عدم قطعیت- ١

عدم قطعیت، یا به عبارت دقیق‌تر اصل عدم قطعیت، از خاصیت موجی یا موج گونه بودن ذرات کوانتومی مثل الکترون، فوتون، پروتون و نوترون ایجاد می‌شود، و به اندازه‌گیری کمیت‌های مربوط به این ذرات، مثل تکانه یا مومنتوم و موقعیت یا مکان مربوط می‌شود. همچنین کمیت‌هایی مثل انرژی و لحظه‌ی اندازه‌گیری آن، و غیره. اصل عدم قطعیت می‌گوید، هیچ گاه نمی‌توان تکانه‌ی یک ذره و مکان آن را به طور همزمان با دقت بالا اندازه گرفت، اگر موفق شویم تکانه را در یک لحظه‌ی مشخص با دقت بالایی اندازه بگیریم، امکان ندارد بتوانیم مکان را هم در همان لحظه با دقت بالایی مشخص کنیم. برعکس این هم درست است. اگر موفق شویم در یک لحظه‌ی مشخصی مکان یک ذره را با دقت بالایی مشخص کنیم، امکان ندارد بتوانیم تکانه را هم در آن لحظه با دقت بالایی مشخص کنیم. دقت هر کدام از این‌ها بالا برود، دقت آن یکی پایین می‌آید. گاهی هم هیچ کدام از آن‌ها را نمی‌شود با دقت بالایی اندازه گرفت. فقط از روی تصادف است که می‌توان گاهی یکی از آن‌ها را با دقت بالایی اندازه گرفت. به طوری که ورنر هایزنبرگ، اولین فیزیکدانی که متوجه این شده بود، در ١٩٢٧ چنین فرمولی برایش پیدا کرد:

Δp Δx ≥ ℏ
[دلتا پی × دلتا ایکس ≥ اچ بار]
Δ = تغییرات
P = مومنتوم
X = مکان
Δp= انحراف معیار مومنتوم
Δx = انحراف معیار مکان
ℏ = ثابت پلانک کاهش یافته

فرمول می‌گوید، اگر عدم قطعیتِ مربوط به اندازه‌گیریِ تکانه‌ی یک ذره را در عدم قطعیت مربوط به مشخص کردن مکان آن ضرب کنیم، حاصل ضرب همیشه یا بزرگتر از ثابتِ پلانکِ کاهش یافته است، یا حداقل مساوی با آن است. علاوه بر آن، این را هم می‌گوید: هرچقدر عدم قطعیت یکی از این‌ها پایینتر بیاید، یعنی با دقت بیشتری بتوانیم آن را مشخص کنیم، عدم قطعیت آن دیگری خود به خود بالا می‌رود. یعنی دقت آن خود به خود پایین می‌آید. بد نیست این را هم بگویم که مکان ذره و تکانه‌ی آن وابستگی به همدیگر دارند. یکی از آن‌ها که تغییر کند آن دیگری هم تغییر می‌کند. همچنان که گفتم، این عدم قطعیت فقط به اندازه‌گیری یا مشخص کردن مکان و تکانه محدود نمی‌شود. هر وقت موفق شویم کمیتی از ذره را با دقت بالا اندازه بگیریم، همزمان نمی‌توانیم کمیت دیگری از آن را هم که وابستگی‌ای به آن کمیت دارد با دقت بالا اندازه بگیریم. دیگر این که اچ بار، یا ℏ، یکی از دو ثابت مهم دنیاست! ثابت دیگر هم سرعت نور یا c است. ارتباط عدم قطعیت با چنین ثابتی اهمیت فوق العاده‌ای به آن می دهد. [ادامه دارد]

[توضیح- تکانه یعنی جرم ضرب در بُردار سرعت. بردار سرعت را در انگلیسی velocity می‌گویند. خود سرعت را speed می‌گویند. فرق بردار سرعت و خود سرعت این است که در خود سرعت فقط اندازۀ حرکت یک جسم در یک ثانیه بیان می‌شود، اما در بردار سرعت، علاوه بر اندازۀ آن، جهت سرعت هم مشخص می‌شود. بنابراین، تکانه مفهومی ریاضی است، و با بُرداری نشان داده می‌شود که طول آن اندازۀ سرعت را نشان می‌دهد، و جهت آن هم، که در دستگاه مختصات سه بُعدی مشخص می‌شود، جهت سرعت را مشخص می‌کند. جسم اگر بدون تغییر جهت، روی یک خط راست حرکت کند، تکانه‌اش را تکانه‌ی خطی می‌گویند. اما اگر دور محوری بچرخد، تکانه‌اش را تکانه‌ی زاویه‌ای می‌گویند. در هر دوی این حالت‌ها، هر چقدر سرعت بیشتر باشد، تکانه هم بیشتر می‌شود. و از آنجا که تکانه از حاصل ضرب جرم در سرعت به دست می‌آید، واحد آن بر حسب کیلوگرم‌متر بر ثانیه بیان می‌شود.]



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

عدم قطعیت- ٢

هایزنبرگ عدم قطعیت را با یک آزمایش فکری، که به صورت عکس گرفتن از یک الکترون بود، توضیح داد. اگر قرار باشد عکسی از الکترون گرفته شود، باید یک ذره¬ی نور یا فوتون به آن تابانده شود. این فوتون الکترون را برای دوربین عکاسی آشکار خواهد کرد، یعنی آن را یک لحظه در یک نقطه¬ی مشخص نشان خواهد و دوربین عکسش را در آن لحظه در آن نقطه خواهد گرفت، یعنی مکانش مشخص خواهد شد. اما آن فوتون چون انرژی دارد، وقتی به الکترون اصابت کرد سرعت آن را افزایش خواهد داد. و از آنجا که تکانه مساوی با جرم ضرب در بُردار سرعت است، پس با افزایش سرعت الکترون، و شاید حتی تغییر جهت آن، تکانه-اش تغییر خواهد کرد. نتیجه این خواهد شد که مکان الکترون را در آن لحظه مشخص می کنیم، اما تکانه¬اش را اگر در آن لحظه اندازه بگیریم، نمی توانیم بگوییم چقدر تغییر کرده یا نکرده. یعنی یک عدم قطعیت درباره¬اش ایجاد می شود.

اما  چند سال پیش، آیفرم اشتاینبرگ و همکارانش در دانشگاه تورونتوی کانادا با آزمایش هایی روی فوتون توانستند نشان دهند عدم قطعیتی که ناشی از اندازه گیری می تواند باشد در حدی نیست که بتواند به اندازه¬ی ℏ باشد. در حالی که در فرمول هایزنبرگ، که او آن را با محاسبات ریاضی به دست آورده بود، حاصل ضرب عدم قطعیت های تکانه و مکان همیشه بزرگتر از ℏ یا دست کم مساوی آن می شود. پس باید این عدم قطعیتی که فرمول نشان می دهد در ذات خود آن ذرات هم باشد. اشتاینبرگ و همکارانش این آزمایش را بر روی یک فوتون پولاریزه یا قطبیده انجام دادند. آنها تکانه و مکان این فوتون را اندازه نگرفتند، بلکه پولاریزاسیون یا قطبش آن را در دو صفحۀ مختلف اندازه گرفتند، که به هم وابستگی دارند. به طوری که این هم باز مشمول عدم قطعیت هایزنبرگ است. اگر جهت قطبش فوتون در یک صفحه با دقت بالایی مشخص شود، جهت قطبش آن در صفحه¬ای دیگر را نمی شود با دقت بالایی مشخص کرد. اما اشتاینبرگ و تیم او توانستند به روش خاصی اندازۀ آن عدم قطعیتی را که خود اندازه¬گیری ایجاد می کرد حساب کنند. محاسبات نشان داد اندازۀ آن در حدی نیست که در فرمول پیش بینی می شود. اما با توجه به شناختی که اکنون از ذرات کوانتومی داریم، ماهیت آنها هم درواقع می تواند نشانی از آن عدم قطعیت دهد که فرمول هایزنبرگ می گوید. [ادامه دارد]



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

عدم قطعیت- ٣

اکنون می دانیم اتم و ذرات تشکیل دهندۀ آن و ذرات فوتون هر چه هستند خاصیت موج هم دارند. و آن ذره در هر جای این موج می تواند باشد. موج ها را می شود به دو شکل کلی تقسیم کرد. موج هایی که فشردگی بیشتری دارند و فضای کمتری اشغال می کنند، مثل موجی که در شکل فوق می بینید. در چنین موجی، مخصوصاً اگر در جایی از خود ارتفاع بالایی هم داشته باشد بالا، با قطعیت بیشتری می شود مکان ذره را اندازه گرفت. چون در فضای محدودی در حال وول خوردن است. اما به هیچ وجه نمی شود مومنتوم آن را هم با قطعیت بالایی اندازه گرفت. برای اینکه مومنتوم از تقسیم ثابت پلانک بر طول موج به دست می آید:

p = h / λ
مومنتوم = ثابت پلانک تقسیم بر طول موج

پس برای اندازه¬گیری مومنتوم، باید ابتدا طول موج تعیین شود. اما طول موج چنین موجی را به هیچ وجه نمی شود با قطعیت بالایی اندازه گرفت. در یادداشت بعدی می بینیم چرا.



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

عدم قطعیت- ۴

در هر موجی، بالاترین نقطۀ آن را قله و پایین¬ترین نقطه¬اش را درۀ موج می گویند. اگر فاصلۀ قله تا دره و همان دره تا قلۀ بعدی یکی باشد، فاصلۀ این دوتا قله را طول موج می گویند. با توجه به شکل، اگر در موجی این فاصلۀ قله تا دره و همان دره تا قلۀ بعدی تکرار شود، بدیهی است که اندازه¬گیری طول موج با قطعیت بیشتری ممکن خواهد بود. اما چنین موجی، برخلاف موج یادداشت قبلی که فشرده بود، و در بعضی جاها هم شدت یا بلندی¬اش بیشتر بود، هم فشردگی کمتری دارد و در فضای بیشتری پخش می شود، هم همه جایش تقریباً یک نواخت است. به طوری که در هیچ جایش قطعیت پیدا شدن ذره بالا نیست.

در موج یادداشت ٣، که فشردگی بیشتر داشت، تعیین مکان ذره با قطعیت بیشتر، و تعیین طول موج با قطعیت کمتری همراه بود. و در موج این یادداشت، که تعیین طول موج با قطعیت بیشتری همراه است، تعیین مکان ذره قطعیت کمتر دارد. در امواجی که شکلشان بین این دو باشد، قطعیت اندازه¬گیری هیچ کدام از طول موج و مکان قطعیت چندانی نخواهد داشت. این همان عدم قطعیتی است که گفتیم در ذات اتم و ذرات آن و فوتون هست، و ربط چندانی به اندازه¬گیری ندارد.

عدم قطعیت- ۵

ریچارد فاینمن [فیزیکدان آمریکایی]: اصل عدم قطعیت، مکانیک کوانتوم را [از فرو ریختن] «محافظت می کند».  هایزنبرگ متوجه شد اگر امکان این وجود می داشت که مومنتوم و مکان را با دقت بالایی اندازه گیری کرد، بنیان مکانیک کوانتوم فرو می ریخت. این بود که گفت چنین چیزی نباید ممکن باشد. آنگاه جماعت نشستند تا شاید راهی برای این اندازه گیری پیدا کنند، و هیچ کس نتوانست راهی برای اندازه گیری مومنتوم و مکانِ هیچ جزئی [از اجزای آزمایش] – پرده، الکترون، توپ بیلیارد، هیچ چیزی- با هیچ دقت بالایی پیدا کند. کوانتوم مکانیک حیات پرمخاطره و با این حال درستش را ادامه می دهد. [درسهای فیزیک جلد ٣ فصل ١]

آن که فاینمن می گوید «هیچ کس نتوانست راهی برای اندازه گیری مومنتوم و مکان هیچ جزئی [از اجزای آزمایش] – پرده، الکترون، توپ بیلیارد، هیچ چیزی- با هیچ دقت بالایی پیدا کند»، منظورش این است که  حتی اگر کاری کنی که به جای اندازه¬گیری مستقیم مومنتوم و مکان الکترون، آزمایش را طوری طراحی کنی که مومنتوم و مکان آن را از روی یکی دیگر از اجزای آزمایش اندازه بگیری، به طوری که عدم قطعیت مربوط به آزمایش یا اندازه¬گیری را از بین ببری، باز هم عدم قطعیت سر جایش خواهد بود.

یکی از مثال های مهم فروریختن مکانیک کوانتوم، در صورت باطل شدن اصل عدم قطعیت، مربوط به گردش الکترون ها به دور هسته است. هسته بار مثبت دارد و الکترون بار منفی. بار مثبت و منفی همدیگر را جذب می کنند. قاعدتاً باید هر الکترونی که دور هسته می چرخد، تحت تأثیر بار مثبت هست، در مدت بسیار کوتاهی جذب هسته شود. آنگاه آن فضای خالی که بین هسته و الکترون هست از بین برود. خلاصه این که ساختار اتم و در نتیجه کل دنیا به هم بریزد. پس چرا چنین چیزی اتفاق نمی افتد؟

فرض می کنیم الکترون جذب هسته می شود. اولین معنی¬اش این خواهد بود که مشخص کردن مکانش با قطعیت نزدیک به صد درصد می تواند صورت بگیرد. یعنی با عدم قطعیتی در حد صفر درصد. چون هسته فضای فوق العاده کوچکی را اشغال کرده است و الکترون هم که جذب هسته شده است، مکانش فقط در محدودۀ آن فضای بی اندازه کوچک هسته خواهد بود. اما از آنجا که مکان الکترون و مومنتوم آن به هم وابسته هستند، و با تغییر یکی آن دیگری هم حتماً تغییر می کند، باید مومنتوم آن هم تغییر کند. به طوری که الکترون در همان حال که در هسته است، مومنتوم بسیاری داشته باشد، و این تنوع در حدی باشد که تقریباً با هیچ قطعیتی نشود مومنتومش را اندازه گرفت. قطعیتی نزدیک به صفر درصد. یا عدم قطعیتی نزدیک به صد درصد. چون عدم قطعیت مربوط به مکان تقریباً در حد صفر است. پس باید عدم قطعیت مومنتوم نزدیک به صد درصد باشد که حاصل ضربشان حدااقل به اندازۀ ℏ بشود:
Δp Δx ≥ ℏ

و اما برای الکترون مقدور نخواهد بود که هم فقط در جای فوق العاده کوچکی مثل هسته باشد، هم یک عالمه مومنتوم داشته باشد! الکترون انرژی محدودی دارد. آن انرژی برای ایجاد چنین مونتوم هایی کافی نیست. پس به یک مصالحه تن در می دهد. بسته به این که چه مقدار انرژی داشته باشد، فقط تا حدی می تواند به هسته نزدیک شود. مثلاً الکترون اتم هیدروژن فقط تا فاصلۀ یک آنگسترومی هسته می تواند به آن نزدیک شود. دیگر بیشتر از آن نمی تواند به هسته نزدیک شود.



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

مقالۀ دوم اینشتین

مقالۀ دوم اینشتین که در ١٩٠۵ در Annalen der Physik چاپ شد، دربارۀ پدیده-ای بود که در فیزیک و شیمی به اثر فتوالکتریک مشهور است.  اگر یک دسته اشعۀ نور به سطح یک فلز تابیده شود، باعث می شود الکترون هایی از سطح آن آزاد شده و  در فضا راه بیفتند. اینها چون بار الکتریکی با خود دارند یک جریان برق در مسیر خود ایجاد می کنند. این را می گویند اثر فتو الکتریک. اثر فتو الکتریک یعنی برقی که نور آن را ایجاد می کند. فوتو یعنی نور، الکترو هم یعنی برق. در آسانسور ها همین نوع جریان برق است که در را می بندد. وقتی در آسانسور باز است، لامپ مخصوصی روشن می شود که نورِ آن می خورَد به صفحۀ مخصوصی که در برابرش قرار گرفته است. الکترون هایی که در اثر برخوردِ آن نور از سطح فلز آزاد می شوند، جریان برقی ایجاد می کنند که شدت آن ابتدا کم است، اما مثلاً بعد از یک دقیقه به حدی می شود که می تواند در را ببند. برای همین است که اگر بخواهیم درِ آسانسور چند لحظۀ دیگر هم باز بماند، باید جلو نور آن لامپ را بگیریم تا الکترون ها آزاد نشوند. آن هم که وقتی درِ آسانسور دارد بسته می شود اگر یک نفر بیاید تو، در خود به خود بر می گردد و باز می مانَد، همین اتفاق می افتد. آن شخص هنگام گذشتن از در، جلوِ تابش آن نور را می گیرد و باعث قطع جریانِ برقی می شود که داشت در را می بست. مقالۀ دوم اینشتین دربارۀ این اثر نور بود. نور تاریخچۀ جالبی در فیزیک دارد.

افلاطون فکر می کرد وقتی چیزی را می بینم به خاطر این است که چشم های ما اشعه¬هایی نامرئی از خودشان می تابانند که به آن چیز می خورد و در پرتوِ این اشعه هاست که ما آن را می بینیم. نیوتون فکر می کرد آن چیزی که در معرضِ دیدِ ما قرار می گیرد و ما آن را می بینیم، جویباری از یک نوع ذرات از خودش ساطع می کند که اینها وارد چشم ما می شوند و چشم ما از روی اینها آن چیز را می بیند. یک دانشمندی به نام کریستین هویگنس Christian Huygens  گفته بود اشیای روشن موج هایی از خودشان می فرستند که وارد چشم ما می شود و چشم ما از روی آن موج هاست که اشیا را می بیند. گفتۀ افلاطون خیلی پرت بوده است. چشم های ما نیست که اشعه هایی به چیزی می تاباند و ما در پرتو آنها آن چیز را می بینم. هر چه هست از اشیا می آید و به چشم ما می تابد. اما از آن دو نظریۀ دیگر کدام درست بوده است؟ نظریۀ نیوتون یا هویگنس؟ بعداً که ماهیت نور را شناختیم خود به خود این را خواهیم دانست.

آزمایش دو شکاف- به قول یکی از فیزیکدانها، یکی از زیباترین آزمایش های تمام تاریخ فیزیک آزمایشی است که فیزیکدانی انگلیسی به نام تامس یانگ در ١٠٨١ انجام داد. این آزمایش که به آزمایش دو شکاف مشهور است، پایۀ تئوری کوانتوم است. در هر حال، آزمایش یانگ به این صورت بود که آمد روی یک ورق مقوا دوتا شکاف کوچک مستطیلی شکل و موازی هم ایجاد کرد. آن وقت یک منبع نور را  جلو این مقوا گذاشت تا نورش به آن بتابد و از شکاف هایش رد شود. شعاع های نور بعد از گذشتن از این دو تا شکاف می خوردند به یک صفحه¬ای که می توانست سایۀ صفحۀ مقوا و نوری را که از آن دو شکاف تابیده بود در خودش نشان دهد. چیزی مثل یک فیلم عکاسی. تصویری که روی صفحه ایجاد می شد بسیار جالب بود. آن تصویر عبارت بود از یک ردیف خط های پهن روشن و تاریک، که به موازات هم روی صفحه افتاده بودند. چنین تصویری را فقط موج می تواند ایجاد کند. یعنی این که آزمایش یانگ به روشنی نشان می داد نور به صورت دو تا موج از آن دوتا شکاف گذر کرده و آن تصویر را روی صفحه ایجاد کرده است. بعداً هم این آزمایش هزارها بار به صورت های گوناگون تکرار شد و همۀ آنها حکایت از این داشتند که نور به صورت موج حرکت می کند. از آن پس همۀ دانشمندان فیزیک معتقد بودند نور به صورت موج است و به صورت موج حرکت می کند، و حالت پیوستاری دارد. چون موج چیزی است که باید به صورت پیوستار باشد.
.


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

"مروری بر فرضیات و نظریات حول محور منشا شکل گیری منظومه شمسی"

#جلسه_اول
1400/2/28
#اجرا_توسط
الیا فرمانی، #پژوهشگر حوزه فیزیک پلاسما و همجوشی هسته ای

#برگزار_شده
در
مجموعه تخصصی فیزیک هسته ای

‏ یکی از قدرتمندترین آهنرباهای دنیا (که می تواند یک ناوهواپیمابر را دو متر از زمین بلند کند!) از آمریکا به فرانسه فرستاده می شود تا در پروژه ITER (ائتلاف بین المللی 35 کشور برای تولید انرژی از فرآیند همجوشی هسته ای پلاسما) قرار گیرد.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

قدرتمندترین آهنربای جهان که میدان مغناطیسی آن 280 هزار بار قدرتمندتر از زمین است ساخته شد.

بزرگترین آهنربای جهان به نام "سنترال سولنوید" (Central Solenoid) که ساخت آن 10 سال طول کشیده، اکنون آماده ارسال به فرانسه است.

این آهنربا قطعه اصلی پروژه راکتور همجوشی هسته‌ای است که فرایند تولید انرژی خورشید را تقلید می‌کند. به طور دقیق‌تر، این ابزار بخش اصلی ITER یک راکتور 23.95 میلیارد دلاری است که انرژی همجوشی هسته ای را روی زمین ایجاد می‌کند.
راکتور مذکور، با همکاری 35 کشور در فرانسه ساخته شده و هدف آن دستیابی به یک انرژی تجدیدپذیر واقعی است.

سیستم همجوشی هیدروژنی، آزمایشی است که نشان می‌دهد این فناوری کارآمد است و علاوه بر آن قادر به تولید و کنترل انرژی است تا بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای و دی اکسید کربن بتوان برق تولید کرد.

هرچند انرژی همجوشی قبلا نیز روی زمین تولید شده است؛
اما همیشه انرژی فعال سازی دستگاه از انرژی تولیدی آن کمتر بوده است.

البته این یکی از 6 آهنربای جدیدی است که قرار است در دستگاه مذکور به کار روند. هنگامی که سیستم به طور کامل سرهم شود قطر آهنربا 14 و ارتفاع آن 59 فوت خواهد بود.
همچنین وزن آن به هزار تن می‌رسد.
نیروی مغناطیسی این آهنربا به حدی زیاد است که می‌تواند یک ناو هواپیمابر 100 هزار تنی را 2 متر از روی زمین بلند کند.

هرچند این پروژه یک آزمایش علمی است اما اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، واحدهای گداخت، می‌توانند تا نیمه قرن حاضر به شبکه توزیع برق کمک کنند و روزانه با استفاده از یک کیلوگرم سوخت 1500 مگاوات الکتریسیته تولید کنند.
این آهنربای غول پیکر توسط شرکت جنرال اتومیکز در ایالت کالیفرنیا در حال توسعه است.

پیش بینی می‌شود قطعات بزرگ آن نیز تا سال 2023 نصب شوند و نخستین جریان پلاسما در 2025 به وسیله آن تولید شود.

هنگامی که 6 آهنربای مذکور و بقیه تجهیزات کنار هم قرار گیرند، راکتور توکامک ITER را به وجود می‌آورند که یک خورشید مصنوعی روی زمین است و همجوشی در مقیاس صنعتی را نمایش می‌دهند.


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

‍ پل اینشتین-روزن

وجود تکینگی ها که از دل نسبیت عام بیرون امده بودند اینشتین را به شدت نگران کرده بود. چون این نقاط با نسبیت قابل توضیح نبودند و اینشتین دوست نداشت که شکافی در تارو پود حقیقت به وجود اید.

در سال 1935 اینشتین و همکارش ناتان روزن، برای حذف تکینگی ها کوشیدند و یک روش ریاضی پیدا کردند که تکینگی هارا به سطح دیگری از عالم یا جهان های موازی امتداد دهند.
بنابر این تکینگی ها به جای یک بن بست به یک گذرگاه تبدیل شدند که پل اینشتین روزن نام گرفت.

ترفند ریاضی اینشتین و روزن در حد یک پانوشت عجیب در مکتب نسبیت باقی ماند تا سال 1950 که ویلر این ترفند را بازنگری کرد و آن گذرگاه ها را کرمچاله نامید.

ویلر می‌خواست از تفکر کرمچاله ها برای انتقال سریع در بخش های مختلف فضا بهره ببرد اما از این نگران بود که کرمچاله ها می توانستند قانون علیت را نقض کنند.
زیرا کرمچاله ها ناحیه های بسیار دور از عالم را به هم مرتبط می‌کردند.
اگر پرتو نوری از میان این گلوگاه کرمچاله عبور می‌کرد، می توانست از سرعت قرار دادی نور فراتر رود
در این حالت کرمچاله ها می‌توانند معلولی را قبل از ان که علتش با ارتباط استاندارد منتقل شود با خود حمل کنند.

به همین منظور ویلر به همراه رابرت فولر از دانشگاه کلمبیا در مقاله ای به این موضوع پرداخت.
آنها در این مقاله اثبات کردند که این نقض علیت عملا نمی‌تواند رخ دهد زیرا هر سیگنال یا ماده ای که در تلاش برای ورود به کرمچاله است موجب ناپایداری کلوگاه می‌شود و در نتیجه گلوگاه بسته خواهد شد.

نتیجه آنکه هیچ ماده یا پیامی نمی‌تواند سریع تر از نور منتقل شود و علیت نقض نمی‌شود.

ویلر و دستیارش با بررسی دقیق ریاضیات کرمچاله ها دریافتند که کرمچاله ها ساختاری ناپایدار دارند در واقع به دنیا می‌آیند، رشد می‌کنند و نابود می‌شوند.
ایده ی آنها از این قرار بود که در ابتدا باید دو تکینگی موجود باشد، به احتمال زیاد یکی در جهان ما و دیگری در جهانی دیگر.
یا شاید هم دو تکینگی مربوط به مسیری میان بر در جهان ما باشد.
با گذر زمان این تکینگی ها رشد کرده و یکدیگر را قطع می‌کنند و سپس در اثر برخوردشان کرمچاله هارا شکل می‌دهند. پس از ان قطر کرمچاله ها زیاد می‌شود، از هم می پاشند و باز دو تکینگی از خود برجای می‌گذارند.
این فرایند آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از یک سمت کرمچاله به سمت دیگر ان منتقل شود.
هر شخص یا هر جسمی که بخواهد از طریق کرمچاله ها سفر کند در فرایند جدا شدن دو تکینگی نابود خواهد شد.

بنابراین راه حل ویلر و همکارش امکان سفر از طریق کرمچاله هارا فراهم نمی‌کرد.


کتاب به دنبال جهان های موازی
سعید گراوندی(زاحل)


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

آیا گذشته (و آینده)، اگر که کسی به آن‌ها نگاه نکند، وجود خواهند داشت؟

پژوهش جدید محققان نشان می‌دهد برای پیش‌بینی آینده در آزمایش فکری دوست ویگنر باید یکی از سه فرضیه اساسی مکانیک کوانتومی را قربانی کرد! با دیپ لوک همراه باشید…

https://zaya.io/002zb

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
دیپ لوک‌

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

بر طبق مطالعات جدید، ممکن است در مرکز راه شیری بجای یک سیاهچاله پر‌جرم، ماده تاریک وجود داشته باشد!


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢


https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a36530817/the-center-of-the-milky-way-might-not-be-a-black-hole-after-all

فضای هیلبرت

مفهوم ریاضیاتی فضای هیلبرت، که به افتخار دیوید هیلبرت نامگذاری شده، مفهوم فضای اقلیدسی را تعمیم می‌دهد.
این فضا، روش‌های جبر برداری و حسابان را از صفحه اقلیدسی دو بعدی و فضای اقلیدسی سه بعدی، به فضاهایی با هر تعداد متناهی یا نامتناهی بعدی توسعه می‌دهد.

یک فضای هیلبرت فضای برداری مجردی است که دارای ساختار ضرب داخلی بوده و امکان اندازه‌گیری شدن طول و زاویه را می‌دهد.
به علاوه، فضای هیلبرت کامل است:
یعنی در این فضا به میزان کافی حد وجود داشته لذا می‌توان از تکنیک‌های حسابان استفاده کرد.

فضاهای هیلبرت به صورت طبیعی و مکرر، به شکل فضای بی‌نهایت بعدی توابع در ریاضیات و فیزیک ظاهر می‌شوند.
اولین فضاهای هیلبرت از این نقطه نظر در دهه اول قرن بیستم توسط دیوید هیلبرت، ارهارد اشمیت و فریگیس ریسز مورد مطالعه قرار گرفتند.

این فضاها ابزارهای اجتناب ناپذیری در نظریات معادلات مشتقات جزئی، مکانیک کوانتومی، تحلیل فوریه (که شامل کاربردهای آن در پردازش سیگنال و انتقال حرارت می‌شود) و نظریه ارگودیک می‌باشد (که ریاضیات زیربنایی ترمودینامیک را ارائه می‌دهد).
 جان فون نویمان عبارت "فضای هیلبرت" را برای مفهوم مجردی که کاربردهای گسترده‌ای داشت ایجاد نمود. موفقیت فضاهای هیلبرت راه را برای عصر ثمربخش آنالیز تابعی هموار نمود.
جدا از فضاهای اقلیدسی کلاسیک، مثال‌هایی از فضاهای هیلبرت شامل فضاهای توابع مربع-انتگرال پذیر، فضاهای دنباله ای، فضاهای سوبولف شامل توابع تعمیم یافته و فضاهای هاردی از توابع هولومورفیک می‌شود.

شهود هندسی نقش مهمی را در بسیاری از جنبه‌های نظریه فضای هیلبرت بازی می‌کند. موجودات دقیقا مشابهی از قضیه فیثاغورث و قانون متوازی الاضلاع در فضای هیلبرت نیز حضور دارند.
در سطوح عمیق‌تر، تصویر عمودی بر روی زیر فضاها (مشابه ارتفاع مثلث‌ها) نقش مهمی در مسائل بهینه‌سازی و دیگر جنبه‌ های این نظریه بازی می‌کند.
در مقایسه با مختصات کارتزین در صفحه، یک عنصر از یک فضای هیلبرت را می‌توان به صورت منحصر به فردی توسط مختصات و با توجه به مجموعه ای از محورهای مختصات (یک پایه متعامد نرمال) مشخص کرد.

زمانی که مجموعه محورها نامتناهی شمارا باشند، فضای هیلبرت را می‌توان به صورت دنباله نامتناهی که مربع-جمع پذیر هستند تصور نمود. در متون قدیمی اینگونه فضاهای اخیر را به عنوان فضای هیلبرت در نظر می‌گیرند.

به‌طور مشابه عملگرهای خطی روی یک فضای هیلبرت نیز اشیاء نسبتا ملموسی هستند:
در موارد خوبی، این عملگرها تبدیلات ساده ای هستند که فضا را در جهت‌های دو به دو متعامد با ضریب‌های متفاوت می‌کشند؛ به گونه ای که با مطالعه طیفشان می‌توان آن‌ها را دقیق تر شناخت.



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

با درود و عرض سلام خدمت تمامی اعضای محترم.
با توجه به برگزاری چند شب رصدی بصورت خصوصی و همراه خانواده و آشنایانم، برنامه ریزی هایی درمورد اجرای چنین برنامه هایی به شکل اصولی و رسمی صورت گرفته است.

با توجه به اینکه در ماه آینده، در تاریخ 22 مرداد 1400 ، بارش شهابی برساووشی به اوج خواهد رسید، از طرف انجمن هوافضای ایران(واقع در عظیمیه کرج) ، برنامه هایی را ترتیب دیده ایم و اجرا خواهیم کرد.

این برنامه، شامل برگزاری شب رصدی به همراه ثبت عکس های فوق العاده زیبا به همراه دوستان و آشنایان شما عزیزان خواهد بود.

همچنین،
برگزاری ورکشاپ های آموزشی در حیطه نجوم، کیهانشناسی و فیزیک پلاسما بصورت مقدماتی و بر روی بامِ کاروانسرای شاه عباسی واقع در کویر مرنجاب خواهد بود.

برنامه های تفریحی نیز در کنار رصد اجرام عمق آسمان و ورکشاپ های مختلف، در دستور کارمان قرار گرفته اند.

این برنامه، یک شبه و در شب 22 مرداد ماه برگزار خواهد شد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر، به بنده(الیا فرمانی) از طریق آیدی ( @FarmaniF ) پیام بدهید.

چند نمونه عکس مربوط به برنامه رصد پریشب، 17 تیر ماه را که البته برنامه آزمایشی بود و بصورت خانوادگی اجرا شد، اشتراک گذاری میکنم:

برگزاری ورکشاپ صورشناسی توسط بنده و طبیعت آسمان شب از پشت بوته ها

گذر شهاب از بالای سر بنده که به احتمال قوی، برساووشی بوده است و بطور تصادفی در عکس ثبت شده.

رصد آسمان شب به همراه دوستان و برخی از ادمین های محترم گروه فیزیک هسته ای.

ماهیت آگاهی

آیا آگاهی نیاز به یک توضیح رادیکال دارد؟


با توضیحات:
جولیو تونونی _ عصب‌شناس / 02:12
دیوید چالمرز _ فیلسوف / 07:45
شان کارول _ فیزیکدان نظری / 11:43
مکس تگمارک _ فیزیکدان، کیهان‌شناس / 13:41
دیوید والاس _ فیلسوف فیزیک / 16:44
برنارد کار _ پروفسور ریاضیات و اخترشناسی / 19:21
پاول دیویس _ فیزیکدان / 21:12

Credit: Closer To Truth YouTube Channel
& _ https://www.closertotruth.com/

#ترجمه_فارسی_از تنیدگی


#consciousness #seancarroll #maxtegmark #bernardcarr #giuliotononi #davidwallace #davidchalmers #pauldavies #dualism #mindbodyproblem #mind #integratedinformationtheory


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

آیا علیت در کوانتوم دچار نقض میشود؟

#علیت

این اصل را به دو شاخه میتوان تقسیم کرد: 
1_ علیت خطی
linear causality

2_ علیت غیر خطی
nonlinear causality

علیت خطی:
در این مدل معلول فقط یک علت دارد و علت قبل از معلول اتفاق می افتد.
همان علیتی که تقریبا همه ما میشناسیم. ساده است.

علیت غیر خطی:
در این مدل یک معلول ممکن است علتهای زیادی داشته باشد و همچنین ممکن است معلول قبل از علت اتفاق بیفتد (Delayed Choice Experimrnt ). 

قابل توجه است که وجود رابطه یا "Correlation" را نباید با علیت اشتباه کرد. رابطه بین دو متغیر را نباید معادل با علیت گرفت.
برای مثال فروش بستنی و فروش عینک آفتابی با هم رابطه دارند اما این رابطه ربطی با علیت ندارد.
در مثال بالا آفتاب یک متغیر پنهان و علت فروش بستنی و عینک آفتابی میباشد.

 در علیت غیر خطی معلول میتواند علتهای متعدد داشته باشد که به آن (holistic) گفته میشود یعنی در این مدل به دنبال یک دلیل نباشید و ایضا معلول نتیجه کنش و واکنشهای متعدد و پنهان از نظر می باشد. 
این معلول را در منابع فلسفی علمی "Emergence" یا پدیدار شدن مینامند.

به مثالهای زیر توجه کنید: 

1_ آگاهی نتیجه کنش و واکنشهای مغز است یا آگاهی از کنش واکنشهای مغزی تولید میشود و معلول آن می باشد.
در این مدل آگاهی ، معلول و Emergence میباشد. ( توجه شود که ادعا بر این است و ما فعلا کاری به صحت آن نداریم )

2_ فابریک زمان و مکان  یک پدیده ظهوریافته یا Emergence از انتگلمنت میباشد.
یعنی علت وجود زمان پدیده انتگلمنت است  ( توجه شود که ادعا بر این است و ما فعلا کاری به صحت آن نداریم )
و اما بعد...
علیت دترمینیستی یا
" Deterministic causality "
با خود اصل علیت causality تفاوت بارز دارد.

1_ اولی میگویید که هستی، دترمینیستیک است.
2_ دومی میگوید هر معلولی، علتی دارد.

اینها دو مبحث 180 درجه متفاوت هستند!

حالا معنی "Deterministic" چیست؟

مثلا ما اگر شرایط اولیه یک سیستم را داشته باشیم، میتوانیم موقعیت سیستم در آینده را کاملا دقیق بدانیم و پیش بینی کنیم.
فیزیک کلاسیک یک فیزیک دترمینیستیک و دقیق است.
ولی در فیزیک کوانتومی، موقعیت سیستمها در آینده دترمینیستیک نیست بلکه مُحتمل یا "probabilistic" و پیش بینی ناپذیر است یا درواقع فیزیک کوانتم
non Deterministic
می باشد، که این ربطی به رد علیت ندارد!

حتی آزمایش تاخیردار جان ویلر در آزمایش دو شکافی و علیت معکوس یا( Retrocausality ) هم به هیچ عنوان خود (( اصل علیت )) که از "بدیهیات" می باشد را نقض نکرده است.

همواره هر معلولی (حادث) نیازمند علت است حتی اگر به فرض تقدم و تاخر زمانی آن عوض شود ( با برگشتن زمان به عقب و...).

هیچ گاه از عدم محض و هیچ مطلق چیزی بدون علت ساخته نمی شود و نخواهد شد.

فرق علت و معلول در فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتمی:

علیت رابطه بین یک رویداد (علت) و رویداد دوم (اثر یا معلول) است که در آن، رویداد دوم نتیجه رویداد نخست است.

در فیزیک کلاسیک معلول نمی تواند قبل از علت بوجود آید اما در فیزیک کوانتمی به نظر میرسد که رابطه علت و معلول میتوانند تقدم و تاخر زمانی داشته باشند.
به عبارت دیگر معلول میتواند قبل از علت قرار بگیرد.
این اصل که (Retro causality) نامیده میشود توسط آزمایشهای متعددی به تجربه کشیده شده است که در مقاله زیر توضیح داده شده است:

https://www.academia.edu/39522519/What_is_Quantum_Causality

Dr. RH


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#درهم‌تنیدگی_کوانتمی (انتنگلمنت) و #آزمایش_جان_بل:

انتنگلمنت در کوانتوم فیزیک  به این معنی است که دو ذره یا پارتیکل یکی اینجا و دیگری میلیاردها سال نوری دورتر است. به نظر میرسد که از حال هم با خبرند و آنگونه در هم پیچیده اند که اندازه گیری شرایط یا States یکی اثر آنی بر پارتیکل دیگری می گذارد.

قبلا در هم تنیدگی یا انتنگلمنت را مفصل طی چند پست شرح دادم:
https://t.iss.one/Nuclear_ph_ysics/133


نقطه کلیدی در اینجا واژه "آنی" یعنی سریعتر از سرعت نور میباشد که این درواقع بسیار (Spooky) یا عجیب غریب می باشد و اینشتین را هم گیج کرده بود زیرا او میدانست که نهایت سرعت در هستی سرعت نور است و طبق نظریه نسبیت انیشتین سیگنال هایی که در ابعاد معمولی فضا منتشر می شوند نمیتوانند سریعتر از سرعت نور باشند.
آلبرت اینشتین تا آخر عمرش زیر بار نتایج این پدیده نرفت و ادعا کرد که یک متغیر پنهانی دست اندر کار است و تئوری کوانتوم لوکال و ناقص است.

فیزیکدانی به نام (John bell)
توسط یک آزمایش که تحت عنوان 
"Bell inequality Experiment"
نشان داد که انیشتین اشتباه میکرده و نه تنها هستی لوکال نیست بلکه سریعتر از سرعت نور یک "فکت" است.

جان بل جهت آزمایش خود 3 چیز را فرض گرفت:

1_ رئالیسم:
واژه علمی آن را "none contextual" هم می گویند.
  در این فرض خواص ماده احتیاج به ناظر ندارد و مستقل، آبجکتیو یا عینی می باشد.

2_ لوکال بودن:
ذرات یا پارتیکل ها بر روی هم اثر آنی و سریعتر از سرعت نور ندارند.

3_ حق انتخاب:
حق انتخاب یا "freedom of choice" یعنی فیزیکدانان می‌توانند آزادانه بدون دخالت متغیر پنهان، استیت یا حالت یک ذره را اندازه بگیرند.

اگر طبیعت از 3 شرط بالا تبعیت کند، بنابراین این هستی بر اساس فیزیک کلاسیک عمل می کند؛
وگرنه کوانتوم مکانیک و دنیای ذرات بنیادی عجیب و غریب می باشد که باید به نتایج آن عادت کنیم. 

آزمایش بل نشان داد که وقتی پارتیکل ها با هم انتنگل یا درهم‌ تنیده میشوند، نتیجه اندازه گیری چرخش، تکانه و پولاریزاسیون رابطه یا "Correlation" بیشتری را دارد که بتوان آن را با فیزیک کلاسیک توضیح داد.

بنابراین،
فیزیک کوانتم لوکال نیست و هستی (Contextual) و یا سابجکتیو میباشد.

لازم به توجه است که در چند دهه اخیر مشکلات یا «loophole» های متعددی به آزمایش بل وارد شده اما کلیه این مشکلات جواب داده شده و آزمایش های متعددی، تفسیر کپنهاگن و سابجکتیو بودن هستی را تایید میکند.

علاقه مندان میتوانند جهت اطلاعات بیشتر به لینک زیر مراجعه کنند: 

https://arxiv.org/abs/1502.05396


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

بسیاری از افراد از من سوال میکردند نورهایی که قبل از زمین لرزه سر پل ذهاب دیده میشد چه بودند؟

حتی خیلی ها پای نظریه توطئه و هارپ و... را هم پیش میکشیدند و مدت هاست که باور دارند دنیا بزودی نابود خواهد شد و این پدیده(نور های مرموز قبل از زمین لرزه) در مناطق مختلف اتفاق افتاده و بنابراین، دنیا درحال حرکت بسوی نابودی و آشوب است!

این شد که تصمیم گرفتم مطلبی در این رابطه بنویسم و اشتراک گذاری کنم.

پدیده ای معروف به نور زلزله که توضیحی علمی دارد اما یک عده با ارتباط دادن این پدیده به شبه علم، قصد سواستفاده از زیباترین پدیده های فیزیکی را دارند.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢