9812
📷 پیج رسمی اینستاگرام: https://www.instagram.com/quantum.physics3p 👥 گروه فیزیک: https://t.me/+78Sx2BpWbDk0Yzhk تبادل و تبلیغات: @matin_mf
🎙️مرگ فلسفه
فایل صوتی
استیون هاوکینگ در کتاب طرح بزرگ گفت: فلسفه اینک مرده است. دانشمندان بسیاری با او موافق اند. چرا؟
علی هادیان
بهار ۱۴۰۰
گروه علمی اروتسی
🔹کانال تلگرام #علم_برای_عموم:
🆔@Ali_Hadyan
#فــیزیـک_کــوانــتوم
انفجار زودهنگام جهان سیاهچاله Goldilocks را خنثی میکند.
یک سیاهچاله جدید رکورد را می‌شکند نه به خاطر اینکه کوچک‌ترین یا بزرگ‌ترین است بلکه به خاطر اینکه درست در وسط است سیاهچاله Goldilocks که اخیرا کشف شده است بخشی از یک پیوند از دست رفته بین دو جمعیت از سیاهچاله هاست سیاهچالههای کوچک ساخته‌شده از ستاره‌ها و غول‌های ابر پرجرم در هسته بیشتر کهکشان‌ها
در یک تلاش مشترک محققان دانشگاه ملبورن و دانشگاه موناش یک سیاهچاله را کشف کرده‌اند که تقریبا ۵۵۰۰۰ برابر جرم خورشید است یک سیاهچاله افسانه‌ای با جرم متوسط این کشف امروز در مقاله‌ای با عنوان شواهدی برای یک سیاهچاله با جرم متوسط از یک اشعه گاما که از نظر جاذبه بسیار ضعیف است در مجله ستاره‌شناسی طبیعت منتشر شد.
نویسنده اصلی و دانشجوی دکتری دانشگاه ملبورن‌جیمز پاینر گفت که آخرین کشف نور جدیدی از شکل سیاهچالههای ابر پرجرم به دست میدهد او گفت در‌حالی‌که می‌دانیم این سیاهچالههای ابر پرجرم در هسته بیشتر کهکشان‌ها پنهان شده‌اند اگر بگوییم نه همه کهکشان‌ها نمی‌دانیم که چگونه این موجودات می‌توانند در عصر جهان به این بزرگی رشد کنند.
سیاهچاله جدید از طریق کشف انفجار اشعه گاما که از نظر گرانشی با طول کشیده بود کشف شدانفجار اشعه گاما یک فلاش نیمه دوم نور با انرژی بالا که توسط یک جفت ستاره در حال ادغام منتشر می‌شودمشاهده شد که یک انعکاس روایت کننده دارد این انعکاس ناشی از سیاهچاله جرم واسط است که مسیر نور را در مسیر خود به سمت زمین خم میکند به طوری که ستاره‌شناسان نور را دو بار می‌بینند.
نرم‌افزار قدرتمندی که برای شناسایی سیاهچالهها از امواج گرانشی توسعه داده شد، برای اثبات این که این دو فلاش تصاویری از یک شی هستندمورد استفاده قرار گرفت.
پروفسور اریک ثرین از دانشکده فیزیک دانشگاه موناش و ستاره‌شناسی و محقق ارشد مرکز عالی برای کشف موج گرانشی گفت این سیاهچاله که به تازگی کشف شده است میتواند یک اثر باستانی باشد یک سیاهچاله اولیه که قبل از تشکیل اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها در جهان ایجاد شده است.
این سیاهچالههای اولیه ممکن است دانه‌های سیاهچاله ابر پرجرم باشند که امروزه در قلب کهکشان‌ها زندگی می‌کنندنویسنده مشترک مقاله پیشگام لنز گرانشی، پروفسور راشل وبستر از دانشگاه ملبورن گفت که یافته‌ها این پتانسیل را دارند که به دانشمندان در برداشتن گام‌های حتی بزرگتر کمک کنند.
با استفاده از این کاندید جدید سیاهچاله میتوانیم تعداد کل این اشیا در جهان را برآورد کنیم ما ۳۰ سال پیش پیش‌بینی کردیم که این کار ممکن است امکان‌پذیر باشد و جالب است که یک مثال قوی پیدا کنیم محققان تخمین می‌زنند که حدود ۴۶۰۰۰ سیاهچاله جرم متوسط در مجاورت کهکشان راه شیری ما قرار دارند.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
https://scitechdaily.com/early-universe-explosion-reveals-elusive-goldilocks-black-hole/
🆔@Physics3p
#فیزیک_کوانتوم
پژواک‌های امواج‌گرانشی که می‌توانند اولین سیگنال گرانش کوانتومی باشند
قسمت اول
@Physics3p
_پژواک‌هایی از مغاک
البته این تمام داستان هیجان‌انگیز سیاهچاله نیست. یکی از سؤالات بحث‌برانگیز امروز در حوزه‌ی گرانش کوانتومی این است که آیا اثرات گرانش کوانتومی می‌توانند بیرون افق رویداد سیاهچاله مورد توجه قرار بگیرند؟ یا فقط در داخل سیاهچاله است که مهم میشوند؟ با اینکه سؤال دوم فرض محتاطانه‌ای است، سؤال اول ممکن است از فرآیندی ناشی شود که منجر به حل مشکل پارادوکس اطلاعات سیاهچاله شود. پارادوکس اطلاعات سیاهچاله در تلاش برای ادغام دو نظریه‌ی مکانیک کوانتومی و نسبیت‌عام بروز می‌یابد. در این پارادوکس، طی فرآیند تابش هاوکینگ و متعاقبا تبخیر سیاهچاله با تناقض ازبین‌رفتن اطلاعات سیاهچاله روبه‌رو می‌شویم. برای حل این مشکل فیزیکدان‌ها شاید در نهایت ناچار شوند یکی از سه اصل اساسی فیزیکی هم‌ارزی، یکانی و نظریه‌ی میدان کوانتومی را فدا کنند. به عنوان مثال نظری، پولچینسکی و همکارانش در سال ۲۰۱۲ در این مقاله نشان دادند که با فداکردن اصل هم‌ارزی، رفتار سیاهچالههای کوانتومی در افق متفاوت خواهد بود. یعنی ساختاری به فاصله‌ی طول پلانک از افق وجود خواهد داشت که شبیه دیواره‌ای آتشین عمل میکند. بنابراین تصویر ردشدن بدون دردسر (بدون هیچ تجربه‌ی خاصی) از افق سیاهچاله را دیگر منتفی میکند. حال سیاهچاله مانند چاه بدون انتها نخواهد بود و همانند صوت که از انتهای چاه منعکس میشود و پژواک تولید میکند، امواج‌گرانشی‌ای که به سمت سیاهچاله می‌روند با برخورد با این ساختارهای کوانتومی به سمت بیرون منعکس میشوند. به عبارتی باعث به‌وجودآمدن پژواک‌های امواج‌گرانشی میشوند. بنابراین یافتن این پژواک‌ها باعث کشف فیزیک با انرژی پلانک میشود و ما را در شناخت گرانش کوانتومی که از متحدکردن نظریه‌ی نسبیت‌عام با مکانیک کوانتومی ناشی میشود کمک میکند.
جالب اینجاست که میشود این پژواک‌ها را در سیگنال دریافتی از امواج‌گرانشی سیاهچالههای برخوردی یا ستاره‌ی نوترونی که به سیاهچاله رمبش میکند، در داده‌های رصدخانه‌ی امواج گرانشی لایگو جستجو کرد. اگر ساختارهای کوانتومی در سیاهچالهها وجود داشته باشند، برای قسمتی از امواج‌گرانشی که به سمت افق رویداد سیاهچاله می‌روند همانند آینه عمل می‌کنند و این امواج را منعکس می‌کنند. از طرف دیگر سیاهچالهها سطح دیگری به نام سد تکانه‌ی زاویه‌ای۲ دارند که در فاصله‌ی دورتری از افق قرار دارد (که کاملا کلاسیک است) و نشان میدهد که مدار حرکت ذرات و یا امواج در اطراف سیاهچاله در چه فاصله‌ای ناپایدار است. این سد جدید که در فاصله‌ی دورتری از دیوار آتشین قرار دارد، مجددا مانند آینه عمل کرده و قسمتی از امواج‌گرانشی منعکس‌شده را به سمت سیاهچاله برمی‌گرداند و این داستان ادامه پیدا میکند. در نتیجه از مغاک سیاهچالههای کوانتومی انعکاس‌های پی‌درپی اول، دوم، سوم و غیره را خواهیم شنید. به عبارت دیگر وجود این دو سد تکانه‌ی زاویه‌ای و دیوار آتشین همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، باعث به‌وجودآمدن اتاقک‌مانندی میشود که امواج‌گرانشی را حبس میکند و با سرعت کم به بیرون درز میدهد. میشود فرکانس‌های طبیعی این اتاقک را در حوزه‌ی فرکانس بصورت قله‌های تشدید دید.
@Physics3p
#تصویر_زیر_پیوست_شده_است
منابع:
🌐 برگرفته از سایت علمی نجوم اسطرلاب،
عنوان اصلی مقاله: Echoes from the Abyss: A highly spinning black hole remnant for the binary neutron star merger GW170817
لینک مقاله: https://arxiv.org/abs/1803.10454
نویسندگان: Jahed Abedi and Niayesh Afshordi
این مقاله در نشریه‌ی JCAP منتشر شده است و در ۲۳۵امین جلسه‌ی جامعه‌ی اخترشناسی آمریکا رتبه‌ی نخست جایزه‌ی کیهانشناسی بوکالتر را به عنوان قدم جسورانه و خلاقانه در درک پدیده‌ی گرانش کوانتومی با استفاده از داده‌های رصدی برای اثبات وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی از ادغام ستاره‌ی نوترونی که نشان میدهد داخل سیاهچاله بسیار پیچیده‌تر از پیش‌گویی ساده‌ی نسبیت‌عام می‌باشد. مؤلفان این مقاله، آن را به استفان هاوکینگ و جو پولچینسکی، دو پیشگام پارادوکس اطلاعات سیاهچاله تقدیم کردند.
▪️گردآوری: جاهد عابدی دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعت شریف و پسادکتری موسسه فیزیک گرانش (آلبرت اینشتین)ماکس پلانک و برنده جایزه بوکالتر کیهان شناسی 2019 کانادا
اما ممکن است فیزیک پیچیده‌ای که در میان آن ذرات تازه پخته شده در حال آشکار شدن است در آسمان قابل مشاهده باشد در میان منظره‌ای که از نورهای چشمک‌زن و خلاهای تاریکی که ما آن را جهان مینامیم می‌پیچد.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
https://www.sciencealert.com/universe-s-structures-reflected-in-the-first-trillionths-of-a-second-after-the-big-bang
🆔@Physics3p
"نشست تحلیلی مقایسه ریاضی و فیزیک از نظر مفاهیم و اصول"
_قسمت اول
#اجرا_توسط_استاد_حسین_جوادی_پژوهشگر_و_نویسنده_کتب_علمی
▪️محل برگزاری کانال و گروه فیزیک کوانتوم
@Physics3p
@physics_archives
دکتر سارا زاهدی (متولد ۱۹۸۱ در تهران) استادیار ایرانی-سوئدی مؤسسه سلطنتی فناوری سوئد KTH است که در سال ۲۰۱۶ برنده جایزه انجمن ریاضیات اروپا شد. تحقیقات وی در ارتباط با بهبود شبیه‌سازی کامپیوتری رفتار سیالاتی که با هم مخلوط نمی‌شوند مثل آب و نفت است که این موضوع از اهمیت بسیاری برخوردار است .این جایزه هر چهار سال یک بار به برترین ریاضیدان جوان اروپایی تعلق می‌گیرد.خانم زاهدی به عنوان یکی از ده برنده‌ی زیر ۳۵ سال این جایزه، تنها بانویی است که موفق شد جایزه EMS را به خود اختصاص دهد. وی از جمله‌ی ۹ زنانی است که موفق شده تا این جایزه را که اهدای آن از سال ۱۹۹۲ شروع شده است را کسب کند.
@Physics3p
اما تفاسیر مکانیک کوآنتومی چگونه ظاهر میشوند؟
چیزی که این احتمال را به قطعیت تبدیل میکند عملِ فعالِ اندازه گیری است. برای مثال شما تا زمانی که وضعیت گربه درون جعبه را مورد سنجش قرار ندهید نمیتوانید بگویید مُرده است یا زنده
پس چیزی که احتمال ۵۰ درصدِ مُرده بودن و ۵۰ درصدِ زنده بودنِ گربه را از نظر شما به ۱۰۰ درصد زنده یا ۱۰۰ درصد مرده تبدیل میکند، عمل اندازه گیری است.
اما چه اتفاقی میافتد که تابع موج که تنها احتمالِ هر حالتِ مجاز را بیان میکرد با مشاهده و اندازه گیری به قطعیت تبدیل میشود؟
این موضوع که در مکانیک کوآنتومی از آن بعنوان مشکلِ اندازه گیری یاد میشود، در حقیقت از اینجاست که پای تفاسیر و فلسفه را به این علم باز میکند
برای توجیه این موضوع تفاسیر گوناگونی مطرح شده اند که از معروف ترین آنها تفسیرِ کپنهاگی که رُمبش تابع موج را مطرح میکند و تفسیرِ جهانهای چندگانه(موازی) هستند که عمل برهم نهی و ناهمدوسی برای توجیه پویایی موضوع اندازه گیری مطرح هستند(بررسی هر یک از اینها در پست بعدی)
.......
🆔 @Physics3p
#فــیزیـک_کــوانــتوم
استیون هاوکینگ یک بدن بود با حداقل توان ممکن؛ و یک مغز با حداکثر توان ممکن با اندیشه‌ای بدون مرزذهنی که انعکاس چیزی کمتر از کل جهان هستی راضیش نکرداو نشان داد اندیشه برای بزرگ بودن محتاج هیچ چیز نیست.
امروز چهاردهم مارس سالروز درگذشت استیون هاوکینگ فیزیکدان بریتانیایی است فیزیک‌دانی که جاودانه شد.
مراسم تشییع پیکر استیون هاوکینگ فیزیکدان بریتانیایی در روز 31 مارس در شهر کمبریج برگزار شد.
استیون هاوکینگ به خاطر دستاوردهایش در زمینه فیزیک کوانتوم و به خصوص سیاه چاله‌ها شهرت داشت او روز ۱۴ مارس در منزلش در شهر کمبریج درگذشت او مبتلا به ای ال اس یا بیماری نورون‌های حرکتی بود.
استیون هاوکینگ هنگام مرگ ۷۶ سال داشت
#ادی_ردمایر که در سال ۲۰۱۴ در فیلم نظریه همه چیز نقش استیون هاوکینگ را بازی کرده بود در مراسم تشییع او حضور داشت هاوکینگ در شهر کمبریج و در میان داروین و نیوتن دفن شده است.
🆔@Physics3p
ادامه:
اما این جهانِ تاریک، با گذشت زمان به انبساط خود ادامه میداد و هرچه میگذشت سردتر و کم انرژی تر میشد
با کاهش دما تا حدود ۳۰۰۰ کلوین انرژی و سرعت الکترونهای سرگردان به اندازه ای پایین آمد که پروتون های اولیه قادر به گیر انداختن آنها شدند و اتم های اولیه(هیدروژن، هلیم و...) تشکیل شدند.
حال فوتون ها قادر بودند آزادانه و بدون آنکه نگران در بند شدن الکترون ها باشند در فضا به سیر و سلوک بپردازند...
تابش به جا مانده از این نور(فوتون های اولیه) را "تابش زمینه کیهانی" میگویند.
از آنجا که همچنان جهان منبسط تر و سردتر میشد، انرژی این تابش اولیه فوتون ها نیز کاهش میافت. بگونه ای که با کاهش انرژی طول موج آن بزرگتر شده که امروزه در محدود ریز موج قرار گرفته است(دمای فعلی جهان به حدود ۲/۷ کلوین رسیده است)
«بنابراین در حال حاضر به این تابش، تابشِ ریز موج زمینه کیهانی یا به اختصار CMB میگوییم»
🆔 @Physics3p
#مکانیک_کوانتوم
@Physics3p
🔹راهنمای انجام یک آزمایش در مکانیک کوانتومی با نتایج چشم‌نواز
قسمت دوم
به موج ایجاد شده دریک برکه و ضخامت حلقه امواج تشکیل شده را تصور کنید
به طور مشابه ما میتوانیم به یک فوتون متحرک به عنوان مجموعه‌ای از امواج یک توده از امواج که وارد آزمایش ما میشوند فکر کنیم امواج به طور طبیعی تقسیم میشوند و هر دو مسیر را طی می‌کننداما تنها در صورتی می‌توانند دوباره ترکیب شوند که دو طول مسیر به اندازه کافی نزدیک باشند تا وقتی که به هم بازگردانده می‌شوندموج‌ها با هم تعامل داشته باشنداگر مسیرها خیلی متفاوت باشند پیش از رسیدن مسیرهای دیگریک سری موج از آنها عبور خواهند کرد
این تصویر به خوبی توضیح میدهد که چرا نوارهای راه‌راه به آرامی ناپدید میشوند زمانی که همپوشانی کاملی وجود دارد قوی هستنداما با کاهش همپوشانی محو می‌شوندبا اندازه‌گیری این که چقدر تا ناپدید شدن نوارها فاصله داریم طول موج‌های ذره را اندازه‌گیری کرده‌ایم.
کاوش نور چراغ در منشور
ما میتوانیم آزمایش‌های معمول خود را انجام دهیم و ویژگی‌های مشابهی که قبلا دیدیم را ببینیم پایین آوردن سرعت فوتون که یک خط نواری نقطه نقطه را ایجاد می‌کندتغییر رنگ رنگ‌های مایل به آبی به معنای فاصله نزدیک‌تر هستندو غیره.... اما اکنون ما همچنین میتوانیم اندازه‌گیری کنیم که چگونه خطوط هنگامی که طول مسیر را تنظیم می‌کنیم رفتار می‌کنند.
__در حالی که ما اغلب از لیزر برای تولید ذرات نور استفاده می‌کنیم آنها عکاسان فوتونی عالی هستند هر نوع نوری این کار را انجام خواهد دادیک لامپ رشته‌ای روشن یک نور چراغ LED یک لامپ نئون چراغ‌های خیابانی سدیم نور ستارگان و نوری که از میان فیلترهای رنگی عبور می‌کندهر نوع نوری که ما از طریق آن ارسال می‌کنیم، هنگامی که طول مسیر مطابقت داشته باشد خطوط راه‌راه ایجاد می‌کنداما این نوارها در فاصله‌هایی از میکرون برای نور سفید تا صدها کیلومتر برای لیزر با بالاترین کیفیت محو میشوند.
منابع نور بارنگ‌های مشخص تمایل دارند که طولانی‌ترین امواج را داشته باشند. ما میتوانیم با ارسال نور از طریق منشور، ویژگی‌های رنگ منابع نور خود را بررسی کنیم.
➖برخی از منابع نور طیف بسیار باریکی از رنگ‌ها دارند نور لیزرنور نئون نور خیابانی سدیم برخی رنگین‌کمان گسترده‌ای از رنگ‌ها دارند لامپ رشته‌ای نور LED اتاق نور ستارگاندر حالی که برخی دیگر مانند نور خورشید وقتی که از طریق یک فیلتر رنگی فرستاده میشود در محدوده رنگ‌های مرکب متوسط هستند.
🔘 چیزی که ما متوجه شدیم این است که یک همبستگی وجود دارد هرچه محدوده رنگ منبع نور باریک‌تر باشد تفاوت مسیر میتواند قبل از ناپدید شدن نوارها بیشتر باشد خود رنگ مهم نیست اگر من یک فیلتر قرمز و یک فیلتر آبی را انتخاب کنم که به عرض یکسانی از رنگ‌ها اجازه عبور دهد خطوط آنها با همان اختلاف مسیر یکسان ناپدید خواهند شد. این محدوده رنگ است که مهم است نه میانگین رنگ که ما را به یک نتیجه نسبتا شگفت‌انگیز می‌رساندطول موج یک ذره توسط طیف وسیعی از رنگ‌ها و در نتیجه انرژی که دارد، تعیین می‌شودطول مقدار مشخص شده‌ای برای یک نوع خاص از ذرات نیست تنها با کاوش در منشور منابع نوری فوتون‌هایی با طول‌های مختلف از میکرون نور سفید تا چند سانتیمتر یک نشانگر لیزری می‌سازیم.
@Physics3p
ادامه دارد...
🌐منابع:
http://go.redirectingat.com/?id=100098X1555750&xs=1&url=https%3A%2F%2Fwww.ntia.doc.gov%2Fpage%2F2011%2Funited-states-frequency-allocation-chart&sref=rss
https://arstechnica.com/
https://arstechnica.com/science/2021/01/a-curious-observers-guide-to-quantum-mechanics-pt-3-rose-colored-glasses/?amp=1
▪️پارت پیشین را از این قسمت مطالعه کنید[ پارت اول]
#گـرداوری_آریــوس_راد
#مـتـرجــم_ســاکـار
#به_تصاویر_پیوست_مقاله_توجه_کنید
این میتواند یک سرنخ مهم در یک راز دیگر برای فیزیکدانان باشد منبع پرتوهای کیهانی با انرژی فوق‌العاده بالا، ذرات مانند پروتون‌هایی که اطراف کیهان را زیپ می‌کنند و هر روز جو زمین را بمباران می‌کنندPiran می‌گوید ساخت نوترینوها نیازمند شتاب دادن پروتون‌ها با انرژی بالا است بنابراین TDEs میتواند همزمان پرتوهای کیهانی تولید کند.
اما Piran می‌گوید که باید احتیاط کرد. نوترینو و TDE تنها با موقعیت خود در آسمان مرتبط هستندو راه‌حل‌های IceCube چندان دقیق نیستندآستین تصدیق میکند که در هر ۵۰۰ شانس یک تصادف رندوم وجود دارداین احتمالات فیزیک ذرات را تحت‌تاثیر قرار نمی‌دهند که معمولا به احتمال یک در چند میلیون نفر برای ادعای اکتشاف نیاز دارند. آستین می‌گویدما باید منتظر بمانیم و ببینیم که آیا رویدادهای دیگری نیز وجود دارد یا خیر پیران می‌گوید ای کاش آنها دو نوترینو پیدا کرده بودند، آنگاه ما در تجارت بودیم.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
https://www.sciencemag.org/news/2021/02/rare-cosmic-neutrino-traced-star-swallowing-black-hole
https://www.sciencemag.org/
🆔@Physics3p
شبیه ساز کامپیوتری برخورد و ادغام دو کهکشان راه شیری و آندرومدا
🌐منابع:
١-آپارات
٢-بیگ بنگ
٣-فرادرس
۴-ElMIHA
#فیزیک_کوانتوم
پژواک‌های امواج‌گرانشی که می‌توانند اولین سیگنال گرانش کوانتومی باشند
قسمت پایانی
@Physics3p
در طبیعت ادغام ستاره‌ی نوترونی به چهار حالت مختلف میتواند منجر شود:
۱. تشکیل فوری سیاهچاله بعد از ادغام؛
۲. تشکیل ستاره‌ی نوترونی پرجرم و سپس رمبش آن به سیاهچاله در زمان کمتر از یک ثانیه؛
۳.تشکیل ستاره‌ی نوترونی پرجرم که در مقیاس زمانی ۱۰-۱۰,۰۰۰ ثانیه به سیاهچاله تبدیل میشود؛
۴. تشکیل ستاره نوترونی پایدار
پس، ادغام دو ستاره‌ی نوترونی میتواند به سیاهچاله رمبش کند. ستاره‌ی نوترونی که جرمش از بیشینه‌ی جرم ستاره‌ی یکنواخت چرخان بیشتر باشد پرجرم نامیده میشود. ابتدا چرخش دیفرانسیلی و گرادیان گرمایی که به دلیل سردشدن سریع توسط تابش نوترینو ایجاد میشود، مانع رمبش ستاره‌ی نوترونی میشود. سرانجام بعد از ادغام، ترمز مغناطیسی چرخش دیفرانسیلی، باعث رمبش ستاره‌ی نوترونی به سیاهچاله در فاصله‌ی زمانی کمتر یا مساوی یک ثانیه میشود.
در ۱۷ آگوست ۲۰۱۷، رصدخانه‌ی لایگو، امواج‌گرانشی از اولین رخداد ادغام دو ستاره‌ی نوترونی را ثبت کرد که قبلا درباره‌ی آن نوشتیم (مقاله‌ی یک و دو را ببینید). این رخداد GW170817 نامیده میشود. برای GW170817 دامنه‌ی وسیعی از معادلات حالت، جرم بعد از ادغامی را به دست می‌دهند که در محدوده‌ی ستاره‌ی نوترونی پرجرم قرار می‌گیرد. به همین دلیل، ما جستجوی پژواک‌ها را مطابق با سناریوهای اول و دوم که در بالا ذکر شد، در محدوده‌ی زمانی کمتر یا مساوی یک ثانیه بعد از ادغام انتخاب کردیم. ما پژواک‌هایی با درجه‌ی اهمیت ۴.۲سیگما را یافتیم. این پژواک‌ها اسپین سیاهچاله‌ی نهایی را داخل بازه ۰٫۸۴-۰٫۸۷ (۰٫۸۷-۰٫۷۰) برای فرض ترجیحی۳ اسپین پایین (بالا) محدود می کند.
علاوه بر آن، رصد امواج‌گرانشی حاصل از رخداد GW170817، فرصت بدیعی ایجاد میکند تا بتوانیم علاوه بر آزمودن نسبیت‌عام اینشتین در شرایط فیزیکی حاد، طبیعت پسماند ادغام و خلق افق رویداد سیاهچاله را نیز بررسی کنیم. بعد از ادغام ستاره‌ی نوترونی، حالت پسماند متراکمی تشکیل میشود که غالبا به جرم اجسام اولیه‌ی تشکیل‌دهنده‌ی آن وابسته است. در GW170817، جرم نهایی بین ۲ تا ۳ برابر جرم خورشید بود. این جرم هم میتواند سیاهچاله تشکیل دهد، هم ستاره‌ی نوترونی. اگر ستاره‌ی نوترونی تشکیل دهد، برای پایدارماندن بسیار پرجرم خواهد بود. این بدین معنی است که با تاخیر زمانی به سیاهچاله رمبش میکند. اگر سیاهچاله تشکیل دهد، فرکانس میرآوای۴ آن خارج محدوده‌ی حساسیت آشکارسازهای لایگو/ویرگو خواهد بود. بنابراین آنها عموما به این سیگنال حساس نخواهند بود. با این وجود، با تشکیل جسم متراکم غیرعادی۵ انتظار بر این است که به پژواک‌های قابل ردیابی در فرکانس‌های پایین منجر شود.
در این پژوهش، با استفاده از نکته‌ی بالا و با جستجو در داده‌های امواج گرانشی مربوط به رخداد GW170817، توانستیم وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی را با درجه‌ی اهمیت ۴.۲سیگما (یا خطای آماری ۰.۰۰۱۶٪ ) در فرکانس ۷۲هرتز بعد از یک ثانیه از ادغام ردیابی کنیم. به عبارت دیگر پیک مشابه به علت نویز داخل بازه‌ی زمانی و فرکانسی مورد نظر نمی‌تواند بیش از چهار بار در سه روز رخ دهد. اگر این یافته تایید شود، نتیجه‌ی آن میتواند تحول چشمگیری روی فیزیک سیاهچالههای کوانتومی و اخترفیزیک ادغام ستاره‌های نوترونی ایجاد کند. این نتیجه به طور مستقل توسط این مقاله تأیید شده است (شکل ۲)، که از مشاهدات الکترومغناطیسی برای استنباط زمان رمبش برای تشکیل سیاهچاله استفاده می‌کنند.
@Physics3p
منابع:
🌐 برگرفته از سایت علمی نجوم اسطرلاب،
عنوان اصلی مقاله: Echoes from the Abyss: A highly spinning black hole remnant for the binary neutron star merger GW170817
لینک مقاله: https://arxiv.org/abs/1803.10454
نویسندگان: Jahed Abedi and Niayesh Afshordi
این مقاله در نشریه‌ی JCAP منتشر شده است و در ۲۳۵ امین جلسه‌ی جامعه‌ی اخترشناسی آمریکا رتبه‌ی نخست جایزه‌ی کیهانشناسی بوکالتر را به عنوان قدم جسورانه و خلاقانه در درک پدیده‌ی گرانش کوانتومی با استفاده از داده‌های رصدی برای اثبات وجود پژواک‌های امواج‌گرانشی از ادغام ستاره‌ی نوترونی که نشان میدهد داخل سیاهچاله بسیار پیچیده‌تر از پیش‌گویی ساده‌ی نسبیت‌عام می‌باشد. مؤلفان این مقاله، آن را به استفان هاوکینگ و جو پولچینسکی، دو پیشگام پارادوکس اطلاعات سیاهچاله تقدیم کردند.
▪️گردآوری: جاهد عابدی دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعت شریف و پسادکتری موسسه فیزیک گرانش (آلبرت اینشتین)ماکس پلانک و برنده جایزه بوکالتر کیهان شناسی 2019 کانادا
دیاگرام رمبش ستاره‌ی نوترونی به سیاهچاله و پژواک‌های امواج‌گرانشی به دلیل وجود غشای نزدیک افق سیاهچاله
@Physics3p
https://telegra.ph/%D9%81%DB%8C%D8%B2%DB%8C%DA%A9-%DA%A9%D9%88%D8%A7%D9%86%D8%AA%D9%88%D9%85-04-10
🆔 @Physics3p
#فــیزیـک_کــوانــتوم
دانشمندان ساختار کوانتومی اولیه جهان ما را شبیه‌سازی کردند.
اگر به اندازه کافی به سوی آسمان‌ها پیش برویم، جهان شروع به شباهت پیدا کردن به شهری در شب میکند کهکشان‌ها ویژگی‌های لامپ‌های خیابانی را دارند که در محله‌های تاریک متصل به بزرگراه‌های گازی که در امتداد سواحل نیستی بین‌کهکشانی حرکت می‌کنند به هم چسبیده‌اند.
این نقشه جهان از قبل مقدر شده بوددر کوچک‌ترین لرزش‌های لحظات فیزیک کوانتوم بعد از انفجار بزرگ که به گسترش فضا و زمان حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش آغاز شد. با این حال، این نوسانات دقیقا چه بودند و چگونه فیزیک را به حرکت در‌آوردند که اتم‌ها را به درون ساختارهای عظیم کیهانی که ما امروزه می‌بینیم شناور کند، هنوز هم بسیار دور از واقعیت است.
یک تحلیل ریاضی جدید از لحظات پس از دوره‌ای به نام دوره تورم نشان میدهد که نوعی ساختار ممکن است حتی در یک کوره کوانتومی جوشان وجود داشته باشد که جهان کودک را پر کرده است و این میتواند به ما کمک کند تا طرح امروز آن را بهتر درک کنیم.
استروفیزیک‌دانان دانشگاه گوتینگن در آلمان و دانشگاه اوکلند در نیوزیلند از ترکیبی از شبیه‌سازی‌های حرکت ذره و نوعی مدل‌سازی جاذبه کوانتوم برای پیش‌بینی چگونگی تشکیل ساختارها در چگالش ذرات پس از تورم استفاده کردندمقیاس این نوع مدل‌سازی کمی گیج‌کننده است ما در مورد توده‌های ۲۰ کیلوگرمی فشرده در فضایی به سختی ۲۰-۱۰ متر صحبت می‌کنیم در زمانی که جهان فقط ۲۴-۱۰ ثانیه قدمت داشت. فضای فیزیکی ارائه‌شده توسط شبیه‌سازی مایک میلیون مرتبه در یک پروتون قرار می‌گیرد.
این احتمالا بزرگ‌ترین شبیه‌سازی از کوچک‌ترین ناحیه جهان است که تاکنون انجام شده است
بیشتر آنچه که ما در مورد این مرحله اولیه از وجود جهان می‌دانیم تنها بر اساس این نوع زیرکی ریاضی است قدیمی‌ترین نوری که هنوز هم میتوانیم در جهان ببینیم، تابش پس‌زمینه کیهانی (CMB) است، و کل نمایش تا آن زمان تا حدود ۳۰۰۰۰۰ سال در جاده بوده است.
اما در این انعکاس ضعیف اشعه باستانی نشانه‌هایی از اتفاقاتی که در حال رخ دادن بود، وجود دارد. نور CMBs به صورت ذرات اساسی منتشر میشد که از سوپ گرم و متراکم انرژی، در چیزهایی که به عنوان عصر بازترکیب شناخته میشوند، با اتم‌ها ترکیب میشدند.
نقشه این تابش پس‌زمینه در آسمان نشان میدهد که جهان ما در حال حاضر نوعی ساختار با چند صد هزار سال سن داردذرات کمی خنک‌تر و ذرات کمی گرم‌تر وجود داشتند که ممکن بود ماده را به مناطقی که ستارگان شعله‌ور میشوند کهکشان‌های مارپیچی و توده‌های عظیم به درون شهر کیهانی که امروز می‌بینیم سرازیر کنند.
این سوالی را مطرح می‌کندفضایی که جهان ما را می‌سازد در حال گسترش است به این معنی که جهان باید زمانی بسیار کوچک‌تر بوده باشد. بنابراین منطقی است که همه چیزهایی که اکنون در اطراف خود می‌بینیم، زمانی در یک حجم قرار گرفته بودند که برای ظهور چنین وصله‌های گرم و خنک محدود شده بودند. مثل یک فنجان قهوه در کوره، هیچ راهی برای خنک شدن نبود قبل از اینکه دوباره گرم شود.
دوره تورم به عنوان راهی برای حل این مشکل پیشنهاد شد در تریلیونیم ثانیه از انفجار بزرگ بیگ بنگ جهان ما به اندازه یک مقدار دیوانه‌وار رشد کرد در اصل هر گونه تغییرات در مقیاس کوانتومی را در مکان منجمد کرد گفتن اینکه این اتفاق در یک چشم به هم زدن رخ داد هنوز هم عدالت را رعایت نمی‌کند این انفجار در حدود ۱۰۳۶ ثانیه بعد از انفجار بزرگ شروع میشد و با ۱۰۳۲ ثانیه به پایان می‌رسید اما به اندازه کافی بود تا فضا به نسبت‌هایی برسد که از صاف شدن دوباره تغییرات کوچک در دما جلوگیری کند.
محاسبات محققان در این لحظه کوتاه پس از تورم متمرکز است نشان میدهد که چگونه ذرات بنیادی جمع شده از کف موج‌های کوانتومی در آن زمان می‌توانند هاله‌های مختصری از ماده را به اندازه کافی متراکم تولید کنند تا خود فضازمان را چروکیده کند.
بندیکت اگمیر ستاره‌شناس دانشگاه گوتینگن اولین نویسنده این مقاله می‌گویدشکل‌گیری چنین ساختارهایی، و همچنین حرکات و تعاملات آنها باید باعث ایجاد نویز زمینه امواج گرانشی شده باشدبا کمک شبیه‌سازی‌های ما میتوانیم قدرت این سیگنال موج گرانشی را محاسبه کنیم که ممکن است در آینده قابل‌اندازه‌گیری باشد.
در برخی مواردتوده‌های شدید چنین اشیائی می‌توانند ماده را به درون سیاهچالههای اولیه بکشند اشیائی که فرض میشود به کشش مرموز ماده تاریک کمک می‌کنندواقعیت این است که رفتار این ساختارها از انبوه شدن جهان ما در مقیاس بزرگ امروزی تقلید میکند و لزوما به این معنی نیست که آن به طور مستقیم مسئول توزیع ستارگان گاز و کهکشان‌ها است.
#فــیزیـک_کــوانــتوم سیاهچاله ابر پرجرم سرگردان در کهکشان مارپیچی دور از دسترس
ستاره‌شناسان با استفاده از رصدخانه آریسیبو و جمینی یک سیاهچاله ابر پرجرم متحرک را در کهکشانی به نام 67+245606.8 .SDSS J043703 شناسایی کرده‌انداز این ژس J0437+2456- J0437 + ۲۴۵۶ یک کهکشان مارپیچی از نوع Sb است که در حدود ۲۳۰ میلیون سال نوری در صورت فلکی برج ثور واقع شده است.
اولین بار در سال ۲۰۱۸ کشف شد سیاهچاله ابر پرجرم این کهکشان دارای جرمی در حدود سه میلیون برابر جرم خورشید است دکتر دومینیک پسچه ستاره‌شناس مرکز اسمیتسونین هاروارد در زمینه اخترفیزیک می‌گویدما انتظار نداریم که اکثر سیاهچالههای ابر پرجرم در حال حرکت باشند آنها معمولا فقط به ماندن در اطراف قانع هستند.
آنها به قدری سنگین هستند که سخت است آنها را وادار به حرکت کنیم در نظر بگیرید که ضربه زدن به یک توپ بولینگ چقدر سخت‌تر از ضربه زدن به یک توپ فوتبال است با توجه به اینکه در این موردتوپ بولینگ چندین میلیون برابر جرم خورشید ما است این کار نیاز به یک ضربه بسیار بزرگ دارد.
دکتر پسچه و همکارانش با استفاده از مشاهدات آریسیبو و جمینی تشخیص اولیه را تایید کردندآن‌ها دریافتند که سیاهچاله ابر پرجرم J0437 + ۲۴۵۶ با سرعت حدود ۱۷۷۰۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت میکند ۱۱۰۰۰۰ مایل بر ساعت اما علت این حرکت مشخص نیست. دکتر جیم کاندون یک ستاره‌شناس رادیویی در رصدخانه ملی رادیو نجوم گفت ما ممکن است عواقب ادغام دو سیاهچاله ابر پرجرم را مشاهده کنیم.
نتیجه چنین ادغامی میتواند باعث شود که سیاهچالههای تازه متولد شده عقب‌نشینی کنند و ممکن است ما آن را در حال عقب‌نشینی ببینیم یا وقتی دوباره فرو می‌ریزد اما یک احتمال دیگرو شاید حتی هیجان‌انگیزتر هم وجود داردسیاه‌چاله ممکن است بخشی از یک سیستم دوتایی باشددکتر پسچه گفته است علی‌رغم هر انتظاری مبنی بر اینکه آنها واقعا باید به وفور در آنجا حضور داشته باشنددانشمندان زمان سختی را برای شناسایی نمونه‌های روشن از سیاهچالههای ابر پرجرم دوتایی گذرانده‌اند.
چیزی که ما میتوانیم در J0437 + ۲۴۵۶ ببینیم یکی از سیاهچالهها در این جفت است و دیگری به دلیل عدم انتشار ماسر در مشاهدات رادیویی ما پنهان مانده‌است مقاله این تیم در مجله Astrophysical Journal منتشر شد.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
http://www.sci-news.com/astronomy/wandering-supermassive-black-hole-09446.html
🆔@Physics3p
#فــیزیـک_کــوانــتوم کشفی که فیزیکدانان را به نظریه‌ی همه‌چیز نزدیک‌تر کرد
ضعف نسبی گرانش، حداقل در مقایسه با قدرت مغناطیسی و نیروهای هسته‌ای قدرت آن را به پدیده‌های بزرگ مقیاس مانند سیارات و کهکشان‌ها محدود می‌کندحالا دانشمندان کشف جدیدی درباره گرانش داشته اندکافی است خود را از ارتفاعی تقریبا بلند به پایین پرتاب کنید تا متوجه شوید که در نبرد میان جاذبه و نیروهای جامد در زمین کدام یک پیروز میشوند.
به نقل از ساینس الرت به نظر می‌رسد ضعف نسبی گرانش حداقل در مقایسه با قدرت مغناطیسی و نیروهای هسته‌ای قدرت آن را به پدیده‌های بزرگ مقیاس مانند سیارات و کهکشان‌ها محدود میکند.
گرانش ممکن است دنیا کوچک ذرات فیزیک نقش کوچک اما مهمی داشته باشند
اما اکنون دو فیزیکدان از انستیتوی جاذبه و کیهانشناسی در دانشگاه رودن اکنون درحال تجدید نظر درمورد جاذبه زمین در میان عناصر سازنده طبیعت هستند و به دنبال راه حل‌هایی برای معادلات هستند که به این نیروی کوچک نقش بیشتری در توضیح چگونگی ایجاد ذرات بنیادی بدهند.
در نگاه اول این جستجوی غیرضروری به نظر می‌رسدبرای یک ذره ابتدایی معمولی مانند الکترو کشش الکترومغناطیسی آن 10^40 برابر بیشتر از قدرت جاذبه آن است.
درج اثرات جاذبه هنگام توصیف حرکات الکترون در اطراف هسته اتم مانند در نظر گرفتن تاثیر پشه در زمان تصادف اتومبیل است. کساندروفیکی از این فیزیکدانان در اینباره گفت گرانش به طور بالقوه میتواند نقش مهمی در جهان خرد داشته باشد و این فرض توسط داده‌های خاصی تایید میشود.
به نظر می‌رسد مدل‌هایی وجود دارد که امواج انفرادی را در میدان‌های کوانتومی تشکیل می‌دهند که در آنها اثر کوچک گرانش میتواند به تقویست موج کمک کنداین مدل‌ها قوانینی را به کار بردند که به آنها امکان میدهد مقادیری را تغییر دهند درحالی که از ثابت ماندن سایر موارد اطمینان حاصل می‌کنند.
گرانش یا جاذبه یک پدیده طبیعی است که در آن همهٔ اجسامِ دارای جرم یکدیگر را جذب می‌کنند. تأثیر گرانش بر این اجسام یعنی تأثیر جذب یک جسم جرم‌مند بر جسم جرم‌مند دیگر، یا به درکِ ساده‌تر، هر جسم بر جسمِ دیگر؛ و ما آن را به صورت وزن بر خود می‌بینیم.
#مـتـرجــم_ســاکـار
#گـرداوری_آریــوس_راد
https://www.sciencealert.com/gravity-could-be-more-important-on-the-smallest-scales-than-physicists-thought
🆔@Physics3p
📚ریاضیات
📎قسمت بیست و سوم
🔸پیشرفت جبر بوسیله ریاضی دانان ایرانی
@Physics3p
جبر در تاریخ
تاریخچهٔ این علم به بیش از ۳۰۰۰ سال پیش در مصر و بابل برمی گردد که در آنجا در مورد حل برخی از معادلات خطی بحث شده است. در هند و یونان باستان نیز، حدود یک قرن پیش از میلاد از روش های هندسی برای حل برخی از معادلات جبری استفاده می گردیده است.
در قرن اول میلادی نیز بحث در مورد برخی از معادلات جبری در آثار دیوفانتوس یونانی و برهماگوپتای هندی دیده میشود. کتاب جبر و المقابلهٔ خوارزمی، اولین اثر کلاسیک در جبر می‌باشد که که کلمهٔ جبر یا Algebra از آن آمده‌است. دیگر ریاضیدان شهیر ایرانی خیام است که در آثار خود جبر را از حساب تمییز داد و گامی بزرگ را در تجرید و پیشرفت این علم برداشت. در قرن ۱۶ میلادی، روش حل معادلات درجه سوم توسط دل فرو و معادلات درجه چهارم توسط فراری کشف گردید. این واژه از ریشه جَبَرَ در عربی گرفته شده که به معنای شکسته بندی و جُبران است، اما خوارزمی آن را بر عملِ افزودن جمله‌های مساوی بر دو سوی یک معادله، برای حذف جمله‌های منفی، اطلاق میکند. واژه «مقابله»، که آن هم در عنوان کتاب خوارزمی دیده می شود، به معنای حذف مقادیر مساوی از دو طرف معادله است. ابوکامل شجاع بن اسلم (نیمه دوم قرن سوم) نیز مشتقات واژه جبر را به همین معنی به کار می‌برد.
مثلاً برای حل معادله ۸۰ = x ۲۰–۱۰۰ می گوید: «صد درهم را با بیست شیء جبر کن و آن را با هشتاد جمع کن. ابوریحان بیرونی عمل جبر را به افزودن مقادیر مساوی به دو کفه ترازو برای حفظ تعادل آن تشبیه می کند خواجه نصیرالدین طوسی، غیاث الدین جمشید کاشانی و ابن غازی مکناسی نیز جبر و مقابله را به همین صورت تعریف کرده اند.
نظریات خیام و فارابی دربارهٔ جبر
در طبقه بندی های یونانیان از علوم، نام علم جبر جزء علوم ریاضی نیامده است. نخستین کسی که جبر را در طبقه‌بندی علوم داخل کرده فارابی است که در احصاءالعلوم خود بخشی را به «علم الحیل» یا «علوم الحیل» اختصاص داده‌است. این علوم، که فارابی در تعریف آنها می گوید:
« علمِ شیوة چاره جویی است برای کاربرد آنچه وجودشان در ریاضیات با برهان ثابت شده و انطباق آنها بااجسام طبیعی »
سپس قسمتی از آن علم را حیل عددی می‌نامد که: «شامل علمی است در میان مردم زمان ما به جبر و مقابله معروف است» از اینکه فارابی جبر را جزء علوم حیل آورده، معلوم میشود که از نظر او هنوز جبر نه علمی برهانی بلکه مجموعه ای از شگردها برای استخراج ریشه های معادلات شمرده می شده است. این دیدگاه به نحوی در طبقه‌بندی ابن سینا از علوم هم منعکس شده است.
وی در رسالة فی اقسام العلوم العقلیة (ص ۱۲۲) جبر را جزء «اجزاء فرعی (الاقسام الفرعیة) ریاضیات» آورده و آن را، در کنار «عمل جمع و تفریق بر حَسَب حساب هندی» یکی از «شاخه‌های علم اعداد (من فروع علم العدد)» شمرده‌است. خیام در رسالة جبر و مقابله خود، «صناعت جبر و مقابله» را یکی از «مفاهیم ریاضی» می شمارد «که در بخشی از فلسفه که به ریاضی معروف است، بدان نیاز میافتد». هرچند خیام در این عبارت در صدد به دست دادن تعریفی جامع و مانع از جبر نیست، اما از نوشته او چنین استفاده میشود که جبر اولاً «صناعت» است و ثانیاً جزء علوم ریاضی است.
نتیجه کلی سخن وی این است که جبر در طبقه بندی کلی علوم فلسفی قرار می‌گیرد، هرچند او جایگاه آن را در میان این علوم مشخص نمی کند. وی همچنین در تعریف جبر می نویسد که:
فن جبر و مقابله فنی علمی است که موضوع آن عدد مطلق و مقادیر قابل سنجش است از آن جهت که مجهول اند ولی مرتبط با چیز معلومی هستند که به وسیله آن می توان آن ها را استخراج کرد.
بنابراین، در نظر خیام، مقادیر عددی و مقادیر هندسی هر دو می‌توانند ریشه معادلات جبری باشند. او در رسالة دیگر خود به نام فی قسمة ربع الدائرةنیز تلویحاً با این فکر که جبر مجموعه‌ای از شگردها («حیله»، توجه کنید که در تقسیم بندی فارابی جبر جزء «علوم الحیل» قرار می‌گیرد) باشد مخالفت میکند. خیام می نویسد: « آنکه گمان برده‌است که جبر حیله‌ای (شگردی) برای استخراج اعداد مجهول است، امر نامعقولی را گمان برده‌است. … جبر و مقابله اموری هندسی است که به وسیلة اَشکال پنجم و ششم مقاله دوم (اصول اقلیدس) مبرهن میشود » به این ترتیب، جبر و مقابله، از نظر خیام، علمی هندسی است و چون هندسی است بُرهانی نیز هست. این اختلاف در جایگاه جبر به دلیل تازگی این علم و دو تصوری است که از آغاز این علم به موازات هم وجود داشته است. در طبقه‌بندیهای متأخر علم جبر و مقابله «از فروع علم حساب» شمرده شده است. اما باید توجه داشت که این طبقه بندی ها به دورانی تعلق دارند که دستاوردهای بزرگ علم جبر دوران اسلامی فراموش شده و از آن تقریباً چیزی جز حل شش دسته معادله خوارزمی باقی نمانده بود.
منابع :دانشنامه رشد،بیتوته
✍گردآورنده سوفیا
@Physics3
شاید بتوان گفت چیزی که بیشتر از هر چیزی مکانیک کوآنتومی را برایمان مبهم و غیرقابل درک با بهره گیری از ذهنیت کلاسیک میکند، تفاسیر مطرح شده در مکانیک کوآنتومی هستند
اما چرا در مکانیک کوآنتومی نیاز به تفسیر داریم و چگونه است که علم در اینجا محتاج فلسفه میشود؟
اگر بخواهیم مکانیک کوآنتومی را خلاصه کنیم، میتوانیم بگوییم ما برای هرچیزی در جهان میتوانیم یک معادله ریاضی توصیفگر آن را بنویسیم.
این معادله ریاضی در زبان کلاسیکیِ فیزیک، همان معادله حرکتِ معروف نیوتن است
اما به زبان مکانیک کوآنتومی، این معادله همان معادله شرودینگر نام دارد، که برای سیستم مورد بررسی یک تابع موج میدهد که این به سبب خاصیت دوگانگی مواد است
هر سیستم کوآنتومی تنها میتواند یک حالت خاص را اختیار کند، برای مثال، یک شخص میتواند یا بخندد یا گریه کند و ممکن نیست که همزمان هم بخندد و هم بگریَد
در مکانیک کوآنتومی، هر یک ازین حالتهای خاصی که سیستمِ مورد بررسی میتواند اختیار کند را یک حالتِ مجاز مینامیم
کاری که تابع موج انجام میدهد این است که احتمالِ حضور سیستم مورد بررسی را در یکی از این حالتهای مجاز نشان دهد
🆔 @Physics3p
ادامه👇👇
#مکانیک_کوانتوم
@Physics3p
🔹راهنمای انجام یک آزمایش در مکانیک کوانتومی با نتایج چشم‌نواز
قسمت سوم
در توالی شکل زیر که در پیوست ارسال شده می‌توانید ببینید که چگونه موج‌های فوتونی با هم همپوشانی می‌کنند با افزایش ارتفاع امواج احتمال دیدن فوتون‌ها به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد.بیایید با برخی از فوتون‌های منتشر شده به‌طور تصادفی در زمان نور خورشید یا نور ستارگان برای این کار عالی هستند شروع کنیم تعداد زیادی از اتم‌ها در حال تابش فوتون‌های نوری در سطح یک ستاره هستند که هر کدام به‌طور مستقل از بقیه هستندبنابراین انتشار فوتون‌ها از نظر زمانی کاملاً تصادفی است اما اگر ما آن فوتون‌ها را بگیریم و آنها را روی فیبر نوری فشار دهیم برخی از امواج از فوتون‌های جداگانه همپوشانی خواهند داشت. از آنجا که وقتی که امواج آنها با هم همپوشانی دارند،ما احتمال بیشتری برای دیدن فوتون‌ها داریم تنها لازم است ما توجه کافی به فوتون‌هایی که در انتهای فیبر بیرون می‌آیند داشته باشیم زیرا ظهور آنها دیگر مانند فوتون‌های تصادفی نیست. ما فوتون‌های بیشتری را می‌بینیم که در زمان بسیار نزدیک به هم از فیبر خارج می‌شوندو این افزایش در اندازه موج اندازه‌گیری شده در ابتدای این مقاله اتفاق می‌افتداین توده یک اثر مکانیکی کوانتومی زیبا است فوتون‌ها دوست دارند وقتی همپوشانی دارند دست یکدیگر را نگه دارند.
این مساله همچنین ما را به سمت یک سوال ظریف سوق میدهد. نور ستارگان یا نور خورشید ترکیبی از تمام رنگ‌ها است بنابراین امواج بسیار کوتاه هستند و ما این را در خوشه می‌بینیم که تنها در صورتی ظاهر میشود که به فواصل بسیار کوتاه نگاه کنیماما اگر ما یک موج را با یک فوتون مرتبط کنیم رنگ فوتون چیست؟
آیا این یک فوتون قرمز یا یک فوتون سبز یا یک فوتون آبی خواهد بود؟ جالب اینجاست که طبیعی‌ترین پاسخ این است که فوتون سفید خواهد بودهر موج فوتون مخلوطی از تمام‌رنگ‌ها است اگر ما هر فوتون را مجبور به داشتن یک رنگ مشخص کنیم آنگاه امواج بسیار گسترده هستند و این را در طول خوشه مشاهده خواهیم کردبنابراین یک فوتون در حال پرواز ترکیبی از رنگ‌ها را دارد درست مانند پرسیدن این که فوتون از کدام مسیر استفاده می‌کندپرسیدن این که یک فوتون سفید در حالی که در حرکت است، چه رنگی داردهیچ معنایی ندارد.
ذرات درونگرا و برونگرا
تمام آزمایش‌ها قبلی ما نشان داده‌اند که همه ذرات چه ما از فوتون‌ها استفاده کنیم چه از نوترون‌ها و چه از بولز هاکی رفتار یکسانی دارندبنابراین با مشاهده دقیق، ما می‌خواهیم آخرین آزمایش‌ها خود را با نوترون‌ها تکرار کنیم ما طول موج‌های نوترون را با آزمایش طول مسیر متغیر خود اندازه‌گیری می‌کنیم و حواشی به آرامی به همان روش محو می‌شونداما اگر ما به‌طور تصادفی نوترون‌ها را منتشر کنیم و اجازه دهیم که موج‌ها با هم همپوشانی داشته باشند متوجه می‌شویم که نوترون‌ها از یکدیگر دوری می‌کنند. به جای جمع شدن مثل فوتون‌ها نوترون‌ها یکدیگر را هل می‌دهندیا ضد دسته هستند.
این هنوز هم یک اثر مکانیکی کوانتومی است به‌طور کلاسیک ما انتظار داریم که نوترون‌های ساطع‌شده به‌طور تصادفی به‌خوبی و به‌طور تصادفی به هم برسنداما به جای جمع کردن و نگه داشتن دست‌ها مثل فوتون‌هانوترون‌ها از یکدیگر اجتناب می‌کنند.
ما میتوانیم این آزمایش را با تمام ذراتی که می‌شناسیم تکرار کنیم و آنها به دو گروه مجزا تقسیم می‌شوندبرونگراها که دوست دارند به هم بپیوندندبوزون ها و درونگراها که از یکدیگر دوری می‌کنند فرمیون ها هیچ ذره‌ای وجود ندارد که به‌طور تصادفی وارد شودآن‌ها همه یا درونگرا و یا برونگرا هستند کوارک‌ها، الکترون‌ها، پروتون‌ها و نوترون‌ها همگی به کمپ فرمیون درونگرا تعلق دارندفوتون‌ها گلون‌ها و پیون‌ها همه بوزون‌های برونگرا هستند.
فرمیون‌ها یک ترفند اضافی در آستین خود دارند دو فرمیون می‌توانند با هم جمع شوند تا مانند یک بوزون رفتار کنندهمه کوارک‌ها فرمیون‌های درونگرا هستند اما پین‌ها از ۲ کوارک تشکیل شده‌اند و مانند بوزون های برونگرا عمل می‌کنند پروتون‌ها و نوترون‌هاکه از ۳ کوارکی تشکیل شده‌اندمانند فرمیون عمل می‌کنندبنابراین این امکان وجود دارد که از فرمیون‌هایی که بوزون هستند، ذرات مرکب ایجاد کرد به شرطی که از تعداد فرمیون‌های مساوی استفاده شود.
🌐منابع:
http://go.redirectingat.com/?id=100098X1555750&xs=1&url=https%3A%2F%2Fwww.ntia.doc.gov%2Fpage%2F2011%2Funited-states-frequency-allocation-chart&sref=rss
https://arstechnica.com/
https://arstechnica.com/science/2021/01/a-curious-observers-guide-to-quantum-mechanics-pt-3-rose-colored-glasses/?amp=1
@Physics3p
ادامه دارد...
▪️پارت پیشین را از این قسمت مطالعه کنید[ پارت دوم]
#گـرداوری_آریــوس_راد
#مـتـرجــم_ســاکـار
#به_تصاویر_پیوست_مقاله_توجه_کنید
امروز داشتم در صفحه اول اَپِ گوگل که معمولا آخرین پست ها و خبرها از خبرگزاریهای داخلی و خارجی رو لیست میکنه گشت میزدم تا ببینم دنیا دست کیه...
همزمان با دو صحنه متفاوت از دو سایت خبرگزاری داخلی و خارجی مواجه شدم که برای چند دقیقه منو تو فکر فرو برد..
با خودم گفتم چی باعث میشه که تیتر اول یه خبرگزاری داخلی همچین چیزایی(تصویر سمت راست) و تیتر اول یه خبرگزاری خارجی(تصویر سمت چپ) چنین چیزی باشه؟
کجای راهو اشتباه اومدیم؟
کجای راهو داریم اشتباه میریم؟!
برای من که خیلی تأمل برانگیز بود
کاش زودتر به خودمون بیایم تا خیلی دیر نشده...
🆔 @Physics3p
درست چند لحظه(کمتر از دو دقیقه) پس از بیگ بنگ، نیروهای اصلی طبیعت و همچنین ماده و انرژی وارد بازی بزرگ کیهانی شدند
چندی نگذشت که ذرات زیراتمی کوآرک ها و سایر لپتون ها(ذرات بنیادی یا فاقد جز تشکیل دهنده) نیز به این نمایش بزرگ پیوستند.
تا ۳۸۰،۰۰۰۰ سال این روند ادامه یافت و سوپ اولیه کیهان مملو از ماده و انرژی، در قالب فضای «درخشانِ تاریک» به حیات خود ادامه داد...
🔵 اما چرا فضای درخشانِ تاریک؟
پس از تشکیل ذرات ماده و انرژی و همزمان با آن، الکترون ها، نیز که یکی از این ذرات بنیادی هستند پا به عرصه گیتی گذاشتند بطوریکه این الکترون های پر انرژی و پرسرعت در سوپ داغ اولیه کیهان سرگردان بودند.
در همین حین فوتون ها(ذرات انرژی حامل نور) نیز از برهمکنش الکترون و همتای پادماده آن یعنی پوزیترون، بوجود میامدند اما این فوتون ها در لحظه بسیار بسیار کوچک بعد از بوجود آمدن، با این الکترونهای سرگردان در سوپ داغ اولیه، برهمکنش کرده و نابود میشدند
«بنابراین جهان اولیه پس از بیگ‌بنگ، تا ۳۸۰،۰۰۰ سال جهانی داغ و درخشان و تاریک(غیرقابل دیدن) بود که مملو از ذرات ماده و انرژی بوده است»
🆔 @Physics3p
ادامه👇
#مکانیک_کوانتوم
⚫️ هولوگرافی کوانتومی
قسمت پایانی
@Physics3p
روشی که این تیم توسعه داده‌است، محدودیت‌های قبلی را ندارد و هولوگرافی را به قلمرو کوانتوم وارد میکند. استفاده از فوتون‌های درهم‌تنیده راه‌های جدیدی برای ایجاد هولوگرام‌های واضح‌تر و با جزئیات بیشتر ارائه میدهد و امکان کاربردهای عملی جدید را ایجاد میکند. یکی از این کاربردها میتواند در تصویربرداری پزشکی باشد، جایی که از هولوگرافی در میکروسکوپ برای بررسی دقیق جزئیات نمونه‌های ظریف که غالباً شفاف هستند استفاده میشود
این روش امکان ایجاد تصاویر با وضوح بالاتر و نویز کمتر را فراهم میکند، که میتواند به کشف جزئیات دقیق سلول‌ها و درک نحوهٔ عملکرد در سطح سلول کمک کند.
پروفسور فاسیو از دیگر نویسندگان این مقاله گفت: "آنچه واقعاً در این زمینه هیجان‌انگیز است این است که ما راهی برای ادغام دوربین‌های دیجیتال مگاپیکسلی در سیستم تشخیص پیدا کرده‌ایم."
بسیاری از اکتشافات بزرگ در فیزیک کوانتوم نوری در سال‌های اخیر با استفاده از سنسورهای تک پیکسل ساده انجام شده‌است. آنها کوچک، سریع و مقرون به صرفه هستند، اما اطلاعات بسیار محدودی را در مورد وضعیت فوتون‌های درهم تنیده ضبط می‌کنند و برای ضبط جزئیات بیشتر در یک تصویر واحد، زمان زیادی لازم دارند. سنسورهای CCD (Charge-coupled device) که این تیم از آنها استفاده کرده‌است، وضوح بی‌سابقه‌ای از تصویر را میدهد، حداکثر ۱۰ هزار پیکسل در هر تصویر از هر فوتون درهم تنیده، این بدان معناست که می‌توان کیفیت درهم‌تنیدگی و مقدار فوتون‌های موجود در پرتوها را با دقت قابل توجهی اندازه‌گیری کرد.
در آینده رایانه‌های کوانتومی و شبکه‌های ارتباطی کوانتومی به جزئیاتی در مورد ذرات درهم‌تنیده که از آن استفاده خواهند کرد، نیاز دارند. این پژوهش، دانشمندان را یک قدم به ساختن این رایانه‌ها و پژوهش در مورد آنها نزدیک میکند.
@Physics3p
#مـترجم_خانم_امـینـی
🌐 منابع :
https://scitechdaily.com/holography-quantum-leap-using-entangled-photons-could-revolutionize-imaging/
https://www.nature.com/articles/s41567-020-01156-1
▪️قسمت پیشین را از این قسمت مطالعه کنید. [پارت اول]
#فــیزیـک_کــوانــتوم
رد پای نوترینوی کیهانی نادر به سیاهچالههای ستاره‌ای رسید
نوترینوها همه جا هستند هزاران ذره بدون جرم در هر ثانیه از بدن شما عبور می‌کننداما فرو بردن آنها به طور آشکار سخت است به خصوص آن‌هایی که انرژی زیادی از فضای عمیق دارند. سالانه تنها حدود دوازده تن از این نوترینوهای کیهانی شناسایی می‌شوندو دانشمندان توانسته‌اند تنها یکی از آنها را به منبع آن متصل کنند حالا IceCube آشکارساز نوترینو به وسعت یک کیلومتر که در اعماق قطب جنوب قرار دارد یکی دیگر را تا زادگاه دور خود دنبال کرده‌است یک سیاهچاله ابر پرجرم که یک ستاره را در یک کهکشان ۷۵۰ میلیون سال نوری از هم می‌پاشد.
تسوی پیران نظریه‌پرداز دانشگاه عبری اورشلیم که در این تحقیق شرکت نداشته است می‌گویداگر این درست باشدداستان بسیار هیجان انگیزی است این کشف نشان میدهد که این رویدادهای نادر اختلال جزر و مدی TDEs می‌توانند منبع اصلی نوترینوهای با انرژی بالا و پرتوهای کیهانی باشنددیگر بازدیدکنندگانی که منشا آنها یک راز بوده است.
تنها راه تشخیص نوترینوها این است که منتظر بمانید تا یکی از آنها به چیزی برخورد کندآن‌ها اغلب با ماده در تعامل نیستند اما به ندرت با یک هسته اتمی برخورد می‌کنندو باعث ریزش ذرات خرد شده می‌شوندچون این ذرات تخلیه میشوند یک فلاش نور منتشر می‌کنندبرای افزایش احتمال تشخیص این برخوردها محققان به حجم عظیمی از مواد نیاز دارند. ماهی‌های IceCube برای آنها از مجموعه‌ای از بیش از ۵۰۰۰ ردیاب فوتون که به صورت رشته‌ای مرتب شده و در یک کیلومتر مکعب از یخ‌های قطب جنوب غرق شده‌اند استفاده می‌کننداز زمان ورود و روشنایی فلاش در هر آشکارسازمحققان می‌توانند جهت آمدن نوترینو و اینکه منبع آن نزدیک است یا در فضای عمیق را محاسبه کنند..
در سال ۲۰۱۷ IceCube یک نوترینوی با سفر طولانی را شناسایی کرد که برای اولین بار به یک منبع قابل‌شناسایی مرتبط بودیک کهکشان فوق روشن که به عنوان بلازار شناخته میشود. چنین کهکشان‌هایی حاوی سیاهچالههای بسیار ابر پرجرم در مرکز خود هستندماده‌ای که آنها سوختگی‌ها را به حدی گرم می‌مکند که می‌توان آن را در سراسر جهان دیداین فرآیند همچنین یک جت ماده با سرعت بالا ایجاد میکند که تصور میشود مستقیما به سمت زمین نشانه گرفته میشود.
در ۱ اکتبر ۲۰۱۹یک فلاش در ردیاب، یک نامزد احتمالی فضای عمیق دیگر را نشان داد همانطور که هر سال چندین بار این کار را انجام می‌دهند، محققان IceCube هشدار دادند تا ستاره‌شناسان بتوانند آسمان را به سمت نوترینوی ورودی اسکن کنندتلسکوپ کالیفرنیا ساختمان ناپایدار زاکی به حرکت در آمد و متوجه شد که یک TDEیک سیاهچاله ابر پرجرم است که یک ستاره نزدیک را از هم می‌پاشداین تیم امروز در ستاره‌شناسی طبیعی گزارش می‌دهدوقتی دیدیم که این میتواند یک TDE باشد بلافاصله گفتیم وای!
در واقع TDEs به عنوان یک راز باقی مانده است تاکنون کمتر از ۱۰۰ مورد دیده شده است زمانی که یک ستاره در نزدیکی یک سیاهچاله ابر پرجرم به دور خود می‌چرخدجاذبه شدید جزر و مد شبیه به زمین را بر روی استروئیدها تغییر می‌دهداگر بیش از حد نزدیک شودجاذبه میتواند ستاره را با نصف جرم خود به درون یک دیسک داغ و درخشان در اطراف سیاهچاله بکشد و بقیه در یک مسیر طولانی به سمت بیرون پرواز کننداین یک فرآیند مشابه چیزی است که به یک بلازار را قدرت میدهد، اما فقط چند ماه طول می‌کشدبا گرفتن یک نوترینو از TDE این تیم شواهدی یافته‌است که TDEs میتواند یک جت ذره کوتاه از سیاهچاله مانند یک حلقه بلازار را تغذیه کند.
این TDE خاص برای ستاره‌شناسان تازگی نداشت این موضوع در تاریخ ۹ آوریل ۲۰۱۹ توسط تحقیق زاکی کشف شد و به آن لقب AT2019dsg داده شداین واقعیت که این یکی که ۱۵۰ روز بعد پر از نوترینو شده بود هنوز هم قدرت خود را از دست نداده بودمایه تعجب بود آستین می‌گویدما دیدیم که این منبع واقعا فعال بود و یک موتور مرکزی برای مدتی طولانی به آن نیرو میداد
فیزیکدانان فضایی دقیقا نمی‌دانند که ایجاد سیاهچالهها چگونه این فواره‌های ذرات را تغذیه می‌کننداما با دو نوترینوی کیهانی جت‌ها به عنوان مدعی اصلی برای توضیح نوترینوهای فضایی عمیق ظاهر میشوند که در جلوی ستاره‌های نوترونی و انفجارهای ستاره‌ای قرار دارندسووی جزاری نویسنده مشترک موسسه علوم تلسکوپ فضایی که برای اولین بار AT2019dsg را کشف کردتوضیح میدهد که تولید نوترینوها به همان روشی است که فیزیکدانان ذرات به طور مصنوعی نوترینوها را بر روی زمین می‌سازند:با یک پرتو انرژی بالای پروتون‌ها جتکه به مواد اطراف برخورد میکند. او می‌گوید برای اینکه TDEs به عنوان مکان احتمالی برای تولید نوترینو ظاهر شود بسیار هیجان‌انگیز است.
#فــیزیـک_کــوانــتوم
زیست‌شناسی کوانتوم یک زمینه نه نوظهور از علم است که در دهه ۱۹۲۰ ایجاد شد و به این مساله می‌پردازد که آیا جهان زیر اتمی مکانیک کوانتوم در سلول‌های زنده نقش دارد یا خیرمکانیک کوانتومی یک حوزه میان رشته‌ای از طبیعت است که فیزیکدانان هسته‌ای شیمی‌دانان و زیست‌شناسان مولکولی را گرد هم می‌آورد.
در یک مقاله تحقیقاتی که توسط مجله Physical Chemistry Chemical Physics منتشر شد، تیمی از مرکز آموزش زیست‌شناسی کوانتومی Surrey's Leverhulme از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری و روش‌های مکانیک کوانتومی برای تعیین نقش تونل‌زنی پروتون، یک پدیده کاملا کوانتومی، که در جهش‌های خود به خودی در داخل DNA بازی میکند استفاده کردند.
تونل‌زنی پروتون شامل ناپدید شدن خود به خودی یک پروتون از یک مکان و ظهور مجدد همان پروتون در آن نزدیکی است.
تیم تحقیقاتی کشف کرد که اتم‌های هیدروژن که بسیار سبک هستندبه دلیل تونل‌زنی پروتون می‌توانند دو رشته مارپیچ دوگانه DNAs را کنار هم نگه دارند و تحت شرایط خاصی مانند امواج گسترده رفتار کنند که می‌توانند در یک زمان در چندین مکان وجود داشته باشند. این منجر به این میشود که این اتم‌ها گاهی اوقات در رشته اشتباهی از DNA یافت شوند و منجر به جهش شوند.
اگرچه طول عمر این جهش‌ها کوتاه است اما تیم سوری نشان داده‌است که آنها هنوز هم می‌توانند از مکانیزم همانندسازی DNA درون سلول‌ها جان سالم به در ببرند و ممکن است پیامدهای سلامتی داشته باشند.
دکتر مارکو ساکوچی استاد تحقیقات دانشگاه انجمن سلطنتی و پیشرو در این پروژه در دانشگاه سوری گفت بسیاری از مردم مدت‌ها است که شک دارند که جهان کوانتومی که عجیب غیربصری و شگفت‌انگیز است در زندگی همان طور که ما می‌دانیم نقش ایفا می‌کنددر حالی که این ایده که چیزی میتواند همزمان در دو مکان وجود داشته باشد، ممکن است برای بسیاری از ما نامعقول باشداین اتفاق همیشه در جهان کوانتومی رخ میدهد و مطالعه ما تایید میکند که تونل‌زنی کوانتومی نیز در DNA در دمای اتاق رخ میدهد.
لوئی اسلوکومب، دانشجوی دکترای تخصصی در مرکز آموزش دکتری زیست‌شناسی کوانتوم Leverhulme و یکی از نویسندگان این تحقیق گفت
هنوز راه طولانی و هیجان‌انگیزی پیش روی ماست تا درک کنیم که چگونه فرآیندهای بیولوژیکی در سطح زیر اتمی کار می‌کننداما مطالعه ما و بسیاری دیگر در سال‌های اخیر تایید کرده است که مکانیک کوانتومی در حال رخ دادن است.
در آینده ما امیدواریم که بتوانیم بررسی کنیم که چگونه توتومرهای تولید شده توسط تونل کوانتومی می‌توانند جهش ژنتیکی ایجاد و تولید کنند.
#گـرداوری_آریــوس_راد
#مـتـرجــم_ســاکـار
https://phys.org/news/2021-02-reveals-quantum-physics-mutations-dna.html?deviceType=desktop
🆔@Physics3p