نظریه نسبیت خاص اینشتین: انقباض طول

طولی که در یک چارچوب مرجع ساکن اندازه‌گیری می‌شود (L₀)، هنگامی که از چارچوبی در حال حرکت با سرعت 𝑣 نسبت به آن مشاهده شود، کوتاه‌تر به نظر می‌رسد. طول مشاهده‌شده (L) در چارچوب متحرک نسبت به طول اصلی آن در چارچوب ساکن، کمتر دیده می‌شود.

در سرعتی معادل ۹۹٫۵٪ سرعت نور، این انقباض به‌طور چشمگیری محسوس می‌شود:
L ≈ L₀/10

یعنی یک جسم که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند، از دید یک ناظر ساکن، تقریباً یک‌دهم طول واقعی خود به نظر می‌رسد.

✈️ @TechnoSciCom

امروز، صد و هفتمین زادروز یکی از بزرگ‌ترین فیزیک‌دانان تاریخ، مفسر برجسته علم و برنده جایزه نوبل، ریچارد فاینمن است.

فاینمن نقش برجسته‌ای در گسترش مکانیک کوانتومی، فیزیک ذرات و مکانیک آماری ایفا کرد.

او در سال ۱۹۶۵ به‌دلیل پژوهش‌های پیشگامانه‌اش در زمینه الکترودینامیک کوانتومی و معرفی نمودارهای فاینمن، موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد.

✈️ @TechnoSciCom

چگونه مبدأ جهان را با فضولات کبوتر اشتباه گرفتند

🪐در ۲۰ مه ۱۹۶۴، اولین اندازه‌گیری‌هایی که به وضوح وجود تابش زمینه کیهانی (CMB) را نشان می‌دادند، انجام شد.

🪐 دو اخترشناس رادیویی، رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، همه دلایلی را که می‌توانست باعث وجود نویز پس‌زمینه‌ی عجیبی در داده‌های آن‌ها شود، بررسی و رد کردند تا اینکه متوجه شدند چند کبوتر در نزدیکی آنتن سکونت دارند. آن‌ها فکر کردند شاید فضولات کبوترها که سطح آنتن را پوشانده، باعث ایجاد اختلال در سیگنال‌ها شده است. بنابراین، کبوترها را دور کردند و آنتن را کاملاً تمیز کردند. اما کبوترها دوباره برگشتند! با این حال، حتی در غیاب کبوترها نیز، ویلسون و پنزیاس به اندازه‌گیری‌ها ادامه دادند و متوجه شدند نویز پس‌زمینه همچنان وجود دارد.

📡در نهایت مشخص شد که منبع این نویز، نه کبوترها بودند و نه حتی منشأ زمینی یا کهکشانی داشت. این نویز، در حقیقت تابشی بود که از بیگ بنگ به جا مانده بود. همین پس‌تاب کیهانی حتی به صورت نویز برفکی روی تلویزیون‌های آنالوگ نیز قابل مشاهده بود.

در سال ۱۹۷۸، ویلسون و پنزیاس به دلیل کشف تابش زمینه کیهانی برنده جایزه نوبل فیزیک شدند.

✈️ @TechnoSciCom

💡 نیکولا تسلا ۱۶۹ سال پیش در چنین روزی (پنج‌شنبه) متولد شد. این تصویر از تسلا، که در سال ۱۸۹۴ گرفته شده، اولین عکسی است که با نور فسفرسانس (فسفرسان) گرفته شده است. مدت زمان نوردهی آن: هشت دقیقه بوده است.

✈️ @TechnoSciCom

جان آرچیبالد ویلر، فیزیکدان برجسته آمریکایی، ۱۱۴ سال پیش در چنین روزی به دنیا آمد. او در سال ۱۹۶۷ اصطلاح «سیاه‌چاله» را برای نخستین‌بار مطرح کرد، ایده‌ی خلاقانه‌ی «جهان تک‌الکترونی» را ارائه داد، و استاد راهنمای دو تن از بزرگ‌ترین فیزیکدانان معاصر یعنی ریچارد فاینمن و کیپ ثورن بود. ویلر نقشی بی‌بدیل در شکل‌گیری مفاهیم نوین در فیزیک نظری، به‌ویژه در زمینه‌ی نسبیت عام و فیزیک کوانتومی داشت.

✈️ @TechnoSciCom

جورج گرین دقیقاً ۲۳۲ سال پیش در چنین روزی متولد شد. او را اغلب «رامانوجان فیزیک» می‌نامند. گرین، فرزند یک آسیابان در ناتینگهام بود و بیشتر آموزش‌های خود را به‌صورت خودآموخته فرا گرفت. در سن ۳۵ سالگی، آسیاب خود را اجاره داد و مقاله‌ای با عنوان «رساله‌ای در کاربرد تحلیل ریاضی در نظریه‌های الکتریسیته و مغناطیس» نوشت. در این اثر، مفاهیمی چون فرمول گرین، تابع گرین، و پتانسیل را معرفی کرد که پایه‌گذار نظریه پتانسیل در فیزیک شدند.

او این رساله را با کمک مالی دوستان خود، به صورت یک جزوه کوچک منتشر کرد. جالب اینکه گرین تنها پس از این موفقیت بود که برای ادامه تحصیل رسمی به دانشگاه کمبریج رفت. در آنجا چند مقاله دیگر در زمینه فیزیک ریاضی نوشت، با این حال نخستین اثرش همچنان معروف‌ترین کار او باقی ماند. متأسفانه، او در سن ۴۸ سالگی درگذشت.

سال‌ها بعد، تاریخ‌نگاران منابعی را که گرین در دوره‌ی خودآموزی در ناتینگهام به آن‌ها دسترسی داشته بررسی کردند. در میان یافته‌هایشان، ثبت جالبی در کتابخانه باشگاه آقایان محلی به چشم خورد: کتاب «رساله مکانیک آسمانی» از لاپلاس. اگر این اثر، پایه یادگیری او بوده باشد، هنوز مشخص نیست او چگونه زبان فرانسوی را آموخته، آن هم با توجه به اینکه پیش از نوشتن اثر معروف خود، هرگز به مدرسه نرفته بود.

✈️ @TechnoSciCom

ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) دارای سطح صدای پس‌زمینه‌ی مداومی در حدود ۷۰ دسی‌بل است که توسط سامانه‌های پشتیبانی حیات، فن‌ها، پمپ‌ها و تجهیزات علمی که به‌صورت ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته فعال هستند، تولید می‌شود.

برای محافظت از شنوایی و جلوگیری از خستگی، فضانوردان اغلب از هدفون‌های حذف‌کننده‌ی نویز یا گوش‌گیرهای سفارشی استفاده می‌کنند.

✈️ @TechnoSciCom

در سال ۱۹۶۰، فریمن دایسون سازه‌ای عظیم را پیشنهاد داد که بتواند تمام انرژی خورشید را جذب کند — «کره‌ی دایسون». این همان چیزی است که یک تمدن نوع دوم (در مقیاس کارداشف) به آن نیاز دارد.
اگر رشد مصرف انرژی ما با نرخ حدود ۲.۵٪ سالانه ادامه یابد (مانند بازه‌ی ۱۹۶۰ تا ۲۰۲۵)، در حدود ۱۲۰۰ سال آینده به انرژی یک ستاره کامل نیاز خواهیم داشت.
کره‌ی دایسون داستان علمی‌تخیلی نیست — بلکه پیش‌بینی آینده است.

✈️ @TechnoSciCom

آلبرت اینشتین در چنین روزی، در سال ۱۹۰۵، رساله دکترای خود را در دانشگاه زوریخ ارائه داد.

کمی بعد، او چهار مقاله انقلابی منتشر کرد که ایده‌های بنیادینی از جمله نظریه نسبیت خاص و فرضیه کوانتای نور را معرفی کردند. اینشتین در سال ۱۹۲۱ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد، «به‌پاس خدماتش به فیزیک نظری، و به‌ویژه برای کشف قانون اثر فوتوالکتریک.»

📄 رساله دکترای اینشتین به زبان آلمانی:
http://bit.ly/2Nhm8DV

📘 ترجمه انگلیسی:
http://bit.ly/2z2pDeq

✈️ @TechnoSciCom

هایپرفاکتوریال پنجم:
۵⁵ × ۴⁴ × ۳³ × ۲² × ۱¹ = ۸۶۴۰۰۰۰۰ میلی‌ثانیه است که دقیقاً برابر با یک روز کامل است!

✈️ @TechnoSciCom

در چنین روزی، ۲۳ ژوئیه ۱۹۹۹، سازمان ناسا تلسکوپ فضایی چاندرا (Chandra X-ray Observatory) را به مدار زمین فرستاد. این رصدخانه به افتخار فیزیک‌دان برجسته سابرامانیان چاندراسخار، برنده جایزه نوبل فیزیک، نام‌گذاری شده است.

تلسکوپ چاندرا به دانشمندان کمک می‌کند تا ساختار و تحول کیهان را مطالعه کنند؛ از جمله ستارگان نوترونی، سیاه‌چاله‌ها و ابرنواخترها، پدیده‌هایی که چاندراسخار نظریه‌پردازی درباره‌ی آن‌ها را پایه‌گذاری کرده بود.

چاندراسخار در سال ۱۹۸۳ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد «به‌دلیل مطالعات نظری‌اش درباره فرآیندهای فیزیکی مهم در ساختار و تحول ستارگان».

🔭 بیشتر درباره مرگ ستارگان بخوانید:
https://bit.ly/3ZoWwvG

✈️ @TechnoSciCom

قضیه ویلسون:
عدد p اگر و تنها اگر عددی اول باشد، آنگاه
(p−1)!+1
بر p بخش‌پذیر است.

✈️ @TechnoSciCom

اروین شرودینگر ۱۳۸ سال پیش در چنین روزی متولد شد. در سال ۱۹۳۳، به خاطر مشارکت‌های پیشگامانه‌اش در مکانیک کوانتومی، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد.

✈️ @TechnoSciCom

یک آنگستروم معادل یک ده میلیاردم متر است. این واحد اغلب برای اندازه‌گیری اندازه اتم‌ها، مولکول‌ها و طول موج‌های نور استفاده می‌شود.

✈️ @TechnoSciCom

🌗در این روز در سال ۱۸۷۷، ستاره‌شناس آساف هال، فوبوس، یکی از دو قمر مریخ را تنها ۶ روز پس از مشاهده دیموس کشف کرد!

✈️ @TechnoSciCom

🎉 بروک تیلور امروز دقیقاً ۳۴۰ سال پیش در لندن به دنیا آمد 🎉

او در سال ۱۷۱۵ «سری تیلور» را معرفی کرد تا تابع‌های پیچیده را با چندجمله‌ای‌هایی که از مشتق‌های تابع در یک نقطه ساخته می‌شوند، تقریب بزند.

ایده‌ی اصلی این است که هر تابع به‌اندازه‌ی کافی هموار را می‌توان به‌صورت محلی به‌شکل مجموع بی‌نهایت جمله‌های چندجمله‌ای بیان کرد؛ رویکردی که تحلیل و محاسبه را ساده‌تر می‌کند.

✈️ @TechnoSciCom

Why is iⁱ ≃ 0.2078…?

✈️ @TechnoSciCom

در سال ۱۸۰۸، ریاضیدان فرانسوی، کریستین کرامپ، علامت "!" را به عنوان نماد فاکتوریل برای راحتی چاپگر معرفی کرد. قبل از او، اویلر، استرلینگ و دیگران از نمادهای طولانی‌تری مانند 𝑛⋅(𝑛−۱)⋅(𝑛−۲)⋯۱ استفاده می‌کردند.

✈️ @TechnoSciCom

جایزه نوبل فیزیک امسال به بررسی ویژگی‌های کوانتومی در مقیاس انسانی اختصاص دارد.

برندگان جایزه فیزیک ۲۰۲۵، جان کلارک (John Clarke)، میشل اچ. دوورِه (Michel H. Devoret) و جان ام. مارتینیس (John M. Martinis)، با انجام مجموعه‌ای از آزمایش‌ها نشان دادند که ویژگی‌های شگفت‌انگیز و غیرعادی دنیای کوانتوم را می‌توان در سامانه‌ای به‌اندازه‌ای بزرگ بازتولید کرد که در دست جای گیرد.

سامانه الکتریکی ابررسانای آن‌ها قادر بود از یک حالت به حالت دیگر تونل‌زنی کند، گویی مستقیماً از میان دیواری عبور می‌کند. همچنین آن‌ها نشان دادند که این سامانه انرژی را فقط در بسته‌های گسسته و مشخص جذب و گسیل می‌کند، درست همان‌طور که نظریه مکانیک کوانتومی پیش‌بینی کرده بود.

🔗 برای اطلاعات بیشتر:

بیانیه مطبوعاتی

اطلاعات عمومی

اطلاعات تخصصی

✈️ @TechnoSciCom

جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۵ به آزمایش‌هایی تعلق گرفت که نشان دادند پدیده تونل‌زنی کوانتومی را می‌توان در مقیاس ماکروسکوپی و شامل ذرات بسیار زیاد نیز مشاهده کرد.

برندگان امسال، جان کلارک (John Clarke)، میشل دووره (Michel Devoret) و جان مارتینیس (John Martinis)، با استفاده از یک مدار الکتریکی ابررسانا آزمایشی طراحی کردند که این پدیده‌ها را به‌صورت ملموس نشان می‌دهد.

تراشه‌ای که مدار روی آن قرار داشت، تقریباً یک سانتی‌متر اندازه داشت. پیش‌تر، تونل‌زنی و کوانتیده شدن انرژی فقط در سامانه‌هایی با چند ذره مطالعه شده بود، اما در این آزمایش، این پدیده‌ها در سامانه‌ای کوانتومی شامل میلیاردها جفت کوپر (Cooper pairs) دیده شدند که کل ابررسانا را در تراشه پر می‌کردند. به این ترتیب، این آزمایش توانست اثرات مکانیک کوانتومی را از مقیاس میکروسکوپی به مقیاس ماکروسکوپی منتقل کند.

🔗 برای اطلاعات بیشتر:

بیانیه مطبوعاتی

اطلاعات عمومی

اطلاعات تخصصی

✈️ @TechnoSciCom

یک سامانه‌ی مکانیک کوانتومی در پشت یک مانع می‌تواند سطوح مختلفی از انرژی داشته باشد، اما تنها قادر است مقادیر مشخص و گسسته‌ای از این انرژی را جذب یا گسیل کند. به بیان دیگر، سامانه کوانتیزه شده است.

تونل‌زنی در سطوح انرژی بالاتر آسان‌تر رخ می‌دهد تا در سطوح پایین‌تر؛ بنابراین، از دید آماری، سامانه‌ای که انرژی بیشتری دارد مدت زمان کمتری در حالت محبوس باقی می‌ماند در مقایسه با سامانه‌ای با انرژی کمتر.

برندگان امسال جایزه نوبل فیزیک، با طراحی آزمایش‌هایی مبتنی بر یک مدار الکتریکی ابررسانا، توانستند هر دو پدیده‌ی تونل‌زنی کوانتومی و کوانتیزه شدن سطوح انرژی را در سامانه‌ای نشان دهند که به‌قدری بزرگ است که می‌توان آن را در دست نگه داشت.

✈️ @TechnoSciCom