📚🎧 کتاب صوتی: داستان اتم و کوانتوم

قسمت اول
به مدت: 92 دقیقه

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

📚🎧 کتاب صوتی: داستان اتم و کوانتوم

🔶 قسمت دوم
به مدت: 73 دقیقه

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

فیزیك پلاسما (Plasma Physics)
می دانیم كه برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته میشود. اما در مباحث علمی معمولا یك حالت چهارم نیز برای ماده فرض میشود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. خورشید نمونه ای از پلاسمای داغ بزرگ است.
تعریف پلاسما
پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است كه رفتار جمعی از خود ارائه میدهد. به عبارت دیگر میتوان گفت كه واژه پلاسما به گاز یونیزه شده ای اطلاق میشود كه همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یك یا چند الكترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده ای كه تعداد الكترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.
حدود پلاسما
اغلب گفته میشود كه 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شكل گاز الكتریسته داری كه اتمهایش به یونهای مثبت و الكترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممكن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت كه درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیكی خود ما ، وقتیكه جو زمین را ترك میكنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم كه شامل كمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.
در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یك لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری كه در گازهای خروجی یك موشك دیده میشود. بنابراین می توان گفت كه ما در یك درصدی از عالم زندگی میكنیم كه در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

3 نوع پلاسما داریم
پلاسمای سرد
پلاسمای گرم
پلاسمای داغ
که البته پلاسمای داغ در گداخت هسته ای کاربرد داره
و نیازی نیست همه پلاسماها از درجه یونیزاسیون بالا برخوردار باشن
مثلا نورلامپ مهتابی پلاسمایی با یونیزاسیون بسیار ضعیف هست



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

پلاسمای سرد:
برای ایجاد پلاسمای سرد به
خلاء بالا نیازی نداریم و تقریبا با فشار اتمسفر سر و کار داریم
مثلا لامپ مهتابی پلاسمای سرد هست.
که در کارخونه میان هوای داخل شیشه لامپ مهتابی رو تخلیه میکنن،
و بعد مقداری گاز آرگون یا نئون
واردش میکنن
چرا از گازهای نجیب استفاده میکنن?
چون وابستگی الکترونهای آخرین مدارشون به اتم خیلی کمه
و به این ترتیت با انرژی خیلی کم میتونیم الکترون ها رو از اتم جدا کنیم یا اتمها رو یونیزه کنیم
که این یونیزاسیون با درجه بسیار ضعیفی هست
یعنی اکثر اتم ها خنثا باقی میمونن
و اتم های کمی یونیزه میشن.
مهتابی با رنگ های مختلف وجود داره،
علت تفاوت رنگها
نوع گازی هست که در اون به کار میره
هر گازی که یونیزه میشه رنگ خاصی رو ایجاد میکنه که مخصوص خودش هست.
در پلاسمای سرد
دمای یونها برابر دمای اتاق هست
یعنی اگر دمای اتاق 20 درجه باشه
دمای یون هم 20 درجه هست
ولی دمای الکترون ها
40 هزار درجه کلوین!! هست
خوب شاید فکر کنید این دمای بالا باید لامپ مهتابی رو ذوب کنه!!
اما این طور نیست
چرا?
چون گفتیم درجه یونیزاسیون پایینه و اتم های کمی یونیزه شدن و داخل لامپ هم خلاء هست
پس تعداد الکترونهایی که با دیواره های لامپ برخورد میکنن خیلی کمه
بنابر این گرما محسوس نیست همیشه بالا رفتن دما به معنای بالا رفتن گرما نیست
چون دانسیته هر محیط نقش مهمی در گرم کردن اون محیط داره
برای مقایسه
مثلا دانسیته جامدات10 به توان 22 ذره در سانتی کار مکعب هست
اما در پلاسما دانسیته َ10به توان 6
هست
این یعنی پلاسمای سرد بسیار رقیق هست

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

پلاسمای گرم:
در پلاسمای گرم یه مقداری پلاسما رو گرم میکنیم
چطور گرم میکنیم?
با میدان مغناطیسی
اگر از سیم پیچی جریان الکتریکی عبور بدیم
میدان مغناطیسی ایجاد میشه
میدان مغناطیسی هم نیروی مغناطیسی در راستای عمود بر خودش اعمال میکنه
و این نیرو سبب میشه که ذرات رو حبس کنیم
یعنی ذرات ما دیگه در هر جهتی که بخوان نمیتونن حرکت کنن
و به نوعی میدان مغناطیسی باعث کنترل ذرات میشه و به حرکتشون جهت میده
در واقع نیروی ناشی از میدان مغناطیسی به ذرات حرکت چرخشی میده
پس نیروی مغناطیسی2 تا کار انجام میده
یکی اینکه به ذرات در راستای میدان مغناطیسی حرکت چرخشی میده
و دیگری اینکه ذرات رو فشرده میکنه( چون الکترون و یون رو حبس میکنه)
فشرده میکنه یعنی فشار رو بالا میبره
و فشار بالا بره یعنی چگالی بالا میره
و چگالی بالا بره یعنی دما بالا میره
یعنی در واقع ما از طریق میدان مغناطیسی تونستیم پلاسما رو گرم کنیم.
در پلاسمای گرم دمای الکترونها حدود 10 برابر پلاسمای سرد افزایش پیدا میکنه
چون چگالی زیاد میشه.

پلاسمای داغ هم مثالش خود خورشید هست
و دمایی بسیار بسیار بالا وجود داره
و درجه یونیزاسیون هم بسیار بالاست
و تقریبا تمام اتم ها یونیزه میشن و گداخت هسته ای اتفاق میفته
که بحثش طولانیه
اینا خلاصه ای بود از انواع پلاسما
که هر کدوم کاربرد های فراوانی دارند

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

گداخت هسته ای در واقع اتفاقی هست که در خورشید و ستارگان میفته
اولین کسانی که اونو مطرح کردن دانشمندان شوروی سابق بودن یا روسها
اومدن گفتن که ما میتونیم خورشیدو روی زمین بیاریم
حالا ماهیت عملکرد خورشید چی بود?
دما و گرانش بسیار بالای خورشید
باعث میشه که هسته های هیدروژن با همدیگه جوش بخورن
و فیوژن یا گداخت ایجاد بشه
در اثر گداخت مقداری از جرم ناپدید میشه
یا بهتر بگم جرم هسته به وجود اومده کمتر از مجموع جرمهای هسته های اولیه هست
این جرم
طبق رابطه معروف انیشتن
نابود نمیشه و به انرژی تبدیل میشهE=mc2
اما وقتی ما میخوایم روی زمین گداخت انجام بدیم
دمایی که لازم داریم بسیار بالاتر از دمای خورشید هست!
چرا?
چون در خورشید نیروی ثقل خیلی زیاده
برای جبران کمبود نیروی گرانش در زمین
ما باید به دمایی بالاتر از دمای خورشید برسیم
چون باید به سد پتانسیل کولنی
غلبه کنیم
زیرا همونطور که میدونید
دو بار همنام یکدیگر رو دفع میکنن
و بار هسته ها هم که مثبته
بنابراین بینشون دافعه کولنی وجود داره
پس باید به این دافعه غلبه کنیم
تحقیقات گداخت هسته ای از سال 1960
از روسیه شروع شد.
و بعد ژاپن آمریکا و کشور های دیگه اومدن این تحقیقات رو به صورت عملی شروع کردن
اول این تحقیقات محرمانه بود

بعد که کشور ها روی راکتور های خودشون کار کردن و دیدن کار بسیار پیچیده تر از این حرفهاست
به این نتیجه رسیدن
که هیچ کشوری به تنهایی نمیتونه از عهده انجام این پروژه پیچیده بربیاد
نه از نظر علمی و نه از نظر اقتصادی
بنابر این تحقیقات از حالت محرمانه خارج شد
و کشورها به هم پیوستن و دانشمندانشون رو به اشتراک گذاشتن

گداخت کلا نسبت به شکافت انرژی پاک هسته‌ای هست
و خطرات و پیامدهای شکافت رو نداره

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

#موج چیست؟

شایعه ای که از واشنگتن شروع می شود و سریعا به نیویورک
می رسد،
با آنکه حتی یک تن از کسانی هم که آنرا پراکنده اند سفری میان این دو شهر نکرده باشد.

در اینجا دو حرکت کاملا متفاوت وجود دارد:
یکی حرکت شایعه از واشنگتن تا نیویورک است،
و دیگری حرکت کسانی که شایعه را انتشار میدهند.

هنگامیکه باد بر مزرعه گندم
می وزد،
موجی تولید میکند ، که در سرتاسر مزرعه منتشر میشود.
در اینجا نیز باید بین دو حرکت ،
یکی حرکت موج،
و دیگری
حرکت تک تک ساقه های گیاهان ، که تنها نوسانات کوچکی است فرق قائل شد.

حرکت مشهود موج ، حرکت حالت ماده است، نه حرکت خود ماده.

"آلبرت اینشتین"

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

(پیشنهاد دانلود)

#هنر و #فیزیک

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

شبیه‌سازی سفر در زمان کوانتومی ، اثر پروانه‌ای را در قلمروی کوانتومی رد کرد!

دانشمندان با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی به منظور شبیه‌سازی سفر در زمان کوانتومی نشان داده‌اند که:

در قلمرو کوانتومی،اثر پروانه‌ای وجود ندارد.

در این پژوهش، اطلاعات یا همان کیوبیت‌ها (بیت‌های کوانتومی)، به گذشته‌ی شبیه‌سازی شده، سفر می‌کنند و به شکل شگفت‌انگیزی، زمانی که تمام آن‌ها به زمان حاضر برمی‌گردند،   تغییر زیادی نکرده‌اند؛

گویی واقعیت، خود را بهبود می‌بخشد!

منبع: دیپ لوک

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

اگر در زمان، به گذشته سفر کنیم و یک نقص کوچک بوجود بیاوریم و به زمان حال برگردیم.
ما دریافتیم که:
دنیای ما تغییر نمی‌کند،

که به معنای عدم وجود اثر پروانه‌ای در مکانیک کوانتومی است.

بازگشت به گذشته به منظور ایجاد یک نقص محلی کوچک در سیستم کوانتومی، تنها به خسارت کوچک و ناچیزی در زمان حاضر منجر می‌شود.

ما دریافتیم که عبارت آشوب در فیزیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی باید به شکل‌های متفاوتی تفسیر شوند.

منبع: دیپ لوک

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

"منبع"

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢