▪︎ take the world from another point of view

Feynman and art of science


▫️@phys_Q

‍ 💢 سیاهچاله blackhole و ذره particle
قسمت نخست

اگر بخواهید مشابهت بین سیاهچاله ها و ذرات را در نظر بگیرید ، شباهت ها قابل توجه خواهد بود . در نظر گرفته می شود که هر دو دارای جرم mass هستند، اما حجم volume آنها صفر است. فیزیکدانان از بار charge ، جرم mass و اسپین spin بطور انحصاری برای توصیف پارتیکل های کوانتومی و سیاهچاله استفاده می کنند. چالش اصلی در این قیاس این است که پارتیکل فیزیک ،  توسط مکانیک کوانتومی اداره می‌شود - اما دستکم می‌توان گفت چالشی سخت با سیاهچاله‌ها داریم . البته مشخص شده  که سیاهچاله ها پیامدهای کوانتومی در قالب تابش هاوکینگ و پارادوکس دیوار آتش firewall paradox  دارند، و توصیف کامل حالات کوانتومی سیاهچاله ها دشوار است.‌‌[ پارادوکس همان پاردوکس گم شدن اطلاعات در تابش هاوکینگ است]

فیزیکدانان باید از برهم نهی توابع Superposition و تابع موج  wave function و احتمالات probabilities برای به دست آوردن مفهوم واقعی  یک پارتیکل استفاده کنند، و توصیف یک سیاهچاله به این صورت غیر منطقی به نظر می رسد. اما اگر مقیاس یک سیاهچاله را به مقیاس کوانتومی کاهش دهیم، نتایج جالبی ظاهر می شود .

🔺هادرون ها hadrons

یک مطالعه توسط رابرت اولدرشاو (amherst college) در سال 2006 نشان داد که با استفاده از معادلات میدان انیشتین (که سیاهچاله ها را توصیف می کند) در مقیاس مناسب (که مجاز است زیرا ریاضی باید در هر مقیاسی کار کند)، هادرون ها می توانند از سیاهچاله کر-نیومن kerr-newman -مدلی بعنوان یک کیس گرانش قوی - پیروی کنند.
مانند قبل، ما فقط جرم mass، بار charge و اسپین spin را برای توصیف هر دو داریم. به عنوان یک امتیاز اضافی، هر دو آبجکت دارای گشتاورهای دوقطبی مغناطیسی هستند، اما فاقد گشتاورهای دوقطبی الکتریکی هستند، آنها «نسبت های جایرو مغناطیسی gyromagnatic برابر با 2  دارند» و هر دو دارای ویژگی‌های مساحت سطحی مشابهی هستند (یعنی پارتیکل های در برهم کنشگر interacting particles همیشه درمساحت سطح افزایش می‌یابند اما هرگز کاهش نمی‌یابند).

کار بعدی که نسیم حرامین در سال 2012 انجام داد نشان داد که اگر پروتونی با شعاع شوارتزشیلد هم‌خوان corresponds برای سیاهچاله ها ، نیروی گرانشی از خود نشان می دهد که برای  چاله کردن hole یک نوکلئون کافی بوده و نیروی هسته ای قوی strong nuclear force را از بین می برد! (براون، اولدرشاو) [ اگر پروتون را تا شعاع شوارتزشیلد کوچک کنید ، نیروی گرانشی که وابسته به جرم پروتون هست ، بر نیروی هسته ای قوی غلبه خواهد کرد - ]

💢@higgs_field

🟣 فاینمن و آرلین- همسر نخست وی که به بیماری سل درگذشت

آرلین آنزمان که در آسایشگاه مسلولان در آلبوکرکی اقامت داشت یک جعبه مداد رنگی به همسرش ریچارد فاینمن هدیه داد و روی آن نوشته بود " به افکار دیگران اهمیت نده " و ریچارد را تشویق به آغاز تمرین طراحی کرد .
آرلین در سال های بعد فوت کرد اما فاینمن با دیاگرام های فاینمن که طراحی و ترسیمی بودند به شهرت رسید .

فاینمن مطالعه فیزیک را راه تلاش برای شناخت و دستیابی به بانوی طبیعت lady of nature می دانست و همین امر مورد انتقاد توسط دیگران واقع می شد . وی علاقه خود به زنان را پنهان نمی کرد و به گفته خودش ، در دیسکو ها و بارها و هنگام تماشای رقص میله فیزیک کار می کرد .

مرگ آرلین تاثیر مخربی بر وی گذاشت ، بعد از وی رفتار های فاینمن بی پروا تر شد ، سپس با یک مهماندار ازدواج و بعد از آن جدا شد تا اینکه با گوئنت ، یک زن بریتانیایی ازدواج کرد و از وی صاحب فرزند شد و دیاگرام های فاینمن در الکترودینامیک کوانتومی را ارائه کرد و نوبل فیزیک را برنده شد.

🆔 @phys_Q

How powerful you are...

📡@higgs_field

فضا انقدر سوررئال شده که دولت التماس می‌کنه برای کنسرت.


💢@higgs_field

16 ممتنع
29 موافق
8 مخالف

جمهوری اسلامی از کمیسیون حقوق زنان سازمان ملل اخراج شد .

‍ 💢 سیاهچاله blackhole  و  ذره particle
قسمت دوم و پایانی

🔺الکترون ها

مطالعه براندون کارتر در سال 1968 توانست بین سیاهچاله ها و الکترون ها پیوند ایجاد کند. اگر یک تکینگی Singularity  جرم ، بار و اسپین یک الکترون را داشته باشد، گشتاور مغناطیسی الکترون ها را نیز خواهد داشت. و به عنوان یک امتیاز اضافی، این کار میدان گرانشی اطراف یک الکترون و همچنین راهی بهتر برای ایجاد پوزیشن فضا-زمان را توضیح می‌دهد، اما چیزهایی که معادله کاملا تثبیت شده دیراک  در کار با آنها ناکام است. اما همسویی بین این دو معادله نشانگر این است که آنها مکمل Complement یکدیگر هستند و احتمالاً به پیوندهای بیشتری بین سیاهچاله ها و پارتیکل ها نسبت به آنچه در حال حاضر شناخته شده است اشاره می کنند. این احتمالا نتیجه باز بهنجارش renormalize  باشد، یک تکنیک ریاضی که در QCD برای کمک به همگرایی معادلات به مقادیر واقعی استفاده می‌شود. شاید این راه‌حل بتواند راه‌حلی در قالب مدل‌های سیاه‌چاله کر-نیومن (براون، بورینسکی) پیدا کند.

🔺مبدل ذرات

هر چقدر هم که اینها دیوانه کننده به نظر می رسند، ممکن است چیزی حتی وحشی تر در آنجا وجود داشته باشد. در سال 1935، انیشتین و روزن سعی کردند یک مشکل درک شده را با تکینگی هایی که معادلات میدان گرانشی می گفتند باید وجود داشته باشند، برطرف کنند. اگر آن تکینگی‌های نقطه‌ای وجود داشتند، باید با مکانیک کوانتومی رقابت می‌کردند – چیزی که اینشتین می‌خواست از آن اجتناب کند. راه حل آنها این بود که تکینگی را از طریق یک پل انیشتین-روزن دو نقطه فضازمان را بهم وصل کرده،  کرم چاله نامیده می‌شود.  طنز اینجاست که جان ویلر توانست نشان دهد که این ریاضی حالتی را توصیف می‌کند که در آن با داشتن یک میدان الکترومغناطیسی به اندازه کافی قوی، فضا-زمان به پشت در داخل خود انحناء یافته تا زمانی که یک چنبره به‌عنوان یک سیاه‌چاله کوچک تشکیل شود. از چشم انداز یک ناظر خارجی، این آبجکت ، که به عنوان یک موجود الکترومغناطیسی - گرانشی یا goen  شناخته می شود، غیرممکن است که از یک پارتیکل تشخیص داده شود. چرا؟ به طرز شگفت انگیزی، جرم و بار نه از پشت میکروسکوپیک، بلکه ناشی از تغییر ویژگی های فضا-زمان خواهد بود. خیلی باحاله! (براون، اندرسون)

ابزار نهایی برای چنین کاربردهایی که در مورد آن بحث کردیم، ممکن است از پیامد های نظریه ریسمان باشند، این نظریه همیشه فراگیر و مورد علاقه ، که فهم آن کمی دشوار است. ابعادی بالاتر از ابعاد ما دارد، اما پیامدهای آنها بر واقعیت ما در مقیاس پلانک، که بسیار کوچکتر از سایز پارتیکل ها است، آشکار می‌شود. این جوانب  وقتی روی حل  سیاه‌چاله اعمال می‌شوند، منجر به ایجاد سیاهچاله‌های کوچک می‌شوند که در نهایت مانند بسیاری از پارتیکل ها عمل می‌کنند. البته، این نتایج میکس شده اند زیرا نظریه ریسمان در حال حاضر آزمایش پذیری کمی دارد، اما مکانیسمی برای چگونگی نمایان شدن این راه حل های سیاهچاله (MIT) ارائه می دهد.

💢@higgs_field

💢انیمیشن "وینسنت دوست داشتنی" روایتی از زندگی "وینسنت ون گوگ"، نقاش مشهور هلندی است که البته در زمان حیات خود بوی چندانی از این شهرت نبرد و استعداد او پس از مرگش کشف شد.

💢@higgs_field

💢 فاینمن در زندگی

ریچارد فاینمن زندگی پر فراز و نشیبی داشت و البته منتقدان و موافقان بسیار دارد . مرگ همسر اول بعلت ابتلا به بیماری زوال - ازدواج کوتاه مدت دوم و ازدواج سوم و دریافت جایزه نوبل ، خلاصه ای از زیستن فاینمن را بیان می دارد .

از منتقدان جدی فاینمن موری گل مان بود که فاینمن را متهم به داستان سرایی از خودش می کند . و اما فاینمن برای مثال در کتابی تحت عنوان " سخنرانی های فاینمن " هیچ چیز مطلقا فیزیکی را بیان نمیدارد بلکه بنوعی از فیزیک زندگی در سخنرانی هایش ، سخن آورده است .
از جمله مفاهیمی که فاینمن بیان کرد بانوی طبیعت Lady of nature بود که از راه فیزیک و ریاضیات آن ، قابل شناخت بود ، همین امر را منتقدان تبعیض جنسیتی و دخالت امیال فاینمن در ساینس میدانند.

از جمله چیز هایی که منتقدان داستان سرائی معرفی می کنند ، تعمیر رادیو ها یا حضور در بارها و مشاهده رقص میله ، به منظور فکر کردن به مسائل فیزیک بود. فاینمن برای سرگرمی گاوصندوق باز میکرد و عاشق سبک خاصی از موسیقی بود ، زنان را دوست داشت و برای مفهومی به نام "علم همراه با لذت" تلاش داشت.

💢@phys_Q

💢 Radioactive decay

🔺Radioactive decay (also known as nuclear decay, radioactivity, radioactive disintegration or nuclear disintegration) is the process by which an unstable atomic nucleus loses energy by radiation. A material containing unstable nuclei is considered radioactive.‌‌


🔺واپاشی رادیواکتیو (همچنین با نام‌های واپاشی هسته‌ای، رادیواکتیویته، تجزیه رادیواکتیو یا پوسیدگی نیز شناخته می‌شود) فرآیندی است که طی آن یک هسته اتمی ناپایدار انرژی خود را با تشعشع از دست می‌دهد. ماده ای که دارای هسته های ناپایدار باشد رادیواکتیو در نظر گرفته می شود.‌

💢 @higgs_field

💢A miniature universe shows particles may emerge out of empty space

📎یک یونیورس مینیاتوری نشان می دهد که ذرات ممکن است از فضای خالی ظهور یابند.

اولین تجربه در نوع خود که کیهان را با اتم‌های پتاسیم فوق سرد شبیه‌سازی می‌کند، نشان می‌دهد که در یک یونیورس منحنی و در حال انبساط، جفت‌هایی از ذرات از فضای خالی ایمرج می شوند.
-- کارملا پاداویک-کالاگان -۹ نوامبر ۲۰۲۲


🔺یک آنالوژی (قیاس) که از یک یونیورس کوچک و در حال انبساط از اتم های پتاسیم بسیار سرد ایجاد شده است. و می‌توان از آن برای کمک به درک پدیده‌های کیهانی استفاده کرد که آشکارسازی مستقیم آن‌ها بسیار دشوار است، مانند جفت ذراتی که ممکن است با انبساط یونیورس از فضای خالی ایمرج گردند.
مارکوس اوبرتالر در دانشگاه هایدلبرگ آلمان و همکارانش بیش از 20000 اتم پتاسیم را در خلاء vacuum سرد کردند و از لیزر برای کاهش سرعت آنها و کاهش دمای آنها به حدود 60 نانوکلوین یا 60 میلیاردم درجه کلوین بالای صفر مطلق استفاده کردند.
در این دما، اتم ها ابری به اندازه عرض یک تار موی انسان تشکیل دادند و به جای یخ زدن، به فاز کوانتومی و مایع مانند ماده به نام میعان بوز-اینشتین تبدیل شدند. اتم‌ها در این مرحله را می‌توان با تابش نور بر روی آن‌ها کنترل کرد . محققان با استفاده از یک پروژکتور کوچک، چگالی اتم‌ها، آرایش در فضا و نیروهایی را که به یکدیگر وارد می‌کنند را تنظیم-دقیق می‌کنند.‌‌

این تیم با تغییر این ویژگی‌ها، اتم‌ها را با معادله‌ای به نام متریک فضا-زمان سازگار کردند که در یک یونیورس واقعی فول-مقیاس actual full-scale universe ، میزان انحناء curve و سرعت نور در حرکت و میزان انحنای نور در کنار آبجکت های پرجرم  ، تعیین می کند.

اوبرتالر می گوید: این اولین آزمایشی است که از اتم های سرد برای شبیه سازی یک یونیورس منحنی و در حال انبساط استفاده کرده است.‌‌
هنگامی که محققان از پروژکتور خود برای تقلید اتم‌ها از یونیورس در حال انبساط استفاده کردند، اتم‌ها دقیقاً با همان الگوی موجی حرکت کردند که در صورت ظهور جفت ذرات انتظار می‌رفت که پدیده‌ای به نام تولید جفت ذره نام دارد . محققان می گویند این نشان دهنده اینست که این جفت ذرات می توانند در یک یونیورس در حال انبساط مانند یونیورس ما تولید شوند.

آلسیو سلی از دانشگاه  بارسلون در اسپانیا می گوید که آزمایش جدید بستر کاری بسیار دقیقی برای کنار هم قرار دادن اثرات کوانتومی و گرانش است. او می‌گوید فیزیکدان‌ها نمی‌دانند چگونه این دو در کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم ترکیب می‌شوند، اما آزمایش‌ها با اتم‌های فوق‌سرد ممکن است به آن‌ها اجازه دهد ایده‌هایی را امتحان کنند، و آنها می‌توانند اهداف جدیدی را برای مشاهدات در کیهان بسیار بزرگ‌تر و پیچیده‌تر ما الهام بخشند.

استفان فلورچینگر از دانشگاه ینا در آلمان، که بخشی از تیم تحقیقاتی بود، می‌گوید که آزمایش‌های آینده با همین سیستم می‌تواند به درک بهتر ویژگی‌های کوانتومی یونیورس ما منجر شود.

Journal reference: Nature, DOI: 10.1038/s41586-022-05313-9‌‌

💢@higgs_field

🔺An experiment with cold atoms suggests that particles pop up out of empty space

📎آزمایشی با اتم‌های سرد نشان می‌دهد که ذرات از فضای خالی ظهور یافتند.

https://www.newscientist.com/article/2346036-a-miniature-universe-shows-particles-may-emerge-out-of-empty-space/

.

💢 ظهور یافتگی Emergence


🔺 نگاهی به جهان ماکروسکوپیک پیرامون خودتان بیاندازید و قوانین آنرا در ذهن تان مجسم کنید !
جهانی که با چشم مشاهده می کنید به خودی خود وجود ندارد و وجود خود و قوانینی که آنرا شکل داده اند را مدیون پارتیکل های بنیادین است .
در واقع جهان ما چیزی نیست جز آرایش فضا-زمانی اجزای بنیادین که با ترکیب های مختلف با یکدیگر تنوع حیرت انگیزی را پدید آورده اند . و سلسله قوانین و خصوصیاتی که شما ازین جهان پیش رو درک می کنید مانند حیات ، آگاهی خود حاصل ظهور یافتگی از جهان کوانتومی - از اجزاء و پارتیکل های که دارای حیات یا آگاهی نیستند ، هست .

درین جا حیات و آگاهی ویژگی های ظهور یافته در نظر گرفته می شوند.

💢 @phys_Q

💢 Collapse of the wave Function


🔻 دنیای کوانتوم ، دنیای پارتیکل های کوانتومی ست . دنیای احتمالات است و بحث تنها بر دامنه ی این احتمالات است ، . پارتیکل هایی که در فضا زمان حرکت می کنند در بازه ای از فضا گسترده می شوند ، بطوری که یک ذره [ اینجا بهتر است بگوییم بسته‌ی موج] می تواند همزمان از دو شکاف عبور کند یا با خودش تداخل کند .
جالب تر اما اثر مشاهده گر observer است که باعث کُلپس یا فرو رمبش یا فروریزش تابع موج wave function می شود ، یعنی تابعی با دامنه ای از احتمالات یا بسته ی موج پخش شده در فضا به یکی از حالات احتمال محدود می شود و مقداری ثابت اختیار می کند . با این توصیف نگاره بالا را مشاهده کنید.

کلپس تابع موج در واقع بیانگر دوگانه موج - ذره است . در آزمایش دو شکاف یانگ با آشکار سازی الکترون ها روی صفحه فسفرسانس متوجه نوعی الگوی تداخل (موج) می شویم که با بکارگیری سنسور برای مشاهده ترتیب عبور الکترون از شکاف ، رفتار الکترون به ویژگی ذره ای تغییر می کند.

همچنین بخوانید پیرامون تفسیر کپنهاگ

💢@higgs_field