمان میّسر می‌شود. از آنچه که گفتیم نتیجه می گیریم یونیورسالی یا عالم شمول بودن روابط بین فضا ، زمان و جابجایی به دلیل هارمونی و هماهنگی متقابل بین این مفاهیم و پارامتر ها ، اساسی ترین و بنیادی ترین مفهوم در یونیورس ماست.‌‌


ID @phys_Q
👍1
🟣 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت سوم


🔻2.3. گسستگی و کوانتیزاسیون

همه کمیت های فیزیکی را می‌توان بر حسب فضا و زمان به همراه جابجایی و حرکت و سایر ویژگی‌های خاص کاربست پذیر، مشخص کرد، و چون یک کمیت فیزیکی شامل تغییری می‌شود - به اندازه‌گیری نیاز دارد که فقط به دلیل جابجایی در فضا در طول زمان امکان‌پذیر باشد. هر کمیت فیزیکی که گسسته discrete و متناهی finite است باید یک مقدار حداقلی داشته باشد و از آنجایی که هر مقدار بزرگتر از آن فقط می تواند به عنوان مضربی از این حداقل ها وجود داشته باشد، کمیت فیزیکی باید کوانتیزه شود .

بنابراین کوانتیزاسیون یک نیاز ضروری ست و از رابطه فوق الذکر فضا، زمان و جابجایی ناشی می شود.
با این حال، از لحاظ یک واحد اندازه گیری، هنگامی که مقدار واحد بالای مینیمم در نظر گرفته شود، ممکن است کوانتیزه به نظر نرسد، در حالی که کوانتیشن Quantization  در یونیورس ما  ویژگی ضروری یک کمیت فیزیکی صرف نظر از ماهیت آن است.‌‌

کمیت ها آشکارا کوانتیزه شده در نظر گرفته می شوند، به این معنا که وجود دارند و مقادیر خود را از مجموعه ای به مجموعه دیگر ، بصورت مضرب های انتگرال یک مقدار کوانتومی ، تغییر می دهند، اکنون می گوییم که این یک ویژگی ذاتی است زیرا ایجاد و همچنین تغییر مقدار کمیت فیزیکی از حالت جابجایی آن ناشی می شود و نتیجه را به عنوان یک کنش ناشی از حرکت ایجاد می کند که دارای مینیمم مقدار نیز می باشد. هر کمیت فیزیکی متناهی باید یک مقدار حداکثر نیز داشته باشد و به صورت رابطه ای بین کمیت های متناهی بیان شود. طبق تعریف، سرعت یک ذره به‌عنوان مقدار متناهی از فضایی که در بازه زمانی متناهی طی می‌شود اندازه‌گیری می‌شود و بنابراین باید متناهی با حداکثر مقدار باشد.

به صورت تحلیلی ، سرعت حاصل ضرب محیط متناهی دایره‌ای است که دارای یک شعاع متناهی است. شعاع و مقدار متناهی دوران یا واگشت شبیه‌سازی شده در واحد زمان ناشی از جابجایی ذره:

→ v = ω * r  = 2πn * r  = ( 2πr ) * n

Symbols:
v = Speed
w = Angular frequency
n = Revolution per unit time
and r = Radius.

For the same reason, speed of light(c)must be finite having a maximum value.



ID @phys_Q
👍1
🟣 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت چهارم

📌3. کنش و اندر کنش  action & interaction

• هر حرکت، در پایان مدت زمان خود، منجر به یک کنش می‌شود که باعث می‌شود سیستم در حال حرکت به حالت حرکت دیگری برود. بنابراین، در حالی که جابجایی پیوسته است،  کار - عمل - کنش action را می توان به عنوان نتیجه نهایی حرکت از یک ترکیب اولیه فضا-زمان سیستم به  ترکیب نهایی، برای بازه فضا-زمان دلخواه انتخاب کرد . این به این معنی نیز هست که  کنش به عنوان نتیجه حرکت، باید یک مقدار گسسته و متناهی داشته باشد، که به نوبه خود به عنوان یک کمیت فیزیکی کوانتیزه شده و دارای یک مقدار مینیمم متناهی است ، همانطور که قبلاً با مقدار ثابت پلانک (h) اندازه گیری شده است.

از آنجایی که حرکت یک ویژگی بصری است که بر روی سیستم ایجاد می‌شود، باید نتیجه برهمکنشی  بین سیستم در حال حرکت و هر سیستم دیگری خارج از آن باشد. به عبارت دیگر، باید دلیلی برای حرکت وجود داشته باشد، و این همان چیزی است که یک برهمکنش ارائه می‌کند. همچنین باید فقط توسط ذرات ایجاد شود که از یک ترکیب فضا-زمان به ترکیب دیگر حرکت می کنند. بعداً در مورد این جنبه بحث خواهم کرد.

🔻4. انرژی و تکانه Energy & momentum

انرژی  چیزی است که یک سیستم را از یک حالت جابجایی به حالت دیگر تغییر می‌دهد و فقط در انتقال بین یک سیستم به سیستم دیگر ظاهر می‌شود.
از آنجایی که انتقال انرژی باعث تغییر حالت حرکت می‌شود، زمانی که یک سیستم انرژی اضافی را از یک منبع بیرونی دریافت می‌کند که سیستم دیگری خارج از آن است، باید در سطح بالاتری از انرژی قرار داشته باشد . به همین ترتیب، سطح انرژی یک سیستم وقتی انرژی را از خود آزاد می کند و بصورت علّی به حالت حرکت پایین تر انتقال یابد.

این مفهوم به  سیستم اجازه می‌دهد که  کوانتیفای عددی دریافت کند که فقط سطح انرژی آن را اندازه‌گیری می‌کند .مقدار کل اندازه گیری انرژی یک سیستم به انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل و انرژی جرمی در حالت سکون دسته بندی  شده است.

از آنجایی که انرژی در حین انتقال خود را نشان می‌دهد و تنها می‌تواند توسط ذرات در حال حرکت منتقل شود، در نتیجه انرژی نیز باید کوانتیزه شود.‌‌ همچنین راه دیگری برای بررسی این موضوع وجود دارد. از آنجایی که انتقال انرژی به کنش ، که کوانتیزه است ، منجر می شود، انرژی نیز باید کوانتیزه شود.

به صورت تحلیلی، کنش  متناسب با حاصلضرب انرژی منتقل شده و فاصله زمانی برای مدت زمان انتقال است.

Action ∝ energy * time

این همچنین امکان شبیه‌سازی انرژی energy را به‌عنوان یک نرخ زمانی time  عمل می‌دهد.

Energy ∝ action ÷ time

هر تغییری ناشی از حرکتی است که دارای مقدار و همچنین جهت است و بنابراین باید به برداری مربوط باشد که تغییر را در فضا(مکان) و زمان نشان می‌دهد.


این منجر به مفهوم‌سازی کمیت فیزیکی دیگری می‌شود که به آن تکانه momentum  می‌گویند.
از آنجایی که یک ذره فقط حرکت را بر عهده می گیرد، باید در حین انتقال انرژی از ترکیب اولیه فضا-زمان به ترکیب نهایی، تکانه را همراه خود داشته باشد.

همچنین به روشی مشابه، تکانه ممکن است به‌عنوان نرخ کنش در فضا شبیه‌سازی شود.

Momentum ∝ Action ÷ Space

اصل عدم قطعیت   مستقیماً از تحلیل فوق ناشی می‌شود. از آنجایی که کنش action  به‌عنوان نتیجه نهایی هر حرکت متناهی است، ممکن است با هر ترکیب معینی از انرژی و زمان یا تکانه و مکان به آن عمل شود. رویکرد فیزیکی تری با حالت کوانتومی ذره بنیادی  دنبال خواهد شد.

علاوه بر این، ذره در حال حرکت باید ویژگی خاصی را نشان دهد علاوه بر سرعتی که به آن اجازه می‌دهد تکانه را حمل کند، که به عنوان جرم ذره mass  در نظر گرفته می‌شود.‌‌

ID @phys_Q
👍1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🟣گفتگو با نیل دگراس تایسون

📌چرا نباید فکت های ساینس و خرافات را به مناظره گذاشت؟

زبان کليپ انگلیسی با زیرنویس پارسی


💢@phys_Q

🟣 نگاه بنیادین به پارتیکل متحرک در فضا
کیلن دب
قسمت پنجم

🔺5. ذرات بنیادین  elementary particles

همه آبجکت هایی که روزانه با آنها سروکار داریم از ماده ای تشکیل شده که با ویژگی های مادی  از جمله اندازه و سایزشان توصیف شده اند . و تعداد بیشماری از این آبجکت ها با ویژگی های  بسیار گوناگونی وجود دارد. اگر یک آبجکت به قطعات کوچکتر تقسیم شود، این قطعات همچنان خواص مادی خود را دارا هستند ، و این فکت را تایید می کنند که آبجکت های بزرگتر از قطعات کوچکتر از همان ماده تشکیل شده است.  اگر به همین ترتیب آبجکت به قطعات کوچکتر و کوچکتر تقسیم شود، باید یک اندازه و محتوای نهایی وجود داشته باشد که به عنوان مولکول شناخته می شود.

علاوه بر این، آشکار است که این مولکول از پارتیکل های کوچکتری به نام اتم تشکیل شده است و نهایتا یک اتم نیز ترکیبی از پارتیکل های کوچکتر است، اما ذرات بنیادی  قابل تجزیه به اجزای کوچکتر نیستند. نتیجتا ذرات بنیادی برای ماده،  عواقب  منطقی نگره‌ی بالا هستند. علاوه بر این تعداد محدودی از این پارتیکل ها شکل دهنده کل هستی و اجزای درونی آن هستند .   پارتیکل های بنیادین باید فقط از چند نوع محدود باشند . اما اتم ها باید در نهایت همه ترکیبی و کامپوزیت باشند. پارتیکل ها و اجسام مادی بزرگتر در یونیورس ما تنها با تغییر و ترکیب های مختلف از ذرات بنیادین ساخته شده اند.

هم نتایج نظری و هم نتایج تجربی در حال حاضر  پشتیبان این فکت هستند. به روشی مشابه، می‌توان تصور کرد که ذرات بنیادی باید از ورودی‌های مشابه و با فرآیند های یکسان، با تغییرات لازم برای تولید آنها ایجاد شوند ، که مربوط به تکامل فضازمانی هستند. با این حال، تنها ورودی های شناخته شده موجود در یونیورس ما، فضا و انرژی است و بنابراین به رابطه عمومی ساده زیر می رسم:

Matter = energy + space

به این معنی که مقداری از انرژی می تواند وارد حجم مشخصی از فضا شود و در نتیجه فضا را به ماده تبدیل کند. همچنین این کنش  نشان می‌دهد که فضای-تبدیلی-به‌ماده  باید ماهیت متناهی و گسسته از یک نسخه توسعه‌یافته و بی شباهت به یک نقطه  باشد.

یک ذره بنیادی به این شکل  از فضا تولید و با استفاده از انرژی ایجاد می‌شود و سپس  پتانسیل ایجاد ذرات مرکب از پیوند  ذرات بنیادی دیگر را دارا خواهد بود و پس از آن آبجکت های مادی بزرگ‌تری را تشکیل می دهد.
هنگامی که ذرات طی واپاشی ، شکافت هسته ای، همجوشی و نابودی ، دِ-فرمه می شوند، ممکن است فرآیند معکوس رخ دهد و انرژی محبوس در فضا آزاد شود.  پس از تلاشی ذره، انرژی آزاد می‌شود و فضای اشغال شده به محیط باز می‌گردد، همانطور که فقط تا حدی با رعایت اصل پایستگی جرم - انرژی، قبل و بعد از فرآیند مناسب قابل پیگیری ست .


💢@phys_Q
💢 فیزیک بدون ذرات unparticles physics
بخش نخست

فیزیک بدون ذرات Unparticles توسط هاوارد جورجی در سال 2007 به عنوان نوعی جدید از فیزیک  پیشنهاد شد که احتمالا تا کنون نادیده گرفته شده است .

"فیزیک بدون ذرات" چطور؟ مفاهیم زیربنایی چیست؟ و بعداً چه تأثیری داشت؟

برخی از اصول QFT: در نظریه میدان کوانتومی، هر ذره برانگیختگی کوانتومی یک میدان زیرین است. میدان همیشه در همه جا هست، هنگامی ذره ای به وجود می آید که انرژی کافی به میدان آن منتقل شود.

💢@phys_Q