🟣 The role of symmetries on fundamental physics.
قسمت ششم

◄ شکست تقارن symmetry breaking

در واقع شکست خود به خودی تقارن های گلوبال و لوکال سنج gauge یک موضوع تکراری در فیزیک نظری مدرن است. جست‌وجوی تقارن‌های جدید طبیعت بر این امکان استوار است، زیرا تقارن جدیدی که ما کشف می‌کنیم باید به نحوی شکسته شود وگرنه مدت‌ها پیش آشکار می‌شد.

شکست خود به خودی تقارن ها عواقبی دارد. اگرچه تقارن آشکار نیست، اما پیامدهایی دارد. بنابراین برای هر تقارن  شکسته گلوبال ، نوساناتی با انرژی بسیار کم وجود دارد. که به صورت ذرات بدون جرم  massless ظاهر می شوند. به عنوان مثال امواج صوتی در جامدات، امواج اسپین در مغناطیس و پیون ها در فیزیک هسته ای هستند.

پدیده بازیابی تقارن با شکست خود به خودی تقارن همراه است. اگر کسی سیستمی را  که دارای تقارن شکسته است ، گرم کند ، تمایل دارد در دمای بالا تقارن را  بازیابی شود. بنابراین یک ماده فرومغناطیسی را می توان در دمای پایین (یا حتی در دمای اتاق) با تمام آهنرباهای اتمی کوچک که در یک جهت قرار دارند، مغناطیسی کرد. این حالتی از تقارن چرخشی شکسته broken rotational  symmetry  است . با افزایش دما، اتم ها بیشتر و بیشتر لرزش و ارتعاش تولید می کنند .

در نهایت هنگامی که دما از یک مقدار بحرانی معین بیشتر می شود،  نوسانات بر نیروهایی که تمایل به تراز کردن آهنرباهای اتمی دارند، پیروز می شوند و میانگین مغناطیزگی magnetization از بین می رود. بالای دمای بحرانی , سیستم تقارن چرخشی را نشان می دهد. چنین تبدیلی از حالت تقارن شکسته به حالتی که در آن تقارن بازیابی می شود، انتقال فاز نامیده می شود . ما معتقدیم که همین پدیده در مورد تقارن نیروهای بنیادین طبیعت نیز رخ می دهد. بسیاری از تقارن های طبیعی در دمای پایین شکسته می شوند. در اوایل تاریخچه کیهان، زمانی که دما بسیار بالا بود، احتمالاً همه این تقارن های طبیعت احیا شده بودند. انتقال فاز حاصل، با انبساط و سرد شدن جهان، از حالت های متقارن به حالت های تقارن شکسته، پیامدهای کیهانی مهمی دارد.‌‌

مرتبط:

🆔 @phys_Q

🟣Spontaneous Symmetry Breaking (SSB) and Phase Transition
◄شکست تقارن خود به خود (SSB) و انتقال فاز


وجود راه حل های پاد متقارن برای یک نظریه متقارن در بسیاری از شاخه های فیزیک مشترک است. دلیل آن در این واقعیت نهفته است که حالت متقارن ، حالت حداقل انرژی، یعنی حالت پایه ground state نیست و در روند تکامل به سمت حالت پایه، تقارن ذاتی سیستم شکسته شده است. شکل نشان می دهد که موقعیت اولیه گوی در بالای برجستگی متقارن است اما نه در حالت حداقل انرژی، یک اغتشاش کوچک باعث می شود که تقارن چرخشی rotational symmetry شکسته شود و سیستم پیکربندی حالت پایدار را به خود بگیرد. هنگامی که تقارن یک سیستم فیزیکی به این شکل شکسته شود، اغلب به آن "شکستن تقارن خود به خودی (SSB)" می گویند.

🔻چه بسا درباره نابودی خلا Vaccum decay و تغییر پتانسیل هیگز شنیده اید ، جالب است بدانید منشعب شدن نیروهای بنیادین طبیعت در عالم ابتدایی در دوره مهبانگ نیز به علت تغییر پتانسیل هیگز ناشی از شکست خود بخودی تقارن است .

🆔 @phys_Q

🔴 ترکیه _ لحظه وقوع مجدد زلزله در پخش زنده

🆔 @phys_Q

مشهور است خیام در سده پنجم هجری پس مشاهده ویرانی کامل شهر نیشابور بر اثر زمین لرزه سهمگین این رباعی را سرود:

اجزای پیاله ای که در هم پیوست

بشکستن آن روا نمی‌دارد مست

چندین سر و پای نازنین و کف دست

از مهر کِه پیوست و به کین کِه شکست؟

🆔 @phys_Q

🟣 لحظاتی دلهره‌آور پیش از زلزله دیشب ترکیه: نور زلزله EQL

معرفی earthquakes lights از ویکی پدیا:

🆔 https://t.me/phys_Q/9314

مقاله قدیمی نشنال ژئوگرافی پیرامون EQL ها که گمانه زنی های درین باره را بیان می کند یکی از گمانه زنی ها اثر پیزوالکتریک است .
↫یک مطالعه قبلی پیشنهاد کرد که تنش زمین ساختی یک اثر به اصطلاح پیزوالکتریک ایجاد می‌کند که در آن سنگ‌های کوارتزدار وقتی به روش خاصی فشرده می‌شوند، میدان‌های الکتریکی قوی ایجاد می‌کنند. اما یکی از عوارض مطالعه نورهای زلزله، غیرقابل پیش بینی بودن و کوتاه مدت بودن آنهاست. در تلاش برای حل این مشکل، برخی از دانشمندان تلاش کرده اند این پدیده را در آزمایشگاه بازسازی کنند.

🆔 https://t.me/phys_Q/9315

مطالعات دانشگاه برکلی فریدمن فروند فرض می کند پیوند جفت اتم های اکسیژن با‌ بار منفی در عمق پوسته که در پروکسی باند بهم لینک شده اند ، با اعمال تنش ، شکسته و یون های منفی اکسیژن در بسته های بزرگ به سطح زمین می آیند و در برخورد با هوا آنرا یونیزه می کنند و پلاسما تشکیل می دهند و آلخ...
🆔 https://t.me/phys_Q/9316

🟣 نور زلزله

نور زلزله یک پدیده تابشی هوایی است که گزارش شده در آسمان و نزدیک به مناطق تحت فشار تکتونیک، زمین‌لرزه یا فوران آتشفشانی ظاهر می‌شود. شکاکان بر این عقیده هستند که این پدیده به درستی درک نشده و خیلی از گزارش‌های مشاهده را می‌توان به طرق دیگری توضیح داد. البته این مطلب در هیچ مقاله علمی در دنیا ثبت نگردیده است.

مشاهدات

این نور گزارش شده که در هنگام زلزله دیده می‌شود، گرچه گزارش‌هایی وجود دارند که نور قبل و بعد از وقوع زلزله نیز قابل مشاهده است (زلزله سال ۱۹۷۵ در کالاپانا). مطابق گزارش‌ها این نورها شکلی شبیه شفق قطبی و رنگ سفید یا آبی دارند. اما گهگاهی در طیف‌های رنگی وسیعتر نیز گزارش شده‌اند. این تابندگی برای چندین ثانیه قابل دیدن است اما گزارش‌هایی از مدت طولانی‌تر تا ده دقیقه و بیشتر نیز وجود دارد. گفته‌ها در مورد فاصلهٔ قابل مشاهده تا کانون زلزله نیز متفاوت است. در زلزله ۱۹۳۰ ایدو تا فاصله ۱۱۰ کیلومتری کانون زلزله نورها قابل مشاهده بودند. در زمین‌لرزه ۲۰۰۸ سیچوان نور زلزله در فاصله ۴۰۰ کیلومتری شمال آن منطقه در تیانشوی رؤیت شده‌است. طی زمین‌لرزه ۲۰۰۳ کلیما در مکزیک، نورهای رنگارنگ در آسمان دیده شد. در زمین‌لرزه ۲۰۰۷ پرو افراد زیادی از نورهای آسمانی بالای سطح دریا فیلم گرفتند. این پدیده همچنین طی زمین‌لرزه ۲۰۰۹ لاکوئیلا و زمین‌لرزه ۲۰۱۰ شیلی مشاهده و به تصویر کشیده شد. کلیپ‌های ویدئویی مشابهی نیز از آتشفشان ساکوراجیما ژاپن در ۹ آوریل ۲۰۱۱ به ثبت رسیده‌است. همچنین در زمان زلزله آموری در نیوزیلند که در ۱ سپتامبر ۱۸۸۸ به وقوع پیوست این پدیده گزارش شده‌است. نورهای آسمانی در صبح روز ۱ سپتامبر در ریفتون و دوباره در ۸ سپتامبر دیده شدند. مشاهدات اخیر از این پدیده همراه با کلیپ‌های ویدئویی در سونومای کالیفرنیا در ۲۴ اوت ۲۰۱۴ و ولینگتون نیوزیلند در ۱۴ نوامبر ۲۰۱۶ درخش نوری آبی رنگ مانند آذرخش در آسمان شب را نشان می‌داد که در بسیاری از ویدئوها ثبت شده‌است. در ۸ سپتامبر ۲۰۱۷ بسیاری از مردم در مکزیکوسیتی بعد از زمین‌لرزه ۸٫۲ ریشتری که کانون آن ۷۴۰ کیلومتر دورتر نزدیک پیجیجاپان در ایالت چیاپاس بود چنین مشاهداتی داشتند.
نور زلزله به نظر می‌آید در هنگام زلزله‌های قوی با درجه بالای ۵ در مقیاس ریشتر ظاهر می‌شود. همچنین نورهای زرد و توپی شکل در پیش از وقوع زلزله نیز دیده شده‌است.آخرین پدیده نور زمین لرزه مربوط به زمین لرزه شهر آکوپولکو کشور مکزیک با قدرت ۷.۱ ریشتر می باشد. همچنین آخرین مشاهده زمین‌لرزه ۱۳۹۶ ایران - عراق به بزرگی ۷٫۳ در مقیاس بزرگای گشتاوری شامگاه یکشنبه ۲۱ آبان ۱۳۹۶ در نزدیکی ازگله، استان کرمانشاه در نزدیکی مرز ایران و عراق در ۳۲ کیلومتری جنوب غربی شهر حلبچه عراق ایران رخ داد به وقوع پیوسته است. 

منبع :  دانش‌نامه ویکی پدیا

🆔 @phys_Q

🟣 نورافشانی زلزله light earthquakes
نورهای اسرارآمیز که در روزها یا ساعات منتهی به زلزله در آسمان می رقصند، اشکال و رنگ های مختلفی دارند./ کریستینا نونز

زمانی که در سال 2017 زمین لرزه 8.1 ریشتری مکزیک را لرزاند، تصاویر وهم انگیزی از نورهای سبز و آبی در آسمان در شبکه های اجتماعی منتشر شد. به اصطلاح نور های زلزله earthquakes lights مکزیک یکی دیگر از نمونه های اسرارآمیز پدیده ای بود که صدها سال است کارشناسان را متحیر و شگفت زده کرده است.
مانند گوی آذرخش ball lightning ، نورهای زلزله نسبتاً کمیاب - فریبنده و توضیح آن برای دانشمندان دشوار است. مسائل پیچیده‌تر، موارد درخشندگی اطراف زمین لرزه‌ها همگی یکسان به نظر نمی‌رسند، و جرقه‌های نظریه‌هایی را برمی‌انگیزد که از رعد و برق ساده قدیمی تا یوفو Ufoو مظاهر ماورایی را شامل می‌شود.
فریدمان فروند، استادیار فیزیک در دانشگاه ایالتی سن خوزه و محقق ارشد مرکز تحقیقات ایمز ناسا در سال 2014 در مصاحبه ای با نشنال جئوگرافیک گفت: نورها می توانند "شکل ها، فرم ها و رنگ های مختلفی را داشته باشند."
◄نورهای زلزله در تاریخ
فروند و همکارانش 65 گزارش از چنین نورهایی را مطالعه کردند که به سال 1600 می رسد و یافته های خود را در نامه تحقیقات لرزه نگاری در سال 2014 منتشر کردند.
به عنوان مثال، در 12 نوامبر 1988، مردم 11 روز قبل از وقوع یک زمین لرزه قدرتمند، یک کره نورانی صورتی-بنفش درخشان را در امتداد رودخانه سنت لارنس در کبک گزارش کردند. در پیسکو، پرو، نورها فلاش‌های درخشانی بودند که آسمان را روشن می‌کردند و قبل از زمین‌لرزه‌ای به بزرگی 8 ریشتر در سال 2007 با دوربین‌های امنیتی فیلم‌برداری شدند. و قبل از زلزله سال 2009 در لاکویلا، ایتالیا، چهار اینچ (ده سانتی‌متر) شعله های نور در بالای یک خیابان سنگی سوسو می زد.
◄آیا آنها واقعی هستند؟
سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده در مورد اینکه آیا نور های زلزله یا EQL واقعاً وجود دارند، محافظه کار است. این آژانس در وب‌سایت خود می‌گوید: «ژئوفیزیک‌دان‌ها در مورد اینکه تا چه حد فکر می‌کنند گزارش‌های فردی از نور غیرمعمول نزدیک به زمان و مرکز زلزله در واقع نشان‌دهنده EQL هستند، متفاوت هستند. "برخی تردید دارند که هر یک از گزارش ها شواهد محکمی برای EQL باشد، در حالی که برخی دیگر فکر می کنند حداقل برخی از گزارش ها به طور قابل قبولی با EQL مطابقت دارند."
فروند در اردوگاه دوم است.
◄چه چیزی می تواند باعث نورهای زلزله شود؟
فروند و همکارانش با تجزیه و تحلیل 65 حادثه نور زلزله برای الگوها در مطالعه سال 2014، این نظریه را مطرح کردند که این نورها ناشی از بارهای الکتریکی فعال در انواع خاصی از سنگ ها در طول فعالیت لرزه ای هستند، "گویی مدار یک باتری را در پوسته زمین سوئیچ کرده اید"
به عنوان مثال سنگ های بازالت و گابرو دارای نقص های کوچکی در کریستال های خود هستند که می تواند بارهای الکتریکی را در هوا آزاد کند. دانشمندان تخمین زدند که شرایطی که نور EQL خود را نشان می دهد در کمتر از 0.5 درصد از زمین لرزه ها در سراسر جهان وجود است، که توضیح می دهد که چرا آنها نسبتاً نادر بوده اند. آنها همچنین خاطرنشان کردند که نورهای زلزله بیشتر قبل یا در حین زلزله ظاهر می شوند.
↫یک مطالعه قبلی پیشنهاد کرد که تنش زمین ساختی یک اثر به اصطلاح پیزوالکتریک ایجاد می‌کند که در آن سنگ‌های کوارتزدار وقتی به روش خاصی فشرده می‌شوند، میدان‌های الکتریکی قوی ایجاد می‌کنند. اما یکی از عوارض مطالعه نورهای زلزله، غیرقابل پیش بینی بودن و کوتاه مدت بودن آنهاست. در تلاش برای حل این مشکل، برخی از دانشمندان تلاش کرده اند این پدیده را در آزمایشگاه بازسازی کنند.
در مطالعه‌ای که توسط یک فیزیکدان در دانشگاه راتگرز نیوجرسی انجام شد و در سال 2014 منتشر شد، دانه‌هایی از مواد مختلف - آرد، دیسک‌های پلاستیکی، گچ - هنگام هم‌زدن باعث افزایش ولتاژ شدند. دانشمندان این اثر را به اصطکاک بین دانه ها نسبت دادند که هم با نظریه پیزوالکتریک و هم با نظریه فروند در تضاد است.
تا زمانی که تئوری های علمی برای توضیح EQL ها ظاهر شوند، بحث در مورد علل نور های زلزله همچنان ادامه دارد.‌‌
↫ منبع : nationalGeography

🆔 @phys_Q

🟣 نور های زلزله EQL - جوزف استرومبرگ

در طول چند دهه گذشته، فرضیه های مختلفی ارائه شده است. برخی پیشنهاد کرده‌اند که حرکت تکتونیکی سنگ‌هایی که حاوی کوارتز اند، می‌تواند میدان پیزوالکتریکی ایجاد کند که فلاش‌هایی از نور تولید می‌کند. گروهی دیگر پیشنهاد کرده‌اند که تنش تکتونیکی به طور موقت به سنگ‌ها اجازه می‌دهد انرژی الکترومغناطیسی را هدایت کنند و باعث ایجاد تغییراتی در بار مغناطیسی یونوسفر، بالاترین سطح جو می‌شود. اما آزمایش هر یک از این فرضیه‌ها بسیار سخت است، زیرا زلزله‌ها بسیار غیرقابل پیش‌بینی هستند و تکرار شرایط در آزمایشگاه بسیار دشوار است.
امروز، در مطالعه‌ای که در Seismological Research Letters منتشر شد، تیمی از دانشمندان توسط رابرت تریو از یک استراتژی جایگزین برای یافتن پاسخ استفاده کردند—آنها شرایط زمین‌شناسی 65 زمین‌لرزه را که در سال 1600 شروع شده بودند، آنالایز کردند که گزارش‌هایی از نور تولید کردند تا ببینند که اینها چیستند. اتفاقات مشترک بود
تریو، زمین‌شناس وزارت منابع طبیعی کبک، می‌گوید: «ما یک پایگاه داده بسیار بزرگ از زمین‌لرزه‌ها با نورهای زلزله‌ای که در سرتاسر جهان رخ داده است، ساختیم. و در نهایت، وقتی شروع به نگاه کردن به آنها کردیم، یک الگوی واقعاً چشمگیر پیدا کردیم.
در سراسر جهان ( کره زمین) ، تقریباً 95 درصد از فعالیت های لرزه ای در مرزهای بین دو یا چند صفحه تکتونیکی رخ می دهد. اما اکثریت قریب به اتفاق نورهای زلزله (85 درصد) در ارتباط با زمین لرزه در یک صفحه زمین ساختی در سایت  گسلی قاره ها رخ داده است، دسته ای که فقط پنج درصد از کل زلزله ها را نشان می دهد. علاوه بر این، بیشتر 15 درصد باقیمانده با زمین لرزه های ناشی از لغزش دو صفحه در کنار یکدیگر ( تغییر شکل گسل)، به جای فشار دادن یک صفحه به زیر صفحه دیگر (یک ناحیه فرورانش) رخ داده است.
علاوه بر این، دانشمندان دریافتند که نورهای زلزله به طور نامتناسب قبل یا در حین زلزله به جای بعد از آن ظاهر می شوند. آنها هنوز توضیحی برای الگو لوکیشن های غیرمعمول نورهای زلزله ندارند، اما فکر می کنند می توانند این روند را در زمان بندی توضیح دهند.
مدل آن‌ها که طی چند سال گذشته توسط یکی از نویسندگان فریدمان فروند از دانشگاه ایالتی سن خوزه توسعه داده شد، همچنین شامل سنگ‌هایی است که انرژی را به سطح زمین هدایت می‌کنند، اما نه تا یونوسفر!
تریو می‌گوید: «فرایند در اعماق پوسته شروع می‌شود، جایی که سنگ‌ها قبل از رها شدن تنش برای ایجاد زلزله، تحت تنش بالایی قرار می‌گیرند». فروند در آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داده است که در انواع خاصی از سنگ‌ها، این تنش می‌تواند جفت‌هایی از اتم‌های اکسیژن با بار منفی negatively-charged oxygen atoms  را که در پیوندهای پراکسی proxy bonds به هم لینک هستند، از هم جدا کند.
وقتی این اتفاق می‌افتد، هر یک از یون‌های اکسیژن آزاد می‌شوند و این یون‌ها می‌توانند از طریق شکاف‌های سنگ به سمت سطح جریان پیدا کنند. در این  مرحله، فروند می اندیشد که گروه‌های با چگالی بالا از این اتم‌های باردار، بسته های pockets هوا را یونیزه می‌کنند و یک گاز باردار (پلاسما) تشکیل می‌دهند که نور ساطع می‌کند.
تنش های تکتونیکی  تا قبل از رها شدن در یک زلزله وجود دارد. مدل آنها، که بر این تنش برای ایجاد نور - به جای فعالیت واقعی لرزه ای - متکی است، می تواند توضیح دهد که چرا نورها اغلب چند دقیقه، ساعت یا حتی چند روز قبل از زلزله رخ می دهند.
در نتیجه، آنها می گویند، نورهای زلزله می تواند چیزی بیش از یک پدیده جذاب باشد - آنها می توانند برای برخی نشانگر حیاتی باشند که زمین در شرف شروع زلزله نشان می دهد . تریو می‌گوید: " اگر نورهای مرئی را در آسمان می‌بینید و در منطقه‌ای مستعد زلزله زندگی می‌کنید، احتمالا نشانه‌ای از نزدیک شدن زلزله باشند.‌‌ "
↫ منبع : https://www.smithsonianmag.com/science-nature/why-do-lights-sometimes-appear-in-the-sky-during-an-earthquake-180948077/

🆔 @phys_Q
↫ تصویر: نورهای زلزله دریاچه تاگیش، در یوکان، در سال 1972 مشاهده شد. گوی‌های ball بزرگ در بگرداند ، قابل مشاهده هستند، در حالی که گوی‌های کوچک‌تر (که با فلش‌ها مشخص شده‌اند) در بالاتر دیده می‌شوند.

🟣 عکس گروهی از کهکشان‌های ریز و درشت که بتازگی توسط تلسکوپ جیمز وب ثبت شده است.
این تنها یک دانه شن است . کیهان میلیارد ها بار گسترده تر و شکوهمند تر است .

🆔 @phys_Q

برای آزادی ایران✌️

حالا که این ترانه برنده جایزه گرمی شده است اين تصاویر زيبا را ببینیم و بار دیگر تجدید پیمان کنیم که تا رسیدن به آزادی ایران از مبارزه دست نکشیم.


🆔 @phys_Q

🟣 تخریب ساختمان‌های تازه‌ساز در ملطیه (Malatya) ترکیه

🆔 @phys_Q

🟣 تاریخچه میدان کوانتومی

با توجه به سناریوی «کیهان‌شناسی کوانتومی» Quantum Cosmology ، تاریخچه میدان کوانتومی باید طوری اصلاح شود که مهبانگ در میان عدم قطعیت کوانتومی بدون زمان و اندازه مشخص رخ دهد. رویداد های ملموس تنها در مقیاس پلانک رخ می دهند .

• یونیورس با گرانش و یک تابع موج کوانتومی شروع می‌شود که به عنوان میدان هیگز شناخته می‌شود. این میدان هیگز دستخوش ، شکست های خودبخودی تقارن و تغییرات فاز زیادی شد و در نهایت با 3 میدان کوانتومی متمایز به اضافه خود میدان هیگز که در شکل نشان داده شده است، استقرار می یابد . چنین پدیده‌هایی شبیه به انتقال فاز آب ، در حالت های ماکروسکوپی در فرم گاز، مایع و جامد ( شبیه میدان‌های کوانتومی قوی، ضعیف و الکترومغناطیسی ) هستند .

نکته: میدان گرانشی یک میدان کلاسیک است که از قوانین میدان‌های کوانتومی پیروی نمی‌کند. این تنها در زمان کیهان اولیه به شکل گرانش کوانتومی با میدان هیگز جفت شد. میدان گرانش هنگامی که اندازه کیهان فراتر از حوزه کوانتومی ، پس از دوره‌ی تورمی inflation از هیگز جدا می شود- تعریف می شود‌.


🆔 @phys_Q

🟣 The role of symmetries on fundamental physics.
قسمت هفتم
◄ تقارن سنج gauge symmetry

تقارن های سنتی کشف شده در طبیعت، تقارن های گلوبال بودند، تبدیلات یک سیستم فیزیکی به روشی است که در همه جای فضا یکسان است. تقارن های گلوبال ، قاعده مندی های قوانین حرکت هستند، اما بر حسب رویدادهای فیزیکی فرموله می شوند. استفاده از تبدیل تقارن وضعیت فیزیکی متفاوتی را به همراه دارد، اما همه مشاهدات تحت تبدیل ناوردا هستند. بنابراین چرخش های گلوبال آزمایشگاه را می چرخاند، از جمله ناظر و دستگاه فیزیکی، و همه مشاهدات بدون تغییر باقی می مانند. تقارن سنج ماهیت کاملاً متفاوتی دارد. تقارن سنج فقط بر اساس قوانین طبیعت فرموله می شود. استفاده از تبدیل تقارن صرفاً توصیف ما از وضعیت فیزیکی یکسان را تغییر می‌دهد، و منجر به موقعیت فیزیکی متفاوت نمی‌شود.

تقارن سنج اولین بار در الکترودینامیک ماکسول ظاهر شد. در اینجا مشاهده پذیر های فیزیکی، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، E و B هستند. اوایل کشف شد که می‌توان با معرفی یک پتانسیل برداری Aμ معادلات را ساده کرد، که بر اساس آن می‌توان میدان الکتریکی و مغناطیسی را بیان کرد. با این حال، این توصیف منحصربه‌فرد نبود، می‌توان یک تبدیل سنج ، Aμ(x) → Aμ(x) + ∂μφ(x)، بدون تغییر مقادیر E و B  انجام داد. این تقارن برای چندین دهه به‌عنوان مصنوعی artificial در نظر گرفته می‌شد. به قول ویگنر، یکی از پیشگامان تقارن در این قرن:

این ناوردایی سنج، البته، مصنوعی است، شبیه به چیزی که می‌توانیم با وارد کردن موقعیت یک شبح ghost در معادلات خود به دست آوریم. سپس معادلات باید با توجه به تغییرات مختصات آن شبح ناوردا باشند. در واقع نمی بیند که توصیف مختصات شبح چه فایده ای دارد.‌‌

این نگرش نسبت به ناوردایی سنج در دو دهه اخیر به طور چشمگیری تغییر کرده است. نظریه‌های سنج در نظریه‌های بنیادی طبیعت جایگاهی مرکزی به خود اختصاص داده‌اند. آنها اساس مدل استاندارد بسیار موفق را فراهم می کنند، نظریه ای از نیروهای بنیادی و غیر گرانشی طبیعت – برهمکنش های الکترومغناطیسی، ضعیف و قوی را توضیح می دهد . برای اطمینان از ناوردایی سنج، تقارن توصیف ما از طبیعت و زیربنای دینامیک است. ناوردایی سنج وجود ذرات ویژه، بوزون های سنج را توصیف می کند. بوزون ها ذرات دارای اسپین 1  و بدون جرم هستند که با پتانسیل برداری مرتبط هستند و نیروها را واسطه می کنند. بنابراین تقارن سنج  SU(3) × SU(2) × U(1) مدل استاندارد به وجود هشت گلوئون دلالت دارد که برهمکنش قوی را واسطه می‌کنند، سه بوزون سنج، بوزون‌های W± و Z که واسطه ضعیف  و برهمکنش با  فوتون را  همانطور که یانگ بیان کرده  ، واسطه می کنند : تقارن، برهمکنش interaction  را دیکته می کند. اولین نمونه از آن نسبیت عام بود که در آن انیشتین از تقارن فضا-زمان تحت تغییرات لوکال مختصات برای تعیین قوانین گرانش استفاده کرد.

علاوه بر این، درک این موضوع که تقارن سنج مبتنی بر  فایبر باندل fiber bundle  است، یک مفهوم هندسی پیچیده، یک پایه هندسی عمیق و زیبا برای تقارن سنج فراهم کرده است.  فایبر باندل یک ساختار ریاضی زیبا است که یک فضای داخلی را با فضا-زمان ترکیب می کند تا یک شی هندسی یکپارچه را تشکیل دهد که تقارن سنج را نشان می دهد. همچنین، یک قرن پس از کشف معادلات ماکسول، کشف شد که پتانسیل برداری فقط یک سازه مصنوعی نیست، بلکه دارای معنای مستقیم قابل مشاهده است. این بیشتر در اثر بوم-آهارونوف مشهود است، که در آن یک پرتو الکترونی در منطقه‌ای که میدان الکترومغناطیسی وجود ندارد منتشر می‌شود، اما به دلیل هندسه، پتانسیل برداری ناپدید نمی‌شود. با توجه به تغییر فازی که همراه با یک ذره باردار در حال حرکت در یک پتانسیل برداری بک گراند است، می توان اثرات تداخل را مستقیماً مشاهده کرد. بنابراین پتانسیل برداری ، مفهومی اولیه است.

در واقع امروز ما معتقدیم که تقارن های گلوبال غیر طبیعی هستند. از دور بوی کنش action می دهند. و  اکنون مشکوک هستیم که همه تقارن های بنیادی، تقارن سنج لوکال هستند. تقارن های گلوبال یا همگی شکسته هستند (مانند پاریته parity ، ناوردایی زمان معکوس، و تقارن بار) یا تقریبی approximate (مانند ناوردایی ایزوتوپیک اسپین ) یا بقایای تقارن های لوکال خود به خود شکسته هستند. بنابراین، ناوردایی پوانکاره را می توان به عنوان تقارن باقیمانده خلاء مینکوفسکی تحت تغییرات مختصات در نظر گرفت.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 این توییت فرانک هوگربیدز وایرال شده که زلزله ترکیه ، سوریه ، اردن و لبنان را پیش بینی کرده است .
وی مدعی ست با بررسی ژئومتری اجرام سامانه خورشیدی اثرات جذر و مدی tidal effect که منجر به زلزله می شوند را شناسایی می کند . که این اثرات در برابر تاثیرات ماه ناچیز هستند و تاثیر ماه بر زلزله ، عاملیّت در زلزله نیست .
https://twitter.com/hogrbe/status/1621479563720118273?s=19

روش تکنیکالی که این محقق برای پیش بینی دقیق قدرت و مکان و البته بازه سه روزه زمانی زمین لرزه استفاده کرده ، هم‌ترازی سیارات alignment planets نام دارد .

روش هندسه سیاره ای که به بررسی هم ترازی سیاره ای در پیش بینی زلزله می پردازد و بنوعی اثرات گرانشی سامانه خورشیدی را در وقوع زلزله بررسی می کند ، فاقد اعتبار است چرا که اثر گرانشی ماه ، تاثیرات گرانشی دیگر سیارات را مبهم و قابل چشم پوشی می سازد . پس چنین روشی برای پیش بینی زلزله فاقد اعتبار است .
ضمن اینکه پیش بینی فرانک غیر دقیق و اتفاقی بوده و توییتر این شخص پر از پیش بینی هایی ست که هرگز اتفاق نیفتادند.
↫ نقد ادعا از نیوزویک:
🆔 https://t.me/phys_Q/9331

🟣 چرا پیش بینی زلزله بسیار سخت است

حتی امیدوارکننده‌ترین تلاش‌ها برای پیش‌بینی ممکن است فقط فرصت چند ثانیه ای بشما بدهد .
نگارنده :Pranshu Verma - واشنگتون پست6 فوریه 2023

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9327
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9328

واشینتون پست :
https://www.washingtonpost.com/technology/2023/02/06/how-to-predict-earthquake

🟣 چرا پیش بینی زلزله بسیار سخت است

حتی امیدوارکننده‌ترین تلاش‌ها برای پیش‌بینی ممکن است فقط فرصت چند ثانیه ای بشما بدهد .
نگارنده :Pranshu Verma - واشنگتون پست6 فوریه 2023
قسمت نخست

نیروهای امدادی و سربازان ارتش ترکیه در میان یک ساختمان مسکونی که پس از زلزله روز دوشنبه فرو ریخته است، به جستجوی بازماندگان می پردازند. (آلیس مارتینز برای واشنگتن پست)
پس از زلزله 7.8 ریشتری که بامداد دوشنبه در ترکیه و سوریه رخ داد، خانه‌ها فرو ریخت و ساختمان‌ها تبدیل به تختگاهی مسطح شدند و نیروهای امدادی برای یافتن بازماندگان در میان کشته‌شدگان تلاش کردند.
◄ وحشت ویرانی تقریباً آنی سؤالی را مطرح می‌کند: چرا کسی از وقوع زلزله خبر نداشت؟
پاسخ مشکل است. توانایی پیش‌بینی مکان و زمان وقوع زلزله، سال‌ها از دانشمندان زمین فرار کرده است، اگرچه خطرات نمی‌توانست بیشتر از این باشد. به گفته سازمان بهداشت جهانی، زمین لرزه تقریباً نیمی از مرگ و میر ناشی از بلایای طبیعی را در طی تقریباً دو دهه اخیر را تشکیل می دهد.
بسیاری از زمین شناسان می گویند که به دلیل پیچیدگی محض آنالیز کل پوسته سیاره، پیش بینی کامل زلزله تقریبا غیرممکن است. برخی دیگر می‌گویند که تعداد زیادی از فناوری‌های جدید - از جمله هوش مصنوعی، که ممکن است به پیش‌بینی‌ها سریع‌تر و دقیق‌تر کمک کند، و تلفن‌های هوشمند، که می‌توانند فوراً هشدار ارسال کنند و به مردم هشدار دهند که سرپناهی پیدا کنند - می‌تواند به نجات زندگی کمک کند.
اما حتی امیدوارکننده‌ترین تلاش‌ها فقط چند ثانیه یا در برخی موارد نادر چند دقیقه‌ اطلاع قبلی را ارائه می‌دهند - و تخلیه به موقع را دشوار می‌کند. کارشناسان علوم زمین می‌گویند آینده‌ای که در آن فناوری مکان، زمان و شدت زلزله را با دقت بیشتری پیش‌بینی می‌کند، سال‌های دور به نظر می‌رسد، در حالی که تخمین‌های نادرست می‌توانند بیش از آنکه فایده داشته باشند، ضرر داشته باشند.
کریستین گولت، مدیر مرکز علوم زمین لرزه سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) گفت: «زلزله خیلی خیلی سریع اتفاق می افتد. منصفانه است بگوییم که در این مرحله، ما اصلاً قادر به پیش‌بینی زلزله نیستیم.»
بیش از 3800 کشته در ترکیه و سوریه پس از زلزله قوی و پس لرزه های آن تلفات داریم.
حرکات صفحه‌ای که زمین‌لرزه‌ها را پشت سر می‌گذارند به کندی اتفاق می‌افتند و پارگی‌ها اغلب ناگهانی رخ می‌دهند و زلزله‌هایی را ایجاد می‌کنند که بدون کوچکترین اطلاعی ، ویران بزرگی برجای می‌گذارند .
زمین لرزه های بزرگ، مانند زلزله سال 2010 در هائیتی، غافلگیر کننده بود. برای جلوگیری از حدس‌های نادرست، زمین‌شناسان به‌جای تلاش برای پیش‌بینی رویدادهای فردی، روی احتمال وقوع زلزله تمرکز کرده‌اند.
دانشمندان از اندازه‌گیری‌های زمین‌شناسی، داده‌های ماشین‌های لرزه‌شناسی و سوابق تاریخی برای برجسته کردن مناطقی که در معرض خطر زلزله هستند استفاده می‌کنند - و سپس از مدل‌های آماری برای ارزیابی احتمال وقوع زلزله در آینده استفاده می‌کنند.
اما برخلاف پیش‌بینی آب‌وهوا - که با قدرت محاسباتی، مدل‌های ریاضی و ظهور هواپیماهای بدون سرنشین و ماهواره‌ها بهبود یافته است، کیفیت پیش‌بینی زلزله عقب‌افتاده است.
در طول نیم قرن گذشته، دانشمندان سعی کردند با استفاده از چندین روش زمین لرزه را پیش بینی کنند اما موفقیت چندانی نداشتند.
در دهه‌های 1970 و 1980، محققان به دنبال یافتن سیگنال‌هایی بودند که ممکن بود قبل از زمین‌لرزه وجود داشته باشند و به مجموعه‌ای از نشانه‌ها مانند رفتار حیوانات، انتشار رادون و سیگنال‌های الکترومغناطیسی نگاه کردند. جان راندل، استاد فیزیک و زمین‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، می‌گوید: گاهی اوقات، نتایج الگوهایی را نشان می‌داد، اما هیچ‌کدام به اندازه کافی قابل اعتماد نبودند که با جمع‌بندی علمی مطابقت داشته باشد.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 چرا پیش بینی زلزله بسیار سخت است

حتی امیدوارکننده‌ترین تلاش‌ها برای پیش‌بینی ممکن است فقط فرصت چند ثانیه ای بشما بدهد .
نگارنده :Pranshu Verma - واشنگتون پست6 فوریه 2023
قسمت دوم

در دهه 1980، دانشمندان زلزله‌شناسی گفتند بخشی از گسل سن آندریاس در نزدیکی پارکفیلد، کالیفرنیا، برای وقوع زلزله فعال شده بود و مجموعه‌ای از داده‌های تاریخی را برای پیش‌بینی آن آنالیز کردند. آنها نتیجه گرفتند که احتمال دارد زلزله ای تا سال 1993 رخ دهد، اما این اتفاق تا سال 2004 رخ نداد - زمانی که بدون هشدار از مرکز کالیفرنیا عبور کرد.
راندل گفت که این «نوعی ناقوس مرگ» برای پیش‌بینی زلزله بود و بسیاری از دانشمندان را بر آن داشت که بیشتر بر مدل‌های آماری و ارزیابی‌های احتمالات تمرکز کنند تا استفاده از الگوهای مشابه پیش بینی های آب هوایی!
اما با ادامه پیشرفت فناوری، سیستم های هشدار اولیه زلزله توسعه یافتند. این شبکه‌ها از ماشین‌های لرزه‌شناسی برای شناسایی و آنالیز لرزه ها استفاده می‌کنند .
هشدار لرزه ShakeAlert، سیستمی که توسط USGS ساخته شده است، می‌تواند یک اعلان به تلفن افراد ارسال کند و تقریباً 20 ثانیه تا یک دقیقه قبل از وقوع زلزله به آنها اطلاع دهد.
این فناوری اطلاعات را از حسگرهای ایستگاه میدانی USGS که شدت لرزش زمین را اندازه گیری می کند، جمع آوری می کند. هنگامی که یک ایستگاه زلزله را تشخیص می دهد، رایانه ها می توانند داده های ایستگاه را محاسبه کرده و در عرض پنج ثانیه پیش بینی کنند که زمین لرزه در کجا خود را نشان خواهد داد .
سپس حامل های سلولی می توانند هشدارهایی را برای کاربران در منطقه مورد نظر صادر کنند. این سیستم به این دلیل کار می‌کند که سیگنال‌های اینترنت و سلولی با سرعت نور حرکت می‌کنند، که بسیار سریع‌تر از سرعت آهسته‌ای است که امواج زلزله از میان سنگ‌ها عبور می‌کنند، هست.
پیش‌بینی دقیق زمین‌لرزه‌ها به نقشه‌برداری و آنالیز گسترده پوسته زمین، از جمله علامت‌گذاری هر نقطه تنش برای ردیابی دقیق آن‌ها که ممکن است نزدیک به پارگی باشند، نیاز دارد.
کارشناسان اضافه کردند که در زمان وقوع زلزله نیز یک عنصر تصادفی وجود دارد که گاهی اوقات می تواند بدون هیچ علامت هشدار دهنده ای رخ دهد. حتی اگر این فناوری نویدبخش باشد، بسیاری از دانشمندان می‌ترسند که محصولی زودهنگام بدون آزمایش‌های دقیق از بازار خارج شود و با شکست مواجه شود، این امر باعث می‌شود مردم نسبت به فناوری اعتماد کمتری داشته باشند.
راندل گفت: «هشدارهای کاذب تقریباً بدتر از پیش‌بینی‌های صحیح هستند. زیرا [در آن صورت] مردم اعتماد خود را به سیستم از دست می دهند.»
محققان همچنین با استفاده از نرم افزار ماشین لرنینگ که مقادیر زیادی داده را دریافت می کند و الگوها را شناسایی می کند، به هوش مصنوعی artificial intelligence روی آورده اند. به گفته کارشناسان، امید این است که نرم‌افزار به سرعت داده‌های بیشتری را نسبت به انسان‌ها آنالیز کند تا به آنها کمک کند تا بهتر بفهمند چه چیزی قبل از زلزله رخ می‌دهد تا علائم هشداردهنده بیشتری را شناسایی کنند.
راندل گفت، برای مثال، برخی با الهام از نحوه پیش‌بینی سلامت اقتصاد آمریکا توسط فدرال رزرو، «nowcasting models » را توسعه می‌دهند.
او افزود که دانشمندان در حال تغذیه مدل‌های ماشین لرنینگ هستند، از خوانش‌های زلزله‌شناسی گرفته تا داده‌های راداری در مورد نحوه تغییر شکل سطح زمین، تا در پیش‌بینی زمان و مکان زلزله‌های آینده بهتر عمل کنند.
اما حتی اگر این فناوری تسلط پیدا کند، بعید است که بسیار دقیق باشد. در بهترین سناریو، دانشمندان احتمالاً می‌توانند مکان زلزله را در محدوده تقریباً 600 در 600 مایلی و هنوز در بازه چند ساله پیش‌بینی کنند.
او گفت که جزئیات بیشتر بعید است، زیرا مقدار داده های موجود در مورد زمین لرزه های گذشته هنوز وجود ندارد.
او همچنین گفت: اطلاعات زلزله تنها در 25 یا 30 سال گذشته خودکار و دیجیتالی شدند. بنابراین ما با داده هایی کار می کنیم که قبل از این بازه زمانی زمان نسبتاً ناقص اند.
به گفته دانشمندان زلزله شناس، تئوری های جایگزینی برای پیش بینی زلزله نیز مطرح شده است، اما باید به بسیاری از آنها با شک و تردید نگاه کرد.

یکی از روش های بحث برانگیز بر مطالعه هم ترازی سیارات alignment of the planets تکیه دارد. توییت یک محقق هلندی در  روز دوشنبه ، پس از استفاده از همین روش برای پیش‌بینی دقیق جزئیات زلزله ترکیه، در چندین روز آتی  وایرال شد.

گولت گفت که انواع روش‌های پیش‌بینی زلزله غیرمستند و تحقیق نشده وجود دارد، و افزود که اگر این نتایج در یک دوره طولانی تحلیل شوند، هیچ عنصر واقعی قابل پیش‌بینی وجود ندارد.
گولت گفت: "من کسی را نمی شناسم که بارها پیش بینی های قابل اعتمادی داشته باشد." "اگر این کار به این آسانی بود، ما آن را انجام می‌دادیم."

🆔 @phys_Q