اگر بخواهیم مرزی برای جهانهای موازی قائل شویم، دقیقا کجا را مرز اعلام میکنیم؟
اصلا منظور از مرز یا محدوده ی جهانهای موازی چیست؟

فرض کنیم آزمایش دو شکاف را با آشنایی قبلی که با این آزمایش داریم، انجام میدهیم.
یک ذره کوانتومی را به سمت دو شکاف شلیک میکنیم و در آن طرف، طرح تداخل را مشاهده میکنیم.
مجموعه ذرات یا تک ذره ی ما، دچار سوپرپوزیشن شده و در حالت های مختلف خودش ظاهر شده است.
حالا تکلیف جهانهای موازی در این میان چیست؟
اگر ساده تر بخواهم توضیح بدهم، مثلا فرض کنید که باریکه نوری که به سمت دو شکاف تابانده ایم، طرح تداخلی ایجاد کرده و مثلا در 200 حالت مختلف پدیدار شده و با این حساب، در اولین لحظه، ما با 200 جهان موازی متفاوت روبرو هستیم که هنوز وجود ندارند!
زیرا هنوز این 200 حالت دیتکت و نظارت یا اندازه گیری نشده که تابع موج(ویو فانکشن سابق!) کلپس کند و این فروپاشی تابع موج، باعث تقسیم این حالت ها بشود!

پس آیا میشود گفت که ما قبل از دیتکت شدن این 200 حالت، 200 جهان موازی مختلف را داریم جلوی چشمان مان میبینیم؟!

این حالت ها واقعی هستند!
یعنی تابع موجِ ریاضیِ ما دارد مثلا 200 حالت مختلف را پیشبینی و تحلیل میکند و همزمان، طی آزمایش داریم این 200 حالت را با چشمان مان میبینیم.
بنابراین تمام حالت های مجازِ یک سیستم کوانتومی را داریم یکجا و واقعا میبینیم!
چرا انقدر تاکید میکنم که داریم میبینیم؟!

احتمالا چون برخی هنوز باور نکرده اند که این حالت ها واقعیت دارند!
اینها انتزاعی نیستند و واقعی هستند، بنابراین نمیشود به راحتی و بدون توجیه منطقی ادعا کرد که بعد از دیتکت شدن، ناگهان تمام این حالت ها از بین میروند و فقط یکی از این حالت ها باقی میماند!
قطعا باید یک بلایی سر 199 حالتِ دیگر آمده باشد.

جهانهای موازی میگوید هر حالت، مختص به یک جهان است و در آن جهان خاص خودش دیتکت میشود و اتفاقات بعدی رخ میدهد.

حالا میتوان گفت که محدوده ی جهانهای موازی، به عمل اندازه گیری یا دیتکت شدن سیستم کوانتومی مان مربوط میشود؟
یعنی ما با 200 جهان موازی مختلفی روبرو هستیم که در هر 200 جهان مختلف، همزمان آزمایش دو شکاف انجام میشود و ناگهان بعد از دیتکت شدن ذره کوانتومی، در هر جهان یک حالت از 200 حالت رخ میدهد، چون بر اثر دیتکت شدن آن ذره، سوپرپوزیشن کلپس میشود و خاصیت موجی از میان رفته و خاصیت ذره ای خودش را نشان میدهد!

سوال دیگر این است:
آیا ترتیب یا نظم خاصی و یا اولویتی برای وقوع این حالت ها وجود دارد؟
یعنی تدتیب یا نظم و اولویتی وجود دارد که کدام حالت در کدام جهان به 100 درصد و واقعیت بپیوندد و دیتکت بشود؟

حقیقتا خیر!
بصورت کاملا تصادفی، در هر جهان یک حالت به وقوع 100 درصدی خواهد پیوست!
شاید اینگونه منطقی تر بنظر برسد که تصادف واقعا وجود دارد!
در حالی که کمی عجیب تر است اگر بخواهیم اینگونه به ماجرا نگاه کنیم که حالت های دیگر از بین میروند و فقط یک حالت قطعیت پیدا میکند و اتفاق می افتد، اما معلوم نیست کدام حالت، تا قبل از اینکه دیتکت بشود!
درواقع جهانهای موازی، توجیه میکند که چرا این حالت؟
چرا این جهان و چرا های متعدد دیگر...

اما ماجرا به این زودی ها، تمام شدنی نیست!
مسئله بعدی این است که اگر یک حالت خاص در این جهان رخ میدهد و بقیه حالت های مجاز در جهانهای متعدد و دیگر رخ میدهند، پس باید دترمنیزم یا جبر خاصی در این رابطه وجود داشته باشد و این مستلزم این خواهد بود که از لحاظ زمانی، آینده از پیش وجود داشته باشد!

درواقع، روندِ وقایع آینده، به روندِ اتفاقات گذشته و حال بستگی دارد، مثل فروپاشی سوپرپوزیشن در الان!

پس میشود گفت که آینده خودش دچار یک سوپرپوزیشن بزرگتر است که منشا آن، سوپرپوزیشن و حالت های گذشته و حال هستند و در بازه ی زمانی، این سوپرپوزیشن از گذشته و حال و از ابعاد کوچک تر و محدود تر، به ابعاد بزرگتر و گسترده تر نشت پیدا کرده و آینده را در بر گرفته!
درواقع اتفاقات ساده ی حال، اتفاقات پیچیده تر با حالت های متعدد و مختلفِ آینده هستند که بنا بر آمار و احتمالات، هرچه روند پیش میرود و ادامه پیدا میکند، تعداد حالت های مختلف، بیشتر میشود و اتفاقات عجیب تر و پیچیده تری رخ میدهند.

پس هر بار که سوپرپوزیشن یک سیستم کوانتومی فروپاشی میکند، درواقع سوپرپوزیشن سیستم ها در آینده نیز بصورت نسبی و محدود کلپس میشوند و روند وقایع آینده نیز بیشتر از پیش تعیین میشود تا اینکه آن وقایع، در روند زمان یکی پس از دیگری فرا برسند و واقعیتِ صد در صدی پیدا کنند!

این موضوع را در پست های بعدی با تشریح یک آزمایش معروف توضیح میدهم.


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#زمان

بخش اول


وقایعی که امروز اتفاق می افتند، بیانگر وقایع دیروز و فردا هستند و خواهند بود.
اینکه الان چه اتفاقی افتاد، وابسته به این است که دیروز چه اتفاقی افتاد، و البته فردا چه اتفاقی خواهد افتاد!
اما همین که فردا چه اتفاقی خواهد افتاد، وابسته به این است که امروز چه اتفاقی می افتد!

این رابطه بین وقایع در طی زمان، یک طرفه یا دو طرفه نیست، بلکه بی نهایت جهت دارد!
شاید کمی عجیب بنظر برسد، اما جهانهای موازی ایجاب میکند که بینهایت حالت احتمالی مختلف در طی زمان وجود داشته باشند که همگی با هم در دل یک ساختار ریاضی قوی و زیبا، بر روی هم اثر میگذارند و هم دیگر را پوشش میدهند و حتی از منظر تعابیری، با هم تداخل میکنند تا این رابطه پا بر جا بماند!

در طی زمان، برخی کمیت ها باید ثابت و یکسان باشند تا بتوان نظمی را بین وقایع مختلف و state ها دید.
بحث یونیتاری و ناوردایی مفصل است و شاید یک روز بیشتر درباره اش به بحث نشستیم، اما فعلا با فرض اینکه درباره اش اطلاعات لازم را دارید و یا میتوانید بدست آورید، ادامه میدهیم.

سرعت نور، یکی از همین کمیت هاست که اصطلاحا بهش میگوییم: کمیت ناوردا.

به این معنا که همیشه ثابت است و تغییر نمیکند، حتی اگر بتوانید با سرعت های فوق بالا در فضا سفر کنید(فرض کنید با سرعت نور حرکت میکنید) ، شاید فکر کنید که نوری را که هم جهت و موازی با شما حرکت میکرد، بدون حرکت و ثابت ببینید چون هم اکنون سرعت هردو شما، یعنی نور و خودتان ثابت است.
اما حقیقتا اینطور نیست!

سرعت نور یک کمیت ناورداست، بنابراین با هر سرعتی که حرکت کنید، بهرحال سرعت نور ثابت است و حدودا 300 هزار کیلومتر در ثانیه است!

پس تحت هر شرایطی سرعت نور همین است.
نه کم میشود و نه زیاد، تغییری نمیکند.
بنابراین، نور با سرعت ثابتی تحت هر شرایطی حرکت خواهد کرد، یعنی فرقی میان دو شخص متفاوت که یکی ساکن است و سرعت نور را اندازه میگیرد و دیگری که با سرعت نور حرکت میکند و سرعت نور را اندازه میگیرد وجود نخواهد داشت و هر دوی آنها، نور را در حال حرکت با سرعت 300 هزار کیلومتر در ثانیه خواهند دید!

اما چه چیزی در این میام متغیر است که باعث میشود این قضیه توجیه شود؟
زمان!

زمان برای شخصی که با سرعت بیشتر حرکت میکند کندتر از کسی که ساکن است میگذرد، به همین دلیل، هردوی آنها سرعت نور را یکسان اندازه میگیرند و با پدیده ناوردایی روبرو میشویم.

با این حساب میتوان ادعا کرد که اگر به کهکشانی در فاصله 21 میلیون سال نوری از زمین نگاه کنیم، درواقع داریم به 21 میلیون سال قبل نگاه میکنیم!
اینجا فرض میکنیم که با مفهوم "سال نوری" هم آشنا هستید.

هر اتفاقی که در کهکشانی در فاصله 21 میلیون سال نوری از ما بی افتد، در واقع در 21 میلیون سال قبل افتاده و چون سرعت نور ناورداست(محدود به 300 هزار km در ثانیه در خلا) ، تا نوری که مربوط به آن اتفاق و رویداد بوده به چشمان ما برسد، 21 میلیون سال زمان میخواسته!

آن زمان حتی انسان روی زمین شکل نگرفته بود.
اما احتمالا طبیعت خوب میدانسته که برای انتقال اطلاعات، به نور و فوتون احتیاج خواهد بود!
برای دریافت اطلاعاتِ یک جسم، باید ابتدا به آن نور بتابانیم و منتظر بمانیم که فوتون های نور با الکترون های سازنده آن جسم برهم کنش کنند و مجدد بازتاب شوند و به چشمان ما برسند و حالا با الکترون های سازنده سلول های چشمان ما برهم کنش کنند و ادامه فرایند، تا ما بتوانیم بفهمیم آن جسم چه ابعادی دارد، چه شکلی و چه رنگی و چه جوری است و اطلاعاتی از این دست.

پس درواقع میتوان گفت که سرعت انتقال اطلاعات، وابسته به سرعت انتقال و حرکت فوتون یا نور است که کمیتی ناوردا محسوب میشود و سرعت ثابت و معینی دارد.


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#زمان

بخش دوم


اگر میپرسید چرا برای مثال از کهکشانی در فاصله 21 میلیون سال نوری استفاده کردم، باید بگویم که کهکشان فرفره یا M101 در فاصله 21 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و در آسمان از دید ناظر زمینی، در محلی بالای دسته ی ملاقه شکل دب اکبر قرار دارد.
در پست بعدی نقشه این ناحیه را نشانتان میدهم.

اما اخیرا اتفاق جالب و نادری در این کهکشان رخ داده است.
ستاره ای بسیار پرجرم تر و بزرگتر از خورشید در بازوی بیرونی این کهکشان منفجر شده است(به ابرنواختر یا همان سوپرنوا تبدیل شده) و به تازگی توسط منجمان رصد و شناسایی شده که این بدان معناست که درواقعیت، ستاره ای در 21 میلیون سال قبل منفجر شده و حالا 21 میلیون سال بعد، ما آن را میبینیم!

نوری که از ابرنواختر 2023ixf در کهکشان فرفره امروز دریافت میکنیم، در 21 میلیون سال قبل تابیده شده و مسیر خاصی را طی کرده است تا به چشمان ما برسد.
شرایط خاصی در این 21 میلیون سال که نورِ این ابرنواختر در راه رسیدن به چشمان ما بوده، بر این نور یا بهتر است بگوییم فوتون، حاکم بوده و مسیر طولانی طی شده است تا این نور به ما برسد و حالا 21 میلیون سال بعد، ما شاهد ابرنواختر 2023ixf باشیم که قبل از تولد مان، قبل از بوجود آمدن مان، قبل از اختراع تلسکوپ و قبل از همه اینها، منفجر شده بود!

البته که علتی دارد این همه بر زمان و 21 میلیون سال تاکید میکنم!
سرعت نور ثابت و ناورداست، گذشته را نمیتوان تغییر داد(شما نمیتوانید پدر خودتان را قبل از متولد شدن تان بکشید و همچنان وجود داشته باشید!) اما میتوانید یک حالت از حالتهای مجاز را انتخاب کنید و تعیین کنید که حالت دیگر، در این جهان واقعیت پیدا کند یا آن یکی جهان

حالا تاکید کنم که ابرنواختر 2023ixf کهکشان فرفره، از نوع سوپرنوای تایپ 2 است که این به این معناست:
بازمانده ی این ابرنواختر، یک سیاهچاله است!

البته آن سیاهچاله الان وجود دارد، اما نور ابرنواختر، تازه به ما رسیده است...
با این حساب، سیاهچاله شدن آن ستاره، آینده ی این ابرنواختر بوده است که بر گذشته اش تاثیر گذاشته و باعث شده که این ابرنواختر منفجر شود و حتی ابرنواختر نوع دوم، باعث شده که جرم ستاره مذکور بیشتر از هشت برابر جرم خورشید باشد!

فقط آینده به گذشته وابسته نیست، بلکه گذشته هم به آینده وابسته است!
چگونه؟

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#اصل_مکملیت
بخش اول:

قبلا درمورد مومنتوم یا همان تکانه صحبت کردیم. تکانه یا مومنتوم را با فرمول p=mv بیان و محاسبه میکنیم که میشود جرم ضرب در سرعت.
در اینجا میشود فهمید که جرم و سرعت با هم ارتباط دارند و اگر بخواهیم یک ذره را بررسی کنیم تا ببینیم در چه وضعیتی است، تکانه نقش اساسی دارد.
اما یک سوال بوجود می آید.
آیا صرفا با داشتن تکانه میشود وضعیت ذره را مشخص کرد؟
پاسخ خیر است!
علاوه بر تکانه، باید از مکان ذره مورد بررسی هم مطلع بشویم تا وضعیت ذره مشخص بشود.
پس ما باید همزمان هم تکانه و هم مکان ذره را بدانیم.

این را میدانیم که اگر بخواهیم مکان یک ذره را بفهمیم، باید محدوده ای که داریم دنبال ذره میگردیم را خیلی محدود و کوچک کنیم و اصطلاحا، مقیاس باید کوچک باشد.
اما در این صورت، "دقت" اندازه گیری سرعت آن ذره که نقش مهمی در محاسبه تکانه دارد کمتر میشود!
حالا اگر برای اندازه گرفتن "دقیق" سرعت ذره، مقیاس را بزرگ کنیم آنوقت اندازه گیری سرعت بصورت دقیق تری انجام میشود اما "دقت" در اندازه گیری مکان ذره کاهش میابد.

این رابطه که بیان میکند همواره نمیتوان هم تکانه و هم مکان ذره را بصورت دقیق اندازه گرفت و فقط یکی از این دوتا را میشود دقیق اندازه گرفت، "رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ" نام دارد که باعث میشود هیچوقت بصورت دقیق نتوانیم وضهیت ذره را بسنجیم.

قبلا در این باره، در همین کانال توضیح داده شده است که میتوانید از اینجا مطالعه کنید:
https://t.iss.one/Nuclear_ph_ysics/174

مثلا عدم قطعیت مکان تکانه را با این فرمول نشان میدهیم:

Δp Δx ≥ ℏ
[دلتا پی × دلتا ایکس ≥ اچ بار]
Δ = تغییرات کمیت مورد نظر
P = مومنتوم
X = مکان
Δp= انحراف معیار مومنتوم
Δx = انحراف معیار مکان
ℏ = ثابت پلانک کاهش یافته
ℏ=h/2π

اما این فقط تکانه و مکان ذره نیست که به حالت عدم قطعیت در می آید.
برای بررسی یک ذره، باید همزمان انرژی و زمان را با هم بصورت "دقیق" اندازه گیری کنیم.

این موضوع که باید هردو کمیت را مثل تکانه و مکان، یا مثلا انرژی و زمان همزمان و دقیق در دست داشته باشیم تا بتوانیم ذره را دقیق و کامل توصیف کنیم و توضیح بدهیم، اصل مکملیت بور است.
اما طبق رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ، نمیتوانیم هر دو کمیت را همزمان و دقیق اندازه بگیریم.

اصل مکملیت را میتوان در جلوه های دیگری هم در نظر گرفت. مثلا درباره خاصیت موج گونه و یا ذره گونه ی ذرات نیز اصل مکملیت صادق است.
ذرات کوانتومی طبق توضیحات قبلی در کانال، هم میتوانند رفتار موجی داشته باشند که حاصل سوپرپوزیشن کوانتومی است که از اصول مکانیک کوانتوم است، و هم میتوانند بعنوان ذره رفتار کنند.

قبلا توضیح داده شد که چرا پی بردیم ماده و نور از ذرات ساخته شدند(مقاله دوم اینشتین و آزمایش فوتوالکتریک) و چرا پی بردیم ماده و نور بصورت موج ظاهر میشوند(آزمایش دوشکاف و طرح تداخل امواج)
گویی موج و ذره، دو بال یک پرنده هستند که اگر یکی از بال ها نباشد، پرنده نمیتواند پرواز کند.
این حقیقت که پرنده باید همزمان دو بال داشته باشد تا پرواز کند و نتیجه حاصل شود، مثال واضح و ساده ای از اصل مکملیت در مکانیک کوانتوم است.

ما میدانیم ماده و نور، هم خاصیت ذره ای دارند و هم موجی؛ اما آخرین شرط برای اصل مکملیت، یک نتیجه کاملا منطقی و بر اساس شواهد تجربی است.
این که ماده و نور دو رفتار موجی و ذره ای دارد، اما نمیشود همزمان هر دو باهم اتفاق بیافتد.
یعنی در آن واحد، ماده و نور یا باید ذره باشد و یا موج.
طبق اصول مکانیک کوانتوم، اگر نظارتی بر روی نور یا ماده نباشد و اندازه گیری انجام نشود، ذرات سازنده نور و ماده وارد حالتی میشوند که به آن سوپرپوزیشن یا به فارسی، اَبَر حالت میگوییم که سبب تشکیل موج میشود.
از طرفی، اگر موج را اندازه گیری کنیم، تابع موج فروپاشی میکند و فقط روی یک حالت مجاز تمرکز میکند و فقط آن حالت واقعیت 100 درصد پیدا میکند که همان ذره را به ما نشان میدهد.

اصل مکملیت میگوید همواره ما یا شاهد رفتار موجی هستیم و یا رفتار ذره ای!

اما آیا همیشه باید اصل مکملیت پابرجا باشد؟!

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#اصل_مکملیت
بخش دوم:

ریچارد فاینمن که به راستی یکی از تاثیرگذارترین فیزیکدان های تاریخ در پیشبرد مکانیک کوانتوم است، درباره آزمایش معروف دو شکاف به دانشجویانش در کلاس میگوید:

"آزمایش دو شکاف قلب مکانیک کوانتومی را در خود دارد. در واقع، تنها راز را در بر دارد...هیچ کس نمی تواند توضیحی عمیق تر از آنچه که من از این پدیده داده ام به شما بدهد."

گویا توضیحاتش خیلی غیرقابل درک بنظر میرسیده! اما طبق گفته های خودش، توضیحی عمیق تر وجود ندارد، واقعا هم وجود ندارد!
علتش این است که ما با دو خاصیت بسیار عجیب و شگفت انگیز، یعنی موجی-ذره ای از مواد و نور مواجهیم. این دو که به دو بال یک پرنده تشبیه شدند، طبق اصل مکملیت بور باید باهم وجود داشته باشند، اما نمیتوانند همزمان باهم اتفاق بیافتند؛ ما یا ذره میبینیم یا موج.

در آزمایش دو شکاف، وقتی فوتون یا الکترون با دو شکاف روبرو میشوند، رفتار موجی نشان میدهند و اگر یک دتکتور یا آشکار ساز در محل دوشکاف قرار دهیم، دیگر شاهد رفتار موجی نیستیم! این همان اصل کوانتوم است که به اصل نظارت و اندازه گیری هم میشناسیم.

ما با یک چیز واحد و یکپارچه و رفتار آماری و میانگینی روبرو هستیم و نام آن را "نور و ماده" میگذاریم.
اما در ریاضیات، همه ما بر سر اعداد توافق کردیم. مثلا به سیب میگوییم: یک عدد سیب!
اما آیا واقعا با یک عدد سیب طرفیم؟ اصلا عدد 1 یعنی چه؟ آیا قبل از ظهور انسان، چیزی بنام 1 در طبیعت وجود داشت؟
همان سیب را میتوان به بخش های زیادی تقسیم کرد.

تا قبل از اینشتین و زمینه سازی های قبل از او توسط دیگر فیزیکدانان تاریخ، قرن ها کلیسا دیدگاهش بر جامعه حاکم بود.
کلیسا میگفت ماده را تا بینهایت مرتبه میتوان نصف کرد، یعنی مثلا یک ریسمان یک متری را میتوان نصف کرد که میشود 50 سانتی متر و نصف آن را نیز میتوان دوباره نصف کرد که میشود 25 سانتی متر و الی آخر...
اگر طول یک ریسمان که مثالی از ماده است را بشود تا بی نهایت نصف کرد، پس مسافت را هم باید بتوان نصف کرد.

فرض کنید میخواهیم از یک مبداء مشخص به یک مقصد مشخص برویم؛ مثلا از خانه مان بلند میشویم و حرکت میکنیم، سپس بعد از گذر مقداری زمان، به محل کار یا دفتر مان میرسیم و دوباره این مسیر را بعد از ظهر بازمیگردیم. اگر مسافت از نظر عددی(ریاضیاتی) در عمل و بصورت فیزیکی هم تا بینهایت نصف بشود، پس میتوان پرسید که چگونه به مقصد میرسیم؟ چون فرآیند نصف کردن مسافت از نظر عددی و طول، هیچ موقع تمام نمیشود و تا بینهایت بار میشود نصف کرد. حتی مکاتب فلسفی بسیار مطرحی وجود دارند که میگویند ماده، نور، زمان و طول را میشود تا بینهایت بار نصف کرد!

اما همواره این سوال مطرح است که پس چرا مبداء تا مقصد بعد از پیمودن راه بمدت زمان مشخص، تمام میشود و به مقصد میرسیم؟!
پس باید چیزی وجود داشته باشد که مسافت و طول، زمان، میزان انرژی و مقدار ماده را محدود نگه دارد.

در اینجا به یک عدد میرسیم که پلانک آن را محاسبه و با نماد h ارائه کرد. آن عدد که به ثابت پلانک مشهور است:
h= 6.62 × 10-³⁴ Js
که بصورت کاهیده میشود:
ℏ= h/2π = 1.05 × 10-³⁴ Js

اما آیا سوالمان پاسخ داده شد؟ نه!
همچنان موضوع سر جایش است؛ آیا عدد 1 واقعا یک دانه است؟
آیا وقتی میگوییم یک عدد سیب، فقط یک عدد سیب داریم؟ یا توافق کردیم که به آن جسم قرمز رنگ که از درخت میچینیم بگوییم یک عدد سیب؟

حقیقت این است که خود سیب به تکه های زیادی تقسیم میشود، از حدی کوچکتر هم تقسیم نمیشود و بنا بر ثابت پلانک، به مقیاس های کوچکی میرسیم و در حوزه ذرات بنیادی دیگر نمیشود چیزی را تقسیم کرد، اما همچنان اعداد سر جای خودشان هستند و خود ثابت پلانک هم حتی کاهیده میشود و با علامت اچ بار ℏنمایش داده میشود!

پس واقعا ذات عدد چیست؟
صرفا یک توافق منطقی بر سر رفتار موجی-ذره ای چیزی که اصلا نمیدانیم آن چیز هم چیست!
واقعا آن چیست؟
انرژی؟ میدان کوانتومی؟ آیا اینها جواب سوال هستند؟ حقیقتا خیر! موضوع این است: نمیدانیم!

اما میشود کمی عمیق تر شد تا فهمید واقعا چه خبر است؟
یک سیب را به قطعات ریزتری بنام اتم تقسیم میکنیم، در آن ابعاد و مقیاس، رفتارها بسیار عجیب هستند. اصل مکملیت و خاصیت ذره ای یا موجی بودن.
این دو باهم ارتباط مستقیم دارند، رفتاری از یک چیز واحد هستند که نمیدانیم دقیقا و ماهیتاً آن چیز چیست!
فقط فهمیدیم گاهی موج است، گاهی ذره، و میشود انتخاب کرد که کدام خاصیت را اجرا کند.
مثلا کاملا دست ما است و مختاریم یک آشکار ساز را در محل دو شکاف قرار بدهیم تا شاهد رفتار ذره ای باشیم، یا آشکار ساز را برداریم تا شاهد رفتار موجی باشیم.

اینکه ما مختاریم تا انتخاب کنیم خیلی مهم است.
فراموش نکنید، ماده و نور حاصل اصل مکملیت و دو رفتار از یک چیز هستند!
خیلی عجیب است، به راستی هیچ توضیح عمیق تری وجود ندارد!

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#اصل_مکملیت
بخش سوم:

در پست قبلی سعی کردم دیدگاه کلی ام را در رابطه با برداشت هایم از کوانتوم بنویسم، اما ظاهرا برای یک عده از مخاطبین کمی گنگ و نامربوط بوده است. البته حق هم میدم، محدودیت تعداد کاراکتر های هر پست و حجم بالای مطالب مد نظرم، باهم به تداخل خوردند و به ناچار به هر مبحث فقط یک اشاره کردم.

اما این را خوب میدانیم که چیزی وجود دارد که از خودش هم رفتار موجی نشان میدهد و هم ذره ای، موقعی که اندازه گیری و نظارت کنید ذره است و اگر نظارتش نکنید، موج است.
مجموع این دو رفتار، ماده و نور را در جهان ما تداعی میکند که همان نور احتمالا باعث درک ابعاد جهان میشود.

اما این نظارت دقیقا یعنی چه؟
مثلا برهمکنش یک ذره با یک ذره دیگر، باعث فروپاشی تابع موج آن ذره میشود. لزوما قرار نیست یک انسان بالای سر ذره و آزمایش بایستد و به فرآیند نظارت کند!
اصلا اینکه برخی ادعا میکنند انسان باعث فروپاشی تابع موج میشود یک حرف غیر علمی و غیر حرفه ای است!
با این اوصاف، نقش ناظر آگاه در فروپاشی تابع موج کاملا آشکار است.
در حالت کلی جهان و تمام قوانین کوانتوم و البته در پی اینها، برهمکنش ها و فروپاشی ها در جریانند، اما چه میشود وقتی این جریانات توسط انسان سمت و سو بگیرند و انسان با اراده خودش وارد عمل بشود و در این فرآیندها دخالت کند؟

مثلا در آزمایش دوشکاف، این انسان است که فوتون یا الکترون را وادار میکند تا رفتار موجی یا ذره ای از خودش نشان دهد.
از طرفی، این کاملا غیر منطقی بنظر میرسد که بگوییم نور، هم رفتار موجی دارد و هم ذره ای(اصل مکملیت) و حاصل همین دو رفتار هم نور را میسازد! همچنین درباره ماده!
رفتار موجی-ذره ای است که نور و ماده را تداعی میکند، آنوقت خود نور و ماده هستند که رفتار ذره ای و موجی دارند! اینجا یک چیز کم است، انگار گربه سیاهی در اتاق تاریکی گم شده و نمیتوانیم آن را درست ببینیم!

موضوع از آنجایی عجیب تر میشود که بگوییم اطلاعات پایسته هستند و از بین نمیروند، اما ما با یک اصلی بنام اصل مکملیت سر و کار داریم که حکم میکند یا ذره وجود دارد و یا موج، که درست هم میگوید، اما در حالت موج ما با حالت های متعددی از یک چیز طرفیم که تا قبل از اندازه گیری اصلا اطلاع نداریم کدام حالت واقعی است، اما همه حالت ها همزمان اتفاق میافتند!

وقتی پای آشکارساز را برای اندازه گیری و نظارت به سیستم باز میکنیم، به یکباره موج فرومیپاشد و از بین تمام آن حالت ها فقط یکی از آنها باقی میماند و واقعیت را شکل میدهد!

مسئله اینجاست:
پس حالت های دیگر کجا رفتند؟
واقعا نابود شدند؟
اصلا بر چه معیار و منطقی این حالت به خصوص که از بین تمام آن حالت ها در سوپرپوزیشن وجود داشت، انتخاب و اعمال شد؟
چرا هربار نتایج متفاوت هستند و انگار هیچ معیاری وجود ندارد؟
اما واقعا چه خبر است؟
مگر میشود حالت های مجاز یک سیستم کوانتومی نابود بشوند و بعد بصورت تصادفی و غیرقابل پیشبینی فقط یک حالت باقی بماند و واقعیت پیدا کند؟!

ما اولین کسانی نیستیم که به این مسئله فکر میکنیم. جان ویلر به تمام اینها و فراتر از اینها فکر کرده و شاید هم پاسخ نسبتا خوبی دارد.

در پست بعدی یک بازنگری به آزمایش انتخاب تاخیردار ویلر خواهیم داشت.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#کنفرانس
موضوع: آیا مدل استاندارد کیهان‌شناسی دچار بحران است؟

📆تاریخ ارائه : پنجشنبه، ۲۶ بهمن ماه
(به وقت آلمان: ساعت 19:30 , 15 Feb)

⏳ساعت ارائه : ۲۲ به وقت ایران

ارائه توسط: دکتر سپهر اربابی
- کارشناسی ارشد از دانشگاه RWTH آخن
- دکترای اخترفیزیک، گرایش کیهانشناسی از دانشگاه پتسدام
- سالهای فعالیت در مدیریت طرح رصدخانه ملی ایران: 1395 - 1382
- عضو اسبق هیئت علمی دانشگاه های ایران
- پژوهشگر فیزیک‌پزشکی و پرتو درمانی بیمارستان دانشگاهی کلن

#محل_برگزاری
#سوپر_گروه_تخصصی فیزیک و نجوم:

https://t.iss.one/joinchat/71iL3giJ9cY3ZTdk

کانال علمی:
@Nuclear_ph_ysics

یکی از مردانی که یک شب بعد از آن که فهمیده بود باید در ستاره ها واکنش های هسته ای در حال وقوع باشد که آنها را به درخشش وا می دارد، با معشوقه اش بیرون رفته بود.

دختر گفت: «ستاره ها را نگاه! چه زیبا می درخشند!»
مرد گفت: «بله، و در این لحظه من تنها کس در کل دنیا هستم که می داند آنها چرا می درخشند.»
دختر فقط به او خندید.
برایش مهم نبود با مردی آمده است بیرون که در آن لحظه می دانست چرا ستاره ها می درخشند.
#ریچارد_فاینمن
(از بنیانگذاران کوانتوم)

در " گروه تخصصی فیزیک و نجوم " کمی عمیق تر از آن دختر به گفته های بزرگان علم و دانش خواهیم اندیشید.



لینک گروه فیزیک و نجوم:


https://t.iss.one/joinchat/71iL3giJ9cY3ZTdk

کانال علمی: @Nuclear_ph_ysics

⚠️دوستان دقت فرمائید که تا چند روز آینده، نام کانال مانند عکس پروفایل تغییر خواهد کرد.
از همراهی و صبر و شکیبایی شما کمال تشکر را داریم.

نام کانال از Nuclear physics به Physics & Astronomy تغییر خواهد کرد.

هیچوقت شرودینگر نمیتوانست حدس بزند که در آینده ای نه چندان دور، گربه ای بخواهد با او سلفی بگیرد!
اینجاست که آینده بر گذشته تاثیر میگذارد...

پس شاید بتوان گفت که شرودینگر آزمایش ذهنی اش را بخاطر "بشه من" و علاقه نه چندان زیادش به گربه ها طرح کرد.
شرودینگر امیدوار بود حالت گربه "مرده" اتفاق بیافتد، آخر از گربه ها متنفر بود...

#آزمایش_انتخاب_تاخیردار_ویلر


یکی از ویژگی های عجیب در دنیای کوانتومی، رفتار موج-ذره است. طبق اصل مکملیت بور، اشیاء کوانتومی یا از خود خاصیت موجی بروز میدهند و یا خاصیت ذره ای. مثلا در آزمایش دوشکاف اگر یک دسته الکترون را به سمت شکاف ها شلیک کنیم، تا زمانی که ندانیم آن الکترون ها چه مسیری دارند و مکان آنها چیست خاصیت موجی فعال است. با برخورد موج به دو شکاف نیز طرح تداخل موجی را بر روی پرده مشاهده می کنیم. اما به محض اینکه در محل شکاف ها یک آشکارساز قرار دهیم تا متوجه شویم که الکترون ها از کدام شکاف عبور کردند، طرح موجی از بین رفته و خاصیت ذره ای فعال می شود. این حالت برای ذرات نور (فوتون) هم وجود دارد.

جان ویلر در سال 1987 آزمایش شگفت انگیزتری را طراحی کرد. او سعی داشت بفهمد که چه زمانی فوتون تصمیم میگیرد که موجی یا ذره ای رفتار کند. او به آزمایش دو شکاف یک لنز عدسی اضافه کرد که در جلوی شکاف ها قرار میگیرد. کار این عدسی متمرکز کردن نوری است که از هر شکاف عبور می کند. موج های عبوری از هردو شکاف ابتدا به سمت هم همگرا می شوند و در ادامه از هم جدا شده و هر یک مسیر جداگانه ای را طی می کنند(تصویر زیر). حال اگر پردۀ آشکارساز در خارج از کانون (جایی که مسیرها از هم متمایزند) قرار داشته باشد ما خاصیت ذره ای را مشاهده میکنیم. اما اگر پرده را درست در کانون قرار دهیم (به دلیل تداخل دو موج عبوری) خاصیت موجی پدید می آید.

نکته شگفت انگیز اینجاست که وقتی قرار باشد نور خاصیت ذره ای داشته باشد پس فوتون باید مانند ذره فقط از یک شکاف عبور کرده باشد. اما وقتی قرار باشد که ما خاصیت موجی را ببینیم نور باید مانند موج از هر دو شکاف عبورکرده باشد و در نقطۀ کانون با هم تداخل کنند. حال اگر ما اجازه دهیم که نور ابتدا تصمیم خود را بگیرد و از دو شکاف عبور کند و آنوقت ما تصمیم بگیریم که پردۀ آشکار ساز را در کجا بگذاریم چه اتفاقی می افتد؟ آیا ممکن است که نور بخواهد موج باشد و آنوقت ما آشکارساز را  در خارج از کانون عدسی بگذاریم؟ (در این صورت هم خاصیت موجی و هم خاصیت ذره ای اتفاق می افتد و اصل مکملیت نقض میشود) آزمایش های انجام شده نشان می دهد که پاسخ این سوال منفی است!

در این آزمایش نیز ما همواره یک نقاب از موج-ذره را مشاهده می کنیم، با این تفاوت که انتخاب نقاب وابسته به شرایط آزمایش در آینده است! گویی نوری که به سمت دو شکاف می آید از تصمیم آینده ما درباره محل قرار دادن پرده باخبر است و طبق آن تصمیم خود را میگیرد. اگر ما بخواهیم پرده را در کانون بگذاریم پس نور باید مانند موج از دو شکاف عبور کند و اگر بخواهیم خارج از کانون بگذاریم نور مجبور بوده مانند یک ذره تنها از یک شکاف رد شده باشد. بعد از این ایدۀ ویلر آزمایشات بسیار دقیق تر و پیچیده تری انجام شد که حاکی از صحت این امر دارد. حتی ویلر آزمایشاتی در ابعاد کیهان طراحی کرد تا نشان دهد این موضوع برای فوتون هایی که چند میلیون سال قبل، از لنز گرانشی کهکشان ها رد شده اند هم صادق است. علیرغم سکوت همیشکی کوانتوم کپنهاگی در پاسخ به این دسته آزمایشات، کوانتوم بوهمی توضیح زیبایی برای این پدیده دارد.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#کنفرانس
موضوع: رازهای ماده، کاوش در دنیای فیزیک ماده چگال

📆تاریخ ارائه : پنجشنبه، 10 اسفند ماه

⏳ساعت ارائه : 22 به وقت ایران

ارائه توسط: دکتر فرنود قمصری

- پژوهشگر پسا دکترای فیزیک ماده چگال، پژوهشکده فیزیک، پژوهشگاه دانش های بنیادی IPM
- دکترای فیزیک حالت جامد از دانشگاه خوارزمی تهران
- ارشد فیزیک ذرات بنیادی از دانشگاه زنجان
- کارشناسی فیزیک حالت جامد از دانشگاه علم و صنعت ایران


#محل_برگزاری
#سوپر_گروه_تخصصی فیزیک و نجوم:

https://t.iss.one/joinchat/71iL3giJ9cY3ZTdk

کانال علمی:
@Nuclear_ph_ysics

آیا مدل استاندارد کیهانشناسی دچار بحران است؟
فرمت: ogg

جمعه، 27 بهمن 1402
به وقت آلمان: ساعت19:30 , 15 Feb)

#اجرا_توسط
دکتر سپهر اربابی

- کارشناسی ارشد از دانشگاه RWTH آخن
- دکترای اخترفیزیک، گرایش کیهانشناسی از دانشگاه پتسدام
- سالهای فعالیت در مدیریت طرح رصدخانه ملی ایران: 1395 - 1382
- عضو اسبق هیئت علمی دانشگاه های ایران
- پژوهشگر فیزیک‌پزشکی و پرتو درمانی بیمارستان دانشگاهی کلن

#برگزار_شده_در:
سوپر گروه تخصصی فیزیک و نجوم:
https://t.iss.one/joinchat/71iL3giJ9cY3ZTdk

آیا مدل استاندارد کیهانشناسی دچار بحران است؟
فرمت: mp3

جمعه، 27 بهمن 1402
به وقت آلمان: ساعت19:30 , 15 Feb)

#اجرا_توسط
دکتر سپهر اربابی

- کارشناسی ارشد از دانشگاه RWTH آخن
- دکترای اخترفیزیک، گرایش کیهانشناسی از دانشگاه پتسدام
- سالهای فعالیت در مدیریت طرح رصدخانه ملی ایران: 1395 - 1382
- عضو اسبق هیئت علمی دانشگاه های ایران
- پژوهشگر فیزیک‌پزشکی و پرتو درمانی بیمارستان دانشگاهی کلن

#برگزار_شده_در:
سوپر گروه تخصصی فیزیک و نجوم:
https://t.iss.one/joinchat/71iL3giJ9cY3ZTdk