مطلب «نسبیت به زبان ساده» دارای ده قسمت میباشد. آیا مایل به ادامه این مطلب هستید؟
بله ادامه دهیم! (6)
👍👍👍👍👍👍👍👍👍86%
خیر تا همینجا کافیست! (1)
👍👍14%
🕴 تعدادکل رای ها: 7
بله ادامه دهیم! (6)
👍👍👍👍👍👍👍👍👍86%
خیر تا همینجا کافیست! (1)
👍👍14%
🕴 تعدادکل رای ها: 7
📚 اثر #کازیمیر و گرانش کوآنتومی
🆔 @Physics3p
🔹خلا، خالی نیست و نیروی خلا واقعیت دارد! ممکن است جادویی به نظر برسد، اما این مسئله فیزیکدانان را از آغاز تولد مکانیک کوانتومی به خود مشغول کرده است. فضای خالی به طور مداوم می‌جوشد و افت وخیزهایی از نور را حتی در دمای صفر مطلق تولید می‌کند. همانطور که در ادامه‌ی این مقاله خواهیم دید، این فوتون‌های مجازی آماده‌ی استفاده‌اند و می‌توانند نیروها را حمل کرده و ویژگی‌های ماده را تغییر دهند.
🔸دانشمندانی از موسسه ماکس پلانک هامبورگ آلمان، از طریق محاسبات نظری و شبیه سازیهای کامپیوتری نشان داده‌اند که نیروی بین الکترونها و انحرافات شبکه در یک ابررسانای دو بعدی نازک را میتوان با نیروی خلا کنترل کرد. یافته‌ای که می‌تواند منجر به توسعه‌ی ابررساناهای جدید برای دستگاه‌های ذخیره‌ی انرژی و بسیاری از موارد جالب دیگر شود.
💢 نیروی خلا مسول اثر کازیمیر است
🔹 وقتی دو صفحه‌ی فلزی موازی از یک خازن را بسیار نزدیک به یکدیگر حرکت دهیم، جاذبه‌ای قابل اندازه‌گیری، اما کوچک از نظر میکروسکوپی بین آنها تولید می‌شود، حتی اگر صفحات به طور الکتریکی، باردار نباشند. این جاذبه، با تبادل فوتون‌های مجازی بین صفحات ایجاد می‌شود؛ مانند دو اسکیت‌باز روی یخ که توپی را به عقب و جلو پرت می‌کنند و اگر توپ، نامرئی بود، تصور می‌کردیم نیرویی دافع بین آنها عمل می‌کند.
🔸اکنون گروهی از دانشمندان مقاله‌ای در مجله Science Advances منتشر کرده‌اند که ارتباطی بین نیروی خلا و مواد مدرن برقرار می‌کند. آنها می‌خواستند بدانند اگر ابر رسانای دمای بالای دو بعدی آهن سلنید (FeSe) روی بستری از SrTio۳ در فضای بین دو صفحه‌ی فلزی قرار بگیرد، جاییکه دو فوتون مجازی، عقب و جلو می‌روند، چه رخ می‌دهد.
🔹نتیجه‌ی نظریه‌ها و شبیه‌سازی های آنها این است که: نیروی خلا امکان جفت شدن الکترون‌های سریع لایه‌ی دو بعدی با نوسانات شبکه‌ای بستر را به طور بسیار قدرتمندی امکان‌پذیر می‌کند. جفت شدگی الکترون‌های ابررسانایی و نوسانات شبکه‌ی بلوری، رکن اصلی ویژگی‌های مهم بسیاری از مواد است. محققان می‌گویند:
🔸ما هنوز در آغاز درک این فرآیندها هستیم. مثلا ما نمی‌دانیم نور خلا چقدر می‌تواند روی نوسانگرهای سطح، اثر بگذارد. ما در مورد شبه ذرات نور و فونون‌ها صحبت میکنیم که پولاریتون های فونون نامیده می‌شوند.
🔹در عایق‌های سه بعدی، پولاریتون‌های فونون دهه‌ها پیش و توسط لیزر اندازه گیری شدند. اما این قلمروی جدیدی است که مواد کوانتومی دو بعدی پیچیده‌ی جدیدی مورد توجه قرار گرفته‌اند. محققان در مورد احتمالات جدید چنین توضیح می‌دهند:
🔸نظریه‌ها و شبیه سازیهای عددی در کار ما، عنصر کلیدی توسعه‌ی نسل جدید تکنولوژی‌های کوانتومی هستند و محققان را برای بازنگری مسائل قدیمی برهمکنش بین نور و ساختار ماده ترغیب خواهد کرد.
💢اثر کازیمیر و گرانش کوآنتومی
🔹برهمکنش کازیمیر ِ الکترومغناطیسی به صورت وسیع در آزمایش‌ها تایید شده است. اما این پدیده در اصل می‌تواند برای هر میدان کوانتیده‌ای رخ دهد. اگر گرانش واقعاً ماهیت کوانتومی داشته باشد، آنگاه امواج گرانشی نیز باید در حین ورود و خروج سریع از خلا نیروهای شبه کازیمیر تولید کنند. محاسبات جدید توسط جیمز کواچ (James Quach) از دانشگاه توکیو در ژاپن پیشنهاد می‌کند که یک جاذبه کازیمیر گرانشی می‌تواند قابل مشاهده باشد، به این شرط که دو آینه ویژگی غیر معمول توانایی بازتاب امواج گرانشی را داشته باشند.
🔸مواد جامد ِ معمول، نسبت به میدان گرانشی شفاف هستند. اما فیزیک‌دان‌های نظری پیشنهاد می‌کنند که مواد ابر رسانا می‌توانند به گونه‌ای متفاوت رفتار کنند. عبور امواج گرانشی درون یک ابر رسانا باعث ایجاد جفت‌های کوپر می‌شود که موجودات کوانتومی بسیار غیر موضعی هستند و به گونه‌ای متفاوت از یون‌های کریستال موضعی حرکت می‌کنند. این اثر طبق یک پیشنهاد جدید می‌تواند یک صفحه ابر رسانای نازک را تبدیل به یک بازتابنده موثر امواج گرانشی کند. با تکیه بر این ایده، کواچ طرحی را بررسی کرده است که در آن دو لایه ابر رسانا هر یک به ضخامت چند نانومتر و با فاصله چند میکرومتر از یکدیگر قرار می‌گیرند. او سهم گرانشی نیروی کازیمیر که باعث کشیدن سطوح ابر رسانا به سمت یکدیگر می‌شود را محاسبه کرد و نشان داده است که این سهم می‌تواند با یک مرتبه بزرگی از سهم الکترومغناطیسی بزرگتر باشد. به نظر کواچ، تحقق آزمایشگاهی این طرح می‌تواند راهی برای آزمودن نظریه‌های گرانش کوانتومی و جستجوی گراویتون‌ها (ذرات کوانتومی فرضی که حامل گرانش هستند) ارائه دهد.
☑ پایان
📎 منبع: وبسایت علمی دیپ لوک(با ویرایش ادمین کانال)
🆔 @Physics3p
🆔 @Physics3p
🔹خلا، خالی نیست و نیروی خلا واقعیت دارد! ممکن است جادویی به نظر برسد، اما این مسئله فیزیکدانان را از آغاز تولد مکانیک کوانتومی به خود مشغول کرده است. فضای خالی به طور مداوم می‌جوشد و افت وخیزهایی از نور را حتی در دمای صفر مطلق تولید می‌کند. همانطور که در ادامه‌ی این مقاله خواهیم دید، این فوتون‌های مجازی آماده‌ی استفاده‌اند و می‌توانند نیروها را حمل کرده و ویژگی‌های ماده را تغییر دهند.
🔸دانشمندانی از موسسه ماکس پلانک هامبورگ آلمان، از طریق محاسبات نظری و شبیه سازیهای کامپیوتری نشان داده‌اند که نیروی بین الکترونها و انحرافات شبکه در یک ابررسانای دو بعدی نازک را میتوان با نیروی خلا کنترل کرد. یافته‌ای که می‌تواند منجر به توسعه‌ی ابررساناهای جدید برای دستگاه‌های ذخیره‌ی انرژی و بسیاری از موارد جالب دیگر شود.
💢 نیروی خلا مسول اثر کازیمیر است
🔹 وقتی دو صفحه‌ی فلزی موازی از یک خازن را بسیار نزدیک به یکدیگر حرکت دهیم، جاذبه‌ای قابل اندازه‌گیری، اما کوچک از نظر میکروسکوپی بین آنها تولید می‌شود، حتی اگر صفحات به طور الکتریکی، باردار نباشند. این جاذبه، با تبادل فوتون‌های مجازی بین صفحات ایجاد می‌شود؛ مانند دو اسکیت‌باز روی یخ که توپی را به عقب و جلو پرت می‌کنند و اگر توپ، نامرئی بود، تصور می‌کردیم نیرویی دافع بین آنها عمل می‌کند.
🔸اکنون گروهی از دانشمندان مقاله‌ای در مجله Science Advances منتشر کرده‌اند که ارتباطی بین نیروی خلا و مواد مدرن برقرار می‌کند. آنها می‌خواستند بدانند اگر ابر رسانای دمای بالای دو بعدی آهن سلنید (FeSe) روی بستری از SrTio۳ در فضای بین دو صفحه‌ی فلزی قرار بگیرد، جاییکه دو فوتون مجازی، عقب و جلو می‌روند، چه رخ می‌دهد.
🔹نتیجه‌ی نظریه‌ها و شبیه‌سازی های آنها این است که: نیروی خلا امکان جفت شدن الکترون‌های سریع لایه‌ی دو بعدی با نوسانات شبکه‌ای بستر را به طور بسیار قدرتمندی امکان‌پذیر می‌کند. جفت شدگی الکترون‌های ابررسانایی و نوسانات شبکه‌ی بلوری، رکن اصلی ویژگی‌های مهم بسیاری از مواد است. محققان می‌گویند:
🔸ما هنوز در آغاز درک این فرآیندها هستیم. مثلا ما نمی‌دانیم نور خلا چقدر می‌تواند روی نوسانگرهای سطح، اثر بگذارد. ما در مورد شبه ذرات نور و فونون‌ها صحبت میکنیم که پولاریتون های فونون نامیده می‌شوند.
🔹در عایق‌های سه بعدی، پولاریتون‌های فونون دهه‌ها پیش و توسط لیزر اندازه گیری شدند. اما این قلمروی جدیدی است که مواد کوانتومی دو بعدی پیچیده‌ی جدیدی مورد توجه قرار گرفته‌اند. محققان در مورد احتمالات جدید چنین توضیح می‌دهند:
🔸نظریه‌ها و شبیه سازیهای عددی در کار ما، عنصر کلیدی توسعه‌ی نسل جدید تکنولوژی‌های کوانتومی هستند و محققان را برای بازنگری مسائل قدیمی برهمکنش بین نور و ساختار ماده ترغیب خواهد کرد.
💢اثر کازیمیر و گرانش کوآنتومی
🔹برهمکنش کازیمیر ِ الکترومغناطیسی به صورت وسیع در آزمایش‌ها تایید شده است. اما این پدیده در اصل می‌تواند برای هر میدان کوانتیده‌ای رخ دهد. اگر گرانش واقعاً ماهیت کوانتومی داشته باشد، آنگاه امواج گرانشی نیز باید در حین ورود و خروج سریع از خلا نیروهای شبه کازیمیر تولید کنند. محاسبات جدید توسط جیمز کواچ (James Quach) از دانشگاه توکیو در ژاپن پیشنهاد می‌کند که یک جاذبه کازیمیر گرانشی می‌تواند قابل مشاهده باشد، به این شرط که دو آینه ویژگی غیر معمول توانایی بازتاب امواج گرانشی را داشته باشند.
🔸مواد جامد ِ معمول، نسبت به میدان گرانشی شفاف هستند. اما فیزیک‌دان‌های نظری پیشنهاد می‌کنند که مواد ابر رسانا می‌توانند به گونه‌ای متفاوت رفتار کنند. عبور امواج گرانشی درون یک ابر رسانا باعث ایجاد جفت‌های کوپر می‌شود که موجودات کوانتومی بسیار غیر موضعی هستند و به گونه‌ای متفاوت از یون‌های کریستال موضعی حرکت می‌کنند. این اثر طبق یک پیشنهاد جدید می‌تواند یک صفحه ابر رسانای نازک را تبدیل به یک بازتابنده موثر امواج گرانشی کند. با تکیه بر این ایده، کواچ طرحی را بررسی کرده است که در آن دو لایه ابر رسانا هر یک به ضخامت چند نانومتر و با فاصله چند میکرومتر از یکدیگر قرار می‌گیرند. او سهم گرانشی نیروی کازیمیر که باعث کشیدن سطوح ابر رسانا به سمت یکدیگر می‌شود را محاسبه کرد و نشان داده است که این سهم می‌تواند با یک مرتبه بزرگی از سهم الکترومغناطیسی بزرگتر باشد. به نظر کواچ، تحقق آزمایشگاهی این طرح می‌تواند راهی برای آزمودن نظریه‌های گرانش کوانتومی و جستجوی گراویتون‌ها (ذرات کوانتومی فرضی که حامل گرانش هستند) ارائه دهد.
☑ پایان
📎 منبع: وبسایت علمی دیپ لوک(با ویرایش ادمین کانال)
🆔 @Physics3p
Forwarded from اتچ بات
.
🌀 گرانش کوانتومی:
قسمت دوم
🔸 در چند دهه ی گذشته تلاش های زیادی برای گریز از بازبهنجارناپذیری در گرانش کوانتومی شده است. برجسته ترین آنها نظریه ی « ابر ریسمان ها» است. این نظریه بر این فرض بنا شده است که کوچکترین چیزی که دنیای فیزیکی از آن ساخته شده است ذرات نیستند، بلکه ریسمان های مرتعشی می باشند که ۲۰^۱۰ بار کوچکتر از هسته ی اتم هستند. مدهای ارتعاشی مختلف این ریسمانها را می توان به ذرات گوناگونی مانند الکترون ها، کوارک ها، نوتریون ها، فوتون ها، گراویتون ها و دیگر ذرات نسبت داد. بین ریسمانها مانند ذرات اندرکنش وجود دارد، اما وقتی فرآیندهایی که شامل حلقه های بسته باشند مورد امتحان قرا گیرند، جواب هایی که بدست می آیند دیگر بی نهایت نیست.
🆔 @Physics3p
🔹 مقیاس انرژی ها در نظریه ریسمانها از مرتبه ی (بخوانید گیگا الکترون ولت) ۱۹^۱۰Gev است. این انرژی ۱۷^۱۰ بار بیشتر از انرژی است که در حال حاظر بزرگترین شتاب دهنده های ذرات می توانند تولید کنند. بنابراین به نظر می رسد که در حال حاضر مشاهده ی ساختار ریسمانی ماده غیر ممکن باشد. فیزیکدانان نظری امید دارند که در حد انرژی های کمتر و قابل دسترس بتوانند نظریه های فیزیکی آشناتر مانند نسبیت عام، الکترومغناطیس، نیروهای ضعیف و قوی هسته ای و ذرات بنیادی آشنا را به عنوان تقریبی از نظریه ریسمانها بیرون بکشند. بنابراین نظریه ابر ریسمان یک توصیف پذیرفته شده از گرانش کوانتومی نیست، بلکه تلاشی برای وحدت نیروها و ذرات بنیادی است که آلبرت اینشتین آرزوی تحقق آن را داشت. اما متاسفانه تاکنون نظریه ریسمانها واحدی وجود ندارد و همچنین حد پایین انرژی واحدی نیز برآورده نشده است.
🔸 برای مدت ها این مسئله مانند یک مانع بزرگ می نمود اما در سال های اخیر یک راهکار ریاضی مجرد با نام « نظریه ی M» ساخته شده است و معلوم شده که این نظریه، نظریات ابر ریسمان گوناگون را در بر می گیرد. هنوز زود است که گفته شود نظریه ی M در نهایت بین گرانش و کوانتوم آشتی ایجاد کند، ولی اگر این نظریه مطابق انتظارات باشد می بایست واقعیت های بنیادی دنیای فیزیک را توضیح دهد. به عنوان مثال فضا- زمان چهار بعدی می باسیت از نظریه بیرون آید، بدون آنکه خودمان آن را به نظریه بیفزاییم. نیروها و ذرات طبیعت نیز می بایست بر اساس خواص کلیدی شان مانند قدرت اندرکنش ها و جرم هایشان توضیح داده شوند. به هر صورت تا زمانی که نتوان در حد انرژی شتاب دهنده های موجود نظریه M را مورد آزمون قرار داد، این نظریه در حد یک تمرین زیبای ریاضی باقی خواهد ماند.
《پایان》
🆔 @Physics3p
🌀 گرانش کوانتومی:
قسمت دوم
🔸 در چند دهه ی گذشته تلاش های زیادی برای گریز از بازبهنجارناپذیری در گرانش کوانتومی شده است. برجسته ترین آنها نظریه ی « ابر ریسمان ها» است. این نظریه بر این فرض بنا شده است که کوچکترین چیزی که دنیای فیزیکی از آن ساخته شده است ذرات نیستند، بلکه ریسمان های مرتعشی می باشند که ۲۰^۱۰ بار کوچکتر از هسته ی اتم هستند. مدهای ارتعاشی مختلف این ریسمانها را می توان به ذرات گوناگونی مانند الکترون ها، کوارک ها، نوتریون ها، فوتون ها، گراویتون ها و دیگر ذرات نسبت داد. بین ریسمانها مانند ذرات اندرکنش وجود دارد، اما وقتی فرآیندهایی که شامل حلقه های بسته باشند مورد امتحان قرا گیرند، جواب هایی که بدست می آیند دیگر بی نهایت نیست.
🆔 @Physics3p
🔹 مقیاس انرژی ها در نظریه ریسمانها از مرتبه ی (بخوانید گیگا الکترون ولت) ۱۹^۱۰Gev است. این انرژی ۱۷^۱۰ بار بیشتر از انرژی است که در حال حاظر بزرگترین شتاب دهنده های ذرات می توانند تولید کنند. بنابراین به نظر می رسد که در حال حاضر مشاهده ی ساختار ریسمانی ماده غیر ممکن باشد. فیزیکدانان نظری امید دارند که در حد انرژی های کمتر و قابل دسترس بتوانند نظریه های فیزیکی آشناتر مانند نسبیت عام، الکترومغناطیس، نیروهای ضعیف و قوی هسته ای و ذرات بنیادی آشنا را به عنوان تقریبی از نظریه ریسمانها بیرون بکشند. بنابراین نظریه ابر ریسمان یک توصیف پذیرفته شده از گرانش کوانتومی نیست، بلکه تلاشی برای وحدت نیروها و ذرات بنیادی است که آلبرت اینشتین آرزوی تحقق آن را داشت. اما متاسفانه تاکنون نظریه ریسمانها واحدی وجود ندارد و همچنین حد پایین انرژی واحدی نیز برآورده نشده است.
🔸 برای مدت ها این مسئله مانند یک مانع بزرگ می نمود اما در سال های اخیر یک راهکار ریاضی مجرد با نام « نظریه ی M» ساخته شده است و معلوم شده که این نظریه، نظریات ابر ریسمان گوناگون را در بر می گیرد. هنوز زود است که گفته شود نظریه ی M در نهایت بین گرانش و کوانتوم آشتی ایجاد کند، ولی اگر این نظریه مطابق انتظارات باشد می بایست واقعیت های بنیادی دنیای فیزیک را توضیح دهد. به عنوان مثال فضا- زمان چهار بعدی می باسیت از نظریه بیرون آید، بدون آنکه خودمان آن را به نظریه بیفزاییم. نیروها و ذرات طبیعت نیز می بایست بر اساس خواص کلیدی شان مانند قدرت اندرکنش ها و جرم هایشان توضیح داده شوند. به هر صورت تا زمانی که نتوان در حد انرژی شتاب دهنده های موجود نظریه M را مورد آزمون قرار داد، این نظریه در حد یک تمرین زیبای ریاضی باقی خواهد ماند.
《پایان》
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎
Forwarded from اتچ بات
.
⚛ الکترودینامیک کوانتومی (QED):
قسمت دوم
برای توصیف اندرکنش ها بین ذرات باردار در الکترودینامیک کوانتومی اگر از راه ریاضیات وارد شویم بسیار پیچیده می شود، چرا که تمام پیشینه هایی که این اندرکنش اتفاق می افتد باید بیان شود. اگر تمام این راه ها را به چهارچوب تبادل ذره اضافه کنیم ریاضیات آن به شدت پیچیده می شود. روش بهتر بیان این امر، تصویر گرافیکی این اندرکنش هاست، برای این منظور ما به نموداری ساده نیاز داریم که تبادل فوتون بین دو فرمیون را به سادگی نشان دهد. این نمودار ها که به “دیاگرام های ریچارد فاینمن” معروف هستند به ابزار های مهمی در نظریه های کوانتوم و میدان های کوانتومی تبدیل شدند، برای درک اینکه این دیاگرام ها چه هستند و چه چیز را به ما نشان می دهند با نمونه ای ساده از آنها کار را شروع می کنیم. (شکل ۱)
🆔 @Physics3p
جهت افقی محور فاصله در فضا را نشان می دهد و جهت رو به بالا گذر زمان را نشان می دهد. خط صاف نیز فرمیون که در این جا الکترون است را نشان می دهد و خط مواج بوزون که در این جا فوتون است را نشان می دهد، همپنین نقطه اتصال خطوط مواج و خطوط صاف نشانگر ساطع شدن بوزون از فرمیون است. از پایین شروع نزدیک شدن به هم اند؛ فوتونی تبادل می کنند و فوتون جذب می شود و الکترون ها از هم دور می شوند. این ساده ترین پیشینه برای نشان دادن اندرکنش بین دو الکترون است ولی موضوع این است که بینهایت از این حالت ها را می توان در نظر گرفت! چند نمونه دیگر از این دیاگرام ها را برای یک اندرکنش مشخص در نمودار زیر می بینید (شکل ۲)
با این که برخی از این نمودار های ممکن است پیچیده به نظر آیند ولی این دیاگرام ها کمک زیادی به ساده شدن نظریه الکترودینامیک کوانتومی کرد. توصیف ریاضی این اندرکنش به این صورت است که احتمال اینکه الکترون ورودی با اندازه حرکت اولیه ای معلوم، با اندازه حرکت نهایی بخصوصی به حرکتشان خاتمه دهند با جمع کردن سهم های هر یک از این دیاگرام های فاینمن بدست می آید. دیاگرام ها کمک زیادی برای تجسم فرایند هایی که نظریه QED پیش بینی می کنند کرد ولی مشکل بزرگی را حل نکرده باقی گذاشت: وقتی شما سهم های بینهایت عدد از این دیاگرام ها که به یک اندرکنش منجر می شوند را جمع می کنید، یک نتیجه بینهایت بدست می آورید! البته اگر مولفه های متوالی در یک جمع با سرعتی کافی کاهش بیابند و سیر نزولی را در پیش بگیرند ممکن است حاصل جمع متناهی بشود. بطور مثال اگر شما اعداد ۳و ۴ و ۱ را جمع کنید عدد ۸ بدست می آید ولی متاسفانه در اینجا این اتفاق نمی افتد!
🆔 @Physics3p
این مشکل این نتیجه را می دهد که الکترون باید دارای جرم و بار یبنهایت باشد که این مساله نیز غیر ممکن است. پس چطور ممکن است که فرایندی که با مشاهدات سازگار است و تجسم فضایی آن نیز منطقی است با چنین مشکل بزرگی از نظر ریاضیات روبرو شود؟ ریچارد فاینمن برای مقابله با این مشکل فرایند “بهنجارش مجدد” را پیشنهاد کرد. این فرایند شامل کم کردن کمیت هایی است که بینهایت و منفی تعریف شده اند، به طریقی که با محاسبه دقیق ریاضی، مجموع مقدار های بینهایت منفی و بینهایت مثبت که در فرضیه بوجود می آیند، تقریبا همدیگر را خنثی می کنند و فقط باقیمانده کوچک و متناهی باقی می ماند، یعنی مقادیر متناهی جرم و بار مشاهده شده. بهنجارش مجدد از نظر ریاضی مشکوک است. چون طبق این فرایند اعداد بدست آمده برای جرم و بار الکترون می توانند هر عدد متنهاهی باشند. اما مزیت این روش این است که فیزیکدانان می توانند بینهایت های منفی را به صورتی که به جواب درست منجر شود انتخاب کنند،اما اشکال این کار این است که جرم و بار الکترون را نمی توان از فرضیه پیش بینی کرد.
در واقع جرم و بار الکترون جزو “عناصر اختیاری”در نظریه ها هستند و هیچ نظریه آنها را پیش بینی نمی کنید و این اعداد بصورت عنصر اختیاری وارد نظریه ها می شوند. البته اگر جرم و بار الکترون را فقط یک بار به این روش ثابت کرده باشیم می توانیم از QED برای پیش بینی های بسیار دقیق دیگری استفاده کنیم که همه شان با دقت بسیار بالایی با مشاهدات همخونی دارند؛ بنابراین بهنجارش مجدد یکی از اجزای اصلی QED است. نسخه کوانتومی نیروی الکترومغناطیس با موفقیت ساخته شد و سه فیزیکدان بنام ریچارد فاینمن، سین‌ایترو تومونوجا و جولیان شوینگر به خاطر خلق نظریه الکترودینامیک کوانتومی موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۶۵ شدند. همچنین برای نیروی هسته ای ضعیف هم نسخه ای به نام کرومودینامیک کوانتومی ساخته شده، اما برای نیروی گرانش این مساله حل نشده باقی مانده است.
《پایان》
🆔 @Physics3p
⚛ الکترودینامیک کوانتومی (QED):
قسمت دوم
برای توصیف اندرکنش ها بین ذرات باردار در الکترودینامیک کوانتومی اگر از راه ریاضیات وارد شویم بسیار پیچیده می شود، چرا که تمام پیشینه هایی که این اندرکنش اتفاق می افتد باید بیان شود. اگر تمام این راه ها را به چهارچوب تبادل ذره اضافه کنیم ریاضیات آن به شدت پیچیده می شود. روش بهتر بیان این امر، تصویر گرافیکی این اندرکنش هاست، برای این منظور ما به نموداری ساده نیاز داریم که تبادل فوتون بین دو فرمیون را به سادگی نشان دهد. این نمودار ها که به “دیاگرام های ریچارد فاینمن” معروف هستند به ابزار های مهمی در نظریه های کوانتوم و میدان های کوانتومی تبدیل شدند، برای درک اینکه این دیاگرام ها چه هستند و چه چیز را به ما نشان می دهند با نمونه ای ساده از آنها کار را شروع می کنیم. (شکل ۱)
🆔 @Physics3p
جهت افقی محور فاصله در فضا را نشان می دهد و جهت رو به بالا گذر زمان را نشان می دهد. خط صاف نیز فرمیون که در این جا الکترون است را نشان می دهد و خط مواج بوزون که در این جا فوتون است را نشان می دهد، همپنین نقطه اتصال خطوط مواج و خطوط صاف نشانگر ساطع شدن بوزون از فرمیون است. از پایین شروع نزدیک شدن به هم اند؛ فوتونی تبادل می کنند و فوتون جذب می شود و الکترون ها از هم دور می شوند. این ساده ترین پیشینه برای نشان دادن اندرکنش بین دو الکترون است ولی موضوع این است که بینهایت از این حالت ها را می توان در نظر گرفت! چند نمونه دیگر از این دیاگرام ها را برای یک اندرکنش مشخص در نمودار زیر می بینید (شکل ۲)
با این که برخی از این نمودار های ممکن است پیچیده به نظر آیند ولی این دیاگرام ها کمک زیادی به ساده شدن نظریه الکترودینامیک کوانتومی کرد. توصیف ریاضی این اندرکنش به این صورت است که احتمال اینکه الکترون ورودی با اندازه حرکت اولیه ای معلوم، با اندازه حرکت نهایی بخصوصی به حرکتشان خاتمه دهند با جمع کردن سهم های هر یک از این دیاگرام های فاینمن بدست می آید. دیاگرام ها کمک زیادی برای تجسم فرایند هایی که نظریه QED پیش بینی می کنند کرد ولی مشکل بزرگی را حل نکرده باقی گذاشت: وقتی شما سهم های بینهایت عدد از این دیاگرام ها که به یک اندرکنش منجر می شوند را جمع می کنید، یک نتیجه بینهایت بدست می آورید! البته اگر مولفه های متوالی در یک جمع با سرعتی کافی کاهش بیابند و سیر نزولی را در پیش بگیرند ممکن است حاصل جمع متناهی بشود. بطور مثال اگر شما اعداد ۳و ۴ و ۱ را جمع کنید عدد ۸ بدست می آید ولی متاسفانه در اینجا این اتفاق نمی افتد!
🆔 @Physics3p
این مشکل این نتیجه را می دهد که الکترون باید دارای جرم و بار یبنهایت باشد که این مساله نیز غیر ممکن است. پس چطور ممکن است که فرایندی که با مشاهدات سازگار است و تجسم فضایی آن نیز منطقی است با چنین مشکل بزرگی از نظر ریاضیات روبرو شود؟ ریچارد فاینمن برای مقابله با این مشکل فرایند “بهنجارش مجدد” را پیشنهاد کرد. این فرایند شامل کم کردن کمیت هایی است که بینهایت و منفی تعریف شده اند، به طریقی که با محاسبه دقیق ریاضی، مجموع مقدار های بینهایت منفی و بینهایت مثبت که در فرضیه بوجود می آیند، تقریبا همدیگر را خنثی می کنند و فقط باقیمانده کوچک و متناهی باقی می ماند، یعنی مقادیر متناهی جرم و بار مشاهده شده. بهنجارش مجدد از نظر ریاضی مشکوک است. چون طبق این فرایند اعداد بدست آمده برای جرم و بار الکترون می توانند هر عدد متنهاهی باشند. اما مزیت این روش این است که فیزیکدانان می توانند بینهایت های منفی را به صورتی که به جواب درست منجر شود انتخاب کنند،اما اشکال این کار این است که جرم و بار الکترون را نمی توان از فرضیه پیش بینی کرد.
در واقع جرم و بار الکترون جزو “عناصر اختیاری”در نظریه ها هستند و هیچ نظریه آنها را پیش بینی نمی کنید و این اعداد بصورت عنصر اختیاری وارد نظریه ها می شوند. البته اگر جرم و بار الکترون را فقط یک بار به این روش ثابت کرده باشیم می توانیم از QED برای پیش بینی های بسیار دقیق دیگری استفاده کنیم که همه شان با دقت بسیار بالایی با مشاهدات همخونی دارند؛ بنابراین بهنجارش مجدد یکی از اجزای اصلی QED است. نسخه کوانتومی نیروی الکترومغناطیس با موفقیت ساخته شد و سه فیزیکدان بنام ریچارد فاینمن، سین‌ایترو تومونوجا و جولیان شوینگر به خاطر خلق نظریه الکترودینامیک کوانتومی موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۶۵ شدند. همچنین برای نیروی هسته ای ضعیف هم نسخه ای به نام کرومودینامیک کوانتومی ساخته شده، اما برای نیروی گرانش این مساله حل نشده باقی مانده است.
《پایان》
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎
سپاسگزار معلمی هستم
که اندیشیدن را به من آموخت،
نه اندیشه‌ها را …
روز معلم بر معلمان و استادان بزرگوار مبارک🌹
🆔 @Physics3p
که اندیشیدن را به من آموخت،
نه اندیشه‌ها را …
روز معلم بر معلمان و استادان بزرگوار مبارک🌹
🆔 @Physics3p
🆔 @Physics3p
⚛ گرانش کوانتومی حلقه:
قسمت ۱
🔸 داستان شکل گیری نظریه گرانش کوانتومی حلقوی به دهه ۱۹۸۰ بازمی گردد. در آن زمان، آبهای آشتکار معادلات نسبیت عام اینشتین را در یک چارچوب کوانتومی بازنویسی کرد. بعدها «اسمولین» و فیزیکدانی به نام «کارلو روولی» از دانشگاه مارسی در فرانسه، ایده آشتکار را بسط داده و کشف کردند که در تصویری که این چارچوب نظری جدید ارائه می دهد، فضا برخلاف تصور، پیوسته نبوده بلکه از بخش هایی مجزا به ابعاد ۱۰ به توان منهای ۳۵ متر تشکیل شده است. بدین ترتیب براساس نظریه گرانش کوانتومی حلقوی، فضا- زمان در واقع شبکه ای است از پیوندهایی که این کوانتوم های فضا را به همدیگر متصل می کنند. از همان آغاز، فیزیکدان ها دریافته بودند که این پیوندها می توانند دور همدیگر پیچیده و ساختارهایی بافته مانند را تشکیل دهند. اما تا پیش از این، کنجکاوی فیزیکدان ها برای درک مفهوم این بافته ها راه به جایی نبرده بود.
🔹 ماجرا به همین روال گذشت تا اینکه «ساندانس بیلسون تامپسون» که یک فیزیکدان نظری در دانشگاه آدلاید در جنوب استرالیا بود وارد صحنه این نمایش شد. هنگامی که او در سال ۲۰۰۴، کار بر روی مساله ای قدیمی در حوزه فیزیک ذرات بنیادی را آغاز کرد عملاً چیز چندانی در مورد گرانش کوانتومی نمی دانست. در آن زمان «بیلسون تامپسون» در تلاش برای درک بهتر ماهیت ذراتی بود که فیزیکدان ها آنها را بنیادی می پنداشتند. ذرات بنیادی، ذراتی هستند که از اجزای بنیادی تری تشکیل نشده اند. او که از تعدد بیش از حد این ذرات در مدل استاندارد ذرات بنیادی سرگشته شده بود، نسبت به بنیادی بودن همگی ذرات مزبور دچار تردید شده بود. به همین دلیل هم برای پاسخ به سوالات خود، در گام اول به سراغ مدل هایی رفت که در دهه ۱۹۷۰ بسط داده شده بودند و بسیاری از ذرات به ظاهر بنیادی را متشکل از ذرات بنیادین دیگری به نام پریون ها می دانستند.
🆔 @Physics3p
🔸 همان گونه که هسته اتم ها از پروتون و نوترون تشکیل شده، این مدل های پریونی نیز ذراتی نظیر الکترون ها، کوارک ها و نوترینوها را که جزء ذرات بنیادی محسوب می شدند، متشکل از ذرات فرضی و بنیادین دیگری می دانستند که حامل بار الکتریکی بوده و با همدیگر برهم کنش داشتند. البته مدل های پریونی نهایتاً با مشکل مواجه شدند چرا که براساس این مدل ها، پریون ها انرژی فوق العاده بیشتری نسبت به ذراتی که خود، جزئی از آن محسوب می شدند، داشتند. این تناقض بزرگ نهایتاً سبب شد محققان، کار بر روی مدل های پریونی را کنار بگذارند. (هرچند این مدل ها به طور کامل به فراموشی سپرده نشدند.)
🔹 اما «بیلسون تامپسون» در مطالعه این مدل های پریونی، رویه ای متفاوت را نسبت به سایرین اتخاذ کرد. او به جای تمرکز بر ویژگی خود این ذرات، بر نحوه برهم کنش مابین آنها متمرکز شد. این رویه از نظر او، رویه یی منطقی بود چرا که آنچه «ویژگی ذرات» نامیده می شود، عملاً حاصل نحوه برهم کنش ذرات مزبور با سایر ذرات و محیط پیرامون است. در واقع او می خواست از طریق شناخت نحوه برهم کنش این ذرات، به ماهیت آنها پی ببرد.
🆔 @Physics3p
🔸 «بیلسون تامپسون» فرض نقطه ای بودن پریون ها را کنار گذاشت و ایده یی را مطرح کرد که براساس آن، پریون ها شکلی نوارمانند داشته و بنابراین دارای طول و عرض بودند. براساس نظریه او، برهم کنش پریون ها با همدیگر همانند پیچیدن نوارها به دور همدیگر بود. بنابراین، گردهم آمدن سه پریون برای تشکیل ذره ای جدید، به معنای تنیده شدن سه نوار در همدیگر و ایجاد بافته مشخصی بود. در این تصویر حتی هریک از نوارهای منفرد نیز ممکن بود در امتداد طولی به دور خود پیچیده و تاب بردارد. هر تاب به لحاظ ریاضی معادل یک سوم بار الکتریکی الکترون بود و مثبت یا منفی بودن این بار نیز به ساعتگرد یا پادساعتگرد بودن تاب مزبور برمی گشت. در مدل «بیلسون تامپسون»، ساده ترین بافته معادل نوترینوی الکترون بود. تصویر آینه ای این بافته نیز پادنوترینوی الکترون را نشان می داد.
🔹 حال اگر هریک از سه نوار این بافته، یک بار در جهت عقربه های ساعت تاب برمی داشتند، بافته دیگری به وجود می آمد که همانند الکترون رفتار می کرد و اگر این تاب ها در خلاف جهت عقربه های ساعت بودند، پوزیترون (پاد الکترون) به دست می آمد. به همین ترتیب مدل «بیلسون تامپسون» قادر بود حتی فوتون ها و بوزون های W و Z را که حاملان نیروی الکترومغناطیسی و ضعیف هستند نیز به وجود آورد. در واقع این نوارهای بافته شده می توانستند تمامی ذرات مختلف مدل استاندارد ذرات بنیادی را ایجاد کنند.
«بیلسون تامپسون» نتیجه تحقیقات خود را منتشر کرد، اما به رغم دستاوردهای قابل توجهی که از این تحقیقات بدست آمده بود، ماهیت خود پریون ها برای او همچنان ناشناخته بود.
🆔 @Physics3p
ادامه دارد...
⚛ گرانش کوانتومی حلقه:
قسمت ۱
🔸 داستان شکل گیری نظریه گرانش کوانتومی حلقوی به دهه ۱۹۸۰ بازمی گردد. در آن زمان، آبهای آشتکار معادلات نسبیت عام اینشتین را در یک چارچوب کوانتومی بازنویسی کرد. بعدها «اسمولین» و فیزیکدانی به نام «کارلو روولی» از دانشگاه مارسی در فرانسه، ایده آشتکار را بسط داده و کشف کردند که در تصویری که این چارچوب نظری جدید ارائه می دهد، فضا برخلاف تصور، پیوسته نبوده بلکه از بخش هایی مجزا به ابعاد ۱۰ به توان منهای ۳۵ متر تشکیل شده است. بدین ترتیب براساس نظریه گرانش کوانتومی حلقوی، فضا- زمان در واقع شبکه ای است از پیوندهایی که این کوانتوم های فضا را به همدیگر متصل می کنند. از همان آغاز، فیزیکدان ها دریافته بودند که این پیوندها می توانند دور همدیگر پیچیده و ساختارهایی بافته مانند را تشکیل دهند. اما تا پیش از این، کنجکاوی فیزیکدان ها برای درک مفهوم این بافته ها راه به جایی نبرده بود.
🔹 ماجرا به همین روال گذشت تا اینکه «ساندانس بیلسون تامپسون» که یک فیزیکدان نظری در دانشگاه آدلاید در جنوب استرالیا بود وارد صحنه این نمایش شد. هنگامی که او در سال ۲۰۰۴، کار بر روی مساله ای قدیمی در حوزه فیزیک ذرات بنیادی را آغاز کرد عملاً چیز چندانی در مورد گرانش کوانتومی نمی دانست. در آن زمان «بیلسون تامپسون» در تلاش برای درک بهتر ماهیت ذراتی بود که فیزیکدان ها آنها را بنیادی می پنداشتند. ذرات بنیادی، ذراتی هستند که از اجزای بنیادی تری تشکیل نشده اند. او که از تعدد بیش از حد این ذرات در مدل استاندارد ذرات بنیادی سرگشته شده بود، نسبت به بنیادی بودن همگی ذرات مزبور دچار تردید شده بود. به همین دلیل هم برای پاسخ به سوالات خود، در گام اول به سراغ مدل هایی رفت که در دهه ۱۹۷۰ بسط داده شده بودند و بسیاری از ذرات به ظاهر بنیادی را متشکل از ذرات بنیادین دیگری به نام پریون ها می دانستند.
🆔 @Physics3p
🔸 همان گونه که هسته اتم ها از پروتون و نوترون تشکیل شده، این مدل های پریونی نیز ذراتی نظیر الکترون ها، کوارک ها و نوترینوها را که جزء ذرات بنیادی محسوب می شدند، متشکل از ذرات فرضی و بنیادین دیگری می دانستند که حامل بار الکتریکی بوده و با همدیگر برهم کنش داشتند. البته مدل های پریونی نهایتاً با مشکل مواجه شدند چرا که براساس این مدل ها، پریون ها انرژی فوق العاده بیشتری نسبت به ذراتی که خود، جزئی از آن محسوب می شدند، داشتند. این تناقض بزرگ نهایتاً سبب شد محققان، کار بر روی مدل های پریونی را کنار بگذارند. (هرچند این مدل ها به طور کامل به فراموشی سپرده نشدند.)
🔹 اما «بیلسون تامپسون» در مطالعه این مدل های پریونی، رویه ای متفاوت را نسبت به سایرین اتخاذ کرد. او به جای تمرکز بر ویژگی خود این ذرات، بر نحوه برهم کنش مابین آنها متمرکز شد. این رویه از نظر او، رویه یی منطقی بود چرا که آنچه «ویژگی ذرات» نامیده می شود، عملاً حاصل نحوه برهم کنش ذرات مزبور با سایر ذرات و محیط پیرامون است. در واقع او می خواست از طریق شناخت نحوه برهم کنش این ذرات، به ماهیت آنها پی ببرد.
🆔 @Physics3p
🔸 «بیلسون تامپسون» فرض نقطه ای بودن پریون ها را کنار گذاشت و ایده یی را مطرح کرد که براساس آن، پریون ها شکلی نوارمانند داشته و بنابراین دارای طول و عرض بودند. براساس نظریه او، برهم کنش پریون ها با همدیگر همانند پیچیدن نوارها به دور همدیگر بود. بنابراین، گردهم آمدن سه پریون برای تشکیل ذره ای جدید، به معنای تنیده شدن سه نوار در همدیگر و ایجاد بافته مشخصی بود. در این تصویر حتی هریک از نوارهای منفرد نیز ممکن بود در امتداد طولی به دور خود پیچیده و تاب بردارد. هر تاب به لحاظ ریاضی معادل یک سوم بار الکتریکی الکترون بود و مثبت یا منفی بودن این بار نیز به ساعتگرد یا پادساعتگرد بودن تاب مزبور برمی گشت. در مدل «بیلسون تامپسون»، ساده ترین بافته معادل نوترینوی الکترون بود. تصویر آینه ای این بافته نیز پادنوترینوی الکترون را نشان می داد.
🔹 حال اگر هریک از سه نوار این بافته، یک بار در جهت عقربه های ساعت تاب برمی داشتند، بافته دیگری به وجود می آمد که همانند الکترون رفتار می کرد و اگر این تاب ها در خلاف جهت عقربه های ساعت بودند، پوزیترون (پاد الکترون) به دست می آمد. به همین ترتیب مدل «بیلسون تامپسون» قادر بود حتی فوتون ها و بوزون های W و Z را که حاملان نیروی الکترومغناطیسی و ضعیف هستند نیز به وجود آورد. در واقع این نوارهای بافته شده می توانستند تمامی ذرات مختلف مدل استاندارد ذرات بنیادی را ایجاد کنند.
«بیلسون تامپسون» نتیجه تحقیقات خود را منتشر کرد، اما به رغم دستاوردهای قابل توجهی که از این تحقیقات بدست آمده بود، ماهیت خود پریون ها برای او همچنان ناشناخته بود.
🆔 @Physics3p
ادامه دارد...
⚛ از نظر فیزیک کوانتوم چطور خود را در آیینه می بینیم؟
اگر چه هر کدام از ما روزی چندبار جلوی آینه می ایستیم و خودمان را تماشا می کنیم؛ اما واقعیت این است که این پدیده در عین آشنابودن، بسیار غریب بوده و توصیف مکانیک کوانتومی پشت آن، هنوز ناشناخته است! زمانیکه نور از آینه منعکس می شود، الکترون های آزاد آینه را می لرزاند، در نتیجه الکترون ها شتابدار می شوند. این شتاب الکترونها، باعث ایجاد کپی تقریباً کاملی از نور تابشی می شود که موجب انعکاس می شود. اکسایتون ها یا همان ذرات برهمکنش نور-ماده (زمانیکه فوتون های نور موقتاً با الکترون های ملکول ها و نیمه رساناها درهم تنیده می شوند) نقش مهی را در این پدیده و پدیده های دیگری مثل فتوسنتز و ارتباطات نوری ایفا می کنند.
🆔 @Physics3p
اگر چه هر کدام از ما روزی چندبار جلوی آینه می ایستیم و خودمان را تماشا می کنیم؛ اما واقعیت این است که این پدیده در عین آشنابودن، بسیار غریب بوده و توصیف مکانیک کوانتومی پشت آن، هنوز ناشناخته است! زمانیکه نور از آینه منعکس می شود، الکترون های آزاد آینه را می لرزاند، در نتیجه الکترون ها شتابدار می شوند. این شتاب الکترونها، باعث ایجاد کپی تقریباً کاملی از نور تابشی می شود که موجب انعکاس می شود. اکسایتون ها یا همان ذرات برهمکنش نور-ماده (زمانیکه فوتون های نور موقتاً با الکترون های ملکول ها و نیمه رساناها درهم تنیده می شوند) نقش مهی را در این پدیده و پدیده های دیگری مثل فتوسنتز و ارتباطات نوری ایفا می کنند.
🆔 @Physics3p
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
⚫️ ماده و انرژی تاریک چیست؟
🔸 در توضیحات ویدئو از نظریه ابرتقارن و ریسمان صحبت می شود اگر اطلاعاتی در این زمینه ندارید "ابرتقارن" و "ریسمان" را در کانال سرچ کنید.
🆔 @Physics3p
🔸 در توضیحات ویدئو از نظریه ابرتقارن و ریسمان صحبت می شود اگر اطلاعاتی در این زمینه ندارید "ابرتقارن" و "ریسمان" را در کانال سرچ کنید.
🆔 @Physics3p
Forwarded from اتچ بات
🆔 @Physics3p
〰مفاهیم پایه نظریه ریسمان〰
قسمت آخر
انواع نظریه ریسمان:
یکی از شاخه های این تئوری به بوزون ها اختصاص داده شده که بوزونیک نام دارد؛ که در آن فقط بوزون ها ایفای نقش می کنند. یعنی فقط بوزون هارا شامل می شود و در آن از فرمیون ها خبری نیست. در این مدل هر دو نوع ریسمان ها یعنی ریسمان های باز و بسته وجود دارد. در این نوع، تاکیون ها که ذراتی فرضی هستند و سرعتی بیش از سرعت نور دارند نقش داند. همچنین این تئوری ذرات فرضی دیگری به نام گاستس یا شبح را پیش بینی می کند. این نوع نظریه ریسمان بیشترین تعداد ابعاد یعنی ۲۶ بعد دارد.
نوع دیگر نظریه ریسمان، ابر ریسمان نام دارد که در آن هر دونوع ذرات یعنی بوزون ها و فرمیون ها وجود دارند که به وسیله ی ابرتقارن به هم ربط داده شده اند و دارای ۱۰ بعد است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، I نام دارد که در آن تاکیون ها نقشی ندارند و دارای هر دونوع ریسمان باز و بسته می باشد. گروه تقارن آن SO (32) است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، IIA نام دارد که دارای ۱۰ بعد، ۹ بعد فضایی و ۱ بعد زمانی است، هر دونوع ذرات یعنی فرمیون ها و بوزون ها در آن نقش دارند ولی فرمیون ها بدون جرم اند و با اسپین دو جهته فرض می شوند. در این نوع فقط ریسمان های بسته وجود دارند.
نوع دیگر نظریه ریسمان، IIB نام دارد که در واقع همان ابر ریسمان است چون در آن فرمیون ها و بوزون ها به وسیله ی ابرتقارن به یکدیگر مربوط شده اند. تعداد ابعاد در این نوع ۱۰ تا می باشد. در آن تاکیون ها نقشی ندارند و فقط دارای ریسمان های بسته است و فرمیون های بدون جرم با اسپین یک جهت را داراست.
نوع دیگر نظریه ریسمان، HO نام دارد که همان ابر ریسمان است و دارای ۱۰ بعد است در ان تاکیون وجود ندارد و فقط ریسمان های بسته نقش دارند و هتروتیک است یعنی میان حرکت ریسمان در جهات مختلف مانند چپ و راست تفاوت وجود دارد. گروه تقارن آن SO (32) است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، HE است که دارای ۱۰ بعد است و ابر ریسمان است یعنی شامل فرمیون ها و بوزون هاست که به وسیله ابرتقارن به هم مرتبط شده اند با این تفاوت که گروه تقارن انها E8×E8 است و در آن تاکیون وجود ندارد این نوع هم مانند قبلی هتروتیک یا اکتشافی است.
《پایان》
قسمت های قبلی را با سرچ "مفاهیم پایه نظریه ریسمان" در کانال مطالعه کنید.
🆔 @Physics3p
منبع: سایت بیگ بنگ (با اندکی تغییرات ادمین)
〰مفاهیم پایه نظریه ریسمان〰
قسمت آخر
انواع نظریه ریسمان:
یکی از شاخه های این تئوری به بوزون ها اختصاص داده شده که بوزونیک نام دارد؛ که در آن فقط بوزون ها ایفای نقش می کنند. یعنی فقط بوزون هارا شامل می شود و در آن از فرمیون ها خبری نیست. در این مدل هر دو نوع ریسمان ها یعنی ریسمان های باز و بسته وجود دارد. در این نوع، تاکیون ها که ذراتی فرضی هستند و سرعتی بیش از سرعت نور دارند نقش داند. همچنین این تئوری ذرات فرضی دیگری به نام گاستس یا شبح را پیش بینی می کند. این نوع نظریه ریسمان بیشترین تعداد ابعاد یعنی ۲۶ بعد دارد.
نوع دیگر نظریه ریسمان، ابر ریسمان نام دارد که در آن هر دونوع ذرات یعنی بوزون ها و فرمیون ها وجود دارند که به وسیله ی ابرتقارن به هم ربط داده شده اند و دارای ۱۰ بعد است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، I نام دارد که در آن تاکیون ها نقشی ندارند و دارای هر دونوع ریسمان باز و بسته می باشد. گروه تقارن آن SO (32) است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، IIA نام دارد که دارای ۱۰ بعد، ۹ بعد فضایی و ۱ بعد زمانی است، هر دونوع ذرات یعنی فرمیون ها و بوزون ها در آن نقش دارند ولی فرمیون ها بدون جرم اند و با اسپین دو جهته فرض می شوند. در این نوع فقط ریسمان های بسته وجود دارند.
نوع دیگر نظریه ریسمان، IIB نام دارد که در واقع همان ابر ریسمان است چون در آن فرمیون ها و بوزون ها به وسیله ی ابرتقارن به یکدیگر مربوط شده اند. تعداد ابعاد در این نوع ۱۰ تا می باشد. در آن تاکیون ها نقشی ندارند و فقط دارای ریسمان های بسته است و فرمیون های بدون جرم با اسپین یک جهت را داراست.
نوع دیگر نظریه ریسمان، HO نام دارد که همان ابر ریسمان است و دارای ۱۰ بعد است در ان تاکیون وجود ندارد و فقط ریسمان های بسته نقش دارند و هتروتیک است یعنی میان حرکت ریسمان در جهات مختلف مانند چپ و راست تفاوت وجود دارد. گروه تقارن آن SO (32) است.
نوع دیگر نظریه ریسمان، HE است که دارای ۱۰ بعد است و ابر ریسمان است یعنی شامل فرمیون ها و بوزون هاست که به وسیله ابرتقارن به هم مرتبط شده اند با این تفاوت که گروه تقارن انها E8×E8 است و در آن تاکیون وجود ندارد این نوع هم مانند قبلی هتروتیک یا اکتشافی است.
《پایان》
قسمت های قبلی را با سرچ "مفاهیم پایه نظریه ریسمان" در کانال مطالعه کنید.
🆔 @Physics3p
منبع: سایت بیگ بنگ (با اندکی تغییرات ادمین)
Telegram
attach 📎
? آیا از مطالب کانال فیزیک کوانتوم راضی هستید و این مطالب برای شما مفید بوده است؟
از ۱ تا ۵ امتیاز دهید
? ۱ کمترین امتیاز و ۵ بیشترین
1⃣ (1)
👍👍11%
2⃣
▫️0%
3⃣ (1)
👍👍11%
4⃣
▫️0%
5⃣ (7)
👍👍👍👍👍👍👍👍78%
🕴 تعدادکل رای ها: 9
از ۱ تا ۵ امتیاز دهید
? ۱ کمترین امتیاز و ۵ بیشترین
1⃣ (1)
👍👍11%
2⃣
▫️0%
3⃣ (1)
👍👍11%
4⃣
▫️0%
5⃣ (7)
👍👍👍👍👍👍👍👍78%
🕴 تعدادکل رای ها: 9
💢افق رویداد سیاهچاله چیست؟
در روز چهارشنبه دهم آوریل ۲۰۱۹، پروژه “تلسکوپ افق رویداد” توانست نتایج خود در خصوص سیاهچاله را منتشر کرد. اما افق رویداد دقیقا چیست؟ افق رویداد سیاهچاله با سرعت گریز آن جرم رابطه دارد؛ سرعتی که برای فرار از چنگال گرانش سیاهچاله لازم است.
هر چقدر یک شخص به سیاهچاله نزدیکتر شود، سرعتی که برای فرار از دست سیاهچاله نیاز دارند، بیشتر می شود. افق رویداد به آستانه پیرامون سیاهچاله اطلاق می شود که سرعت گریز از سرعت نور پیشی می گیرد. بر اساس نظریه نسبیت خاص اینشتین، در فضا هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند.
یعنی افق رویداد سیاهچاله نقطه‌ای است که از آن هیچ چیز یارای بازگشت ندارد. آوی لئوب، مدیر اخترشناسی در دانشگاه هاروارد بیان نمود: «افق رویداد، دیوار غایی زندان است؛ میتوان به آن وارد شد، اما امکان خروج نیست.»
🆔 @Physics3p
در روز چهارشنبه دهم آوریل ۲۰۱۹، پروژه “تلسکوپ افق رویداد” توانست نتایج خود در خصوص سیاهچاله را منتشر کرد. اما افق رویداد دقیقا چیست؟ افق رویداد سیاهچاله با سرعت گریز آن جرم رابطه دارد؛ سرعتی که برای فرار از چنگال گرانش سیاهچاله لازم است.
هر چقدر یک شخص به سیاهچاله نزدیکتر شود، سرعتی که برای فرار از دست سیاهچاله نیاز دارند، بیشتر می شود. افق رویداد به آستانه پیرامون سیاهچاله اطلاق می شود که سرعت گریز از سرعت نور پیشی می گیرد. بر اساس نظریه نسبیت خاص اینشتین، در فضا هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند.
یعنی افق رویداد سیاهچاله نقطه‌ای است که از آن هیچ چیز یارای بازگشت ندارد. آوی لئوب، مدیر اخترشناسی در دانشگاه هاروارد بیان نمود: «افق رویداد، دیوار غایی زندان است؛ میتوان به آن وارد شد، اما امکان خروج نیست.»
🆔 @Physics3p
📚 تله پورت، از تخیل تا واقعیت!
#قسمت_اول
🆔 @Physics3p
🔹تله پورت (Teleportation) که به آن دور فرستی نیز می گویند به تبدیل ماده به انرژی، ارسال آن به مقصد و تبدیل دوباره آن به ماده گفته می شود. با این کار می توان یک شی را با سرعت نور از جایی به جای دیگر منتقل کرد و بدون توجه به محدودیت های فیزیکی بین دو نقطه با تبدیل شی به داده و ارسال داده های آن از نقطه اول به صورت نور و دریافت آن در نقطه دوم(در مدت زمان کوتاهی نسبت به فاصله) دوباره جسم را به وجود آورد. این مفهوم به اندازه ی سفر سریعتر از نور و ماشین زمان بعید به نظر می رسد،اما دور نوردی به تدریج در حال به واقعیت پیوستن در مقیاس های ریز است. کامپیوترهای کوانتومی با تکیه بر اصولی که کار می کنند یک امید بزرگ برای یک جهش رو به جلو در فناوری محاسبات هستند.
🔸تئوری پشت دورنوردی– به شکل دقیق تر دورنوردی کوانتومی– از یک بحث طولانی بین آلبرت اینشتین و نیلز بور پدیدار شد. اینشتین پایه های تئوری کوانتوم را بنا نهاد و پشتیبانی قدرتمند برای آن بود تا اینکه تصادف و احتمالات به صحنه آمد. او زمانی که نسل نوینی از فیزیک دانان روی زمینه ای کار می کردند که بر طبق آن ذرات کوانتومی به وسیله احتمالات کنترل می شوند، رویه‌اش را تغییر داد. او از این مسئله بیزار بود و اظهار میداشت: «تئوری حرف های زیادی می زند، اما در واقع ما را نسبت به مجهولات تئوری قدیمی نزدیک نمی برد. به هر حال، من متقاعد شده ام که او تاس نمی اندازد.»
🔹به عنوان یک پیامد، اینشتین برای سال ها بور را با چالش هایی در مورد اعتبار فیزیک کوانتومی سرزنش می کرد. آخرین و بزرگترین این حمله ها در سال ۱۹۳۵ با یک مقاله بود که توسط اینشتین و دو تن از همکارانش، پودالسکی و روزن نوشته شد که با مخفف EPR شناخته می شود. این مقاله ثابت کرد که یا تئوری کوانتوم نادرست است یا اینکه آن ظاهرا غیر ممکن را ممکن می سازد. آزمایش EPRنشان داد که در آن باید امکان پذیر باشد که یک جفت ذره کوانتومی را در حالتی ایجاد کرد که با عنوان درهم‌تنیدگی شناخته می شود.
🔸درهم‌تنیدگی حالتی است که این ذرات می توانند جدا از یکدیگر در جهات مخالف هم در جهان باشند و تغییری در یکی بلافاصله در دیگری باز تابیده شود. به هر راهی بود آنها توانستند به صورت آنی ارتباط برقرار کنند. اینشتین فکر می‌کرد که توانسته است یک شکاف در تئوری کوانتوم پیدا کند، اما در عوض یکی از جالب توجه ترین توانایی های ذرات کوانتومی را برجسته کرد. علاوه بر این، آزمایش‌ها مرتبا نشان دادند که درهم‌تنیدگی در حقیقت وجود دارد.
🔹برای عامه مردم این‌گونه به نظر می رسد که درهم‌تنیدگی می تواند برای ارسال آنی پیام از یک سوی کیهان به سوی دیگر مورد استفاده قرار گیرد, اما این‌گونه نیست. اطلاعاتی که درهم‌تنیده می شوند و قادر به ارتباط برقرار کردن هستند تصادفی بوده و غیرممکن است که کنترل شوند.
🔸برای دورنوردی موفقیت آمیز یک شی، دستگاه دورنورد باید یک کپی دقیق از آن در حد حالت کوانتومی هر ذره اش ایجاد کند. اگر این‌گونه نباشد،نسخه ی دورنوردی شده کاملا متفاوت خواهد بود.به هرحال، حتی اگر ما بتوانیم یک کپی دقیق از یک شی را ایجاد کنیم، غیر ممکن است که حالت کوانتومی ذره را بدون دگرگون کردنش کشف کنیم.این بدین معناست که غیر ممکن است که یک کپی کامل از یک ذره ی کوانتومی را برای تولید دوقلوهای یکسان ایجاد کرد – چیزی که در سال ۱۹۸۰ توسط دو فیزیکدان به صورت ریاضیاتی اثبات شد. به هر حال روزنه ای وجود دارد. آن امکان پذیر است که ویژگی ها را از یک ذره به ذره ای دیگر انتقال دهیم، به شرط آنکه مقادیر هرگز آشکار نشوند که این بدین معناست که ذره ی اصلی تا انتهای کار درهم آمیخته باشد.
🔹درهم‌تنیدگی مکانیزم مورد نیاز برای اینکه این کار را فراهم می کند، این ایده در نشستی در مونترآل در سال ۱۹۹۳ مطرح شد. چارلز بنت یک پژوهشگر درIBM پیشنهاد کرد که یک جفت از ذرات درهم‌تنیده می توانند یک کانال ارتباطی بنیادی پنهان را فراهم کند. همان‌گونه که گیلس، برگزار کننده ی این رویداد توضیح داد: «بعد از دو ساعت آشفتگی فکری پاسخ دورنوردی از آب درآمد، درواقع آن کاملا ناگهانی بود.»
ادامه دارد....
🆔 @Physics3p
#قسمت_اول
🆔 @Physics3p
🔹تله پورت (Teleportation) که به آن دور فرستی نیز می گویند به تبدیل ماده به انرژی، ارسال آن به مقصد و تبدیل دوباره آن به ماده گفته می شود. با این کار می توان یک شی را با سرعت نور از جایی به جای دیگر منتقل کرد و بدون توجه به محدودیت های فیزیکی بین دو نقطه با تبدیل شی به داده و ارسال داده های آن از نقطه اول به صورت نور و دریافت آن در نقطه دوم(در مدت زمان کوتاهی نسبت به فاصله) دوباره جسم را به وجود آورد. این مفهوم به اندازه ی سفر سریعتر از نور و ماشین زمان بعید به نظر می رسد،اما دور نوردی به تدریج در حال به واقعیت پیوستن در مقیاس های ریز است. کامپیوترهای کوانتومی با تکیه بر اصولی که کار می کنند یک امید بزرگ برای یک جهش رو به جلو در فناوری محاسبات هستند.
🔸تئوری پشت دورنوردی– به شکل دقیق تر دورنوردی کوانتومی– از یک بحث طولانی بین آلبرت اینشتین و نیلز بور پدیدار شد. اینشتین پایه های تئوری کوانتوم را بنا نهاد و پشتیبانی قدرتمند برای آن بود تا اینکه تصادف و احتمالات به صحنه آمد. او زمانی که نسل نوینی از فیزیک دانان روی زمینه ای کار می کردند که بر طبق آن ذرات کوانتومی به وسیله احتمالات کنترل می شوند، رویه‌اش را تغییر داد. او از این مسئله بیزار بود و اظهار میداشت: «تئوری حرف های زیادی می زند، اما در واقع ما را نسبت به مجهولات تئوری قدیمی نزدیک نمی برد. به هر حال، من متقاعد شده ام که او تاس نمی اندازد.»
🔹به عنوان یک پیامد، اینشتین برای سال ها بور را با چالش هایی در مورد اعتبار فیزیک کوانتومی سرزنش می کرد. آخرین و بزرگترین این حمله ها در سال ۱۹۳۵ با یک مقاله بود که توسط اینشتین و دو تن از همکارانش، پودالسکی و روزن نوشته شد که با مخفف EPR شناخته می شود. این مقاله ثابت کرد که یا تئوری کوانتوم نادرست است یا اینکه آن ظاهرا غیر ممکن را ممکن می سازد. آزمایش EPRنشان داد که در آن باید امکان پذیر باشد که یک جفت ذره کوانتومی را در حالتی ایجاد کرد که با عنوان درهم‌تنیدگی شناخته می شود.
🔸درهم‌تنیدگی حالتی است که این ذرات می توانند جدا از یکدیگر در جهات مخالف هم در جهان باشند و تغییری در یکی بلافاصله در دیگری باز تابیده شود. به هر راهی بود آنها توانستند به صورت آنی ارتباط برقرار کنند. اینشتین فکر می‌کرد که توانسته است یک شکاف در تئوری کوانتوم پیدا کند، اما در عوض یکی از جالب توجه ترین توانایی های ذرات کوانتومی را برجسته کرد. علاوه بر این، آزمایش‌ها مرتبا نشان دادند که درهم‌تنیدگی در حقیقت وجود دارد.
🔹برای عامه مردم این‌گونه به نظر می رسد که درهم‌تنیدگی می تواند برای ارسال آنی پیام از یک سوی کیهان به سوی دیگر مورد استفاده قرار گیرد, اما این‌گونه نیست. اطلاعاتی که درهم‌تنیده می شوند و قادر به ارتباط برقرار کردن هستند تصادفی بوده و غیرممکن است که کنترل شوند.
🔸برای دورنوردی موفقیت آمیز یک شی، دستگاه دورنورد باید یک کپی دقیق از آن در حد حالت کوانتومی هر ذره اش ایجاد کند. اگر این‌گونه نباشد،نسخه ی دورنوردی شده کاملا متفاوت خواهد بود.به هرحال، حتی اگر ما بتوانیم یک کپی دقیق از یک شی را ایجاد کنیم، غیر ممکن است که حالت کوانتومی ذره را بدون دگرگون کردنش کشف کنیم.این بدین معناست که غیر ممکن است که یک کپی کامل از یک ذره ی کوانتومی را برای تولید دوقلوهای یکسان ایجاد کرد – چیزی که در سال ۱۹۸۰ توسط دو فیزیکدان به صورت ریاضیاتی اثبات شد. به هر حال روزنه ای وجود دارد. آن امکان پذیر است که ویژگی ها را از یک ذره به ذره ای دیگر انتقال دهیم، به شرط آنکه مقادیر هرگز آشکار نشوند که این بدین معناست که ذره ی اصلی تا انتهای کار درهم آمیخته باشد.
🔹درهم‌تنیدگی مکانیزم مورد نیاز برای اینکه این کار را فراهم می کند، این ایده در نشستی در مونترآل در سال ۱۹۹۳ مطرح شد. چارلز بنت یک پژوهشگر درIBM پیشنهاد کرد که یک جفت از ذرات درهم‌تنیده می توانند یک کانال ارتباطی بنیادی پنهان را فراهم کند. همان‌گونه که گیلس، برگزار کننده ی این رویداد توضیح داد: «بعد از دو ساعت آشفتگی فکری پاسخ دورنوردی از آب درآمد، درواقع آن کاملا ناگهانی بود.»
ادامه دارد....
🆔 @Physics3p
📚 تله پورت، از تخیل تا واقعیت!
#قسمت_دوم
🆔 @Physics3p
🔸انجام دورنوردی کوانتومی نیازمند استفاده از سه ذره است. ما با یک جفت ذره ی درهم‌تنیده شروع می کنیم، یکی را روی فرستنده نگه می داریم و دیگری را به گیرنده می فرستیم، در واقع ذره ی سوم همانی است که دورنوردی می شود. او وارد واکنش با ذره ی درهم‌تنیده ی اول می شود، بی درنگ دگرگونی های مشاهده نشده ای در شریک درهم‌تنیده در انتهای گیرنده ایجاد می شود. سپس فرستنده اندازه گیری هایی را روی دو ذره ی خود انجام می دهد.این فرآیند اطلاعات را آشکار می سازد و داده ها با ارتباطات متداول برای ذره دوردست فرستاده می شوند. نتیجه: ذره ی درهم‌تنیده ی دوردست در همان حالت منبع قرار می گیرد. این‌گونه یک ذره به طور موثری از A به B فرستاده شده است. تنها چهار سال بعد بود که آنتونگر و فرانسسکو دی مارتینی بخشی از دورنوردی را نشان دادند، قطبش یک فوتون را به دیگری انتقال دادند. [قطبش یکی از ویژگی های امواج است که جهت نوسان را نشان می دهد.]
🔹در سال ۲۰۰۴ تسایلینگر قطبش فوتون منبع را از میان رودخانه ی دانوب دورنوردی کرد، فوتون درهم‌تنیده را در یک کابل فیبر نوری در زیر رودخانه از میان فاضلاب ها فرستادند و اطلاعات قراردادی را به وسیله امواج مایکروویو از میان رودخانه به طول ۶۰۰ متر فرستادند. بعد از همه ی اینها ممکن است این‌گونه به نظر برسد که دورنوردی فوتون ها بی ربط است زیرا اینکه نور را از مکانی با سرعت بالا به مکانی دیگر فرستاد، مشکل نیست. اما اصول می توانند در مورد ذرات کوانتومی ماده به خوبی به کار برده شوند و دورنوردی فوتون ها نخستین گام پشتیبانی از یک کامپیوتر کوانتومی است که از حالت های ذره‌های کوانتومی به عنوان «کیوبیت»استفاده می کند. کیوبیت واحد پایه ای پردازش کوانتومی و می توان گفت برابر کوانتومی بیت ها در کامپیوترهای معمولی است.
🔸دکتر رونالد هنسون از دانشگاه صنعتی دلفت می گوید: « دورنوردی کوانتومی تنها روشی است که ما می شناسیم که به وسیله ی آن می توانیم اطلاعات کوانتومی را به شکل مطمئنی در فواصل طولانی انتقال دهیم.» با گذشت ۱۰ سال از زمان آزمایش دانوب، بیشتر کوشش ها به سمت دورنوردی های کوانتومی بزرگ و قابل تکرار رفته و فرآیند از فوتون ها به اتم ها تعمیم داده شده است. بدون دورنوردی کوانتومی، رایانش کوانتومی نیز نخواهد بود که امکان محاسبات کارآمدی را ارائه می دهد که کامپیوترها معمولی برای تکمیل آن به زمانی به اندازه ی عمر کیهان نیاز دارند.
🔹در سال ۲۰۰۹ یک گروه از موسسه کوانتومی جوینت در دانشگاه مریلند و دانشگاه میشیگان یک حالت کوانتومی را از یک اتم به اتمی دیگر در یک متری اش دورنوردی کرد و این کار در ۹۰ درصد موارد موفقیت آمیز بود. کار اصلی مریلند امسال در دانشگاه دلفت انجام شد. دورنوردی ویژگی که«اسپین» نام دارد بین الکترون ها در فاصله ی سه متری با نرخ موفقیت ۱۰۰ درصد. این الکترون ها درون الماس به دام انداخته شده بودند، یک الماس خالص یک شبکه (ساختاری سه بعدی) کامل از اتم های کربن است، اما با ترکیب کردن نیتروژن به عنوان ناخالصی در شبکه شکاف هایی ایجاد می شود که در پی آن یک الکترون به دام افتاده می‌تواند به عنوان یک کیوبیت عمل کند. این یک گام مهم دیگر بود برای اینکه دورنوردی کانالی ارتباطی برای یک کامپیوتر کوانتومی کاربردی شود.دکتر هنسون توضیح داد: « آزمایش ما اولین آزمایشی است که دورنوردی را بین دو تراشه حالت جامد نشان می دهد. از آن جایی که ما باور داریم که اینترنت کوانتومی ترکیبی است از گره هایی که از تراشه های کامپیوتری کوانتومی ساخته شده اند،این شاهکار بسیار مهم است.»
🔸در همین زمان دیگران محدوده را توسعه دادند, با رکورد فعلی ۱۴۳ کیلومتر که به وسیله ی تسایلینگر کسب شده است. یک ماهواره چینی که در سال ۲۰۱۶ پرتاب می شود آزمایش‌های ارتباطات کوانتومی را برای جستجوی احتمالات برای بررسی درهم‌تنیدگی و دورنوردی بین فضا و زمین همراه خود حمل می کند که نخستین گام اساسی برای ساخت اینترنت کوانتومی خواهد بود.
🔹چنین به نظر می رسد که این آزمایش‌ها ارسال سه متری دلفت را کاملا در حاشیه قرار دهند، اما محدوده ی نرخ موفقیت آن ها تنها حدود ۱ در ۱۰۰۰ است. همین امر این روش را برای وظایف محاسباتی دنیای واقعی که بر دقت و درستی تکیه دارد غیر عملی می سازد و روش دلفت را در قله قرار می دهد، دکتر هنسون توضیح می دهد: « ما می دانیم زمانی که درهم‌تنیدگی را بدون تباه کردن آن ایجاد کنیم از این راه می توانیم از درهم‌تنیدگی در آزمایش بعدی برای دورنوردی استفاده کنیم که هر بار کار کند.»
ادامه دارد...
🆔 @Physics3p
#قسمت_دوم
🆔 @Physics3p
🔸انجام دورنوردی کوانتومی نیازمند استفاده از سه ذره است. ما با یک جفت ذره ی درهم‌تنیده شروع می کنیم، یکی را روی فرستنده نگه می داریم و دیگری را به گیرنده می فرستیم، در واقع ذره ی سوم همانی است که دورنوردی می شود. او وارد واکنش با ذره ی درهم‌تنیده ی اول می شود، بی درنگ دگرگونی های مشاهده نشده ای در شریک درهم‌تنیده در انتهای گیرنده ایجاد می شود. سپس فرستنده اندازه گیری هایی را روی دو ذره ی خود انجام می دهد.این فرآیند اطلاعات را آشکار می سازد و داده ها با ارتباطات متداول برای ذره دوردست فرستاده می شوند. نتیجه: ذره ی درهم‌تنیده ی دوردست در همان حالت منبع قرار می گیرد. این‌گونه یک ذره به طور موثری از A به B فرستاده شده است. تنها چهار سال بعد بود که آنتونگر و فرانسسکو دی مارتینی بخشی از دورنوردی را نشان دادند، قطبش یک فوتون را به دیگری انتقال دادند. [قطبش یکی از ویژگی های امواج است که جهت نوسان را نشان می دهد.]
🔹در سال ۲۰۰۴ تسایلینگر قطبش فوتون منبع را از میان رودخانه ی دانوب دورنوردی کرد، فوتون درهم‌تنیده را در یک کابل فیبر نوری در زیر رودخانه از میان فاضلاب ها فرستادند و اطلاعات قراردادی را به وسیله امواج مایکروویو از میان رودخانه به طول ۶۰۰ متر فرستادند. بعد از همه ی اینها ممکن است این‌گونه به نظر برسد که دورنوردی فوتون ها بی ربط است زیرا اینکه نور را از مکانی با سرعت بالا به مکانی دیگر فرستاد، مشکل نیست. اما اصول می توانند در مورد ذرات کوانتومی ماده به خوبی به کار برده شوند و دورنوردی فوتون ها نخستین گام پشتیبانی از یک کامپیوتر کوانتومی است که از حالت های ذره‌های کوانتومی به عنوان «کیوبیت»استفاده می کند. کیوبیت واحد پایه ای پردازش کوانتومی و می توان گفت برابر کوانتومی بیت ها در کامپیوترهای معمولی است.
🔸دکتر رونالد هنسون از دانشگاه صنعتی دلفت می گوید: « دورنوردی کوانتومی تنها روشی است که ما می شناسیم که به وسیله ی آن می توانیم اطلاعات کوانتومی را به شکل مطمئنی در فواصل طولانی انتقال دهیم.» با گذشت ۱۰ سال از زمان آزمایش دانوب، بیشتر کوشش ها به سمت دورنوردی های کوانتومی بزرگ و قابل تکرار رفته و فرآیند از فوتون ها به اتم ها تعمیم داده شده است. بدون دورنوردی کوانتومی، رایانش کوانتومی نیز نخواهد بود که امکان محاسبات کارآمدی را ارائه می دهد که کامپیوترها معمولی برای تکمیل آن به زمانی به اندازه ی عمر کیهان نیاز دارند.
🔹در سال ۲۰۰۹ یک گروه از موسسه کوانتومی جوینت در دانشگاه مریلند و دانشگاه میشیگان یک حالت کوانتومی را از یک اتم به اتمی دیگر در یک متری اش دورنوردی کرد و این کار در ۹۰ درصد موارد موفقیت آمیز بود. کار اصلی مریلند امسال در دانشگاه دلفت انجام شد. دورنوردی ویژگی که«اسپین» نام دارد بین الکترون ها در فاصله ی سه متری با نرخ موفقیت ۱۰۰ درصد. این الکترون ها درون الماس به دام انداخته شده بودند، یک الماس خالص یک شبکه (ساختاری سه بعدی) کامل از اتم های کربن است، اما با ترکیب کردن نیتروژن به عنوان ناخالصی در شبکه شکاف هایی ایجاد می شود که در پی آن یک الکترون به دام افتاده می‌تواند به عنوان یک کیوبیت عمل کند. این یک گام مهم دیگر بود برای اینکه دورنوردی کانالی ارتباطی برای یک کامپیوتر کوانتومی کاربردی شود.دکتر هنسون توضیح داد: « آزمایش ما اولین آزمایشی است که دورنوردی را بین دو تراشه حالت جامد نشان می دهد. از آن جایی که ما باور داریم که اینترنت کوانتومی ترکیبی است از گره هایی که از تراشه های کامپیوتری کوانتومی ساخته شده اند،این شاهکار بسیار مهم است.»
🔸در همین زمان دیگران محدوده را توسعه دادند, با رکورد فعلی ۱۴۳ کیلومتر که به وسیله ی تسایلینگر کسب شده است. یک ماهواره چینی که در سال ۲۰۱۶ پرتاب می شود آزمایش‌های ارتباطات کوانتومی را برای جستجوی احتمالات برای بررسی درهم‌تنیدگی و دورنوردی بین فضا و زمین همراه خود حمل می کند که نخستین گام اساسی برای ساخت اینترنت کوانتومی خواهد بود.
🔹چنین به نظر می رسد که این آزمایش‌ها ارسال سه متری دلفت را کاملا در حاشیه قرار دهند، اما محدوده ی نرخ موفقیت آن ها تنها حدود ۱ در ۱۰۰۰ است. همین امر این روش را برای وظایف محاسباتی دنیای واقعی که بر دقت و درستی تکیه دارد غیر عملی می سازد و روش دلفت را در قله قرار می دهد، دکتر هنسون توضیح می دهد: « ما می دانیم زمانی که درهم‌تنیدگی را بدون تباه کردن آن ایجاد کنیم از این راه می توانیم از درهم‌تنیدگی در آزمایش بعدی برای دورنوردی استفاده کنیم که هر بار کار کند.»
ادامه دارد...
🆔 @Physics3p
❤1
📚 تله پورت، از تخیل تا واقعیت!
#قسمت_سوم
🆔 @Physics3p
🔸راه زیادی برای پیمودن مانده است. آن‌گونه که کریس مونرو از تیم میشیگان اظهار داشت، هر دو آزمایش‌های میشیگان و دلفت یک ایراد دارند. او توضیح می دهد:« آنها به طرز ناراحت کننده ای آهسته هستند: یک کیوبیت موفقیت آمیز در هر پنج دقیقه یا بیشتر اتفاق می‌افتد. احتمال موفقیت تولید درهم‌تنیدگی در هر دو آزمایش بسیار کم بود،در حدود یک در ۱۰ میلیون و این یعنی هیچ راهی برای افزایش آن ها برای دورنوردی سیستم های بزرگتر نیست.» به هر حال گروه مونرو برای تسریع دورنوردی با ضریب ۵۰۰۰ مدیریت شده که فرآیند را مقداری به یک راه حل عملی نزدیک تر می کند.
💢 سرویس مخفی
🔹ارتش ایالات متحده در حال توسعه ی یک سیستم ارتباطی کوانتومی برای ارسال پیام های محرمانه است. شکل اولیه روش، از راه ایجاد فوتون هایی برای حمل اطلاعات و سپس اجازه دادن به آنها برای واکنش با جفت فوتون های درهم‌تنیده میباشد، با نیمی از آن ها که به گیرنده گسیل شده اند. هر کوششی برای اینکه جلوی فوتون ها را در بین راه بگیرند به وسیله ی منحرف شدن درهم‌تنیدگی حساس، آشکار می شود. چالش پیش روی ان ارتش ایالات متحده به حداقل رساندن صدمات وارده به فوتونها در زمان گذر از میان آشفتگی میدان جنگ است. به نظر می رسد که دورنوردی برای رایانه های کوانتومی به زودی امکان پذیر باشد. اما آیا ما می توانیم زمانی یک جسم فیزیکی قابل لمس را دورنوردی کنیم؟
🔸در مورد یک انسان به نظر ناممکن می رسد و کریس مونرو اظهار داشت که حتی یک مولکول بزرگ تنها نیز یک چالش مهم ارائه می دهد. او می گوید:« اگر شما علاقمند به دورنوردی حالت یک مولکول DNA هستید, درجات زیادی از آزادی وجود دارد و پیکربندی های ممکن زیادی که بسیار مشکل میتوان تصور کرد که این به زودی انجام گیرد.» به عنوان نمونه برای یک فرد آیا شما می توانید ذرات را به صورت فیزیکی ارسال کنید اما ساختارها را برای ساختن آن دورنوردی کنید؟
🔹مونرو می گوید:« زمانی که کاپیتان کرک (کاپیتان سفینه اینترپرایز در مجموعه تلویزیونی پیشتازان فضا) از سیاره به سفینه ی اینترپرایز دورنوردی میشد, حتی یک اتم هم از بدنش سفر نکرد. در رسیدن پوسته تمام اتم هایی که او را می سازند بایستی پیش تر در آن جا باشند و تنها چیزی که حمل می شود پیکربندی دقیق و اطلاعات کوانتومی رمزنگاری شده بین تمام اتم های اوست. من نمی دانم که زیرلایه‌ی کاپیتان کرک چه شکلی خواهد بود اما گمان نمی کنم که خوش نما باشد.»
ممکن نیست که ما به این زودی ها کسی را دورنگاری کنیم! اما حداقل دورنوردی کوانتومی ما را یک گام بزرگ به رایانه های کوانتومی قابل استفاده نزدیکتر کرد!
☑ پایان.
📎 منبع: سایت علمی بیگ بنگ
🆔 @Physics3p
#قسمت_سوم
🆔 @Physics3p
🔸راه زیادی برای پیمودن مانده است. آن‌گونه که کریس مونرو از تیم میشیگان اظهار داشت، هر دو آزمایش‌های میشیگان و دلفت یک ایراد دارند. او توضیح می دهد:« آنها به طرز ناراحت کننده ای آهسته هستند: یک کیوبیت موفقیت آمیز در هر پنج دقیقه یا بیشتر اتفاق می‌افتد. احتمال موفقیت تولید درهم‌تنیدگی در هر دو آزمایش بسیار کم بود،در حدود یک در ۱۰ میلیون و این یعنی هیچ راهی برای افزایش آن ها برای دورنوردی سیستم های بزرگتر نیست.» به هر حال گروه مونرو برای تسریع دورنوردی با ضریب ۵۰۰۰ مدیریت شده که فرآیند را مقداری به یک راه حل عملی نزدیک تر می کند.
💢 سرویس مخفی
🔹ارتش ایالات متحده در حال توسعه ی یک سیستم ارتباطی کوانتومی برای ارسال پیام های محرمانه است. شکل اولیه روش، از راه ایجاد فوتون هایی برای حمل اطلاعات و سپس اجازه دادن به آنها برای واکنش با جفت فوتون های درهم‌تنیده میباشد، با نیمی از آن ها که به گیرنده گسیل شده اند. هر کوششی برای اینکه جلوی فوتون ها را در بین راه بگیرند به وسیله ی منحرف شدن درهم‌تنیدگی حساس، آشکار می شود. چالش پیش روی ان ارتش ایالات متحده به حداقل رساندن صدمات وارده به فوتونها در زمان گذر از میان آشفتگی میدان جنگ است. به نظر می رسد که دورنوردی برای رایانه های کوانتومی به زودی امکان پذیر باشد. اما آیا ما می توانیم زمانی یک جسم فیزیکی قابل لمس را دورنوردی کنیم؟
🔸در مورد یک انسان به نظر ناممکن می رسد و کریس مونرو اظهار داشت که حتی یک مولکول بزرگ تنها نیز یک چالش مهم ارائه می دهد. او می گوید:« اگر شما علاقمند به دورنوردی حالت یک مولکول DNA هستید, درجات زیادی از آزادی وجود دارد و پیکربندی های ممکن زیادی که بسیار مشکل میتوان تصور کرد که این به زودی انجام گیرد.» به عنوان نمونه برای یک فرد آیا شما می توانید ذرات را به صورت فیزیکی ارسال کنید اما ساختارها را برای ساختن آن دورنوردی کنید؟
🔹مونرو می گوید:« زمانی که کاپیتان کرک (کاپیتان سفینه اینترپرایز در مجموعه تلویزیونی پیشتازان فضا) از سیاره به سفینه ی اینترپرایز دورنوردی میشد, حتی یک اتم هم از بدنش سفر نکرد. در رسیدن پوسته تمام اتم هایی که او را می سازند بایستی پیش تر در آن جا باشند و تنها چیزی که حمل می شود پیکربندی دقیق و اطلاعات کوانتومی رمزنگاری شده بین تمام اتم های اوست. من نمی دانم که زیرلایه‌ی کاپیتان کرک چه شکلی خواهد بود اما گمان نمی کنم که خوش نما باشد.»
ممکن نیست که ما به این زودی ها کسی را دورنگاری کنیم! اما حداقل دورنوردی کوانتومی ما را یک گام بزرگ به رایانه های کوانتومی قابل استفاده نزدیکتر کرد!
☑ پایان.
📎 منبع: سایت علمی بیگ بنگ
🆔 @Physics3p
🔺 نوترینو
✔نوترینوها از عجیب‌ترین و اسرارآمیزترین فرمیون‌های بنیادی از ۱۲ ذره‌ی بنیادی کشف شده تا به‌امروز، در کیهان هستند. نوترینوها با سایر مواد واکنش‌پذیری بسیار کمی دارند و می‌توانند از بین ذرات به راحتی عبور کنند. نوترینوها از سوی ستاره‌های دیگر در تمامی جهات ساطع می‌شوند و از یک سمت وارد سیاره‌ی زمین و از سمت دیگر بدون کوچکترین مانعی، خارج می‌شوند.
✔ایده‌ی نوترینو از زمانی به وجود آمد که ولفگانگ پائولی چاره‌ای برای حفظ قانون پایستگی انرژی در تولید ذرات بتا اندیشید. پائولی هنگامی که برای نخستین بار تئوری خود را ارائه داد، نوترون هنوز کشف نشده بود. ولفگانگ پائولی در سال 1930، برای نخستین بار این ذرات را پیش‌بینی کرده بود. در آن زمان آزمایش‌هایی که روی واپاشی هسته‌ای بتا انجام شده بود با قانون پایستگی انرژی و تکانه، تناقض داشت.
✔او معتقد بود که در این آزمایش، ذره‌ای مرموز تولید می‌شود که بدون برهمکنش با دستگاه‌های آشکارساز، مقداری از انرژی و تکانه‌ی واکنش را با خود می‌برد.
🆔 @Physics3p
✔نوترینوها از عجیب‌ترین و اسرارآمیزترین فرمیون‌های بنیادی از ۱۲ ذره‌ی بنیادی کشف شده تا به‌امروز، در کیهان هستند. نوترینوها با سایر مواد واکنش‌پذیری بسیار کمی دارند و می‌توانند از بین ذرات به راحتی عبور کنند. نوترینوها از سوی ستاره‌های دیگر در تمامی جهات ساطع می‌شوند و از یک سمت وارد سیاره‌ی زمین و از سمت دیگر بدون کوچکترین مانعی، خارج می‌شوند.
✔ایده‌ی نوترینو از زمانی به وجود آمد که ولفگانگ پائولی چاره‌ای برای حفظ قانون پایستگی انرژی در تولید ذرات بتا اندیشید. پائولی هنگامی که برای نخستین بار تئوری خود را ارائه داد، نوترون هنوز کشف نشده بود. ولفگانگ پائولی در سال 1930، برای نخستین بار این ذرات را پیش‌بینی کرده بود. در آن زمان آزمایش‌هایی که روی واپاشی هسته‌ای بتا انجام شده بود با قانون پایستگی انرژی و تکانه، تناقض داشت.
✔او معتقد بود که در این آزمایش، ذره‌ای مرموز تولید می‌شود که بدون برهمکنش با دستگاه‌های آشکارساز، مقداری از انرژی و تکانه‌ی واکنش را با خود می‌برد.
🆔 @Physics3p
🔻 نوترینو
✔ نور حدود 100 هزار سال در راه است تا از مرکز به سطح خورشید برسد اما نوترینو طی 2 ثانیه به سطح خورشید می رسد؛ زيرا فوتونها در گير برهمكنش ميشوند اما نوترینو برهمکنش بسیار ضعیفی دارد.
✔درواقع بیش از ۹۹ درصد انرژی خارق‌العاده‌ی انفجارهای کیهانی توسط نوترینوها حمل می‌شود. امروزه می‌دانیم که نوترینو، یکی از فراوان‌ترین ذرات جهان است به طوری‌که در هر پروتون، حدود یک میلیارد نوترینو در جهان وجود دارد. نوترینوها ذراتی هستند که به‌ندرت با دیگر ذرات از جمله ماده، وارد برهمکنش می‌شوند.
✔آنها سه نوع هستند که با نام الکترون، میون و تاو شناخته می‌شوند. برندگان نوبل سال ۲۰۱۵، نشان دادند که وقتی نوترینوها با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند، می‌توانند تغییر نوع بدهند و مثلا از الکترون تبدیل به میون شوند. نوترینوها برخلاف چیزی که قبل از آن تصور میشد، کاملا فاقد جرم نیستند.
🆔 @Physics3p
✔ نور حدود 100 هزار سال در راه است تا از مرکز به سطح خورشید برسد اما نوترینو طی 2 ثانیه به سطح خورشید می رسد؛ زيرا فوتونها در گير برهمكنش ميشوند اما نوترینو برهمکنش بسیار ضعیفی دارد.
✔درواقع بیش از ۹۹ درصد انرژی خارق‌العاده‌ی انفجارهای کیهانی توسط نوترینوها حمل می‌شود. امروزه می‌دانیم که نوترینو، یکی از فراوان‌ترین ذرات جهان است به طوری‌که در هر پروتون، حدود یک میلیارد نوترینو در جهان وجود دارد. نوترینوها ذراتی هستند که به‌ندرت با دیگر ذرات از جمله ماده، وارد برهمکنش می‌شوند.
✔آنها سه نوع هستند که با نام الکترون، میون و تاو شناخته می‌شوند. برندگان نوبل سال ۲۰۱۵، نشان دادند که وقتی نوترینوها با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند، می‌توانند تغییر نوع بدهند و مثلا از الکترون تبدیل به میون شوند. نوترینوها برخلاف چیزی که قبل از آن تصور میشد، کاملا فاقد جرم نیستند.
🆔 @Physics3p
Forwarded from اتچ بات
📚 نسبیت به زبان ساده
📎 قسمت هفتم: درک بیشتر فضا-زمان
🆔 @Physics3p
🔹قبل از اینکه بحثمون رو نسبیتی کنیم، بهتره با استناد به قسمت های قبلی، مروری بر معنی واژه فضا-زمان داشته باشیم.
همانطور که پیشتر گفته بودیم، در نسبیت خاص اینچنین گفته میشه که سرعت نور حد نهایی سرعت اجسام در بعد مکانی بوده و در نهایت ماده در این مرز، به حداکثر ارتعاش خودش رسیده و تغییر فاز میده که ما هم اسم این فاز از ماده رو گذاشتیم انرژی!
🔸در قسمتی برای اینکه این پتانسیل یا دلیل تغییر فاز اینچنینی ماده رو توجیح کنیم، به سراغ تشریح حرکت شتاب دار رفتیم و بصورت نموداری بررسی کردیم که چرا سرعت نور ساختار فضا-زمان رو تحریف میکنه.
همچنین نسبیت عام با کمک گرفتن از گرانش، که میتونه سبب ایجاد این حرکت شتاب دار بشه، به توجیح نسبیت خاص میپردازه.
حالا باید بدونیم که چرا فضا-زمان؟ و اصلأ بعد مکان به چه معناست و چه تفاوتی با (بعد)زمان داره و چرا نسبیت اون هارو در هم تنیده میدونه؟!🤔
🔹خب! بعد در ریاضیات به معنای طول هست. پس میشه گفت هر طول یک بعد محسوب میشه، و هر بعد دارای یک کشیدگی بوده که ناشی از طولی بودنش میشه!
میتونیم با این نتیجه گیری این چنین تشریح کنیم که هرچیزی در اطراف ما دارای ابعادی هست و این ابعاد هم از طول هایی تشکیل شدند و ما برای اینکه این ابعاد رو درک کنیم، باید بتونیم این طول هارو درک کنیم!
اگر اسم این ابعاد طولی رو بزاریم «مکان»، پس به یک بعد دیگه ای نیاز داریم که ویژگیش با این ابعاد فرق داشته باشه و در عین حال در امتداد و موازی با این ابعاد که اسمش رو مکان گذاشته بودیم حرکت کنه.
🔸میتونیم چنین بعدی با اینچنین ویژگی هایی رو متصور بشیم و اسم این بعد رو میزاریم x !
بعدأ متوجه میشیم که این بعد x ما همون بعد مرموزی هست که اسمش رو گذاشتیم زمان.
حالا میدونیم طبق تعریفمون، این بعد x باید هم فاز یا موازی با بعد مکان ما حرکت کنه و خودشو با این بعد تطبیق بده تا ما با این سیطره، بتونیم بعد مکانی که خودمون ازش تشکیل شدیم رو درک کنیم!
🔹پس به این نتیجه رسیدیم که این بعد x رو فرض کردیم تا بتونیم بعد مکانمون رو درک کنیم. و هرچه درک ما از این بعد مکان بیشتر بشه و یا به عبارتی سیطره ما بر این بعد بیشتر بشه، دیگه نیازی به این آقای x داستانمون نداریم و کمتر محتاج ایشون میشیم!
🔸گفته بودیم تندی نور تندی نهایی اجسام در فضاست تا بتونن به اون حداکثر ارتعاش خودشون برسند(میتونید این حداکثر ارتعاش رو حداکثر بی نظمی فرض کنید!) و وارد عالم جدیدی که بر تمام ابعاد مکانی بصورت همزمان واقفه و سیطره داره بشن. ما اسم این حالت از ماده رو گذاشته بودیم انرژی و میدونیم اگه سوار بر این انرژی (مثلأ فوتون نور!) بشیم یا خودمون این انرژی باشیم! چون بر تمام بعد مکان دسترسی داریم و درکش میکنیم، دیگه نیاز به بعد کمکی x نداریم و اینجاست که دکمه توقف این بعد زده میشه!
حالا بنظرتون میتونیم بگیم این بعد x ما همون بعد «زمان» مرموز ماست؟!
🔹با یه تصور کوچیک و یکم خیال پردازی تونستیم بفهمیم مکان چیه و چرا باید بعد اضافی «زمان» وجود داشته باشه و این دوتا در هم تنیده باشند!
حالا میتونیم بفهمیم چرا از نظر نسبیت، فضا-زمان در هم تنیده هست و چرا نسبیت حرکات شتاب دار رو یکی از عوامل تأثیر گذار در این بافت در هم تنیده فرضی در نظر گرفته و چرا اصلأ نسبیت عام بوجود اومده!
🔸با این فرض میشه تندی تقریبی ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه رو همون تندی مورد نیازی دونست که به واسطه یک حرکت شتاب دار که میتونه مثلأ ناشی از پتانسیل گرانشی باشه، بوجود بیاد و در نتیجه اون درک بیشتر بعد مکان و با بیشتر شدن این درک، رنگ باختن بعد زمان رو شاهد بود. و میشه اینطوری تصور کرد مسئولیت این بعد x (زمان) ما اینه که بعد مکان رو برای ما قابل درک تر کنه!
🔹فراموش نکنید مفاهیمی مثل تندی هم از کنار هم قرار گرفتن تعاریفی مثل مکان و زمان پدید میان.
پس تو این قسمت فهمیدیم چرا میگیم فضا-زمان و چرا نمیگیم فضا و زمان و چرا این ها درهم تنیده اند؟!
🔸در قسمت بعدی ضمن تشریح بیشتر این مطلب، قصد داریم به ارتباط ضمنی فضا-زمان و گرانش بپردازیم و یک سری پدیده ها مثل سیاهچاله هارو مورد بررسی قرار بدیم!
پس همچنان با ما همرا باشید😉
🆔 @Physics3p
📎 قسمت هفتم: درک بیشتر فضا-زمان
🆔 @Physics3p
🔹قبل از اینکه بحثمون رو نسبیتی کنیم، بهتره با استناد به قسمت های قبلی، مروری بر معنی واژه فضا-زمان داشته باشیم.
همانطور که پیشتر گفته بودیم، در نسبیت خاص اینچنین گفته میشه که سرعت نور حد نهایی سرعت اجسام در بعد مکانی بوده و در نهایت ماده در این مرز، به حداکثر ارتعاش خودش رسیده و تغییر فاز میده که ما هم اسم این فاز از ماده رو گذاشتیم انرژی!
🔸در قسمتی برای اینکه این پتانسیل یا دلیل تغییر فاز اینچنینی ماده رو توجیح کنیم، به سراغ تشریح حرکت شتاب دار رفتیم و بصورت نموداری بررسی کردیم که چرا سرعت نور ساختار فضا-زمان رو تحریف میکنه.
همچنین نسبیت عام با کمک گرفتن از گرانش، که میتونه سبب ایجاد این حرکت شتاب دار بشه، به توجیح نسبیت خاص میپردازه.
حالا باید بدونیم که چرا فضا-زمان؟ و اصلأ بعد مکان به چه معناست و چه تفاوتی با (بعد)زمان داره و چرا نسبیت اون هارو در هم تنیده میدونه؟!🤔
🔹خب! بعد در ریاضیات به معنای طول هست. پس میشه گفت هر طول یک بعد محسوب میشه، و هر بعد دارای یک کشیدگی بوده که ناشی از طولی بودنش میشه!
میتونیم با این نتیجه گیری این چنین تشریح کنیم که هرچیزی در اطراف ما دارای ابعادی هست و این ابعاد هم از طول هایی تشکیل شدند و ما برای اینکه این ابعاد رو درک کنیم، باید بتونیم این طول هارو درک کنیم!
اگر اسم این ابعاد طولی رو بزاریم «مکان»، پس به یک بعد دیگه ای نیاز داریم که ویژگیش با این ابعاد فرق داشته باشه و در عین حال در امتداد و موازی با این ابعاد که اسمش رو مکان گذاشته بودیم حرکت کنه.
🔸میتونیم چنین بعدی با اینچنین ویژگی هایی رو متصور بشیم و اسم این بعد رو میزاریم x !
بعدأ متوجه میشیم که این بعد x ما همون بعد مرموزی هست که اسمش رو گذاشتیم زمان.
حالا میدونیم طبق تعریفمون، این بعد x باید هم فاز یا موازی با بعد مکان ما حرکت کنه و خودشو با این بعد تطبیق بده تا ما با این سیطره، بتونیم بعد مکانی که خودمون ازش تشکیل شدیم رو درک کنیم!
🔹پس به این نتیجه رسیدیم که این بعد x رو فرض کردیم تا بتونیم بعد مکانمون رو درک کنیم. و هرچه درک ما از این بعد مکان بیشتر بشه و یا به عبارتی سیطره ما بر این بعد بیشتر بشه، دیگه نیازی به این آقای x داستانمون نداریم و کمتر محتاج ایشون میشیم!
🔸گفته بودیم تندی نور تندی نهایی اجسام در فضاست تا بتونن به اون حداکثر ارتعاش خودشون برسند(میتونید این حداکثر ارتعاش رو حداکثر بی نظمی فرض کنید!) و وارد عالم جدیدی که بر تمام ابعاد مکانی بصورت همزمان واقفه و سیطره داره بشن. ما اسم این حالت از ماده رو گذاشته بودیم انرژی و میدونیم اگه سوار بر این انرژی (مثلأ فوتون نور!) بشیم یا خودمون این انرژی باشیم! چون بر تمام بعد مکان دسترسی داریم و درکش میکنیم، دیگه نیاز به بعد کمکی x نداریم و اینجاست که دکمه توقف این بعد زده میشه!
حالا بنظرتون میتونیم بگیم این بعد x ما همون بعد «زمان» مرموز ماست؟!
🔹با یه تصور کوچیک و یکم خیال پردازی تونستیم بفهمیم مکان چیه و چرا باید بعد اضافی «زمان» وجود داشته باشه و این دوتا در هم تنیده باشند!
حالا میتونیم بفهمیم چرا از نظر نسبیت، فضا-زمان در هم تنیده هست و چرا نسبیت حرکات شتاب دار رو یکی از عوامل تأثیر گذار در این بافت در هم تنیده فرضی در نظر گرفته و چرا اصلأ نسبیت عام بوجود اومده!
🔸با این فرض میشه تندی تقریبی ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه رو همون تندی مورد نیازی دونست که به واسطه یک حرکت شتاب دار که میتونه مثلأ ناشی از پتانسیل گرانشی باشه، بوجود بیاد و در نتیجه اون درک بیشتر بعد مکان و با بیشتر شدن این درک، رنگ باختن بعد زمان رو شاهد بود. و میشه اینطوری تصور کرد مسئولیت این بعد x (زمان) ما اینه که بعد مکان رو برای ما قابل درک تر کنه!
🔹فراموش نکنید مفاهیمی مثل تندی هم از کنار هم قرار گرفتن تعاریفی مثل مکان و زمان پدید میان.
پس تو این قسمت فهمیدیم چرا میگیم فضا-زمان و چرا نمیگیم فضا و زمان و چرا این ها درهم تنیده اند؟!
🔸در قسمت بعدی ضمن تشریح بیشتر این مطلب، قصد داریم به ارتباط ضمنی فضا-زمان و گرانش بپردازیم و یک سری پدیده ها مثل سیاهچاله هارو مورد بررسی قرار بدیم!
پس همچنان با ما همرا باشید😉
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎