حالت های ممکن کوانتومی

حالت کوانتومی هر حالت ممکنی است که یک سیستم کوانتومی می تواند در آن قرار گیرد. یک حالت کوانتومی کاملاً مشخص (خالص) را می توان با یک بردار حالت، یک تابع موج یا مجموعه کاملی از اعداد کوانتومی برای یک سیستم خاص توصیف کرد.

یک حالت کوانتومی تا حدی شناخته شده (مخلوط)، مانند یک مجموعه آماری با برخی اعداد کوانتومی ثابت، در اصل با یک تابع موج قابل توصیف نیست و باید با یک ماتریس چگالی توصیف شود.

توصیف حالت خالص یا با استفاده از یک تابع موج (مکانیک موج) یا با استفاده از یک بردار حالت (مکانیک ماتریس)، که از نظر ریاضی معادل هستند، انجام می شود. حالت مخلوط با یک ماتریس چگالی توصیف می شود که یک شی ریاضی از نوع متفاوت است.

فرض کنید در دنیای ما همه ی سیب‌ها یا قرمز هستند یا سبز. حالا اگر ما سیبی از درخت بچینیم حتی اگر به آن نگاه نکنیم و نگذاریم هیچ کس دیگری به آن نگاه کند باز هم مطمئنیم که این سیب تنها یک رنگ مشخص دارد مثلا یا قرمز است یا سبز.

حالا فرض کنید این سیب یک الكترون است، تا زمانی که کسی به آن نگاه نکند، این سیب هم‌زمان هم قرمز خواهد بود و هم سبز. اما همین که فردی آن را مورد مشاهده قرار داد این سیب تنها یک رنگ مشخص اختیار می کند یعنی سیب ما یا قرمز خواهد بود یا سبز.

البته گفتنی است که در دنیای ذرات رنگ وجود ندارد. در واقع ذرات به جای رنگ ویژگی ذاتی خاصی به نام اسپین کوانتومی دارند. اسپین یک ذره به جهت چرخش آن مربوط می شود. برای مثال یک الکترون دارای دو نوع چرخش است.

چرخش ساعتگرد و چرخش پادساعتگرد. حالا طبق اصل برهم نهی تا زمانی که یک الکترون را مورد مشاهده قرار ندهیم، این ذره همزمان هر دو اسپین را دارا خواهد بود. یعنی هم زمان هم در جهت عقربه های ساعت و هم در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد.

اما همین که الكترون را مورد مشاهده قرار دادیم تنها یک اسپین خواهد داشت. یعنی یا در جهت عقربه های ساعت می چرخد و یا در خلاف جهت عقربه های ساعت خواهد چرخید.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

فرکانس رزونانس (Resonant frequency)
.
فرکانس رزونانس تنظیم شده بین دو سیستم نوسانی (دیاپازون) را با دقت ببینید، هر جا سخن از تابع موج و سیستم های فیزیکی است الگوی فوق قابل مشاهده است.
.
با کمی تخیل این الگو-رویداد در اتم ها با نوسان های میدان الکتریکی و الکترومغناطیسی آنها را قابل مشاهده و رنگ آمیزی می کند. دو دیاپازون الکترون ها، و فونون های گسیل شده برابر با فوتون ها هستند.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

به صدای تپ اخترها (ستاره های نوترونی که به اندازه یک شهر با سرعت در حال چرخش هستند) گوش دهید!

تپ اختر یک ستاره نوترونی بسیار مغناطیسی با شعاع ۱۰ تا ۱۵ کیلومتری است که جرم آن تا حدودی بیشتر از خورشید است که شعاع آن تقریباً ۱ میلیون کیلومتر است.

تابش ها در امتداد قطب های مغناطیسی منتشر می شود و پالس های تابشی با عبور پرتو از اتمسفر زمین دریافت می شود، همانطور که پرتویی از یک فانوس دریایی باعث فلاش می شود.

صداهای موجود در اینجا مستقیماً با امواج رادیویی ساطع شده توسط درخشان ترین تپ اخترهای آسمان مطابقت دارد که توسط برخی از بزرگترین تلسکوپ های رادیویی در جهان دریافت می شود.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

مسئله افق در فیزیک ( the Horizon problem)
.
ویژگی های فیزیکی از جمله دما، حداکثر با سرعت نور منتقل میشوند. در صورتی که فاصله بین نواحی مختلف کیهان آنقدر زیاد است که حتی عمر کیهان نیز برای جابجایی این ویژگیها بین نواحی مختلف کیهان، کفایت نمیکند، با این وجود ویژگی های فیزیکی از جمله دما بین نواحی مختلف کیهان، کاملا یکسان هستند. این موضوع به مسئله افق" شهرت دارد.
.
یکی از راه حل های ممکن برای مسئله افق، نظريه تورمی کیهان است. در واقع مسئله افق به این احتمال شدت می بخشد که کیهان روزی در یک نقطه متمرکز بوده و به همین دلیل قسمت های مختلف آن ویژگیهای فیزیکی یکسانی داشته اند و با تورم کیهان ایجاد نواحی مختلف در گستره گیتی، این ویژگی های فیزیکی بین نواحی مختلف، کماکان یکسان مانده اند.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

اثر ژانیبکوف چیست؟ (Dzhanibekov Effect)
.
اثر ژانیبکوف شامل رفتار عجیب یک جسم در حال چرخش در شرایط میکرو گرانش است. این ویدئو بی ثباتی چرخش به دور محور اصلی یک شی نامتقارن را نشان میدهد.
.
ولادیمیر ژانیبکوف مشاهده کرد که وقتی در فضا و گرانش ناچیز یک شی نامتقارن را می چرخاند، بطور ناگهانی ۱۸۰ درجه جهت چرخش خود را تغییر می دهد و این کار را چندین بار تکرار می کند.
.
به گفته محققان یک جسم صلب نامتقارن دارای سه محور اصلی چرخش است. این جسم فقط در نزدیکی محورهای یک و محور سه پایدار خواهد بود، اما در محور دو ناپایدار خواهد بود.
.
محور دو به عنوان محور میانی نیز شناخته می شود. در واقع گشتاورهای اینرسی موجب میشود یک جسم صلب که در حال چرخش است، دچار نوسان شود. اثر عجیب ژانیبکوف نتیجه ای در مکانیک استاندارد است و با معادلات اویلر برای اجسام صلب قابل توضیح است.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

در یکی از اولین عکس‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب، دانشمندان موفق شدند جسم ناشناخته قبلی GLASS-JWST-BD1 را شناسایی کنند. این یک کوتوله قهوه ای از کلاس طیفی T8-T9 است که حدود 0.03 جرم خورشیدی (30 جرم مشتری) دارد.

کوتوله قهوه ای GLASS-JWST-BD1 در فاصله 2100 سال نوری از ما قرار دارد. این در عکسی به سمت خوشه کهکشانی Abell 2744 در فاصله 4 میلیون سال نوری از ما کشف شد. کوتوله‌های قهوه‌ای سرد خیلی روشن نمی‌درخشند و مشاهده آن‌ها به یک ابزار مادون قرمز قدرتمند نیاز دارد. بنابراین تلسکوپ JWST قدرت خود را در این زمینه نشان می دهد.

کوتوله قهوه ای جرمی است که برای یک سیاره بیش از حد جرم دارد و در عین حال به اندازه کافی برای یک ستاره جرم ندارد. معمولاً به جرمی بین ۱۳ تا ۸۰ جرم سیاره مشتری می رسد. بر خلاف ستارگان، آنها تحت یک واکنش گرما هسته ای قرار نمی گیرند که در آن اتم های هیدروژن و سایر عناصر با هم ترکیب شوند.

در کوتوله های قهوه ای حجیم تر، همجوشی دوتریوم یا سوزاندن لیتیوم ممکن است رخ دهد. با این حال، هیچ یک از این واکنش‌ها همجوشی هسته‌ای در نظر گرفته نمی‌شوند که نمونه‌ای از ستارگان است.

ꙮ‌ @news_JWST | کانال خبری وب

یکی از زیباترین ویدیوها در ISS😍🚀

(البته بهتره با صدا تماشا کنید)

اصلاح یک اشتباه متداول:

بر خلاف باورهای موجود ماهواره خیام که اخیرا پرتاب شد "نه توسط ایران‌ پرتاب شد و نه درون ایران پرتاب شد و نه خود ماهواره ساخت ایران بود"؛ تمام مراحل طراحی و ساخت و پرتاب ماهواره خیام را روس ها انجام داده اند. خبرگزاری های داخلی سعی داشتند با بومی خواندن ماهواره خیام از آن بهره‌برداری سیاسی کنند اما سفیر روسیه در تهران با رد چنین ادعاهایی با اشاره به این که ماهواره خیام تماما ساخت روسیه است و چنین تکنولوژی در ایران وجود ندارد آب پاکی را بر روی دست رسانه های داخلی ریخت.‌ به جز مالکیت، این ماهواره تماما روسی است. "افق رویداد"

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

فضا-زمان و سرعت نور
.
مصاحبه‌ی دکتر نیل دگراس تایسون و ویلیام شتنر
.
این ویدیوی جالب رو حتما با دوستانتان به اشتراک بذارید

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

آیا فضا یک خلاء کامل است؟

در واقع این پنداشت که فضا یک خلأ کامل است، نادرست است و مواد محیط میان ‌سیاره‌ای در فضا وجود دارد. 
محیط میان‌سیاره‌ای ماده‌ای نازک و فشرده است که میان سیارات و اجسام دیگر منظومهٔ شمسی وجود دارد. اجزای مواد سازندهٔ محیط میان‌سیاره‌ای از هیدروژن خنثی (غیر یونیزه‌شده، گاز پلاسما (شامل ذرات باردار الکتریکی که از خورشید می‌آیند)، پرتوهای کیهانی و ذرات گرد و غبار تشکیل شده‌اند.
در فاصلهٔ میان مدار زمین و خورشید، در هر ۱۰۰ سانتی‌متر مکعب، یک اتم هیدروژن خنثی وجود دارد. اما چگالی و تراکم این ماده بسیار کم است و در هر سانتی‌متر مکعب پیرامون زمین تنها ۵ ذره وجود دارد و هر چه قدر از خورشید دور می‌شویم، چگالی این ماده کاهش می‌یابد. چگالی این ذرات تحت تأثیر عواملی از جمله میدان‌های مغناطیسی است.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

انیمیشنی فوق العاده از داخل ذره‌ی پروتون

این انیمیشن بر اساس تئوری کرمودینامیک کوانتومی(QCD) است که با موفقیت وجود ذراتی معروف به گلوئون را برای ارتباط و اتصال کوارک‌ها، پیش‌بینی و بررسی می‌کند‌.

تیم سازنده‌ی این انیمیشن با بهره از دقیق‌ترین مدل‌های فیزیکی به ساخت این انیمیشن پرداختند تا تصویرسازی قابل درکی از آنچه در پروتون رخ می‌دهد برای مخاطب به همراه داشته باشد.

این شبیه‌سازی نشان می‌دهد که اگر با یک دوربین فرضی و سرعت شاتر بالا به درون پروتون بنگریم، فضایی مملو از گلوئون‌های درحال حرکت بین کوارک‌ها را خواهیم دید، حالتی مه‌آلود که در آن کوارک‌ها به سختی دیده می‌شوند.

اما هرچه سرعت شاتر دوربین کاهش یابد جزییات رفته رفته بیشتر شده و می‌توان سه کوارک‌ مجزا را درون پروتون دید که با رد و‌ بدل کردن گلوئون‌ها به یکدیگر متصل شده‌اند.


@physic_fact | مجله فیزیک فکت

تابع موج در فیزیک (Wave function)
.
زمانی که تابع موج یک شی وجود دارد، موقعیت این شی را نمی توان به صورت دقیق تعیین کرد و تنها می توان گفت  شی همان جایی است که تابع موجش قرار دارد (در چند ویژه حالت قرار دارد).
.
برای تعیین دقیق موقعیت یک شی کوانتومی، باید تابع موج ناپدید شود که با "مشاهده" می توانیم به سادگی تابع موج را محو کنیم! زمانی که یک شی کوانتومی مشاهده می شود، اصطلاحا کلاپس یا فروریزش تابع موج رخ می دهد. فروریزش تابع موج یعنی کاهش تابع موج به یک ویژه حالت (یک مکان و یک سرعت).
.
این موضوع باعث می شود هیچگاه نتوانیم یک شی را با چندین سرعت و چندین مکان مشاهده کنیم. زیرا با مشاهده، برهم نهی حالات از بین می رود. بنابراین یک نتیجه ی بسیار مهم حاصل می شود:
.
«عمل مشاهده، فقط ویژگی های یک شی کوانتومی را مشخص نمیکند، بلکه ماهیت آنها را هم تعیین می کند!»
.
این بدان معناست که ما آینده ی یک شی را صرفاً با مشاهده ی آن تعیین می کنیم؛ یعنی با اندازه گیری ویژگی هایش!
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

جدیدا ویدیوهای جالبی ترند شده تو اینستاگرام🤔 از فیزیک کوانتوم به زبان ساده و استوری طور، حتی به طرز مفهومشی برای خردسال‌ها.
نظرتون چیه ترجمه کنم و در کانال قرار بدم؟ حتما نظرتون رو به صورت اکشن روی همین پست نشون بدید.

فیزیک کوانتومی برای بچه‌ها🤓
.
اثری از کریس فری
.
همونطور که قول دادم، این ویدیو رو هم پست کردم، پس حتما نظراتتون رو با اکشن روی این ویدیو بهم نشون بدید.
.
اگه از این ویدیو خوشتون اومد، حتما برای دوستاتون بفرستید و حمایت کنید.
.
Credit: ReadPlaySing Instagram page
.
@physic_fact | مجله فیزیک فکت

چشم اندازی خیره کننده و حیرت انگیز از کهکشان راه شیری✨️

Credit: Majestic flights Instagram page

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

آرتمیس ۱ اولین مرحله از یک سری ماموریت است که برای فرستادن انسان به ماه به عنوان بخشی از برنامه آرتمیس طراحی شده است.

آرتمیس ۱ قرار است در پایان آگست (شهریور) راه اندازی شود، اولین تاریخ پرتاب برای ۲۹ آگست برنامه ریزی شده است. تاریخ‌ های بعدی در صورتیکه ماموریت در موعد مقرر انجام نشود برای ۲ و ۵ سپتامبر تنظیم شده‌اند. 

امروز نیم قرن از زمانی که یوجین سرنان، فضانورد ماموریت آپولو ۱۷، آخرین رد پا را در سال ۱۹۷۲ بر روی ماه گذاشت می‌گذرد، از آن زمان تاکنون چیزهای زیادی تغییر کرده است.

آرتمیس ۱ بدون سرنشین، نشان دهنده اولین موشک SLS عظیم ناسا خواهد بود که برای این منظور طی سال‌ها تحقیق و توسعه طراحی شده است.

موشک غول پیکر SLS کپسول اوریون را در یک سفر حدوداً چهار هفته‌ای به دور ماه می‌فرستد. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود ماموریت آرتمیس ۲ در سال ۲۰۲۴ انجام خواهد شد که در آن SLS، فضانوردان را به دور ماه برده و برخواهد گرداند.

ماموریت آرتمیس ۳ با کمک فضاپیمای استارشیپ شرکت اسپیس ایکس، فضانوردان را به ماه خواهد فرستاد، این ماموریت برجسته برای سال ۲۰۲۵ یا ۲۰۲۶ هدف گذاری شده است.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت