#انقلاب_علمی #کولن #بار_الکتریکی
🖼 تصویر مربوط به پست انقلابهای علمی (قسمت ۶)👆:
تصویر چالرز کولن و بارهای الکتریکی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🖼 تصویر مربوط به پست انقلابهای علمی (قسمت ۶)👆:
تصویر چالرز کولن و بارهای الکتریکی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#انقلاب_علمی #کولن #بار_الکتریکی #قانون_کولن #تاریخ_علم #الکترومغناطیس #الکترواستاتیک
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۶):
🟢 جرقهای در علم:
ظاهراً کار تمام شده بود. نظریهای جامع که توضیحدهندهی طبیعت بود، توسط نیوتون، ابداع شده بود. اما اگر دقیقتر نگاه کنیم، نظریه هنوز ناقص به نظر میرسد. نظریه، میتواند نیروها را به حرکتها، با استفاده از یک معادلهی دیفرانسیل ربط دهد، ولی نظریه نمیگوید که نیروها چیستند؟
نیوتون خود یکی از نیروهای بنیادین طبیعت را در زمانهی زندگانی خود کشف کرده بود. او توانسته بود رابطهای ریاضی برای نیروی گرانش بنویسد که البته به واقعیت بسیار نزدیک بود. اکنون سوال اینجاست که، آیا تنها نیروی طبیعت، گرانش است؟
طبیعتاً پاسخ منفی بود. دانشمندان بعد از نیوتون شروع کردند به کشف نیروهای دیگر. نیروهای زیادی در اطراف وجود دارند از جمله اصطکاک و مقاومت هوا و نیروی فنر و ... . روابط ریاضی این نیروها مشخص بود و مسائل مربوطه، با استفاده از این روابط حل میشدند. اما سوالی مطرح است. نیروی گرانش، با تمام نیروهایی که ذکر شدند، تفاوتی اساسی دارند. گرانش یک نیروی بنیادی است و در هر جایی از طبیعت میتوان آن را یافت، ولی نیروهایی مانند اصطکاک و مقاومت هوا، تنها در شرایط خاص وجود دارند. به نظر میرسد، چیزی بنیادیتر در ورای این نیروها وجود داشته باشد.
دانشمندان سرگرم این مسائل بودند که ناگهان چیزی جدید رخ نمود. هنگامی که یک کهربا را با پارچهای پشمی مالش دهید، خواهید دید که توانایی جذب کاغذ پارههای روی میز را دارد. این چه نیرویی است؟ چه چیزی باعث چنین نیرویی میشود؟
ما با نیرویی طرف هستیم که کاملاً با گرانش متفاوت است. نیروی گرانش از جرم اجسام نشئت میگیرد. اما این نیرو وابسته به این است که چه مقدار کهربا را مالش داده باشید. به نظر میرسد که با مالش کهربا، به این جسم خاصیت جدیدی میدهیم، که باعث وارد کردن چنین نیرویی میشود.
«کولن»، سعی کردن تا رابطهای ریاضی برای این نیرو کشف کند. امروزه به این رابطهی ریاضی، «قانون کولن» میگوییم. آن خاصیتی که باعث به وجود آمدن چنین نیرویی میشود را «بار الکتریکی» نام نهادند. در ابتدا منشأ آن کاملاً ناشناخته بود. بعد از اینکه فهمیدیم مواد از اتمها ساخته شدهاند، متوجه شدیم که منشأ باردار شدن اجسام، الکترونها و پروتونها هستند.
قانون کولن، نیروی مابین دو بار الکتریکی را که در فاصلهی مشخصی از هم قرار دارند، بیان میکند. بسیار جالب است که این قانون شباهت بسیار زیادی به قانون گرانش نیوتون دارد.
بعدها متوجه شدیم که منشأ تمام نیروهایی مانند اصطکاک و مقاومت هوا و نیروی فنر، همین نیروی الکتریکی است.
طبیعت صورت پنهانی دیگری از حقایق خود را به بشریت نشان داد. در ابتدا اصلاً به نظر نمیرسید که این بارهای الکتریکی انقلابی اساسی در فهم ما از طبیعت و همچنین انقلابی در روش زندگی ما به وجود آورد. بیشتر پدیدههای الکتریکی خلاصه میشد در جرقههای ناگهانی و برق زدن، که بیشتر جنبهی سرگرمی داشت.
ما تازه با نیروی الکتریکی یک آشنایی اولیه پیدا کردهایم. هنوز مجهولات بسیار زیادی وجود دارد. دانشمندان زیادی، عمر علمی خود را صرف مطالعه حول بارهای الکتریکی کردند. اتفاقات زیادی قرار است در آینده رخ دهد. گاه کشفیات حاصل تصادف خواهد بود، گاه حاصل نبوغ خالص، گاه حاصل پشتکاری عظیم. این داستان قرار است ما را به جاهای هیجانانگیز برساند.
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۶):
🟢 جرقهای در علم:
ظاهراً کار تمام شده بود. نظریهای جامع که توضیحدهندهی طبیعت بود، توسط نیوتون، ابداع شده بود. اما اگر دقیقتر نگاه کنیم، نظریه هنوز ناقص به نظر میرسد. نظریه، میتواند نیروها را به حرکتها، با استفاده از یک معادلهی دیفرانسیل ربط دهد، ولی نظریه نمیگوید که نیروها چیستند؟
نیوتون خود یکی از نیروهای بنیادین طبیعت را در زمانهی زندگانی خود کشف کرده بود. او توانسته بود رابطهای ریاضی برای نیروی گرانش بنویسد که البته به واقعیت بسیار نزدیک بود. اکنون سوال اینجاست که، آیا تنها نیروی طبیعت، گرانش است؟
طبیعتاً پاسخ منفی بود. دانشمندان بعد از نیوتون شروع کردند به کشف نیروهای دیگر. نیروهای زیادی در اطراف وجود دارند از جمله اصطکاک و مقاومت هوا و نیروی فنر و ... . روابط ریاضی این نیروها مشخص بود و مسائل مربوطه، با استفاده از این روابط حل میشدند. اما سوالی مطرح است. نیروی گرانش، با تمام نیروهایی که ذکر شدند، تفاوتی اساسی دارند. گرانش یک نیروی بنیادی است و در هر جایی از طبیعت میتوان آن را یافت، ولی نیروهایی مانند اصطکاک و مقاومت هوا، تنها در شرایط خاص وجود دارند. به نظر میرسد، چیزی بنیادیتر در ورای این نیروها وجود داشته باشد.
دانشمندان سرگرم این مسائل بودند که ناگهان چیزی جدید رخ نمود. هنگامی که یک کهربا را با پارچهای پشمی مالش دهید، خواهید دید که توانایی جذب کاغذ پارههای روی میز را دارد. این چه نیرویی است؟ چه چیزی باعث چنین نیرویی میشود؟
ما با نیرویی طرف هستیم که کاملاً با گرانش متفاوت است. نیروی گرانش از جرم اجسام نشئت میگیرد. اما این نیرو وابسته به این است که چه مقدار کهربا را مالش داده باشید. به نظر میرسد که با مالش کهربا، به این جسم خاصیت جدیدی میدهیم، که باعث وارد کردن چنین نیرویی میشود.
«کولن»، سعی کردن تا رابطهای ریاضی برای این نیرو کشف کند. امروزه به این رابطهی ریاضی، «قانون کولن» میگوییم. آن خاصیتی که باعث به وجود آمدن چنین نیرویی میشود را «بار الکتریکی» نام نهادند. در ابتدا منشأ آن کاملاً ناشناخته بود. بعد از اینکه فهمیدیم مواد از اتمها ساخته شدهاند، متوجه شدیم که منشأ باردار شدن اجسام، الکترونها و پروتونها هستند.
قانون کولن، نیروی مابین دو بار الکتریکی را که در فاصلهی مشخصی از هم قرار دارند، بیان میکند. بسیار جالب است که این قانون شباهت بسیار زیادی به قانون گرانش نیوتون دارد.
بعدها متوجه شدیم که منشأ تمام نیروهایی مانند اصطکاک و مقاومت هوا و نیروی فنر، همین نیروی الکتریکی است.
طبیعت صورت پنهانی دیگری از حقایق خود را به بشریت نشان داد. در ابتدا اصلاً به نظر نمیرسید که این بارهای الکتریکی انقلابی اساسی در فهم ما از طبیعت و همچنین انقلابی در روش زندگی ما به وجود آورد. بیشتر پدیدههای الکتریکی خلاصه میشد در جرقههای ناگهانی و برق زدن، که بیشتر جنبهی سرگرمی داشت.
ما تازه با نیروی الکتریکی یک آشنایی اولیه پیدا کردهایم. هنوز مجهولات بسیار زیادی وجود دارد. دانشمندان زیادی، عمر علمی خود را صرف مطالعه حول بارهای الکتریکی کردند. اتفاقات زیادی قرار است در آینده رخ دهد. گاه کشفیات حاصل تصادف خواهد بود، گاه حاصل نبوغ خالص، گاه حاصل پشتکاری عظیم. این داستان قرار است ما را به جاهای هیجانانگیز برساند.
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
❤5👍1
#تعاریف_ریاضیات #ریاضی #ریاضی_فیزیک #قضیه #قضیه_ریاضی
🟡 گزاره:
در این گزاره به اثبات میرسد که بُعد جمع مستقیم دو زیرفضا، برابر با جمع بُعد هر زیرفضا است. در اثبات این گزاره، از دو گزارهی قبلی پستها استفاده میشود.
به صورت کلی قضایای مرتبط با بُعد همواره مهم هستند، چرا که بُعد در مسائل مربوط به فضاهای برداری کمیت بسیار با اهمیت و بنیادینی است.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🟡 گزاره:
در این گزاره به اثبات میرسد که بُعد جمع مستقیم دو زیرفضا، برابر با جمع بُعد هر زیرفضا است. در اثبات این گزاره، از دو گزارهی قبلی پستها استفاده میشود.
به صورت کلی قضایای مرتبط با بُعد همواره مهم هستند، چرا که بُعد در مسائل مربوط به فضاهای برداری کمیت بسیار با اهمیت و بنیادینی است.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
👍1
Forwarded from تکامل فیزیکی
#کنکور #کنکور_ارشد #فیزیک
❇️ دوره مرور و رفع اشکال کنکور ارشد فیزیک:
در این سلسله جلسات، که به مدت چهار ماه برگزار میگردد، مباحث مربوط به دروس ریاضیفیزیک از بخش عمومی و دروس مکانیک تحلیلی، الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی از بخش تخصصی، مرور و رفع اشکال خواهند شد.
🟡 این دوره مناسب افراد زیر است:
۱. متقاضیان شرکت در کنکور ارشد فیزیک
۲. دانشجویان کارشناسی که قصد مرور دانستههای خود را دارند.
🔵 دوره از ماه آبان شروع و تا پایان ماه بهمن ادامه خواهد داشت. جلسات هر هفته پنجشنبه شب برگزار میگردد.
🧑🏫 مدرس دوره: مهدی فراهانی (دانشجوی دکتری فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف)
📝 برای ثبتنام در این دوره تا چهارشنبه ۱۰ آبان فرصت دارید. جهت ثبتنام به آیدی زیر، در تلگرام پیام دهید.
@physical_evolution_PubRelat
✅ خبر خوب اینکه، ثبت نام در این دوره، کاملاً رایگان خواهد بود!
‼️ ظرفیت محدود است.
🔗 جلسات به صورت آنلاین و در بستر گوگلمیت برگزار خواهد شد.
⚛ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
❇️ دوره مرور و رفع اشکال کنکور ارشد فیزیک:
در این سلسله جلسات، که به مدت چهار ماه برگزار میگردد، مباحث مربوط به دروس ریاضیفیزیک از بخش عمومی و دروس مکانیک تحلیلی، الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی از بخش تخصصی، مرور و رفع اشکال خواهند شد.
🟡 این دوره مناسب افراد زیر است:
۱. متقاضیان شرکت در کنکور ارشد فیزیک
۲. دانشجویان کارشناسی که قصد مرور دانستههای خود را دارند.
🔵 دوره از ماه آبان شروع و تا پایان ماه بهمن ادامه خواهد داشت. جلسات هر هفته پنجشنبه شب برگزار میگردد.
🧑🏫 مدرس دوره: مهدی فراهانی (دانشجوی دکتری فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف)
📝 برای ثبتنام در این دوره تا چهارشنبه ۱۰ آبان فرصت دارید. جهت ثبتنام به آیدی زیر، در تلگرام پیام دهید.
@physical_evolution_PubRelat
✅ خبر خوب اینکه، ثبت نام در این دوره، کاملاً رایگان خواهد بود!
‼️ ظرفیت محدود است.
🔗 جلسات به صورت آنلاین و در بستر گوگلمیت برگزار خواهد شد.
⚛ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
#ویدیو_علمی #اسپین #الکترون #کوانتوم #مکانیک_کوانتومی #اشترن_گرلاخ
🎞 اسپین کوانتومی (آزمایش اشترن گرلاخ)
🔗 لینک ویدیو:
https://youtu.be/rg4Fnag4V-E?si=3BUpO1sRYeoD96qE
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🎞 اسپین کوانتومی (آزمایش اشترن گرلاخ)
🔗 لینک ویدیو:
https://youtu.be/rg4Fnag4V-E?si=3BUpO1sRYeoD96qE
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ویدیو_علمی #اسپین #الکترون #کوانتوم #مکانیک_کوانتومی #اشترن_گرلاخ
🎥 توضیح ویدیوی بالا👆
🔸 آزمایش اشترن-گرلاخ
❇️ در قسمت اول حالت کلاسیکی را بررسی میکنیم و از آهنرباهای کلاسیک استفاده میکنیم.
این دستگاه با قطب شمال و جنوب، میدان مغناطیسی ایجاد میکند که این میدان در نزدیکی قطب شمال بزرگتر است.
یک آهنربا با قطب شمال بالا و قطب جنوب پایین فرستاده میشود.
دستگاه نیرویی ایجاد میکند که آهنربا را به سمت بالا منحرف میکند.
و وقتی قطب ها معکوس میشوند، آهنربا به سمت پایین منحرف میشود. بنابراین این انحراف به جهت قطب ها بستگی دارد.
هنگامی که تعداد زیادی از آهنربا ها با جهت گیری تصادفی ارسال میشوند، به هر نقطه ای عمود میرسند.
❇️ حالا وارد بخش کوانتومی میشویم و میخواهیم اسپین های کوانتومی را در این میدان بررسی کنیم.
وقتی الکترونهای کوانتومی از طریق این مجموعه مغناطیسی فرستاده میشوند منحرف میشوند. اما آنها فقط به سمت بالا یا پایین صفحه نمایش میروند و هرگز در وسط آن قرار نمیگیرند.
در واقع در اینجا هر الکترون مانند یک آهنربا عمل میکند اما با دو جهت عمودی احتمالی: شمال به جنوب یا جنوب به شمال.
این ویژگی کوانتومی اسپین نامیده میشود.
در آزمایش اشترن-گرلاخ از اتم نقره استفاده می کنند. اتم نقره ۴۷ الکترون دارد که جهت قرارگیری ۴۶ تا از الکترونهای آن مشخص است و برای تشخیص جهت الکترون ۴۷ ام از این آزمایش استفاده میکنند و به کمک میدان مغناطیسی غیریکنواختی که ایجاد میکنند اسپین ۴۷ امین الکترون نقره مشخص میشود.
و این همان چیزی است که در قسمت دوم این کلیپ مشاهده کردیم.
🖋 نویسنده: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🎥 توضیح ویدیوی بالا👆
🔸 آزمایش اشترن-گرلاخ
❇️ در قسمت اول حالت کلاسیکی را بررسی میکنیم و از آهنرباهای کلاسیک استفاده میکنیم.
این دستگاه با قطب شمال و جنوب، میدان مغناطیسی ایجاد میکند که این میدان در نزدیکی قطب شمال بزرگتر است.
یک آهنربا با قطب شمال بالا و قطب جنوب پایین فرستاده میشود.
دستگاه نیرویی ایجاد میکند که آهنربا را به سمت بالا منحرف میکند.
و وقتی قطب ها معکوس میشوند، آهنربا به سمت پایین منحرف میشود. بنابراین این انحراف به جهت قطب ها بستگی دارد.
هنگامی که تعداد زیادی از آهنربا ها با جهت گیری تصادفی ارسال میشوند، به هر نقطه ای عمود میرسند.
❇️ حالا وارد بخش کوانتومی میشویم و میخواهیم اسپین های کوانتومی را در این میدان بررسی کنیم.
وقتی الکترونهای کوانتومی از طریق این مجموعه مغناطیسی فرستاده میشوند منحرف میشوند. اما آنها فقط به سمت بالا یا پایین صفحه نمایش میروند و هرگز در وسط آن قرار نمیگیرند.
در واقع در اینجا هر الکترون مانند یک آهنربا عمل میکند اما با دو جهت عمودی احتمالی: شمال به جنوب یا جنوب به شمال.
این ویژگی کوانتومی اسپین نامیده میشود.
در آزمایش اشترن-گرلاخ از اتم نقره استفاده می کنند. اتم نقره ۴۷ الکترون دارد که جهت قرارگیری ۴۶ تا از الکترونهای آن مشخص است و برای تشخیص جهت الکترون ۴۷ ام از این آزمایش استفاده میکنند و به کمک میدان مغناطیسی غیریکنواختی که ایجاد میکنند اسپین ۴۷ امین الکترون نقره مشخص میشود.
و این همان چیزی است که در قسمت دوم این کلیپ مشاهده کردیم.
🖋 نویسنده: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
👍3
تکامل فیزیکی
#کنکور #کنکور_ارشد #فیزیک ❇️ دوره مرور و رفع اشکال کنکور ارشد فیزیک: در این سلسله جلسات، که به مدت چهار ماه برگزار میگردد، مباحث مربوط به دروس ریاضیفیزیک از بخش عمومی و دروس مکانیک تحلیلی، الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی از بخش تخصصی، مرور و رفع اشکال خواهند…
#کنکور #کنکور_ارشد #فیزیک
❌ مهلت ثبت نام تمدید شد. ❌
به دلیل استقبال پرشور دانشجویان ، مهلت ثبت نام دوره مرور و رفع اشکال ارشد تا چهارشنبه 17 آبان تمدید و سلسله جلسات دوره برای شرکت کنندگان از پنج شنبه 18 آبان ماه آغاز می گردد.
📝 جهت ثبتنام به آیدی روابط عمومی کانال تکامل فیزیکی در تلگرام، پیام دهید.
@physical_evolution_PubRelat
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
❌ مهلت ثبت نام تمدید شد. ❌
به دلیل استقبال پرشور دانشجویان ، مهلت ثبت نام دوره مرور و رفع اشکال ارشد تا چهارشنبه 17 آبان تمدید و سلسله جلسات دوره برای شرکت کنندگان از پنج شنبه 18 آبان ماه آغاز می گردد.
📝 جهت ثبتنام به آیدی روابط عمومی کانال تکامل فیزیکی در تلگرام، پیام دهید.
@physical_evolution_PubRelat
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
❤3👍2
#انقلاب_علمی #میدان #خطوط_نیرو #میدان_الکتریکی #میدان_مغناطیسی #فارادی #ماکسول
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۷):
🟢 دستهای نامرئی طبیعت:
چه نیروی گرانشی را در نظر بگیریم چه نیروی الکتریکی را، چیزی عجیب دربارهی این نیروها وجود دارد. چطور میشود که خورشید نیروی گرانش خود را در خلال فضایی خالی، در این فاصلهی دور، به زمین یا هر جسم دیگری در اطراف خود وارد میآورد؟ مشابه این سوال برای بارهای الکتریکی هم وجود دارد. این معضلی بود که ذهن نیوتون نیز با آن درگیر بود، و او تا آخر عمر خود نتوانست آن را حل کند. سرنوشت حل این مسئله به شخصی دیگر در تاریخ سپرده شده بود.
کودکی در فقر، در حومهی لندن به دنیا آمد. هیچ کس فکر نمیکرد که او روزی تبدیل شود که یکی از بزرگترین نوابغ تاریخ علم. «مایکل فارادی» به زودی با پدیدههای الکتریکی آشنا شد. او مجذوب این پدیدهها بود. تا اینکه توانست در آزمایشگاه «هامفری دیوی» مشغول به کار حرفهای در این حوزه شود.
بارهای الکتریکی ساکن، و نیرویی که به هم وارد میکردند کاملاً معلوم و مشخص بود. این نیرو با قانون کولن داده میشد. اما بارهای الکتریکی متحرک، خاصیت دیگری نیز ایجاد میکردند. این خاصیت از چشم دانشمندان پنهان بود تا اینکه به صورت کاملاً تصادفی، این خاصیت خود را به «اورستد» نشان داد.
او که در حال کار با سیمی حامل جریان الکتریکی بود، متوجه شد که با قطع و وصل کردن جریان، جهت قطبنمایی که به صورت تصادفی در نزدیکی سیم قرار داشت را تغییر میدهد. بنابراین، بارهای الکتریکی متحرک به نوعی، خاصیت «مغناطیسی» به وجود میآورند. الکتریسیته و مغناطیس، به نظر بیربط میرسند، ولی این مشاهده خبر از چیزی بنیادیتر میدهد.
این خبر به آزمایشگاه دیوی هم رسید. او فارادی را معطوف به این مسئله کرد. فارادی توانست، با استفاده از این پدیده اولین موتور الکتریکی تاریخ را بسازد. میتوانید تصور کنید که این کشف چقدر در آیندهی فناوری تأثیرگذار بوده است. کمتر وسیلهای در اطرافتان وجود دارد که در آن از موتور الکتریکی استفاده نشده باشد. این اختراع، فارادی را بسیار معروف کرد...
اما فارادی به دنبال کشف اسرار طبیعت بود. فارادی میتوانست در زمانهی خود به یکی از بزرگترین و ثروتمندترین مخترعان تبدیل شود، اما او علم را برگزید.
او توانست پدیدهی مهمی را کشف کند، که به نوعی برعکس پدیدهی اورستد بود. فارادی کشف کرد که اگر یک آهنربا را در درون یک سیمپیچ، با سرعت عبور دهیم، در درون سیم جریان الکتریکی ایجاد خواهد شد. یعنی یک اثر مغناطیسی میتواند یک اثر الکتریکی ایجاد کند. باز هم شاهدی بر اینکه الکتریسیته و مغناطیس، ارتباطی بسیار نزدیک به هم دارند. از این پدیده، در صنعت، برای تولید برق استفاده میشود. امروزه، نیروگاههای تولید برق در اطراف شهرها، از همین پدیده استفاده میکنند. باز هم کشفی دیگر و دگرگونیای دیگر در زندگی بشریت...
اما هنوز مسئلهای ذهن فارادی را درگیر کرده بود. مسئلهای که سالها پیش نابغهای دیگر را مشغول به خود کرده بود. اینکه، چطور دو جسم از فاصلهای دور، بدون تماس با یکدیگر، به هم نیرو وارد میکنند؟ نیوتون، نتوانست تا پایان عمرش پاسخ این سوال را بیابد، اما فارادی پیشنهادی ارائه کرد.
فارادی، خطوطی در اطراف اجسام باردار تصور کرد. این خطوط، از اجسام باردار به راه میافتادند، فضا را پر میکردند و در راه به هر جسم بارداری که میرسیدند، به آن نیرو وارد میکردند. دیگر ذرات باردار نبودند که به هم نیرو وارد میکردند، بلکه این خطوط عامل وارد کردن این نیروها بودند. به نوعی، این خطوط همان «دستان نامرئی» ذرات باردار هستند که نیروی این ذرات را منتقل میکنند. او نام این خطوط را «خطوط نیرو» گذاشت.
این ایده از شهود خارقالعادهی فارادی نشئت میگرفت. او به نوعی این خطوط را میدید! اما کشف درونی یک داستان است و انتقال چنین کشفیاتی به دیگران، داستانی دیگر.
فارادی به سبب فقری که در کودکی درگیرش بود، هیچگاه نتوانست تحصیلات آکادمیک داشته باشد، و به همین دلیل دانش ریاضیاش ناقص بود. او بی شک یکی از نوابغ تاریخ است و در کشفیات آزمایشگاهی بینظیر، اما نتوانست ایدهی خطوط نیرو را به زبان ریاضی و دقیق بیان کند. به همین دلیل هم در ارائهی این ایده به دیگران به مشکل خورد. برخی فکر کردند که او دیوانه شده است!
اینجا قهرمان بعدی وارد میشود، قهرمانی از دنیایی کاملاً متفاوت. جیمز کلارک ماکسول، تک بچهی پدر و مادری کاملاً مرفه بود. او توانست از امکانات خانوادگی خود بهره بگیرد و در جوانی به یکی از بزرگترین ریاضیدانان زمان خودش تبدیل شود. درست در همین زمان بود که ایدههای خطوط نیروی فارادی به دستش رسید.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
ادامه 👇
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۷):
🟢 دستهای نامرئی طبیعت:
چه نیروی گرانشی را در نظر بگیریم چه نیروی الکتریکی را، چیزی عجیب دربارهی این نیروها وجود دارد. چطور میشود که خورشید نیروی گرانش خود را در خلال فضایی خالی، در این فاصلهی دور، به زمین یا هر جسم دیگری در اطراف خود وارد میآورد؟ مشابه این سوال برای بارهای الکتریکی هم وجود دارد. این معضلی بود که ذهن نیوتون نیز با آن درگیر بود، و او تا آخر عمر خود نتوانست آن را حل کند. سرنوشت حل این مسئله به شخصی دیگر در تاریخ سپرده شده بود.
کودکی در فقر، در حومهی لندن به دنیا آمد. هیچ کس فکر نمیکرد که او روزی تبدیل شود که یکی از بزرگترین نوابغ تاریخ علم. «مایکل فارادی» به زودی با پدیدههای الکتریکی آشنا شد. او مجذوب این پدیدهها بود. تا اینکه توانست در آزمایشگاه «هامفری دیوی» مشغول به کار حرفهای در این حوزه شود.
بارهای الکتریکی ساکن، و نیرویی که به هم وارد میکردند کاملاً معلوم و مشخص بود. این نیرو با قانون کولن داده میشد. اما بارهای الکتریکی متحرک، خاصیت دیگری نیز ایجاد میکردند. این خاصیت از چشم دانشمندان پنهان بود تا اینکه به صورت کاملاً تصادفی، این خاصیت خود را به «اورستد» نشان داد.
او که در حال کار با سیمی حامل جریان الکتریکی بود، متوجه شد که با قطع و وصل کردن جریان، جهت قطبنمایی که به صورت تصادفی در نزدیکی سیم قرار داشت را تغییر میدهد. بنابراین، بارهای الکتریکی متحرک به نوعی، خاصیت «مغناطیسی» به وجود میآورند. الکتریسیته و مغناطیس، به نظر بیربط میرسند، ولی این مشاهده خبر از چیزی بنیادیتر میدهد.
این خبر به آزمایشگاه دیوی هم رسید. او فارادی را معطوف به این مسئله کرد. فارادی توانست، با استفاده از این پدیده اولین موتور الکتریکی تاریخ را بسازد. میتوانید تصور کنید که این کشف چقدر در آیندهی فناوری تأثیرگذار بوده است. کمتر وسیلهای در اطرافتان وجود دارد که در آن از موتور الکتریکی استفاده نشده باشد. این اختراع، فارادی را بسیار معروف کرد...
اما فارادی به دنبال کشف اسرار طبیعت بود. فارادی میتوانست در زمانهی خود به یکی از بزرگترین و ثروتمندترین مخترعان تبدیل شود، اما او علم را برگزید.
او توانست پدیدهی مهمی را کشف کند، که به نوعی برعکس پدیدهی اورستد بود. فارادی کشف کرد که اگر یک آهنربا را در درون یک سیمپیچ، با سرعت عبور دهیم، در درون سیم جریان الکتریکی ایجاد خواهد شد. یعنی یک اثر مغناطیسی میتواند یک اثر الکتریکی ایجاد کند. باز هم شاهدی بر اینکه الکتریسیته و مغناطیس، ارتباطی بسیار نزدیک به هم دارند. از این پدیده، در صنعت، برای تولید برق استفاده میشود. امروزه، نیروگاههای تولید برق در اطراف شهرها، از همین پدیده استفاده میکنند. باز هم کشفی دیگر و دگرگونیای دیگر در زندگی بشریت...
اما هنوز مسئلهای ذهن فارادی را درگیر کرده بود. مسئلهای که سالها پیش نابغهای دیگر را مشغول به خود کرده بود. اینکه، چطور دو جسم از فاصلهای دور، بدون تماس با یکدیگر، به هم نیرو وارد میکنند؟ نیوتون، نتوانست تا پایان عمرش پاسخ این سوال را بیابد، اما فارادی پیشنهادی ارائه کرد.
فارادی، خطوطی در اطراف اجسام باردار تصور کرد. این خطوط، از اجسام باردار به راه میافتادند، فضا را پر میکردند و در راه به هر جسم بارداری که میرسیدند، به آن نیرو وارد میکردند. دیگر ذرات باردار نبودند که به هم نیرو وارد میکردند، بلکه این خطوط عامل وارد کردن این نیروها بودند. به نوعی، این خطوط همان «دستان نامرئی» ذرات باردار هستند که نیروی این ذرات را منتقل میکنند. او نام این خطوط را «خطوط نیرو» گذاشت.
این ایده از شهود خارقالعادهی فارادی نشئت میگرفت. او به نوعی این خطوط را میدید! اما کشف درونی یک داستان است و انتقال چنین کشفیاتی به دیگران، داستانی دیگر.
فارادی به سبب فقری که در کودکی درگیرش بود، هیچگاه نتوانست تحصیلات آکادمیک داشته باشد، و به همین دلیل دانش ریاضیاش ناقص بود. او بی شک یکی از نوابغ تاریخ است و در کشفیات آزمایشگاهی بینظیر، اما نتوانست ایدهی خطوط نیرو را به زبان ریاضی و دقیق بیان کند. به همین دلیل هم در ارائهی این ایده به دیگران به مشکل خورد. برخی فکر کردند که او دیوانه شده است!
اینجا قهرمان بعدی وارد میشود، قهرمانی از دنیایی کاملاً متفاوت. جیمز کلارک ماکسول، تک بچهی پدر و مادری کاملاً مرفه بود. او توانست از امکانات خانوادگی خود بهره بگیرد و در جوانی به یکی از بزرگترین ریاضیدانان زمان خودش تبدیل شود. درست در همین زمان بود که ایدههای خطوط نیروی فارادی به دستش رسید.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
ادامه 👇
❤2
تکامل فیزیکی
#انقلاب_علمی #میدان #خطوط_نیرو #میدان_الکتریکی #میدان_مغناطیسی #فارادی #ماکسول 🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۷): 🟢 دستهای نامرئی طبیعت: چه نیروی گرانشی را در نظر بگیریم چه نیروی الکتریکی را، چیزی عجیب دربارهی این نیروها وجود دارد. چطور میشود که خورشید نیروی…
او نوشتههای فارادی در این باره را خواند. شواهد آزمایشی فراوانی که فارادی بر وجود چنین نیروهایی بیان کرده بود، برای ماکسول منطقی و درست به نظر رسید. به همین دلیل، او از دانش ریاضی خارقالعادهی خود استفاده کرد و این ایدهها را به زبان ریاضی درآورد. بعدها، متوجه شد که کشفیات فارادی چیزی کم دارد. این کمبود در معادلات ریاضی خود را نشان داده بود ولی فارادی در آزمایشگاهش آن را ندیده بود. او این کمبود را به معادلات اضافه کرد و حاصل این کار عظیم محاسباتی، شد نظریهای که امروز «الکترومغناطیس» مینامیم.
پس از آن ماکسول این نظریه را تکمیلتر کرد و حاصلش شد کتابی بسیار ارزشمند که یکی از منابع اصلی این رشته به حساب میآید.
البته قهرمانهای فراوان دیگری در کشفیات الکترومغناطیس دخیل بودند. قهرمانهایی که نامی از آنها در این متن نیامده، اما هرگز ارزششان را فراموش نخواهیم کرد. حاصل این کار عظیم چند صد ساله را ماکسول تکمیل کرد.
اما مسئلهای به وجود آمد. معادلات ماکسول، پیشبینیهای عجیبی داشت که ظاهراً با مکانیک نیوتونی در تعارض بودند. چطور ممکن است دو نظریهی درست ولی متعارض از طبیعت داشته باشیم. یکی باید به نفع دیگری کنار میرفت. در همین هیجانات علمی بود که نابغهای دیگر سربرآورد. نابغهای که همه او را میشناسید.
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
پس از آن ماکسول این نظریه را تکمیلتر کرد و حاصلش شد کتابی بسیار ارزشمند که یکی از منابع اصلی این رشته به حساب میآید.
البته قهرمانهای فراوان دیگری در کشفیات الکترومغناطیس دخیل بودند. قهرمانهایی که نامی از آنها در این متن نیامده، اما هرگز ارزششان را فراموش نخواهیم کرد. حاصل این کار عظیم چند صد ساله را ماکسول تکمیل کرد.
اما مسئلهای به وجود آمد. معادلات ماکسول، پیشبینیهای عجیبی داشت که ظاهراً با مکانیک نیوتونی در تعارض بودند. چطور ممکن است دو نظریهی درست ولی متعارض از طبیعت داشته باشیم. یکی باید به نفع دیگری کنار میرفت. در همین هیجانات علمی بود که نابغهای دیگر سربرآورد. نابغهای که همه او را میشناسید.
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
👍5👏2
#تعاریف_ریاضیات #ریاضی #ریاضی_فیزیک #قضیه #قضیه_ریاضی
🟡 گزاره:
تا کنون جمع مستقیم دو زیرفضا را مطالعه و بررسی کردیم. حال سوالی که پیش میآید این است که آیا بین دو فضای برداری هم میتوان جمع مستقیم تعریف کرد؟
در این گزاره به اثبات میرسد که ضرب دکارتی دو فضای برداری تحت شرایط خاصی که در صورت قضیه است، درست مانند جمع مستقیم این دو فضای برداری خواهد بود.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
🟡 گزاره:
تا کنون جمع مستقیم دو زیرفضا را مطالعه و بررسی کردیم. حال سوالی که پیش میآید این است که آیا بین دو فضای برداری هم میتوان جمع مستقیم تعریف کرد؟
در این گزاره به اثبات میرسد که ضرب دکارتی دو فضای برداری تحت شرایط خاصی که در صورت قضیه است، درست مانند جمع مستقیم این دو فضای برداری خواهد بود.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
👍1
#ترجمه_مقاله #امواج_گرانشی #نسبیت_عام #گرانش
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
قسمتهای مختلف ترجمهی این مقالهی جذاب در ادامه خواهد خواهد آمد.👇
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
قسمتهای مختلف ترجمهی این مقالهی جذاب در ادامه خواهد خواهد آمد.👇
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #امواج_گرانشی #نسبیت_عام #گرانش
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۱:
رصد خانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (لایگو) به دلیل آینه های تقریبا کامل دستگاه می¬تواند حرکاتی را هزاران بار کوچکتر از عرض یک اتم حس کند. آینه ها پرتوهای لیزر را به سمت بازوهای آشکارسازهای L شکل لایگو به جلو و عقب می تابند. تغییرات در طول نسبی بازوها نشان می دهد که یک موج گرانشی از کنار زمین می گذرد و فضا-زمان را کشیده و فشرده می کند.
آنها اصلا شبیه به آینه های معمولی نیستند. مثلا در آینه¬های حمام نور از فلزاتی منعکس میشود که در مقابل آن¬ها و صرفا برا محافظت قرار گرفته است. اما لیزر قدرتمند LIGO هر فلزی را سرخ میکند. در عوض، آینههای آن کاملا از شیشه ساخته شده اند.
به طور معمول، شیشه منعکس کننده نیست. فلز منعکس میشود زیرا امواج نور، الکترونهای آزاد آن را تکان میدهند که در این فرآیند فوتونها را جذب کرده و دوباره ساطع میکنند. در مقابل، شیشه به بیشتر نور اجازه عبور میدهد، زیرا الکترونهای آن در اتمهای خود میمانند و برهمکنش زیادی با نور ندارند. اما LIGO با استفاده از ترفندی که برای اولین بار در سال 1939 اختراع شد، آینه ها را از شیشه می سازد. این آینه ها از 36 لایه شیشه تشکیل شده اند که به طور متناوب بین شیشه اکسید سیلیکون (یا "سیلیکا، ماده اکثر شیشه ها)" و پنتوکسید تانتالیوم ("تانتالا") قرار می گیرند. هر لایه بخش کوچکی از نور را منعکس می کند. ضخامت هر لایه با دقت بسیار بالایی انتخاب شده است به طوری که برای طول موج دقیق لیزر لایگو، تمام بازتابها به طور سازنده تداخل ایجاد میکنند و به آینهای اضافه میشود که 99.9999 درصد بازتابنده است.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۱:
رصد خانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (لایگو) به دلیل آینه های تقریبا کامل دستگاه می¬تواند حرکاتی را هزاران بار کوچکتر از عرض یک اتم حس کند. آینه ها پرتوهای لیزر را به سمت بازوهای آشکارسازهای L شکل لایگو به جلو و عقب می تابند. تغییرات در طول نسبی بازوها نشان می دهد که یک موج گرانشی از کنار زمین می گذرد و فضا-زمان را کشیده و فشرده می کند.
آنها اصلا شبیه به آینه های معمولی نیستند. مثلا در آینه¬های حمام نور از فلزاتی منعکس میشود که در مقابل آن¬ها و صرفا برا محافظت قرار گرفته است. اما لیزر قدرتمند LIGO هر فلزی را سرخ میکند. در عوض، آینههای آن کاملا از شیشه ساخته شده اند.
به طور معمول، شیشه منعکس کننده نیست. فلز منعکس میشود زیرا امواج نور، الکترونهای آزاد آن را تکان میدهند که در این فرآیند فوتونها را جذب کرده و دوباره ساطع میکنند. در مقابل، شیشه به بیشتر نور اجازه عبور میدهد، زیرا الکترونهای آن در اتمهای خود میمانند و برهمکنش زیادی با نور ندارند. اما LIGO با استفاده از ترفندی که برای اولین بار در سال 1939 اختراع شد، آینه ها را از شیشه می سازد. این آینه ها از 36 لایه شیشه تشکیل شده اند که به طور متناوب بین شیشه اکسید سیلیکون (یا "سیلیکا، ماده اکثر شیشه ها)" و پنتوکسید تانتالیوم ("تانتالا") قرار می گیرند. هر لایه بخش کوچکی از نور را منعکس می کند. ضخامت هر لایه با دقت بسیار بالایی انتخاب شده است به طوری که برای طول موج دقیق لیزر لایگو، تمام بازتابها به طور سازنده تداخل ایجاد میکنند و به آینهای اضافه میشود که 99.9999 درصد بازتابنده است.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
Quanta Magazine
To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
Sometimes a mirror that reflects 99.9999% of light isn’t good enough.
#ترجمه_مقاله #امواج_گرانشی #نسبیت_عام #گرانش
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۲:
شیشه متشکل از اتم ها یا مولکول هایی است که به طور تصادفی مانند اتم های موجود در یک مایع قرار گرفته اند، اما به نوعی گیر کرده و قادر به جریان نیستند. فیزیکدانان بر این باورند که نویز ذاتی شیشه از خوشههای کوچک اتمهایی است که بین دو پیکربندی مختلف سوئیچ میکنند. این «سیستمهای دو سطحی» فاصلهای که نور لیزر بین آینههای LIGO طی میکند را به مقدار بسیار اندکی تغییر میدهد، زیرا سطح هر لایه شیشهای به اندازه عرض یک اتم جابه¬جا میشود.
فرانسیس هلمن، متخصص ساختارهای شیشهای در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و یکی از اعضای تیم علمی 1000 نفری لایگو، میگوید: «لایگو در این نقطه به معنای واقعی کلمه محدود شده است.» هلمن گفت، علیرغم «ایزولهی شگفت انگیز ارتعاش، میرایی، همه نوع چیزهایی که منجر به حساسیت فوقالعاده شده است» آشکارسازها، «تنها چیزی که آنها نتوانستهاند از آن خلاص شوند، این حرکات اتمی خندهدار در پوششهای آینه است.» با توجه به دامنه هزارم یک اتم امواج گرانشی که LIGO به دنبال آن است، حرکات اتمی یک مشکل بزرگ است.
هر چند که گروه هلمن و دیگران با بینشهای نظری اخیر در مورد ماهیت شیشه در حال رقابت برای یافتن شیشههای کاملتری برای استفاده در آینههای LIGO هستند. بنابراین LIGO Plus پیشرفته، تکرار بعدی آزمایش، که قرار است در سال 2024 آغاز شود، به آینه هایی نیاز دارد که نویز آنها کمتر از نیمی از نویز آینههای فعلی باشند. در ارتقاهای بعدی ، تقریبا هر چند ساعت یکبار، آشکارسازی امواج گرانشی حدودا هفت برابر بیشتر خواهد بود.
در حال حاضر، محققان انواعی از شیشه را پیدا کردهاند که ممکن است الزامات طراحی را برآورده کند، اما آنها همچنان امیدوارند که از بین آن ها بهترینشان را کشف کنند. آیِن مارتین، فیزیکدان ساختار های شیشه ای در دانشگاه گلاسکو که همچنین در بخشی از پروژه لایگو حضور دارد، گفت: "این رویکرد برای مدت زمان طولانی کمی تصادفی بود "اکنون ما در موقعیتی هستیم که در جستجوی خود بسیار هدایت شده ایم." گروه هلمن به دنبال چیزی است که به "شیشه ایده آل" نزدیک می شود، در واقع همان مرحله فرضی ماده که دهه های گذشته پیش بینی شده بود.
مولکولهای شیشه ایدهآل از نظر تئوری در چیدمان تصادفی متراکمترین حالت ممکن در کنار هم قرار میگیرند، حالتی کاملاً پایدار که اصلاً سیستم دو سطحی ندارد. شیشه ایده آل، اگر وجود داشته باشد، توضیح می دهد که در تمام شیشه ها چه اتفاقی می افتد. این حالتی است که مولکول ها در شیشه معمولی سعی دارند به آن برسند.
در سال 2007، در پی جستوجوی بهترین ساختارشیشه، فیزیکدان مارک ادیگر را به اختراع تکنیک ساختار جدیدی از شیشه( یا ساختار جدیدی از ساختن شیشه یا شیشه سازی) سوق داد که شیشههای بسیار پایدارتری نسبت به قبل تولید میکند.
ادیگر و تیمش به جای خنک کردن یک مایع تا زمانی که سخت شود، کاری که دمندههای شیشه برای 4000 سال انجام دادهاند، یکی یکی مولکولها را مانند تکههای بازی تتریس روی سطح زمین انداختند و به آنها اجازه دادند تا جاهای محکمی پیدا کنند. آزمایشی در سال 2014 توسط تیم هلمن و برکلی نشان داد که شیشه سیلیکونی "فوق العاده پایدار" ایجاد شده به این روش دارای سیستم های دو سطحی بسیار کمتری نسبت به شیشه های معمولی است.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۲:
شیشه متشکل از اتم ها یا مولکول هایی است که به طور تصادفی مانند اتم های موجود در یک مایع قرار گرفته اند، اما به نوعی گیر کرده و قادر به جریان نیستند. فیزیکدانان بر این باورند که نویز ذاتی شیشه از خوشههای کوچک اتمهایی است که بین دو پیکربندی مختلف سوئیچ میکنند. این «سیستمهای دو سطحی» فاصلهای که نور لیزر بین آینههای LIGO طی میکند را به مقدار بسیار اندکی تغییر میدهد، زیرا سطح هر لایه شیشهای به اندازه عرض یک اتم جابه¬جا میشود.
فرانسیس هلمن، متخصص ساختارهای شیشهای در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و یکی از اعضای تیم علمی 1000 نفری لایگو، میگوید: «لایگو در این نقطه به معنای واقعی کلمه محدود شده است.» هلمن گفت، علیرغم «ایزولهی شگفت انگیز ارتعاش، میرایی، همه نوع چیزهایی که منجر به حساسیت فوقالعاده شده است» آشکارسازها، «تنها چیزی که آنها نتوانستهاند از آن خلاص شوند، این حرکات اتمی خندهدار در پوششهای آینه است.» با توجه به دامنه هزارم یک اتم امواج گرانشی که LIGO به دنبال آن است، حرکات اتمی یک مشکل بزرگ است.
هر چند که گروه هلمن و دیگران با بینشهای نظری اخیر در مورد ماهیت شیشه در حال رقابت برای یافتن شیشههای کاملتری برای استفاده در آینههای LIGO هستند. بنابراین LIGO Plus پیشرفته، تکرار بعدی آزمایش، که قرار است در سال 2024 آغاز شود، به آینه هایی نیاز دارد که نویز آنها کمتر از نیمی از نویز آینههای فعلی باشند. در ارتقاهای بعدی ، تقریبا هر چند ساعت یکبار، آشکارسازی امواج گرانشی حدودا هفت برابر بیشتر خواهد بود.
در حال حاضر، محققان انواعی از شیشه را پیدا کردهاند که ممکن است الزامات طراحی را برآورده کند، اما آنها همچنان امیدوارند که از بین آن ها بهترینشان را کشف کنند. آیِن مارتین، فیزیکدان ساختار های شیشه ای در دانشگاه گلاسکو که همچنین در بخشی از پروژه لایگو حضور دارد، گفت: "این رویکرد برای مدت زمان طولانی کمی تصادفی بود "اکنون ما در موقعیتی هستیم که در جستجوی خود بسیار هدایت شده ایم." گروه هلمن به دنبال چیزی است که به "شیشه ایده آل" نزدیک می شود، در واقع همان مرحله فرضی ماده که دهه های گذشته پیش بینی شده بود.
مولکولهای شیشه ایدهآل از نظر تئوری در چیدمان تصادفی متراکمترین حالت ممکن در کنار هم قرار میگیرند، حالتی کاملاً پایدار که اصلاً سیستم دو سطحی ندارد. شیشه ایده آل، اگر وجود داشته باشد، توضیح می دهد که در تمام شیشه ها چه اتفاقی می افتد. این حالتی است که مولکول ها در شیشه معمولی سعی دارند به آن برسند.
در سال 2007، در پی جستوجوی بهترین ساختارشیشه، فیزیکدان مارک ادیگر را به اختراع تکنیک ساختار جدیدی از شیشه( یا ساختار جدیدی از ساختن شیشه یا شیشه سازی) سوق داد که شیشههای بسیار پایدارتری نسبت به قبل تولید میکند.
ادیگر و تیمش به جای خنک کردن یک مایع تا زمانی که سخت شود، کاری که دمندههای شیشه برای 4000 سال انجام دادهاند، یکی یکی مولکولها را مانند تکههای بازی تتریس روی سطح زمین انداختند و به آنها اجازه دادند تا جاهای محکمی پیدا کنند. آزمایشی در سال 2014 توسط تیم هلمن و برکلی نشان داد که شیشه سیلیکونی "فوق العاده پایدار" ایجاد شده به این روش دارای سیستم های دو سطحی بسیار کمتری نسبت به شیشه های معمولی است.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #امواج_گرانشی #نسبیت_عام #گرانش
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۳ (پایانی):
چند سال پیش، هلمن متوجه شد که شیشههای فوقپایدار ممکن است برای آینههای LIGO نیز به خوبی کار کنند، زیرا کمتر از نویزی را که در حال حاضر به آنها آسیب میزند، متحمل میشوند. سیلیکون فوق پایدار کار نخواهد کرد، زیرا نور زیادی را با طول موج 1 میکرون، که طول موج لیزر LIGO است، جذب می کند. بنابراین در دو سال گذشته، گروه هلمن با خواص سیلیس، اکسید تلوریوم (تلوریا)، اکسید سلنیوم (سلنیا) و اکسید ژرمانیوم (ژرمانیا) آزمایشاتی را انجام داده است.
مارتین و گروهش در گلاسکو، جستوجوی خود را بر روی شیشهای متمرکز کردهاند که فاقد ساختار مولکولی خاصی متشکل از آرایش هرم مانندی از چهار مولکول است که در آن دو مولکول نیز بخشی از چهار وجه دیگر هستند. کار در سال گذشته با همکاری محققان دانشگاه استنفورد نشان داد که این ترتیبات منجر به نویز بیشتر - احتمالاً به این دلیل است که سیستمهای دو سطحی بیشتری ایجاد میکنند - نسبت به ساختارهایی که در آن چهار وجهیهای همسایه در شیشه تنها یک مولکول مشترک دارند میشود. مارتین شیشههای ژرمانیا را که از این چیدمان های کم نویز حمایت می کند، به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای لایه های تانتالا در آینه های LIGO می بیند. ژرمانیا به خودی خود نور بسیار کمی را منعکس می کند، اما دوپ کردن( وارد کردن عمدی ناخالصیها به یک نیمرسانای ذاتی به منظور تغییر در ویژگیهای الکتریکی، نوری و ساختاری آن است ) آن با تیتانیوم می تواند به این امر کمک کند. (لایه های دیگر همچنان مانند آینه های جاری سیلیس هستند.)
به گفته مارتین، گزینه دیگری که تاکنون شناسایی شده، استفاده از سیلیکون فوقپایدار هلمن در برخی از لایهها است. او و همکارانش راه هایی برای کاهش جذب نور سیلیکون در طول موج عملیاتی LIGO پیدا کرده اند. او گفت: «ما فکر میکنیم این جذب به اندازهای کم است که بتوان از آن استفاده کرد. مارتین گفت: «حتی ممکن است با ژرمانیا ترکیب شود و ژرمانیا و سیلیس در قسمت بالایی [آینه] و سیلیکون و سیلیس در قسمت پایین وجود داشته باشد.»
آخرین مهلت اولیه برای انتخاب 30 می بود، اما تیم LIGO در حال بررسی تمدید 6 تا 18 ماهه به دلیل همه گیری ویروس کرونا بود. مارتین گفت: "هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا اینکه مطمئن شویم چه پوششی کار می کند."
البته، اگر شیشه کامل، فوقالعاده پایدار و بدون جذب پس از مهلت مقرر کشف شود، میتواند برنامه LIGO را تغییر دهد. هلمن گفت: «اگر میتوانستیم نویز را با درجه بزرگی کاهش دهیم، آنها برای تعطیلی دیگری برنامهریزی میکردند.»
تصحیح 17 آوریل 2020: نسخه اصلی این مقاله بیان می کرد که آینه های LIGO دارای 70 لایه هستند و لیزر آن در طول موج 1.5 میکرون عمل می کند. اینها اعدادی برای طراحی احتمالی آینده هستند. در پیکربندی فعلی، آینه های LIGO دارای 36 لایه هستند و از لیزر 1 میکرونی استفاده می کنند.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄 ترجمه مقاله
🔴 To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
🟠 برای ساختن آینه کامل، فیزیکدانان با رمز و راز شیشه روبرو می شوند.
🟢 قسمت ۳ (پایانی):
چند سال پیش، هلمن متوجه شد که شیشههای فوقپایدار ممکن است برای آینههای LIGO نیز به خوبی کار کنند، زیرا کمتر از نویزی را که در حال حاضر به آنها آسیب میزند، متحمل میشوند. سیلیکون فوق پایدار کار نخواهد کرد، زیرا نور زیادی را با طول موج 1 میکرون، که طول موج لیزر LIGO است، جذب می کند. بنابراین در دو سال گذشته، گروه هلمن با خواص سیلیس، اکسید تلوریوم (تلوریا)، اکسید سلنیوم (سلنیا) و اکسید ژرمانیوم (ژرمانیا) آزمایشاتی را انجام داده است.
مارتین و گروهش در گلاسکو، جستوجوی خود را بر روی شیشهای متمرکز کردهاند که فاقد ساختار مولکولی خاصی متشکل از آرایش هرم مانندی از چهار مولکول است که در آن دو مولکول نیز بخشی از چهار وجه دیگر هستند. کار در سال گذشته با همکاری محققان دانشگاه استنفورد نشان داد که این ترتیبات منجر به نویز بیشتر - احتمالاً به این دلیل است که سیستمهای دو سطحی بیشتری ایجاد میکنند - نسبت به ساختارهایی که در آن چهار وجهیهای همسایه در شیشه تنها یک مولکول مشترک دارند میشود. مارتین شیشههای ژرمانیا را که از این چیدمان های کم نویز حمایت می کند، به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای لایه های تانتالا در آینه های LIGO می بیند. ژرمانیا به خودی خود نور بسیار کمی را منعکس می کند، اما دوپ کردن( وارد کردن عمدی ناخالصیها به یک نیمرسانای ذاتی به منظور تغییر در ویژگیهای الکتریکی، نوری و ساختاری آن است ) آن با تیتانیوم می تواند به این امر کمک کند. (لایه های دیگر همچنان مانند آینه های جاری سیلیس هستند.)
به گفته مارتین، گزینه دیگری که تاکنون شناسایی شده، استفاده از سیلیکون فوقپایدار هلمن در برخی از لایهها است. او و همکارانش راه هایی برای کاهش جذب نور سیلیکون در طول موج عملیاتی LIGO پیدا کرده اند. او گفت: «ما فکر میکنیم این جذب به اندازهای کم است که بتوان از آن استفاده کرد. مارتین گفت: «حتی ممکن است با ژرمانیا ترکیب شود و ژرمانیا و سیلیس در قسمت بالایی [آینه] و سیلیکون و سیلیس در قسمت پایین وجود داشته باشد.»
آخرین مهلت اولیه برای انتخاب 30 می بود، اما تیم LIGO در حال بررسی تمدید 6 تا 18 ماهه به دلیل همه گیری ویروس کرونا بود. مارتین گفت: "هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا اینکه مطمئن شویم چه پوششی کار می کند."
البته، اگر شیشه کامل، فوقالعاده پایدار و بدون جذب پس از مهلت مقرر کشف شود، میتواند برنامه LIGO را تغییر دهد. هلمن گفت: «اگر میتوانستیم نویز را با درجه بزرگی کاهش دهیم، آنها برای تعطیلی دیگری برنامهریزی میکردند.»
تصحیح 17 آوریل 2020: نسخه اصلی این مقاله بیان می کرد که آینه های LIGO دارای 70 لایه هستند و لیزر آن در طول موج 1.5 میکرون عمل می کند. اینها اعدادی برای طراحی احتمالی آینده هستند. در پیکربندی فعلی، آینه های LIGO دارای 36 لایه هستند و از لیزر 1 میکرونی استفاده می کنند.
🖋 مترجم: نرگس رسولی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
Quanta Magazine
To Make the Perfect Mirror, Physicists Confront the Mystery of Glass
Sometimes a mirror that reflects 99.9999% of light isn’t good enough.
👍1