🟣 Fractal Spirographs

اسپایروگراف یک دستگاه رسم هندسی است که منحنی‌های رولتی ریاضی از انواعی را که از نظر فنی به عنوان هیپوترکوئید و اپی‌تروکوئید شناخته می‌شود، ترسیم می‌کند، شاید نام آن را به عنوان دوایر جادویی در قالب نوعی اسباب‌بازی هندسی هم شنیده باشید!

اسپیروگراف فرکتال، با ردیابی یک زنجیره از دایره‌هایی که به دور یکدیگر می‌چرخند، ایجاد می‌شوند.
در این روش، مسیری که کوچک‌ترین دایره طی می‌کند و شکل حاصل از حرکت آن ترسیم می‌شود.
به همین منوال تغییر تعداد دایره‌ها، نسبت اندازه‌ی آن‌ها و سرعت تغییر زاویه می‌تواند شکل نهایی را تغییر دهد.

instagram.com/partoo.f

منبع برای مطالعه بیشتر:
softologyblog.wordpress.com/2017/02/27/fractal-spirographs/

🆔 @phys_Q

🟣 جانداران بخش باشکوه رئال هستند . دنیای واقعی و جانداران واقعی . چه برسد به این که تمساح ها و کروکدیل ها فسیل های زنده و جانوران باستانی روزگار ما هستند.

🆔 @phys_Q

‍ 🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟
قسمت چهارم
✦نسبیت Relativity


ناگهان، مفاهیمی مانند فضا و زمان، دیگر بخش های عینی objective رئالیتی نبودند، بلکه فقط نسبت به مشاهده گر Observer تعریف می شدند . در آزمایش فکری (گیف) بالا، دو ناظر اندازه‌گیری می‌کنند که  زمان چقدر  طول می‌کشد تا نور از کف به سمت آینه‌ای در بالا حرکت کند و سپس دوباره به سمت کف برگردد. این نوع تنظیم - که به عنوان ساعت نوری شناخته می شود - باید برای هر ناظری چه در حالت استراحت و چه در حال حرکت، نتیجه یکسانی داشته باشد.
اما از  برای ناظری که در حال استراحت است، ساعت نوری در حال حرکت کندتر به نظر می رسد و در واقع زمان برای فرد در حال حرکت نسبت به آنکه ساکن است ، کندتر می گذرد. به طور مشابه، برای ناظر در حال استراحت ، هر چند ظاهرا  برای خودش ساعت نوری  با سرعت عادی کار می کند، اما نسبا به ساعت نوری در حالت حرکت ، تند تر حرکت می کند .

فاصله دو آبجکت از هم نیز همچنین ، اندازه گیری فاصله، فقط نسبت به یک ناظر قابل تعریف است. و کانسپت هایی مانند «هم‌زمان simultaneous » فقط برای دو ناظر در حال استراحت در یک لوکیشن قابل تعریف است. در واقع، اگر بتوانیم «زمان» را دقیقاً اندازه‌گیری کنیم، ناظران در لوکیشن های مختلف یا در حال حرکت با سرعت‌ها یا جهت‌های متفاوت، حتی نتایج متفاوتی را برای مثال ، این سوال ساده «چه زمانی این پرتابه به زمین برخورد کرد؟» اندازه‌گیری می‌کردند.

"در مکانیک نیوتنی (یا اینشتینی)، یک سیستم در طول زمان طبق معادلات کاملاً دترمینیستی یا تعیین گرا تکامل می‌یابد، به این معنی که اگر بتوانید شرایط اولیه (مانند پوزیشن ها و مومنتا) را برای همه اجزای سیستم  بدانید، باید و می توانید  تکامل آن در زمان را محاسبه کنید  ، بدون خطا، و در زمان دلخواه ."

🆔 @phys_Q

🟣 چرا نور در مدیای مادی کند می شود؟

سابقا در کلیپی از دگراس تایسون در توضیح چرایی کاهش سرعت نور ، تاخیر حالت پایه تا برانگیخته و برانگیخته تا پایه ، بیان شد .
به بیان دان لینکولن این دست توضیحات برای کند شدن نور در آب یا شیشه ، هر چند منطقی اما اشتباه هستند .
نور به محض ورود به یک ماده شفاف تبدیل به موج دومی می شود که با نور در خلاء متفاوت است و از همین رو سرعت متفاوتی از سرعت نور در خلاء دارد .

این کلیپ توضیحی از دان لینکولن را ببینید که پیرامون همین پرسش ، پاسخ دقیق تری بیان می کند .


🆔 @phys_Q

‍ 🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟
قسمت پنجم
✦نسبیت Relativity


همانطور که مشخص شد ، فقط تغییر در پوزیشن  یا حرکت motion نیست که می تواند پرسش هایی مانند "این آبجکت  چقدر دور است ؟" "این پدیده چقدر طول کشید؟" یا "کدام رویداد اول رخ داد ؟" علاوه بر این، تغییرات در انحنای curvature  خود فضازمان - یعنی اثرات گرانش - می تواند بر پاسخ تأثیر بگذارد. زمان نه تنها هنگامی که به سرعت نور نزدیک می‌شوید ، دچار اتساع (کش آمدگی) می‌شود، بلکه زمانی که در یک میدان گرانشی قوی‌ قرار می‌گیرید نیز دچار اتساع dilate  می‌شود. حضور presence و توزیع distribution  ماده و انرژی بر چگونگی تجربه experience ما از فضا و زمان تأثیر می‌گذارد، به همین دلیل  وقتی نور به یک جرم ، خیلی نزدیک می‌شود خم می‌شود و وقتی شما به افق رویداد سیاه‌چاله نزدیک می‌شوید زمان کند می‌شود.

در واقع، برخی از مشاهدات بسیار شگفت آور و غیر شهودی می توانند به عنوان پیامدهای این فکت  که سنجه‌ی  عینی objective measure  «فضا» یا «زمان» وجود ندارد - به وجود بیایند.
اگر یک ابرنواختر در یک کهکشان دور افتاده دارید، شاید انتظار داشته باشید که آن نور در یک زمان خاص و از پیش تعیین شده به چشمان شما برسد. اما اگر جرم بزرگی بین شما و آن ابرنواختر وجود داشته باشد، در واقع می‌تواند فضای میان‌اختر را منحرف کند، و در نتیجه تصاویر متعددی از یک کهکشان و ابرنواختر ایجاد شود: با رسیدن نور ابرنواختر در زمان‌های متفاوت و نا همزمان non simultaneous در کل تصاویری که بچشم ناظر می رسند ، ظاهر می شود. فضا و زمان شاید واقعی real  باشند، اما عیناً واقعی  نیستند. تنها تناسب واقعی real relative به همه مشاهده گر ها و اندازه گیری های مجزا دارند.
"این سری از تصاویر که با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است، چهار تصویر را نشان می دهد که با لنز گرانشی به صورت کمان دچار کشش  شده اند، تصاویر از یک  کهکشان یکسان اند . در سال 2016، ما یک ابرنواختر را در یکی از این تصاویر (با برچسب SN1) ثبت کردیم و سپس دوم و سوم را  در بازه کلّی زمانی حدود 6 ماه ، جدا از هم ، مشاهده کردیم. بر اساس هندسه بازسازی شده خوشه پس زمینه لنز، می‌توان انتظار داشت که چهارمین بازپخش را در مکانی با برچسب SN4 در سال 2037 ببینیم.‌‌"

🆔 @phys_Q

‍ 🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟
قسمت ششم
✦ فیزیک کوانتوم

در قلمرو realm کوانتومی، چیزها حتی بیشتر متناقض و خلاف واقع می شوند، زیرا نتیجه یک آزمایش یا مشاهده به روش شما برای انجام آن مشاهده یا اندازه گیری و خود عمل بستگی دارد.‌‌

به عنوان مثال، آزمایش معروف دو شکاف two slit (که گاهی اوقات به عنوان double slit شناخته می شود) را در نظر بگیرید. اگر بخواهید تعداد زیادی از آبجکت های کوچک را از میان  مانعی پرتاب کنید که دو شکاف در آن جایگذاری شده است، انتظار دارید که آن آبجکت ها را در مقابل دیوار پشت مانع در دو توده ستونی جمع کنید: یکی هم‌خوان با شکاف سمت چپ و دیگری هم‌خوان با شکاف سمت راست است.  این کاملا همان چیزی است که در دنیای ماکروسکوپیک رخ می دهد ، چه از توپ، چه سنگریزه و  یا اگر حتی موجودات زنده استفاده کنید ، پاسخ یکسان است .
اما اگر از یک ذره کوانتومی مانند الکترون یا فوتون استفاده کنید، دو توده ستونی بدست نمی آورید . درعوض، چیزی را بدست می آورید  که به نظر می رسد یک الگوی تداخلی موج مانند است: لوکیشن های متناوب alternating locations ، با فاصله مساوی، جایی که ذرات ترجیحاً فرود می آیند ، بهمراه لوکیشن هایی فرود در آنها ممنوع است. بزرگ‌ترین «قله peak » ذرات گردآوری‌شده collected در نقطه میانی بین دو شکاف، با قله‌های متناوب (که در قدر magnitude کاهش می‌یابد) و درّه هایی troughs (که همیشه تا صفر پایین می‌روند) که هنگامی که از قله مرکزی دور می شوید قرار دارند.

"الگوی موج برای الکترون هایی که از شکاف دوتایی double slit در یک زمان می گذرند. اگر شما "از کدام شکاف" ِ الکترون را اندازه گیری کنید، الگوی تداخل کوانتومی نشان داده شده در اینجا را از بین خواهید برد. صرف نظر از تفسیر، به نظر می‌رسد آزمایش‌های کوانتومی اهمیت می‌دهند که آیا مشاهدات و اندازه‌گیری‌های خاصی انجام می‌دهیم (یا برهمکنش‌های مشخصی را اعمال می‌کنیم) یا خیر.‌‌"
🆔 @phys_Q

‍ 🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟
قسمت هفتم
✦فیزیک کوانتوم

شاید به ذهنتان خطور کند که ذرات را یک بار در یک زمان بجای شلیک همزمان و باهم، ارسال کنید. اما اگر این کار را انجام می‌دهید، باز همان نتایج ظاهر می‌شود: آبجکت های ماکروسکوپیک دو توده ستونی می‌سازند، اما ذرات کوانتومی فقط در «پیک ها» در یک الگوی تداخلی فرود می‌آیند. هنگامی که ذرات به اندازه کافی جمع شوند، الگوی کامل ظاهر می شود.
شاید پس از آن به ذهنتان خطور کند که سعی کنید و اندازه گیری کنید که هر ذره در مسیر خود به سمت دیوار پشتی از کدام شکاف عبور می کند!  شاید تعجب آور باشد که اکنون هر دو آزمایش - ماکروسکوپیک و کوانتومی - تنها به دو توده ستونی منتهی می شوند. عمل مشاهده "هر ذره از کدام شکاف عبور کرد؟" رفتار کوانتومی را از بین می برد. به نوعی، انجام یک اندازه گیری، که به معنای القای برهمکنش با انرژی کافی energetic enough  بین ذره کوانتومی و آن کوانتوم دیگر که روی آن  آزمایش می کنید، هست که رفتار سیستم کوانتومی را تغییر می دهد.
ما این پدیده را در مکانیک کوانتومی به طرق مختلف می بینیم.  اگر یک  ذره کوانتومی در حال اسپین spining Quantum particle  را در امتداد  یک مگنت عمودی حرکت دهید - ذره به سمت بالا یا پایین منحرف می شود و اسپین خود را آشکار می کند. مگنت  عمودی دیگری را در پایین دست قرار دهید و ذرات منحرف شده به سمت بالا همچنان به سمت بالا منحرف می شوند، در حالی که آنهایی که به سمت پایین منحرف می شوند همچنان به سمت پایین منحرف می شوند. اما فکر می کنید اگر یک مگنت افقی را بین دو مگنت عمودی قرار دهید، چه اتفاقی می افتد؟‌‌

پاسخ دو گونه است:

•مگنت افقی پرتو ذرات را به دو قسمت منشعب می کند که یک مجموعه از ذرات به سمت چپ و گروهی به سمت راست منحرف می شوند.

•اما اکنون، صرف نظر از اینکه کدام مجموعه از ذرات را برای عبور از مگنت عمودی بعدی انتخاب می کنید، آنها یک بار دیگر به مسیرهای رو به بالا و پایین منشعب می شوند.

•به عبارت دیگر، انجام یک اندازه گیری  "افقی" (measurment or Observation ) اطلاعات "عمودی" در مورد جهت گیری اسپین این ذرات را از بین می برد.

آیا این بدان معناست که چیزی به نام واقعیت عینی objective  reality  وجود ندارد؟ نه الزاما ؛ شاید یک رئالیتی زیربنایی وجود داشته باشد تا اندازه گیری های ما بر آن تکیه کنند . اندازه گیری ها و مشاهدات ما فقط یک روش خام و ناکافی برای آشکار کردن ویژگی کامل و در عمل ، واقعیت عینی  objective reality  ما هستند. بسیاری از مردم بر این باورند که روزی چنین خواهد شد، اما اکنون - که این پیشرفت به تازگی جایزه نوبل فیزیک 2022 را دریافت کرد - می‌توانیم محدودیت‌های بسیار معنی‌داری در مورد اینکه چه نوعی از «رئالیتی» - مستقل از مشاهداتمان و اندازه گیری ها  وجود دارد . در بهترین حالت ، خروجی ها و نتایج رئال و واقعی که در یونیورس به وجود می آیند را نمی توان از اینکه چه کسی و چگونه آنها را اندازه گیری می کند تفکیک کرد.‌‌

"وقتی مجموعه ای از ذرات را از یک مگنت  Stern-Gerlach عبور می دهید، آنها مطابق با اسپین خود انشعاب split می‌دهند. اگر آنها را از یک مگنت عمود بر دوم عبور دهید، دوباره در جهت جدید انشعاب تازه می دهند، اگر سپس با مگنت سوم به جهت اول برگردید، آنها یک بار دیگر انشعاب میدهند و ثابت می کند که اطلاعات دترمین شده قبلی با جدیدترین اندازه گیری تصادفیده randomize می شوند .‌‌"
🆔 @phys_Q

‍ 🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟
قسمت هشتم و پایانی
✦فیزیک کوانتوم


بر خلاف تصور رایج، وظیفه علم نیست که یونیورسی را که ما در آن ساکنیم توضیح explain دهد. در عوض، هدف علم توصیف کامل accurately describe یونیورسی است که ما در آن زندگی می‌کنیم، و از این منظر بسیار موفق بوده است. اما سوالاتی که بیشتر ما از پرسیدن آنها هیجان زده می شویم ، اغلب شامل  تجسم این است که  چرا پدیده های خاصی رخ می دهند. ما مفاهیم علت  و معلولی cause and effect  را دوست داریم: اینکه چیزی رخ می دهد، و بعداً، در پیآمد آن نیز رخ می دهد، و رویداد دیگری به علت آن اتفاق می افتد. این در بسیاری از موارد درست است، اما یونیورس کوانتومی می‌تواند علت-معلول را نیز به طرق مختلف نقض کند.
یکی از این پرسش‌ها که نمی‌توانیم به آن پاسخ دهیم این است که آیا چیزی به نام واقعیت عینی  و مستقل از ناظر وجود دارد؟
بسیاری از ما تصور می‌کنیم که چنین است، و تفسیرهای خود را از فیزیک کوانتومی به گونه‌ای می‌سازیم که آنها یک واقعیت و رئالیتی  بنیادین و عینی را بپذیرند. دیگران این فرض را نمی‌کنند و تفسیرهایی به همان اندازه معتبر از فیزیک کوانتومی می‌سازند که لزوماً چنین نیست. تنها چیزی که باید ما را راهنمایی کند، چه خوب و چه بد، آن چیزی است که می توانیم مشاهده و اندازه گیری کنیم. ما می‌توانیم آن را با موفقیت یا بدون یک واقعیت عینی و مستقل از ناظر به صورت فیزیکی توصیف کنیم. در این لحظه از زمان، این به هر یک از ما بستگی دارد که تصمیم بگیریم که آیا ترجیح می‌دهیم این مفهوم از نظر فلسفی رضایت‌بخش اما از نظر فیزیکی غیرمعمول که «واقعیت عینی» چه مفهومی دارد را به آن اضافه کنیم.‌‌

جفت‌های درهم‌تنیده مکانیک کوانتومی را می‌توان با ماشینی مقایسه کرد که توپ‌هایی با رنگ‌های متضاد را در جهت مخالف به بیرون پرتاب می‌کند. وقتی باب توپی را می گیرد و می بیند که سیاه است، بلافاصله متوجه می شود که آلیس یک توپ سفید را گرفته است. در نظریه ای که از متغیرهای پنهان استفاده می کند، توپ ها همیشه حاوی اطلاعات پنهانی در مورد رنگی بودند که باید نشان دادند. با این حال، مکانیک کوانتومی می گوید که توپ ها خاکستری بودند تا زمانی که کسی به آنها نگاه کرد، یعنی هنگام نگاه کردن به توپ ها -  یکی به طور تصادفی random  سفید و دیگری سیاه شد. نابرابری های بل Bell inequalities  نشان می دهند که آزمایش هایی وجود دارد که می تواند بین این موارد تفاوت قائل شود. چنین آزمایش‌هایی ثابت کرده‌اند که توصیف مکانیک کوانتومی درست است و تا زمانی که اندازه‌گیری انجام شود، توپ‌ها رنگ تعیین نشده ای indeterminacy دارند.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 آیا  فیزیکال رئالیتی به طور عینی objective وجود دارد؟

اینبار که به پیرامونی نگاه کردید ،بدانید آنچه شما می بینید یک اتم از اقیانوس است . چشم یا گوش یا بویایی و یا لامسه شما از یک پدیده بزرگ و عمیق نمونه میگیرد و به مغز ارسال می کند در آنجا مغز اطلاعات رسیده را رمزگشایی و تصویر یا صدا یا بو را تجسم می کند .
طی فرگشت ، ادراکات ما طبق نیاز های ما جهت بقا بهبود یافته اند اما این دلیل خوبی برای درک کامل رئالیتی پیش رو نیست . به راستی چه چیزی در برابر چشمان ماست؟
فوتون ها با بسامد های مختلف ؟ چه چیز را می شنویم؟ ارتعاشات مکانیکی سوار بر ذرات گاز؟
صدا و تصویر وجود خارجی ندارند و فرآورده مغز هستند اما ...
Physical reality has always existed.

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9796
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9798
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9801
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/9804
قسمت پنجم
https://t.me/phys_Q/9807
قسمت ششم
https://t.me/phys_Q/9808
قسمت هفتم
https://t.me/phys_Q/9809
قسمت هشتم
https://t.me/phys_Q/9810


Source:
https://bigthink.com/starts-with-a-bang/reality-objective-exist/

🟣 توپ cannon گلوله اش را با سرعت 50 mph (مایل بر ساعت) شلیک می کند .
در صورتی که توپ ساکن باشد ، سرعت گلوله 50 mph خواهد بود اما هنگامی که توپ خود با سرعت 50 mph حرکت کند این گلوله است که ساکن خواهد بود .

این مکانیک نیوتونی ست . و یک آنالوژی با فیزیک امواج صوتی و الکترومغناطیسی و حتی نسبیت در این ویدئو وجود دارد .

🆔 @phys_Q

🟣 موج wave

موج ارتعاش یا آشفتگی سیال در محیط [مادی یا خلا] است . شکل پایه آن موج سینوسی است البته از لحاظ ریاضی ، اشکال پیچیده تر را میتوان با بسط فوریه ، متشکل از مولفه های ساده تر ترسیم کرد . فاز ، دامنه و بسامد امواج ، تداخل ویرانگر یا سازنده آنها را تعیین می کند ، البته موج مادی نظیر امواج صوتی یا اقیانوس با موج الکترومغناطیسی دارای تفاوت هایی است .

معادله موج شرودینگر shrödinger wave equation قلب مکانیک کوانتوم است که در آن موج ، بعنوان آبجکت بنیادین یونیورس بین مقادیر حقیقی real و موهومی imaginary ، وابسته به توان بردار i ، نوسان می کند.

ارتعاش vibration یا نوسان پیرامون یک مقدار میانگین ، از تابع موج در ریاضیات گرفته ، تا امواج مکانیکی ماکروسکوپیک ، تا امواج الکترومغناطیسی و میکروسکوپیک وجود دارد ، هر چند که مشابهت چندانی با هم نداشته باشند اما جالب است بدانید که تئوری ریسمان نیز از ریسمان های مرتعش برای توصیف ذرات بنیادین استفاده می کند .

🆔 @phys_Q

🟣 نخستین ماموریت مداری استارشیپ با شکست مواجه شد.

استارشیپ توسط موشک غول‌پیکر سوپرهوی پرتاب شد، اما سه دقیقه پس از پرتاب استارشیپ جدا نشد و اندکی بعد منفجر شد.

با عدم جدا شدن استارشیپ از سوپرهوی هر دو با هم شروع به چرخش کردند و در نهایت تکه تکه شدند و با سقوط در آب این آزمون نیمه تمام ماند.
‌‌
استارشیپ یک پرتابگر فوق سنگین دو مرحله‌ای با قابلیت استفاده مجدد است که از سال ۲۰۱۹ تاکنون در حال ساخت و توسعه است. فضاپیمای استارشیپ و پرتابگر فوق‌سنگین(سوپر هوی) که در مجموع استارشیپ نامیده می‌شوند، یک سامانه حمل انسان و محموله به مدار زمین، ماه، مریخ و حتی فراتر از آن است که قابلیت استفاده مجدد و حمل بیش از ۱۰۰ تن را دارد.
‌
🆔 @phys_Q

🟣why? Something happened?

✍ وقتيكه با يك فيزيكدان صحبت ميكنيد هيچوقت اول سؤالتون نگيد #چرا؛ چرا؟ خب بهتره اين ويدئوی 3 دقیقه ای رو ببینید؛ حالا فقط یه سؤال پرسید ازش!!!

👤 #ریچاردفاینمن
📇 زیرنویس پارسی

* دیدگاه درستی در موضوع علت وقایع و علیّت طبیعه در تحلیل مثال مربوط به یک رخداد را بیان می کند ، (علاوه بر این توضیحات ، تئوری آشوب را نیز در دورنمای ذهن خود قرار دهید ). بروز و ظهور رخداد A نه یک یا دو علت بلکه تا آنجا که ذهن اجازه دهد ( تعداد غیر قابل شمارشی) علت ترسیمی بخود اختصاص می دهد و درین چشم انداز ، بقول خود فاینمن ، جهان آشوبی از چیزهای آشفته است .

🆔 @phys_Q

🟣 فرگشت

🆔 @phys_Q

🟣 Richard_Feynman: Teach your students to doubt, to think, to communicate, to question, to make mistakes, to learn from their mistakes, and most importantly have fun in their learning.

✓ ریچارد فاینمن: به گونه ای برای دانش آموزانت تدریس کن که : شک کنند، تفکر کنند، ارتباط داشته باشند، سوال بپرسند، دچار اشتباه شوند و از اشتباهات خود بیاموزند، و از همه مهم تر در یادگیری هایشان "خوشی" و "لذت" را نیز تجربه کرده باشند.
🆔 @phys_Q

🟣 نسبیت عام General Relativity

نقاشی دیواری از معادلات میدان انیشتین ، با تصویری از خم شدن نور در اطراف خورشید گرفتگی ، مشاهداتی که اولین بار نسبیت عام را در سال 1919 تأیید کرد.
تنسور اینشتین در سمت چپ به تانسور ریچی و اسکالر ریچی تجزیه شده نشان داده شده است.

شاید برای شما این پرسش پیش آمده باشد که همه این زیرنویس ها چیست-آن ترکیب عجیب "μν" از حروف یونانی که در پایین تنسور انیشتین ، متریک و تنش انرژی مشاهده می کنید. بیشتر اوقات ، وقتی معادله ای را یادداشت می کنیم ، معادله ای مقیاس پذیر را می نویسیم ، یعنی معادله ای که فقط یک برابری واحد را نشان می دهد ، جایی که مجموع همه چیز در سمت چپ برابر با همه چیز در سمت راست است.

🆔 @phys_Q

🟣آنچه که بوزون هیگز پیرامون یونیورس به ما می گوید‌‌

بوزون هیگز تنها ذره بنیادی است که به عنوان اسکالر شناخته شده است، به این معنی که اسپین کوانتومی ندارد. این فکت به سؤالاتی در مورد یونیورس ما پاسخ می دهد، اما سؤالات جدیدی را نیز مطرح می کند.‌‌

قسمت نخست
🆔 https://t.me/phys_Q/9495

قسمت دوم
🆔 https://t.me/phys_Q/9500

قسمت سوم
🆔 https://t.me/phys_Q/9507

قسمت چهارم
🆔 https://t.me/phys_Q/9519

قسمت پنجم
🆔 https://t.me/phys_Q/9535

قسمت ششم
🆔 https://t.me/phys_Q/9537

Source:
https://www.symmetrymagazine.org/article/what-the-higgs-boson-tells-us-about-the-universe

‍ 🟣 پتانسیل هیگز و نابودی خلاء

حتما تاکنون این گزاره که " پارتیکل هیگز ، پتانسیل نابودی یونیورس را داراست " شنیده اید . در سال 2012 پارتیکلی در CERN مشاهده مستقیم شد که بوزون هیگز نام گرفت . پس از این اکتشاف می توانستیم جرم پارتیکل های بنیادین را توضیح دهیم اما علاوه بر این این پارتیکل مسئول جرم خودش نیز بود . میدان field هیگز مانند اقیانوسی بی انتها کل یونیورس ما را در خود غرق کرده است و جرم پارتیکل های بنیادین بواسطه این میدان توضیح داده شد. این پارتیکل دارای مقدار غیر صفر و در نتیجه بوزون های فاقد اسپین و اسکالار دارد که این ویژگی پتانسیل جرم بخشیدن به دیگر پارتیکل های بنیادین را به آن می دهد .
اما پیآمد های دیگری در راه بود.
این پارتیکل ساب اتمیک ، دارای جرمی بود که ترکیب کلیدی در محاسبات آینده فضا و زمان را ایجاد می کرد .

جرم پارتیکل های بنیادین ، برابر با انرژی محصور و محبوس در میدان هیگز است و جرم خود بوزون هیگز بواسطه تعامل این میدان با خودش است .
جرم بوزون هیگز 126 Gev یا 126 برابر جرم یک پروتون است . از طرفی اگر در بینش فیزیک پارتیکل های جرم مند Massive را ناپایدار بدانید بیراه نرفتید و ضمن اینکه نمودار پتانسیل انرژی بوزون هیگز که با تعامل با خودش ترسیم شده مشهور به کلاه مکزیکی است . و یونیورس ما بر نوک قله‌ی این نمودار با بوزون هیگزی غول پیکری به جرم 126 گیگا الکترون ولت ایجاد شده است . سیب نیوتن از پتانسیل گرانشی بالا به پتانسیل گرانشی پایین تر انتقال یافت تا اصل کمینگی انرژی ارضا شود اما اگر جرم پارتیکل هیگز خیال ارضای اصل کمینگی را داشته باشد چه؟ چرا نباید بار دیگر شاهد تغییر فاز میدان خلاء باشیم ؟ پیآمد های این رویداد چه خواهد بود؟
اینکه یونیورس ما بر بوزونی با جرم بوزون هیگز پایداری یافته تنها دو احتمال را بیان می سازد ، یا اینکه برای آن دیر نشده است یا فیزیک جدیدی یا دست کم فاکتور تثبیت کننده ی جدیدی وجود دارد که باید کشف کنیم. میدان اینفلاتون در ابتدایی یونیورس که لینک به میدان هیگز است در طول تاریخچه یونیورس چندین بار طی انبساط کیهانی با شکست خودبخودی تقارن تغییر پتانسیل و فاز داده داست . میتوانید تغییر فاز را با سه فاز مایع و جامد و گاز آب تصور کنید. پیامد های تغییر چگالی انرژی خلاء و شکست یک تقارن دیگر که منجر به ظهور یک نیروی جدید می شود تا حدودی قابل تصور است اما جز حدس صرف هیچ تصور دیگری نمی توان از آن داشت.

🆔 @phys_Q

‍ 🟣 فیزیک کوانتومی: جداً چه چیزی واقعی ست؟
قسمت نخست

✦ جزئیات متریک metric details

موجی از آزمایش‌ها در حال نمونه گیری probing  ریشه‌ها و پایه های شگفتی weirdness کوانتومی هستند.


اوون مارونی نگران است که فیزیکدانان نیمه بهتر قرن را صرف یافتن راه تقلب کرده اند.

مارونی که خود فیزیکدان دانشگاه آکسفورد بریتانیا است، توضیح می دهد که از زمانی که آنها نظریه کوانتومی را در اوایل دهه 1900 ابداع کردند، درباره عجیب بودن آن صحبت می کردند - اینکه چگونه به پارتیکل ها و اتم ها اجازه می دهد در جهات مختلف حرکت کنند. برای مثال، یا اسپین همزمان هم جهت و خلاف جهت عقربه های ساعت . مارونی می‌گوید، اما صحبت کردن  دلیل اثبات  نیست. او می‌گوید: " اگر به همگان بگوییم که نظریه کوانتومی عجیب است، بهتر است بیرون برویم و و درباره این عجیب بودن weirdness آزمایش کنیم که  آیا واقعاً درست است. در غیر این صورت، ما فعالیت علمی انجام نداده ایم و فقط در حال توضیح چند علامت خنده دار روی تخته سیاه هستیم."

همین حس است که مارونی و دیگران را وادار کرده است تا سری جدیدی از آزمایشات را برای کشف ماهیت تابع موج nature of the wavefunction - موجودیت اسرارآمیزی که در قلب شگفتی کوانتومی نهفته است - توسعه دهند. روی کاغذ، تابع موج صرفاً یک آبجکت  ریاضیاتی است که فیزیکدانان آن را با حرف یونانی psi (Ψ) - یکی از علامات خنده‌دار مارونی - نشان می‌دهند و برای توصیف رفتار کوانتومی یک ذره از آن استفاده می‌کنند. بسته به آزمایش، تابع موج به آنها اجازه می دهد تا احتمال مشاهده یک الکترون در هر مکان خاص، یا شانس جهت گیری اسپین آن به سمت بالا یا پایین را محاسبه کنند. اما ریاضیات هیچ وضوحی در مورد اینکه تابع موج واقعا چیست، ندارد. آیا این یک چیز فیزیکی است؟ یا فقط یک ابزار محاسباتی برای هندل کردن  جهل یک ناظر پیرامون دنیاست ؟

تست‌هایی که برای حل آن استفاده می‌شوند بسیار ظریف هستند و هنوز پاسخ تعریف شده ای ارائه نکرده‌اند. اما محققان خوشبین هستند که یک شفاف سازی  نزدیک است. اگر چنین باشد، آنها بالاخره قادر خواهند بود به سوالاتی که ده ها سال است مطرح شده اند ، پاسخ دهند. آیا واقعاً یک ذره particle می تواند در چندین مکان همزمان باشد؟ آیا یونیورش به طور مداوم خود را به دنیا های موازی parallel world  منشعب می کند که هر کدام دارای نسخه ای جایگزین از ما ست؟ آیا اصلاً چیزی به نام واقعیت عینی objective reality  وجود دارد؟

الساندرو فدریزی، فیزیکدان دانشگاه کوئینزلند در بریزبن، استرالیا، می گوید: «اینها همه سؤالاتی است که هر کسی  در مقطعی از خودش پرسیده است . " چه چیزی است که واقعا واقعی است؟"

بحث در مورد ماهیت واقعیت reality به درک فیزیکدانان در روزهای اولیه نظریه کوانتومی برمی گردد که ذرات و امواج particles  and waves دو روی یک سکه هستند. یک مثال کلاسیک آزمایش دو شکاف است که در آن الکترون‌های تنها به یک مانع با دو دهانه شلیک می‌شوند: به نظر می‌رسد الکترون از هر دو شکاف دقیقاً به همان روشی عبور می‌کند که یک موج نور انجام می‌دهد و یک الگوی تداخل نواری در سمت  دیگر ایجاد می‌کند.  در سال 1926، اروین شرودینگر، فیزیکدان اتریشی، تابع موج را برای توصیف چنین رفتاری ابداع کرد و معادله ای ارائه کرد که به فیزیکدانان اجازه می داد آن را در هر پوزیشنی محاسبه کنند. اما نه او و نه هیچ کس دیگری نتوانستند در مورد ماهیت تابع موج چیزی بگویند.


🆔 @phys_Q

آزمایشی که نشان می‌دهد قطرات روغن می‌توانند در امتداد امواجی که تولید کرده اند ، در داخل یک حمام مایع حرکت کنند، فیزیکدانان را بر آن داشت تا در این ایده تجدید نظر کنند که چیزی مشابه به ذرات اجازه می‌دهد مانند امواج رفتار کنند. اعتبار: دن هریس/MIT

🟣 امواج مکانیکی
Rubens tube
لوله روبن دستگاهی مرتبط با فیزیک کلاسیک است که نشان می‌دهد امواج صوتی عمدتا امواج فشاری هستند.
می‌توان این لوله را نسخه‌ی قدیمی اسیلوسکوپ در نظر گرفت و با کمک شعله‌های آتش در آن، نمایشی بصری از فرم امواج صوتی ایستاده را نمایش داد.
صدا در واقع موجی مکانیکی است که با فشرده‌سازی هوا حرکت می‌کند.

یک سمت لوله‌ی روبن بسته است و طبق اصل برنولی سرعت خروج گاز، تابعی از اختلاف فشار بین لوله و فشار اتمسفر است.
از این رو در مناطقی از لوله که اختلاف فشار زیاد است گاز با سرعت بالا خارج می‌شود و شعله‌ها بلندتر(قله‌ی موج) هستند و مناطق با فشار کم دارای شعله‌های کوتاه‌تر(دره‌ی موج) هستند.

منبع برای مطالعه بیشتر:
sciencefacts.net/rubens-tube.html
همچنین ببینید:
🆔 https://t.me/phys_Q/6525