انجمن علمی دانشکدهی فیزیک دانشگاه صنعتی شریف سایت: spssa.ir ایمیل: sci.association.phys.sut@gmail.com ارتباط با مسئول روابط عمومی: @spssa_info لینک ناشناس: https://telegram.me/BiChatBot?start=sc-967312-4If1O1u
⚡سلام به همه! با آرزوی اوقات خوش!
برای دوستانی که به تازگی به ما ملحق شدهاند و به عنوان یک راهنما برای اعضای قدیمی، بیایید کمی به این هرج و مرج، نظم بدهیم!
🙂برنامهی هفتگی کانال ما به این شکل خواهد بود:
هر روز هفته، یک طعم متفاوت از فیزیک را با نگاهی عمیق و بدون تعارف، بررسی خواهیم کرد.
برنامهی هفتگی کانال:
🌪دوشنبههای پیچیده
موضوع: فیزیک دنیای کثیف و واقعی اطراف ما. از ترافیک شهری و بازارهای سهام گرفته تا کلونی مورچهها. اینجا به سراغ علم سیستمهای پیچیده، آشوب و پیدایش میرویم.
هشتگ: #دوشنبه_های_پیچیده
موضوع: ورود به موتورخانهی فناوری مدرن. سفری به دنیای فیزیک ماده چگال و انرژیهای بالا برای دیدن اینکه چگونه انتزاعیترین تحقیقات، به طور مستقیم به ساختن تکنولوژی فردا ختم میشوند.
هشتگ: #چهارشنبه_های_چگال
موضوع: کالبدشکافی تاریخ و فلسفهی فیزیک. اینجا به سراغ داستانهای انسانی، بحرانهای فکری و لحظات سرنوشتسازی میرویم که مسیر علم را برای همیشه تغییر دادند.
هشتگ: #پنجشنبه_های_تاریخی
موضوع: واکسن هفتگی شما در برابر مزخرفات کوانتومی. در این بخش، کلمهی «کوانتوم» را لایهبهلایه باز کرده و علم واقعی را از هیاهوی تبلیغاتی جدا میکنیم. تا هم ترس شما از این فیلد بره کنار و هم دفعه بعدی که ازتون راننده اسنپ پرسید بتونید بگید فیزیک میخونم.
هشتگ: #جمعه_های_کوانتومی
موضوع: کتاب راهنمای بقای گونهی انسان، نوشتهی ستارگان. نگاهی به نجوم و اخترفیزیک، نه به عنوان یک سرگرمی، که به عنوان یک ابزار حیاتی برای ارزیابی ریسکها و تضمین آیندهی بشریت.
هشتگ: #شنبه_های_شباهنگی
⬅️کالبدشکافی کوانتوم (۱ از ۶): بحران هویتی فیزیکدانان و تولد یک نظریهی جدید
🍀این صحنه را تصور کنید:
اوایل قرن بیستم است. شما یک فیزیکدان هستید و هویت حرفهایتان بر اساس جهان ساعتگونه، زیبا و قابل پیشبینی نیوتن و ماکسول بنا شده؛ جهانی که در آن قطعیت، حرف اول را میزند. و بعد، آزمایشها شروع به بیرون دادن نتایجی میکنند که با این قوانین زیبا، به طور بنیادین ناسازگارند. این یک خطای اندازهگیری نیست؛ یک بحران فکری عمیق برای جماعتی است که عاشق قطعیت بودند و حالا با یک نظریهی مبتنی بر احتمال روبرو شدهاند. قربانی این ماجرا، تمام آرامش فکری شماست.
پیشگامان کوانتوم این قوانین را با آغوش باز نپذیرفتند. آنها با این ایدهها جنگیدند. شبهای بیخوابی را صرف پیدا کردن یک توضیح کلاسیک و «معقول» کردند. اما شواهد تجربی، انکارناپذیر بود و آنها را مجبور کرد تا یک چارچوب نظری فیزیکی (Theoretical Framework of Physics) کاملاً جدید را بپذیرند که با شهود روزمرهی ما در تضاد بود.
نتیجه، یک نظریهی فیزیکی (Physical Theory) دقیق است. شگفتی آن از این ناشی میشود که پیشبینیهایش، با اینکه به طرز حیرتانگیزی دقیق هستند، با منطقی که ما از دنیای ماکروسکوپیک اطرافمان آموختهایم، جور درنمیآید.
این چارچوب جدید، پدیدههای عجیبی را توصیف میکند که دو مورد از آنها، سرچشمهی تمام بحثهای بعدی است:
۱. برهمنهی و رمبش (Superposition and Collapse): یک سیستم کوانتومی میتواند در یک حالت برهمنهی از چندین حالت مشخص به طور همزمان باشد. این به معنای ندانستن نیست؛ یک حالت ریاضیاتی کاملاً تعریفشده، یعنی یک ترکیب خطی (Linear Combination) از حالتهای ممکن است.
اما عمل اندازهگیری، سیستم را مجبور به انتخاب میکند. در این لحظه، تابع موج سیستم رمبش کرده (Collapses) و به طور ناگهانی به یکی از آن حالتهای ممکن تبدیل میشود. این گذار از برهمنهی احتمالات به یک واقعیت مشخص، ذاتاً احتمالاتی (Probabilistic) است؛ نظریه، شانس هر نتیجه را با دقت کامل پیشبینی میکند، اما نتیجهی نهایی یک اندازهگیری واحد، از پیش مشخص نیست.
۲. درهمتنیدگی (Entanglement): برای درک این پدیده، بیایید از یک مثال دو مرحلهای استفاده کنیم:
مثال کلاسیک (برای درک همبستگی): جفت دستکش
یک جفت دستکش (یکی چپ، یکی راست) را در دو جعبهی یکسان بگذارید و یکی را به آن سوی کهکشان بفرستید. لحظهای که جعبهی خودتان را باز میکنید و یک دستکش «چپ» میبینید، فوراً میفهمید که دستکش دیگر «راست» است. این یک همبستگی کامل است، اما جادویی نیست. ویژگی «چپ بودن» یا «راست بودن» از همان اول مشخص بود.
حالا نسخهی کوانتومی (و واقعی): جفت ذرهی درهمتنیده
حالا دو ذره را در یک حالت درهمتنیده (Entangled) تصور کنید. برخلاف دستکشها، ویژگیهای فردی آنها (مثلاً اسپین) تا قبل از اندازهگیری، به طور قطعی مشخص نیست. چیزی که از همان ابتدا تعریف شده و وجود دارد، همبستگی کامل بین آنهاست (مثلاً اینکه اسپینهایشان همیشه مخالف هم خواهد بود). لحظهای که شما اسپین یک ذره را اندازه میگیرید و نتیجه (به صورت احتمالاتی) «بالا» میشود، حالت مشترک آنها رمبش میکند و ذرهی دیگر، هر چقدر هم که دور باشد، فوراً اسپین «پایین» را اختیار میکند. شگفتی درهمتنیدگی، وجود همبستگی نیست، بلکه وجود یک همبستگی کامل بین نتایجی است که تا لحظهی اندازهگیری، به طور جداگانه وجود خارجی نداشتهاند. این پدیده نسبیت را نقض نمیکند، اما نشان میدهد که واقعیت، بسیار عجیبتر و غیرموضعیتر از چیزی است که فکر میکردیم.
پس مکانیک کوانتومی چیست؟ این چارچوب نظری توصیفکنندهی رفتار ماده در مقیاس اتمی است. این فونداسیون محکم، و البته عجیب، فیزیک مدرن است. پس دفعهی بعد که کسی به شما گفت مکانیک کوانتومی یعنی «همه چیز ممکن است»، میتوانید به آرامی به او یادآوری کنید که این یک نظریهی دقیق است، نه بهانهای برای فروختن کریستالهای شفابخش. ریاضیات به اندازهی کافی عجیب است؛ نیازی به کمک عارفان ندارد.
⭐️تا جمعه بعد !
با تشکر از خانم ملکی جهت کمک در ویراستاری علمی متن
🍀و اما میرسیم به آخرین و شاید جنجالیترین بخش هفته.
روزی که به سراغ یکی از اشتیاق برانگیزترین، بدفهمیدهترین و البته، هایپشدهترین شاخهی فیزیک مدرن میرویم.
معرفی میکنیم: جمعههای کوانتومی! ⚛️
🟢هر جمعه، ما یک مأموریت داریم: واکسینه کردن شما در برابر اطلاعات گمراه کننده کوانتومی.
🍀 ما قرار است کلمهی «کوانتوم» را کالبدشکافی کنیم و یک بار برای همیشه، علم واقعی را از هیاهوی تبلیغاتی جدا کنیم.
💡متن زیر، مقدمهی اولین مجموعهی شش قسمتی ماست که به شما یک «نقشهی راه» برای این دنیای عجیب میدهد:
1️⃣مکانیک کوانتومی: بازگشت به نقطهی صفر و قوانین عجیب بازی.
2️⃣نظریه میدان کوانتومی: ملاقات با شاعران ریاضیات.
3️⃣علم اطلاعات کوانتومی: ظهور معماران ممکنها.
4️⃣محاسبات کوانتومی: از رویا تا نقشهی ساخت.
5️⃣کامپیوترهای کوانتومی: نگهداری از نوزادان نابغه.
6️⃣هوش کوانتومی: و در نهایت، سرزمین هیاهو و رویافروشان.
تا فردا 4 عصر
⬜️🟦 حلقههای مطالعاتی کوانتا 🟦⬜️
🔷 کوانتا چیه؟
کوانتا محل جلسات گفتگو و تبادل نظر بین دانشجویان فیزیک در موضوعات مختلف فیزیکه که در انجمن علمی دانشکدهی فیزیک دانشگاه صنعتی شریف ایجاد شده و از حضور و مشارکت همهی فیزیکدوستان در بحثها هم استقبال میشه!
🔷 کوانتا چه کمکی میکنه؟
در کوانتا، علاوه بر این که میتونی توی یک فضای به نسبت صمیمیتر از کلاسهای دانشگاه، سوالات و ابهاماتت رو مطرح کنی و راجع به ایدههات بحث کنی، میتونی خیلی از موضوعاتی که شاید توی دانشگاهها حتی درس هم داده نمیشن رو یاد بگیری و راجع بهشون بحث کنی! یا این که قبل گذروندن یک درس توی دانشگاه، تعدادی از جلسات اون موضوع رو شرکت کنی و یک ایدهی اولیه از اون موضوع داشته باشی.
🔷 هزینهی شرکت در جلسات کوانتا؟
هدف کوانتا، ایجاد یک محیط پویای علمی برای ارتباط بین دانشجوهای فیزیکه و تا جای ممکن هزینهها در راستای تسهیل این ارتباط کم میشه. حتی در حال حاضر تمامی حلقههای کوانتا به صورت رایگان برگزار میشه!
🔷 چه جلساتی در کوانتا برگزار میشه؟
جلسات کوانتا از سطح آموزشی تا پژوهشی فیزیک هست. تعدادی از حلقههای کوانتا اینهان:
🔷 مقالات تاریخی:
⚪️ مقالهی پلانک دربارهی تابش جسم سیاه
⚪️ مقالهی جینز دربارهی مکانیک آماری و نظریه اطلاعات
⚪️ مقالهی بورن و اینفلد دربارهی الکترودینامیک غیرخطی بورن-اینفلد
⚪️ مقالهی هایزنبرگ دربارهی نخستین فرمولبندی مکانیک کوانتومی استاندارد
⚪️ مقالهی جان بِل دربارهی نامساویهای بِل و ناموضعیت در مکانیک کوانتومی (به زودی...)
⚪️ مقالهی چاندراسخار دربارهی حد جرمی چاندراسخار برای رُمبش کوتولهی سفید (به زودی...)
🔷 مقولات ویژه:
⚪️ Scaling Limits: Effective Dynamics Vs. Dynamical Mean-Field Theory, Parsa Rangriz.
🔷 فیزیک و ریاضی:
⚪️ حلقهی نظریهی جنبشی (برگزار شده)
⚪️ حلقهی AdS/CFT (برگزار شده)
⚪️ حلقهی نظریهی کوانتومی (در حال برگزاری)
⚪️ حلقهی نظریهی میدانهای کوانتومی (در حال برگزاری)
⚪️ حلقهی فرآیندهای تصادفی (در حال برگزاری)
⚪️ حلقهی علوم اعصاب محاسباتی (در حال برگزاری)
⚪️ حلقهی مباحثی در ریاضی فیزیک (به زودی...)
⚪️ حلقهی مباحثی در فیزیک مادهی چگال (به زودی...)
حلقههای مطالعاتی کوانتا
🆔 @QuantaSC
💻 سلسله جلسات «فیزیک و ریاضی»
📚 عنوان حلقه: علوم اعصاب محاسباتی
📢 معرفی حلقه
🗂 گروه حلقه
🗓 جلسهی صفرم: آشنایی و معرفی حلقه
🗣 ارائهدهنده: اشکان دماوندی
👤 دانشجوی کارشناسی و ماینور فیزیک شریف
🔴 جلسه به صورت مجازی برگزار میگردد
⏰ زمان: چهارشنبه ۸ مرداد، ساعت ۱۸:۰۰
📍 لینک برگزاری در اتاق مجازی انجمن علمی
🆔 @QuantaSC
🆔 @anjoman_elmi_phys_sut
خب،
شنبه شباهنگی
پنجشنبه تاریخی
دوشنبه پیچیده
چهارشنبههای چگال! 🔬
🍀میخوایم به اون سوال همیشگی و کنایهآمیزی که همه میپرسند، پاسخ بدیم: «تهش که چی؟ این همه هزینه برای این اسباببازیهای غولپیکر واقعاً چه فایدهای داره؟»
یک تونل ۲۷ کیلومتری زیر سوئیس برای خرد کردن پروتونها. یک آزمایشگاه که در آن، مواد در دمایی سردتر از فضا شناور میشوند. نگاه کردن به مرزهای فیزیک مدرن و دیدن یک زمین بازی برای نوابغ با یک چک سفید امضا، کار آسانی است. سوال، منصفانه است: «تهش که چی؟ پیدا کردن یک ذرهی جدید یا یک آهنربای عجیب و غریب، چه فایدهی عملیای دارد؟»
این مجموعه قرار است استدلال کند که این «اسباببازیها»، در واقع، موتورخانهی پیشرفت بشر هستند. ما یک خط مستقیم از انتزاعیترین و «بیفایدهترین» کشفیات در فیزیک بنیادی، تا متحولکنندهترین فناوریهایی که دنیای ما را تعریف میکنند، رسم خواهیم کرد. این داستانِ درک جهان برای لذت بردن از آن نیست؛ داستان این است که چگونه آن درک، به طور اجتنابناپذیری، به نقشهی ساخت انقلاب صنعتی بعدی تبدیل میشود.
🟢هوش جمعی: چرا رفتار یک دستهی پرنده، فیزیکدانها را به چالش میکشد؟
⚡ما فیزیکدانها با یک سوگیری مشخص تربیت شدهایم: تفکر از بالا به پایین. ما به دنبال نیروهای مرکزی، قوانین حاکم و معادلات جامعی هستیم که رفتار یک سیستم را به طور کامل توصیف کنند. این رویکرد برای سیستمهایی مانند حرکت سیارات به دور خورشید، به طرز شگفتانگیزی قدرتمند است، اما در ذهن ما یک نقطهی کور ایجاد میکند. تکلیف سیستمهایی که هیچ کنترل مرکزیای ندارند، چه میشود؟
وقتی با یک پدیدهی روزمره مانند حرکت هماهنگ یک دستهی پرنده، ترافیک شهری یا یک کلونی مورچه روبرو میشویم، متوجه میشویم که جعبهابزار کلاسیک ما برای توضیح این پدیدهها ناقص است. این یک چالش فکری عمیق برای فیزیک است.⬅️کالبدشکافی یک ازدحام جمعیتی: در جستجوی یک رهبر ناموجود
غریزهی اولیهی یک فیزیکدان در مواجهه با نظم هماهنگ یک دسته پرنده، جستجو برای یک «رهبر» است. حتماً یک پرندهی آلفا وجود دارد که به بقیه دستور میدهد. این طرز فکر سلسلهمراتبی، ریشهای عمیق در تحلیلهای ما دارد. اما پس از بررسیهای دقیق، به یک نتیجهی شگفتانگیز میرسیم: هیچ پرندهی مدیرعاملی در کار نیست. هیچ نقشهی مرکزیای وجود ندارد.💡پارامتر کلیدی: «ضریب اطمینان» و رقص میان نظم و آشوب
رفتار پیچیدهی دسته، نه از یک هوش مرکزی، که از پیروی هر عامل از چند قاعدهی ساده و محلی نشأت میگیرد. مدلهای محاسباتی موفق (مانند مدل Boids) این رفتار را بر پایهی سه اصل ساده شبیهسازی میکنند:
۱. جدایی (Separation): از همسایههای خیلی نزدیک خود دوری کن تا برخورد نکنی.
۲. همراستایی (Alignment): سعی کن جهت و سرعت خود را با میانگین همسایههای اطرافت هماهنگ کنی.
۳. انسجام (Cohesion): سعی کن خود را به سمت مرکز ثقل همسایههای اطرافت بکشانی.
اینجا نقطهای است که تحلیل از دیدگاه یک فیزیکدان، جذابتر میشود. قاعدهی «همراستایی»—یعنی تمایل به تقلید از همسایگان—یک فرمان مطلق نیست. میتوانیم آن را با یک پارامتر قابل تنظیم مدل کنیم که آن را «ضریب اطمینان» (Confidence Coefficient) مینامیم. این ضریب نشان میدهد که یک عامل تا چه حد به رفتار جمعی همسایگانش «اطمینان» میکند، در مقابل تمایلات تصادفی خودش. تنظیم این پارامتر، نتایج شگفتانگیزی به همراه دارد:🔥از نورونها تا بازار سهام: همین داستان، در مقیاسهای دیگر
1️⃣ضریب اطمینان پایین: اگر این ضریب بسیار کم باشد، هر پرنده ساز خودش را میزند. دسته هرگز شکل نمیگیرد و سیستم مانند یک گاز بینظم رفتار میکند.
2️⃣ضریب اطمینان بالا: اگر این ضریب بسیار زیاد باشد، پرندگان به مقلدهایی بینقص تبدیل میشوند. دسته به یک ساختار صلب و کریستالی تبدیل میشود که مانند یک جسم واحد حرکت میکند. این سیستم منظم است، اما شکننده و فاقد قابلیت انطباق.
3️⃣نقطهی بحرانی: رفتار پیچیده، حیاتگونه و انطباقپذیر، دقیقاً در یک ناحیهی بحرانی بین این دو حالت افراطی رخ میدهد. در این «نقطهی شیرین»—که شبیه به یک گذار فاز بین نظم و بینظمی است—دسته میتواند مانند یک سیال رفتار کرده، در واکنش به یک شکارچی موج بردارد، به دو نیم تقسیم شده و دوباره به هم بپیوندد. «هوش» ازدحام، یک ویژگی پدیدار شونده و قابل تنظیم است.
این فقط یک مدل برای پرندگان نیست؛ یک اصل جهانشمول است. شلیک یک نورون (Neuron) در مغز، یک رویداد الکتروشیمیایی ساده است. اما برهمکنش میلیاردها نورون، که در تعادلی ظریف بین شلیکهای تصادفی و فعالیتهای همبسته قرار دارند، به پدیدار شدن آگاهی (Consciousness) منجر میشود. افکار شما نیز در همین حالت بحرانی بین نظم کامل و نویز تصادفی وجود دارند.🍀اما این خلاقیتِ از پایین به بالا، همیشه به الگوهای پایدار ختم نمیشود. چه اتفاقی میافتد وقتی سیستم، به جای انطباقپذیری، حساسیت فوقالعادهای از خود نشان دهد؟ چه میشود اگر یک خطای بسیار کوچک در شرایط اولیه، بتواند آیندهی کل سیستم را به مسیری کاملاً متفاوت هدایت کند؟ در قسمت بعد، ماهیت دقیق عدم قطعیت در دنیای آشوب را بررسی خواهیم کرد.
این درک، یک تغییر پارادایم است. به ما یاد میدهد که برای فهمیدن بسیاری از سیستمهای پیچیده، نباید به دنبال یک رهبر در بالا بگردیم، بلکه باید به برهمکنشها و پارامترهای حاکم بر جمعیت در پایین نگاه کنیم.
با تشکر از خانم صفایی بابت کمک در ویراستاری علمی
🟢که اینطور...
برنامهی هفتگی کانال تقریباً کامل شد!
«شنبههای شباهنگی» برای سفر به کیهان،
«پنجشنبههای تاریخی» برای کباب کردن فیزیک.
برای بیش از دو قرن پس از نیوتن، ما فیزیکدانها یک سلاح مخفی داشتیم: مسئله دو جسم (Two-Body Problem). یک خورشید و یک سیاره، دو ستاره، یک الکترون و یک پروتون به ما بدهید، و ما میتوانستیم آن را به طور کامل و بینقص حل کنیم. این مسئله، باور ما به یک جهان ساعتگونه و زیبا را تقویت میکرد. معادلات، تمیز و مدارها، ظریف بودند.
بعد، ما فقط یک جسم دیگر به این بازی اضافه کردیم. خورشید، زمین، ماه. مسئله سه جسم (Three-Body Problem). و ناگهان، کل آن ماشین زیبای قابل پیشبینی، از هم پاشید. معادلات شستهرفتهی ما، آشوب تولید کردند. آن مدارهای زیبا، به یک کلاف سردرگم و غیرقابل پیشبینی تبدیل شدند.
این یک شکست نبود؛ دروازهای به یک نوع کاملاً جدید از فیزیک بود. و این، داستان همان چیزی است که دوشنبهها به آن خواهیم پرداخت
ما فیزیکدانها، عاشق سیستمهای تمیز و مرتب هستیم. یک سیاره که در یک مدار بیضیشکل بینقص میچرخد. یک آونگ که با یک دورهی تناوب قابل پیشبینی نوسان میکند. اینها مسائل زیبا و کنترلشدهای هستند که در کتابهای درسی پیدا میشوند.
اما بعد، از دانشگاه بیرون میآیید و با دنیای واقعی روبرو میشوید: یک کلونی مورچه که بدون هیچ رهبر مرکزی، هوشمندانهترین مسیر را به سمت غذا پیدا میکند. یک بازار سهام که با یک شایعه، دچار سقوطی غیرمنطقی میشود. الگوی تشکیل یک دانهی برف. ترافیک تهران.
ما قبل از هر چیز، بیایید منظورمان از «پیچیدگی» را مشخص کنیم. یک موتور جت، «پیچیده» نیست؛ «سخت» یا Complicated است. هزاران قطعه دارد، اما طبق یک نقشه ساخته شده و رفتارش خطی و قطعی است. اما آب و هوا، پیچیده (Complex) است. از چند قانون فیزیکی ساده پیروی میکند، اما رفتار نهایی آن از برهمکنش میلیاردها ذره پدیدار شده و ذاتاً غیرخطی و غیرقطعی است.
آمادهاید تا زیبایی را در نظمی غیرقابل پیشبینی پیدا کنید؟
Chaos is not simply disorder; it is order without predictability.
آشوب، صرفاً بینظمی نیست؛ نظمی است بدون قابلیت پیشبینی.
فردا 7 عصر💡
🌸حلقه نظریه کوانتومی هم نیمساعت دیگه راس ساعت 18 اینجا برگزار میشه
/channel/QuantaSC/743
🟦 سلام!
🔷 با توجه به بالا گرفتن حلقهها و استقبال از کوانتا، تصمیم گرفتیم چند رویهی جدید رو پیش بگیریم.
🔹 برای دسترسی راحتتر به زمان برگزاری حلقهها و به هم نزدن برنامهی شخصی شرکتکنندهها، برنامهی هفتگی جلسات رو ابتدای هر هفته ارسال میکنیم.
🔹 برای اطلاعرسانی گستردهتر، اگر به حلقهای علاقهمندید و نمیخواید جلسات اون رو از دست بدید، این فُرم رو آماده کردیم که اطلاعرسانی جلساتی که میخواید رو از طریق ایمیل هم بتونید دریافت کنید. همینطور توی این فُرم یک قسمت مربوط به پیشنهادات و انتقادات هست که میتونید با ما مطرح کنید.
🔷 امیدواریم حلقهها براتون مفید باشه و بتونیم به واسطهی اونها، جامعهی علمی کوچیکی رو بین خودمون تشکیل بدیم که باعث رشد همهمون باشه.
حلقههای مطالعاتی کوانتا
🆔 @QuantaSC
سلام شب بخیر به همه!💡
🤪سری پنجشنبههای تاریخی که شروع شد.
✨از این هفته، یک بخش جدید و ثابت به کانال اضافه میشه. اسمش هست: شنبههای شباهنگی! 🪐
⭐️قراره هر شنبه، در قالب یک مجموعهی داستانی، به یکی از حوزههای جذاب فیزیک، یعنی اخترفیزیک شیرجه بزنیم. برای شروع، با یک سوال بنیادین و کمی تحریکآمیز شروع میکنیم:
در دنیایی که این همه مشکل روی زمین داریم، این همه هزینه برای نجوم واقعاً چه توجیهی دارد؟👋
وقتی مردم برچسب قیمت چند میلیارد دلاری یک تلسکوپ فضایی جدید را میبینند، این سوال منصفانه را از خودشان میپرسند: «در جهانی که این همه مشکل روی زمین داریم، چرا این همه پول را صرف نگاه کردن به چند نقطهی نورانی دوردست میکنیم؟» آیا نجوم مدرن، فقط یک سرگرمی گرانقیمت برای گونهای است که بیش از حد وقت آزاد دارد؟🍀این دیگر شعر نیست. این «دفاع سیارهای» است. این بیمهی عمر گونهی ماست.
این مجموعه قرار است با قدرت به این سوال پاسخ «نه» بدهد. ما میخواهیم نجوم را نه به عنوان یک عمل منفعلانهی ستارهنگری، بلکه به عنوان حیاتیترین پروهی «ارزیابی ریسک» و «مدیریت منابع» بلندمدتی که بشر تا به حال انجام داده، بازتعریف کنیم. ما ستارهها را فقط برای اینکه احساس کوچکی کنیم مطالعه نمیکنیم؛ ما آنها را مطالعه میکنیم تا مطمئن شویم که مانند دایناسورها منقرض نمیشویم.
7عصر فردا☕️
⬅️حالا چرا شباهنگی؟
😯چون شباهنگ نشریه نجوممونه
@shabahang_sut
⬅️ببینید چی دیدم
🍀دکتر کارگریان و یک موضوع ناب
⚡حتما دنبال کنید ،یادآوری خواهیم کرد
💻 سلسله جلسات «فیزیک و ریاضی»
📚 عنوان حلقه: فرآیندهای تصادفی
📢 معرفی حلقه
🗂 گروه حلقه
🗓 جلسهی صفرم: معرفی و آشنایی حلقه
🗣 ارائهدهنده: هومن زارع
👤 فارغالتحصیل کارشناسی فیزیک شریف و کارشناسی ارشد ریاضی شریف
🔴 جلسه به صورت مجازی برگزار میگردد
⏰ زمان: جمعه ۳ مرداد، ساعت ۱۷:۰۰
📍 لینک برگزاری در اتاق مجازی انجمن علمی
🆔 @QuantaSC
🆔 @Hamband_sut
🆔 @Anjoman_Elmi_Phys_sut
فیزیکدانها در آستانهی فروپاشی عصبی: قصهی دو سه ایراد کوچک که جهان را از نو ساخت
💡خودت رو بذار جای یک فیزیکدان در سال ۱۸۹۵. زندگی خوبه. با یک قلم و کاغذ و چندتا معادلهی شیک، از حرکت سیارهها تو آسمون تا دینامیک یک موتور بخار رو میتونی مثل آب خوردن توضیح بدی. حس میکنی به قله رسیدی. نیوتن (Newton) و ماکسول (Maxwell) نقشه رو برات کشیدن و تو فقط داری آخرین سرزمینهای ناشناخته رو فتح میکنی. یک حس غرور شیرین و کنترل مطلق روی طبیعت داری. جهان مثل یک ساعت دقیق و پیشبینیپذیر جلوی چشماته.
🤹فکر میکنی دیگه چی مونده که کشف کنی؟ شاید چندتا ثابت فیزیکی رو با دقت بیشتری اندازه بگیری. ولی اصل داستان تموم شده. این حس «پایان علم»، یک توهم آرامشبخش بود که داشت تمام جامعهی فیزیک رو در بر میگرفت. غافل از اینکه طبیعت دوتا «سوپرایز» ناجور براشون کنار گذاشته بود که قرار بود میز بازی رو کاملاً به هم بریزه.
🎃کابوس جسم سیاه: وقتی محاسباتت فریاد میزند «بینهایت!»
حالا ماکس پلانک (Max Planck) رو تصور کن. یک پروفسور منظم و محترم آلمانی که عمیقاً به قوانین فیزیک کلاسیک باور داره. بهش میگن بیا و طیف تابش یک جسم داغ (یک جسم سیاه (Blackbody) ایدهآل) رو توضیح بده. مسئله ساده به نظر میاد. پلانک دست به کار میشه، از تمام ابزارهای قدرتمند ترمودینامیک و الکترومغناطیس کلاسیک استفاده میکنه و... به یک جواب مطلقاً دیوانهوار میرسه.
معادلاتش، معادلاتی که باید درست کار میکردن، فریاد میزدن که هر جسم داغی باید انرژی بینهایت در فرکانسهای بالا تابش کنه! این یعنی فنجون چای روی میزت باید همین الان تو رو با یک انفجار فرابنفش (Ultraviolet) پودر میکرد. این فقط یک خطا نبود، یک توهین به شعور بود. ماهها درگیری ذهنی رو تصور کن. هر راهی که میرفت به همین بنبست مضحک ختم میشد.
آخر سر، پلانک از سر استیصال، یک «حقه»ی ریاضی به کار برد. با خودش گفت: «فرض میکنم انرژی مثل پول خرد، پیوسته نیست و در بستههای گسسته یا کوانتوم (Quantum) منتقل میشه.» اون خودش این ایده رو جدی نمیگرفت! فکر میکرد فقط یک ترفند محاسباتیه که «جواب میده». ولی نمیدونست که با این حرکت از سر ناچاری، کلید استارت انقلابی رو زده که ازش متنفر بود.
همزمان، یک معمای دیگه روی میز بود: اثر فوتوالکتریک (Photoelectric Effect). همه میدونستن که نور وقتی به فلز میخوره، الکترون ازش میکنه. ولی یه چیز عجیب بود: شدت نور مهم نبود، فقط فرکانسش مهم بود. اساتید بزرگ و اسمورسمدار معمولاً از کنار این مسئله رد میشدن. «یه ناهنجاری کوچیکه، بعداً حل میشه.»
ولی یک کارمند سادهی اداره ثبت اختراع تو سوئیس به اسم آلبرت اینشتین (Albert Einstein) اینطور فکر نمیکرد. اینشتین جوان و جسور بود و به سلسله مراتب آکادمیک اهمیتی نمیداد. اون با خودش گفت: «نکنه حقهی ریاضی پلانک، یک حقه نباشه؟ نکنه واقعیت فیزیکی باشه؟»
در سال ۱۹۰۵، همون سال معجزهآساش، اینشتین مقالهای داد و با شجاعت اعلام کرد که نور واقعاً از بستههای انرژی (که ما امروز بهشون فوتون (Photon) میگیم) تشکیل شده. اون «ناهنجاری» کوچیک رو برداشت و مثل یک پتک بر سر نظریهی موجی نور کوبید. کاری که اینشتین کرد این بود که به همه نشون داد اون ایراد کوچیکی که بقیه نادیده میگرفتنش، در واقع پنجرهای به یک واقعیت کاملاً جدیده.
که اینطور😀
خب پس،
معرفی بخش جدید: پنجشنبههای تاریخی فیزیک
🟢بیایید با هم روراست باشیم. تاریخ فیزیک در کتابهای درسی، اغلب شبیه یک خط صاف و حوصلهسربر از پیروزیهای متوالی است. یک سری نابغهی تنهای افسانهای، در یک لحظهی «یافتم!»، یک قانون جدید کشف میکنند و جهان برای همیشه تغییر میکند. همه چیز تمیز، منطقی و از پیش تعیین شده به نظر میرسد.
این روایت، به همان اندازهای که زیباست، غلط است.
1️⃣چگونه دو سه «ایراد کوچک» و نادیدنی، کل عمارت باشکوه فیزیک کلاسیک را فرو ریخت.
2️⃣یک فیزیکدان محتاط و محافظهکار (ماکس پلانک) چگونه از سر ناچاری، بزرگترین انقلاب تاریخ علم را آغاز کرد.
3️⃣چطور جدال فلسفی دو تایتان (اینشتین و بور) بر سر «روح واقعیت»، سرنوشت درک ما از جهان را رقم زد.
4️⃣چگونه فیزیک در یک لحظهی تاریخی، معصومیت خود را از دست داد و به یک نیروی ژئوپلیتیکی تبدیل شد.
5️⃣و چطور امروز، با ساختن یک مدل بینقص که ۹۵ درصد کائنات را نادیده میگیرد، دوباره به نقطهی اول بازگشتهایم.
پس تا فردا 7عصر منتظر باشید
با سلام خدمت همراهان گرامی نشریهی تکانه!
سایت نشریه بهروزرسانی شدهاست و برای استفادهی شما دوستان عزیز ارتقا یافتهاست.
میتوانید شمارههای سابق نشریه را از بخش دانلود رایگان بهراحتی دانلود و مطالعه فرمایید.
🔗https://physics.sharif.edu/~takaneh/
🔥ماکس پلانک و «گناه» بزرگش: معرفی یک ثابت فیزیکی از روی استیصال
🟢بیایید چهرهی ماکس پلانک (Max Planck) را از قاب عکسهای رسمی و عبوسش بیرون بکشیم و او را در دفتر کارش در یک شب سرد برلینی در سال ۱۹۰۰ تصور کنیم. پلانک یک شورشی نبود. برعکس، او یک فیزیکدان تا مغز استخوان کلاسیک بود؛ مردی که به نظم، پیوستگی و هارمونی معادلات ماکسول (Maxwell) و مکانیک نیوتنی (Newtonian Mechanics) عشق میورزید. جهان در نظر او یک سمفونی زیبا و عقلانی بود.
🟢اما یک نت فالش و گوشخراش، تمام این هارمونی را به هم ریخته بود: معمای تابش جسم سیاه (Blackbody Radiation). این مسئله برای پلانک فقط یک مشکل فنی نبود، یک بحران فلسفی بود. تمام منطق فیزیک کلاسیک، وقتی برای این پدیده به کار میرفت، به یک نتیجهی مهمل میرسید: فاجعهی فرابنفش (Ultraviolet Catastrophe). انگار زیباترین تئوریهای ذهن بشر در مقابل یک تکه فلز داغ، به زانو درآمده بودند. این بیمنطقی، روح منظم پلانک را آزار میداد.
🙂یک اقدام از سر استیصال
پلانک ماهها با این هیولا دست و پنجه نرم کرد. هر راهی که از دل فیزیک کلاسیک امتحان میکرد، به همان دیوار بنبست میخورد. او در نامههایش بعدها نوشت که این دوره یکی از سختترین دوران زندگی علمیاش بوده است.
تا اینکه در یک لحظهی تاریخی، کاری را کرد که با تمام باورهایش در تضاد بود. او یک «فرض» را وارد محاسباتش کرد که خودش آن را یک «اقدام از سر استیصال» نامید. با خودش گفت: «باشد! بیایید موقتاً قبول کنیم که انرژی، مثل یک سیال پیوسته نیست. بیایید فرض کنیم انرژی مثل پول، در واحدهای گسسته و بستهای منتقل میشود.»
این ایده برای یک فیزیکدان کلاسیک، کفرآمیز بود. مثل این بود که در میان یک قطعهی زیبای باخ، ناگهان یک نت بیربط و ناهماهنگ را با صدای بلند اجرا کنی. او یک ثابت جدید به نام h (ثابت پلانک - Planck's Constant) را وارد معادلاتش کرد تا این بستههای انرژی یا کوانتومها (Quanta) را تعریف کند. او این کار را نه از روی بصیرت انقلابی، که صرفاً به عنوان یک ترفند ریاضی برای «جواب گرفتن» انجام داد. امید داشت بعداً راهی پیدا کند تا از شر این فرض گسسته خلاص شود و آن را در دل فیزیک پیوستهی محبوبش حل کند.
و بعد، اتفاق شگفتانگیز رخ داد. فرمولی که از این فرض «مصنوعی» و «نازیبا» به دست آمده بود، به شکلی جادویی و با دقتی بینظیر، با تمام دادههای آزمایشگاهی خواند. تطابق کامل بود.
این لحظه را برای پلانک تصور کنید. از یک طرف، او مشکل را حل کرده بود. از طرف دیگر، راهحلش مبتنی بر ایدهای بود که از آن متنفر بود! او یک عدد گنگ و غیرعقلانی را وارد کد کیهانی کرده بود و حالا کائنات داشت به او میگفت که این عدد، زبان اصلی خودِ اوست. پلانک تا سالها بعد تلاش کرد تا ثابت خودش را در چارچوب کلاسیک معنا کند. او پدر انقلاب کوانتومی بود، اما تا آخر عمرش با فرزند ناخواستهی خود کاملاً کنار نیامد.
داستان پلانک، داستان یک لحظهی «یافتم!» همراه با شادی و هیجان نیست. داستان یک ضرورت فکری است. داستان مردی است که آنقدر به حقیقت علمی متعهد بود که حاضر شد برای توضیح واقعیت، زیباترین باورهای خود را زیر پا بگذارد.
سوال این است: کدام «نت فالش» در دادههای شما یا کدام «ترفند نازیبا» در محاسبات شما وجود دارد که مدام نادیدهاش میگیرید، چون با تصویر زیبای شما از جهان جور در نمیآید؟
🔭 برخورد راهشیری با آندرومدا، پرتاب سکهای کیهانی
برای سالها تقریباً همه مطمئن بودن که کهکشان ما در یک برخورد کیهانی با آندرومدا طی حدوداً ۴ تا ۵ میلیارد سال آینده یکی بشن. ولی، تحقیقات جدید از دانشگاه هلسینکی با شبیهسازیهای فوقالعاده دقیق و تعداد خیلی بالا نشان داده که همه چیز اینقدر ساده نیست.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی Till Sawala با استفاده از دادههای دقیق مأموریتهای Gaia و Hubble بیشتر از ۱۰۰هزار شبیهسازی عددی اجرا کردند؛ و نهتنها آندرومدا و راه شیری، بلکه کهکشان مثلثی (M33) و ابر ماژلانی بزرگ (LMC) هم به عنوان اختلالگرهای دینامیکی در شبیهسازیها در نظر گرفته شدند.
📈 نتایج تحقیقات
🔹 احتمال برخورد در ۵ میلیارد سال آینده تقریباً ناچیزه (~۲٪)
🔸 اگر هم برخوردی اتفاق بیفته، در بازهی ۷ تا ۱۰ میلیارد سال آینده رخ میده
🔹 در ۵۰٪ از شبیهسازیها اصلاً هیچ برخوردی اتفاق نمیافته!
🔸 در بعضی از مسیرها آندرومدا فقط از کنار کهکشان ما رد میشه و یه جور «تلاقی نزدیک» داریم، ولی نه ادغام!
🌍 نقش کهکشانهای همسایه
🔻 ابر ماژلانی بزرگ(LMC) درواقع باعث این میشه که مسیر حرکت راه شیری منحرف بشه و احتمال برخورد رو کاهش میده
🔺 ولی M33 (کهکشان مثلثی) میتونه باعث پیچیده شدن مدار آندرومدا بشه و احتمال برخورد کمی بالا بره
در کل، دینامیک این سامانه بسیار حساسه و کوچیکترین تغییر در جرم یا حرکت نسبی کهکشانها مسیر آینده رو عوض میکنه.
⚠️ اتفاق حتمیتر: برخورد با LMC
برخلاف آندرومدا، ادغام LMC با کهکشان ما در حدود ۲ میلیارد سال آینده تقریباً قطعیه.
و این میتونه مرکز کهکشانمون رو دگرگون کنه (سیاهچاله مرکزی کهکشان تغذیه بیشتری پیدا بکنه و فعّالتر بشه)
🪙 در نهایت برخورد راه شیری و آندرومدا مثل یک پرتاب سکهی کیهانیه؛ احتمال داره، ولی اصلاً قطعی نیست.
اگر علاقه دارید تا بیشتر درباره جزئیات شبیهسازیها و معادلات تئوری آنها بدونید، میتونید اونها رو از لینک زیر مطالعه کنید.#اخبار_نجومی
🔗 لینک مقاله اصلی
🍀ارکستر الکترونها: چگونه فیزیک ماده چگال، از ذرات ساده، خواص شگفتانگیز خلق میکند.
⬅️وقتی کلمهی «فیزیک» را میشنوید، احتمالاً به سیاهچالهها، بیگبنگ یا خرد کردن اتمها فکر میکنید. به یاد اینشتین یا هاوکینگ میافتید. اما انقلاب بیصدا و گمنامی که یک ابرکامپیوتر را در جیب شما گذاشت و صفحهنمایش شما را روشن کرد، نه از کیهانشناسی آمد و نه از فیزیک ذرات. به فیزیک ماده چگال (Condensed Matter Physics) خوش آمدید؛ یک شاخهی علمی تأثیرگذار که احتمالاً زیاد به آن فکر نکردهاید.
🟢تجمیع: چرا یک الکترون تنها، هیچ اهمیتی ندارد
یک الکترون تنها، چند ویژگی مشخص دارد: جرم، بار، اسپین. میتوان معادلهی شرودینگرش را نوشت. ساده است. و راستش را بخواهید، کمی هم حوصلهسربر است. اتفاق اصلی زمانی میافتد که شما عدد آووگادرو از آنها را در یک شبکهی کریستالی کنار هم جمع کنید. ناگهان، برهمکنشهای جمعی آنها—یا به عبارتی، «رفتار اجتماعی»شان—خواص کاملاً جدید و پدیدار شوندهای را خلق میکند که هیچ الکترون تنهایی هرگز صاحب آن نبوده است.
این، تفاوت بین صدای یک تکنواز و صدای یک ارکستر سمفونیک کامل است. ارکستر میتواند «هارمونی» تولید کند؛ چیزی که در صدای یک نوازندهی تنها وجود ندارد. فیزیک ماده چگال، علم مطالعهی آن هارمونی است.
با شنیدن این توضیحات، ممکن است فکر کنید فیزیک ماده چگال، صرفاً یک شاخهی هوشمندانه از مهندسی مواد است. این یک سوءتفاهم بزرگ است. به ازای هر فیزیکدان تجربی که در آزمایشگاه در حال ساختن یک دستگاه جدید است، یک نظریهپرداز، مسلح به تختهسیاه، در حال کاوش در عمیقترین و انتزاعیترین گوشههای مکانیک کوانتومی است.
این نظریهپردازان هستند که برای مثال، مفهوم شبهذره را ابداع کردند. آنها فهمیدند که رفتار جمعی تریلیونها الکترون را میتوان طوری توصیف کرد که انگار ذراتی کاملاً جدید و خیالی، با قوانین، جرم و بار مخصوص به خودشان، در ماده وجود دارند. آنها از همان ابزارهای قدرتمند فیزیکدانان انرژیهای بالا—مانند نظریه میدان کوانتومی—استفاده میکنند، نه برای کشف ذرات بنیادی جدید، بلکه برای پیشبینی فازهای جدید و عجیب و غریب ماده.
پس این همکاری چگونه کار میکند؟ نظریهپردازان، امکان وجود پدیدههای جدید را پیشبینی میکنند و تجربهکاران—همان «معماران ماده»—سعی میکنند در آزمایشگاه آنها را خلق کنند. آنها استادان کنترل کردن محیط زندگی این جمعیتهای الکترونی هستند و با ابزارهایی مانند سرمای شدید ، فشار عظیم و آلایش کریستالها، شرایط را برای تولد آن پدیدههای پیشبینیشده فراهم میکنند.
اینجا باید یک نکتهی کلیدی را به یاد داشت. انگیزهی اصلی یک نظریهپرداز ماده چگال که در حال پیشبینی یک شبهذرهی جدید است، ساختن یک کامپیوتر سریعتر نیست؛ انگیزهی او، کنجکاوی عمیق برای فهمیدن قوانین حاکم بر این ارکستر الکترونی است. این جستجو برای دانش، به خودی خود ارزشمند است.
این الگو در تمام فیزیک تکرار میشود. نسبیت عام اینشتین را در نظر بگیرید. یک نظریهی فوقالعاده انتزاعی در مورد هندسهی فضا-زمان که با مفاهیمی مانند خمینهها (Manifolds) سروکار دارد. اینشتین نمیخواست مسیریابی مردم را بهبود ببخشد؛ او میخواست گرانش را بفهمد، شاید بدون آنکه اهمیتی بدهد GPS بهتر میشود یا نه. اما امروز، سیستم موقعیتیاب جهانی (GPS) بدون معادلات او کاملاً بیفایده است.
این شاخه از فیزیک نشان میدهد که نوآوری فناورانه، از درک و مهندسی برهمکنشهای جمعی میان ذراتی که از پیش شناختهشده هستند، سرچشمه میگیرد.
اما این برهمکنشهای جمعی میتوانند به پدیدههایی به مراتب شگفتانگیزتر منجر شوند. مفهوم «شبهذره» (Quasiparticle) چیست و چگونه این برانگیختگیهای جمعی، خواصی از خود به نمایش میگذارند که کاملاً مستقل از الکترونهای سازندهشان به نظر میرسد؟ در قسمت بعد، به بررسی دقیقتر این پدیدههای پدیدار شوندهی شگفتانگیز خواهیم پرداخت.
جیمز کلرک ماکسول: نابغهای که جهان را روشن کرد!
جیمز کلرک ماکسول (۱۸۳۱–۱۸۷۹)، فیزیکدان اسکاتلندی، یکی از بزرگترین دانشمندان تاریخ علم است. او با کشف معادلات ماکسول، بنیانگذار الکترومغناطیس کلاسیک شد و راه را برای درک نور بهعنوان موج الکترومغناطیسی هموار کرد.
این معادلات نه تنها پدیدههای الکتریکی و مغناطیسی را توضیح دادند، بلکه نور را بهعنوان یک موج الکترومغناطیسی معرفی کردند. ماکسول در ادامه نشان داد که نور مرئی تنها بخش کوچکی از طیف الکترومغناطیس است.
این کشف سالها بعد توسط هاینریش هرتز در آزمایشگاه تایید شد و راه را برای اختراع رادیو، مایکروویو، اشعه ایکس و ارتباطات امروزی باز کرد!
از کارهای دیگر ماکسول، میتوان به تحقیقات وی در مکانیک آماری اشاره کرد. وی در کنار لودویگ بولتزمان، پایههای مکانیک آماری را بنا نهاد و نشان داد که رفتار گازها نتیجه حرکت تصادفی ذرات است، سپس توزیع ماکسول-بولتزمان را ارائه داد که نحوهی پراکندگی سرعت مولکولها در دماهای مختلف را توضیح میدهد. این کار به درک بهتر مفاهیمی مانند آنتروپی و ترمودینامیک کمک شایانی کرد!
متاسفانه ماکسول در ۴۸ سالگی در اثر بیماری سرطان درگذشت. زندگی او گرچه کوتاه بود، اما در همین مدت کوتاه، دستاوردهای علمیاش چنان عظیم بود که فاینمن گفته:
«از نظر تاریخی، بزرگترین تغییر در فیزیک پس از نیوتون، توسط ماکسول انجام شد.»
💻 سلسله جلسات «مقالات تاریخی»
🗂 گروه حلقه
ما در کوانتا، در روز ۲۹ جوئیهی ۲۰۲۵ به بهانهی صدمین سالگرد چاپ این مقالهی تاریخی که منجر به تولد مکانیک کوانتومی امروزی شد، این مقاله را مرور خواهیم کرد
⬅️بعد خلاصه ،
هایزنبرگ در آن جزیره، در لحظهای که ترکیبی از نبوغ و شاید تب آلرژی بود، یک تصمیم رادیکال و جسورانه گرفت. او علیه «چیزهای نادیدنی» اعلان جنگ کرد. با خودش فکر کرد: «ما دائماً در مورد مدار یا مسیر حرکت یک الکترون حرف میزنیم، اما هرگز نمیتوانیم این چیزها را واقعاً ببینیم. چه میشود اگر... کلاً دیگر در موردشان حرف نزنیم؟»
او تصمیم گرفت یک مکانیک جدید را فقط بر پایهی چیزهایی بسازد که مستقیماً قابل اندازهگیری (Observables) هستند؛ مانند فرکانس و شدت نوری که اتمها تابش میکنند. این فقط یک معادلهی جدید نبود؛ یک انقلاب فلسفی بود. هایزنبرگ با بیرحمی، تمام مفاهیم شهودی و کلاسیک مانند موقعیت و مسیر را از پنجره بیرون انداخت.
ریاضیاتی که از دل این ایده بیرون آمد، عجیب و ناآشنا بود. به جای اعداد ساده برای مکان و تکانه، هایزنبرگ با آرایههایی از اعداد روبرو شد—چیزی که استادش، ماکس بورن (Max Born)، بعدها آن را به عنوان ماتریسها (Matrices) شناسایی کرد. خود هایزنبرگ آنقدر از نتایج کارش شوکه و نامطمئن بود که نمیدانست چیزی که نوشته، یک شاهکار است یا یک مشت مزخرفات.
او مقالهاش را برای استادش فرستاد و در ۲۹ ژوئیه ۱۹۲۵—یعنی فردا، دقیقاً صدمین سالگرد آن روز—این مقاله برای انتشار دریافت شد. همان مقالهی عجیب، با عنوان «تفسیر کوانتومی-نظری روابط سینماتیکی و مکانیکی»، به شناسنامهی تولد مکانیک کوانتومی (Quantum Mechanics) مدرن تبدیل شد.
آن تک حرکت سرکشانهی هایزنبرگ، یعنی دور انداختن شهود کلاسیک، دلیلی است که گوشی هوشمند شما امروز کار میکند. کل انقلاب دیجیتال بر پایهی ترانزیستور (Transistor) بنا شده؛ دستگاهی که عملکردش فقط با مکانیک کوانتومی قابل توضیح است. لیزرها، دستگاههای MRI و رویای کامپیوترهای کوانتومی، همگی نوادگان مستقیم همان ایدهی «دیوانهوار» هایزنبرگ هستند.
فردا راس ساعت 19:00 ، اتاق مجازی دانشکده🎈
پارادوکس اولبرس (Olbers' Paradox) 🌌
در سال ۱۸۲۳، اخترشناس آلمانی، هاینریش اولبرس (Heinrich Olbers)، سؤالی بهظاهر ساده اما عمیق مطرح کرد:
"چرا آسمان شب تاریک است؟"
جوابی که شاید به ذهن خیلیها برسد این است که:
«خب، احتمالاً تعداد ستارهها کم است و بین آنها فضای زیادی خالی مانده، پس آسمان شب تاریک بهنظر میرسد.»
اما این پاسخ، کاملاً نادرست است!
بیایید ببینیم چرا...
🔸 فرضیات اولبرس:
اولبرس چند فرض مهم را در نظر گرفت:
1. تمام ستارگان، درخشندگی ثابتی بهمقدار E₀ دارند.
2. جهان، ایستا، نامتناهی و همگن است؛ یعنی ستارهها تا بینهایت ادامه دارند و توزیعشان یکنواخت است.
حالا بیایید بررسی کنیم که اگر ستارهای با فاصلهی r از زمین داشته باشیم، میزان انرژی (شار) که از آن به زمین میرسد چقدر خواهد بود:
Φ = (E₀ / 4πr²) × πR²
که R شعاع سطح گیرندهی انرژی (مثلاً زمین) است.
حالا یک پوسته کروی نازک به ضخامت Δr و شعاع r در نظر میگیریم. تعداد ستارگان داخل این پوسته برابر است با:
ΔN = 4πr²ρΔr
که ρ چگالی تعداد ستارگان در واحد حجم است. پس درخشندگی کل ستارگان در این پوسته میشود:
ΔL = Φ ΔN = E₀ ρ × πR² Δr
میبینیم که ΔL مستقل از r است! حالا اگر روی تمام پوستهها از r = 0 تا ∞ جمع بزنیم (یا انتگرال بگیریم)، چون جهان را نامتنهای فرض کردهایم، درخشندگی کل:
L → ∞
یعنی آسمان شب باید بینهایت روشن باشد!
❇️ یک تصور دیگر...
ممکن است بگویید:
«شاید ستارههای نزدیکتر جلوی نور ستارههای دورتر را میگیرند.»
خب، بیاییم این فرض را هم در نظر بگیریم.
ابتدا به مرکزیت یک ستاره، کره ای به شعاع r در نظر می گیریم و فرض می کنیم نور ستاره مورد نظر در فاصله r از آن برابر با E است و این مقدار باید از E₀ کوچکتر باشد زیرا فرض کرده بودیم که بخشی از نور ستاره در اثر برخورد به ستارگان محو می شود. اکنون پوسته ای به شعاع Δr در نظر بگیرید که شامل 4πr²ρΔr تعداد ستاره با شعاع R₀ باشد . پس اگر شار انرژی که به تمام ستارگان داخل پوسته برخورد می کنند را اندازه بگیریم، میزان افت نور ستاره مورد نظر را به دست آورده ایم:
ΔE = -4πr² ρ E × (πR₀²/4πr²)Δr = -ρ πR₀² E Δr
علامت منفی یعنی کاهش انرژی. اگر E را تابعی از r در نظر بگیریم و معادله را حل کنیم، به نتیجه زیر میرسیم:
E(r) = E₀ exp(-ρπR₀²r)
یعنی انرژی با افزایش فاصله، نمایی کاهش مییابد.
حالا شار انرژی رسیده به زمین از یک پوسته در فاصله r را بدست میآوریم:
ΔL = E(r) ρ πR² Δr
اگر این را بر 4πR² تقسیم کنیم، شار انرژی در واحد سطح روی زمین میشود:
Δφ = ρ πR₀² ε × exp(-ρπR₀²r) × Δr
و انتگرال آن از r = 0 تا ∞ به ما میدهد:
φ = ε
که ε همان شار انرژی یک ستاره است در واحد سطح خودش.
بنابراین اگر فرض کنیم درخشندگی خورشید برابر با E₀ و شعاع آن R₀ باشد، اگر بخواهیم شار انرژی خورشید بر واحد سطح را روی زمین محاسبه کنیم، بدست می آوریم( η فاصله خورشید از زمین است):
(E₀/4πη²) = ε × (R₀/η)² ≈ (1/46450) ε
با وجود اینکه φ و L متناهی شد اما این محاسبات سر انگشتی باز هم نشان می دهد که شبها باید با آسمونی حدودا 46000 خورشید برابر مواجه باشیم!
اما با همهی این محاسبات، آسمان شب همچنان تاریک است... آیا چیزی در فرضهای اولبرس اشتباه بوده؟ در بخش بعدی به دلایل اصلی حل این پارادوکس میپردازیم.
📚 Cosmology : the structure and evolution of the universe, G.Contopoulos
🆔 @shabahang_sut
🆔 @anjoman_elmi_phys_sut
🆔 @sharifastronomy
جلسه در حال برگزاری است 🍀
با گزینه مهمان وارد بشید
https://vc.sharif.edu/ch/physics-stu
🍀ما و دایناسورها: چگونه اخترشناسان هر شب نگهبانی میدهند تا یک سیارک، تمدن ما را نابود نکند
⚡در حالی که شما خواب هستید، یا در حال اسکرول کردن اینستاگرام یا نگرانی برای امتحان فردا، یک تیم کوچک از اخترشناسان به یک مانیتور کامپیوتر خیره شدهاند، قهوهی مانده مینوشند و کاری کمی... حیاتیتر انجام میدهند. آنها در حال اسکن کردن آسمان برای پیدا کردن صخرههایی به اندازهی یک کوه هستند که با سرعت ۷۰,۰۰۰ کیلومتر بر ساعت از کنار سیارهی ما عبور میکنند. در واقع، آنها «نگهبانان دم درِ» کلوپ شبانهی زمین هستند که در یک تیراندازی کیهانی، پست میدهند.
🍀میپرسی چرا؟ چون ۶۶ میلیون سال پیش، کسی نگهبان نبود. و دایناسورها، که برای ۱۵۰ میلیون سال پادشاهان بیچون و چرای این سیاره بودند، به سختترین شکل ممکن فهمیدند که مکانیک جهان برای سلطهی شما ارزشی قائل نیست. عادت دارد به سمتتان سنگ پرتاب کند.
🍀شغل: نگهبان شبِ سیاره زمین (حقوق:کم)
🟢پس شغل یک «مدافع سیارهای» واقعاً چیست؟ این یک کار پر زرق و برق نیست. این شغل شامل ساعتها نشستن و کار با نرمافزارهایی است که حجم عظیمی از دادههای تلسکوپ را تحلیل میکنند تا نقاط نورانی بسیار کمنوری که در حال حرکت هستند را پیدا کنند.
🔥وظیفهی شما این است که یک نقطهی جدید پیدا کنید، مدارش را محاسبه کنید و به یک سوال ساده پاسخ دهید: «آیا این کوه پرندهی مشخص، در صد سال آینده، با آن نقطهی آبی کوچکی که ما به آن خانه میگوییم، برخورد خواهد کرد؟»
🙂بیشتر شبها، پاسخ یک «نه» حوصلهسربر است. اما این شغل برای آن شبهای حوصلهسربر نیست. برای آن شبی است که پاسخ ممکن است «شاید» باشد. این اخترشناسان، سیستم هشدار اولیهی ما برای تنها بلای طبیعیای هستند که واقعاً میتوانیم آن را پیشبینی و جلوگیری کنیم.⚡البته آنها تنها نیستند.
یک شبکهی بینالمللی از سازمانهای فضایی – از ناسا گرفته تا آژانس فضایی اروپا (ESA) و حتی آژانس فضایی ژاپن (JAXA) – شبانهروز دادهها را رصد و ردگیری میکنند تا مطمئن شوند چیزی از قلم نیفتاده. این همکاری جهانی، مثل یک تیم دیدهبان شبانه برای کل سیاره عمل میکند.⚡از تماشا کردن تا مشت زدن: وقتی ناسا تصمیم گرفت یک سیارک را کتک بزند
تا حالا بیش از ۳۰٬۰۰۰ جرم نزدیک به زمین (NEO) شناسایی شده. تازه، هر ماه صدها مورد جدید هم به لیست اضافه میشن. بیشترشون بیخطرن، ولی بعضیها... خب، بعضیها رو بهتره خیلی دقیق زیر نظر داشته باشیم. آمار کامل و بهروز این سنگریزههای سرگردان رو میتونی در سایت رسمی مرکز اجرام نزدیک به زمین ناسا ببینی: https://cneos.jpl.nasa.gov/ca/intro.html
🍀برای دههها، برنامهی ما فقط «پیدایشان کن و دعا کن» بود. اما اخیراً، بشریت تصمیم گرفت از روی نیمکت بلند شود و یاد بگیرد که بجنگد. این طرز فکر، به مأموریت دارت ختم شد؛ پروژهای که به سادهترین و باشکوهترین شکل ممکن، قرار بود یک فضاپیما بسازد و آن را با سرعت 6 کیلومتر بر ثانیه به قمر سیارک Didymos، به نام Dimorphos بکوبد، فقط برای اینکه ببیند آیا میتواند مسیرش را کمی منحرف کند یا نه.🖥 سرگرمی جدی
🟢آدمهای توی اتاق کنترل را تصور کنید. سالها برای این مأموریت برنامهریزی کرده بودند. وظیفهشان این بود که یک فضاپیما به اندازهی یک ماشین فروش خودکار را میلیونها کیلومتر آنطرفتر هدایت کنند و به هدفی به اندازهی یک استادیوم فوتبال که با سرعت سرسامآوری حرکت میکند، بکوبند. و این کار را کردند و تونستن زمان گردشش رو به دور Didymos حدود 32 دقیقه کوتاه کنند. این اولین تلاش موفقیتآمیز بشریت برای زدن یک مشت محکم به صورت یک قلدر کیهانی بود.
💡پس دفعهی بعد که کسی نجوم را یک سرگرمی گرانقیمت خواند، این را به یاد بیاورید: یک شبکهی جهانی از انسانهای متعهد وجود دارد که شغلشان، نتیجهی مستقیم روز بسیار بدِ دایناسورهاست. آنها فقط در حال نقشهبرداری از ستارهها نیستند؛ در حال نقشهبرداری از تهدیدها هستند. آنها در حال ارائهی ضروریترین خدمت عمومی قابل تصور هستند: تضمین اینکه بشریت به سرنوشت تی-رکس دچار نشود.🍀پس ما در حال یادگیری دفاع از خود در برابر تهدیدهای خارجی هستیم. اما در مورد اژدهایی که درست در همسایگی ما خوابیده چطور؟ همان که به ما حیات میبخشد، اما میتواند کل تمدن ما را فلج کند؟
🍀این فقط بقا نیست؛ مسئولیت است. ما اولین گونه روی زمین هستیم که هوش لازم برای درک این تهدید و فناوری لازم برای مقابله با آن را داریم. نگاه نکردن به آسمان، نهایتِ قصور و بیمسئولیتی خواهد بود.
💡در قسمت بعد، به سراغ این میرویم که چرا درک کردن بدخلقیهای خورشید، برای بقای اینترنت حیاتی است.#نجوم #اخترفیزیک #آشنایی_با_فیزیک
با تشکر از آقای زورمند بابت کمک در ویراستاری علمی
🤩📢 «کافهعلم ۲۷» با موضوع «نقش فناوری کوانتوم در آینده بشر» برگزار میشود.
🤛🏻 با عنوان: آینده در مشت ذرات قانونشکن
⚛️ از آنجایی که سال ۲۰۲۵ از طرف سازمان ملل متحد «سال بینالمللی علوم و فناوری کوانتومی» نامگذاری شده، اهمیت این حوزه را بیش از هر زمان دیگری نمایان کرده است.
✨ بههمین منظور ما در کافهعلم ۲۷، نگاهی خواهیم داشت به جایگاه فناوری کوانتومی در آینده و همچنین داستان جذاب کشف ذرات فرمیون ویل، که حدود ۸۵ سال فقط در حد نظریه پیشبینی شده بودند.
🎓 باحضور دکتر مهدی کارگریان، دانشیار فیزیک در دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف
👇🏻جزئیات این رویداد صمیمانه علمی👇🏻
📅 چهارشنبه، ۸ مردادماه ۱۴۰۴
🕰️ ساعت ۱۷
برای اطلاع از مکان برگزاری، ثبتنام و شرکت بهصورت کاملا رایگان✅، پیام دهید👇
@mustafaprize_admin
🔰 اینستاگرام | سایت | زیلینک
⬅️در حال برگزاری ☕️
راستی شب ساعت ۲۰:۳۰ هم حلقه نظریه های میدان کوانتومی داریم:
/channel/QuantaSC/737
/channel/QuantaSC/738
🔥خب رئیس کوانتا برامون یه لینک از ضبط جلسهای فرستاده که این پروسه پلانک رو توضیح دادن و پیشنهاد داده ببینیدش 💡
🍸امروز میتونید کنار انتظارتون برای قطعی آب و برق، درباره تابش جسم سیاه یکم اطلاعات جمع کنین و جمعه رو ببندید.
/channel/QuantaSC/698
🎤ضبط جلسه
🆔 @QuantaSC
🆔 @anjoman_elmi_phys_sut
نشریهی تکانه و انجمن علمی فیزیک شریف برگزار میکند!
کارگاه صفحهآرایی با نرمافزار Adobe Indesign!📰
مناسب برای تمام دانشجویان خلاق و مشتاق برای یادگیری مهارتی جدید👩💻
🗓یکشنبه ۵ مرداد
⏰ساعت ۱۶ تا ۱۷:۳۰
شرکت در این کارگاه کاملا رایگان است!💸
🖇گروه تلگرامی کارگاه
🌐اتاق مجازی انجمن علمی فیزیک
🔖@takaneh_physics_sharif
🪧@anjoman_elmi_phys_sut