۲/۳
⭕️ پس از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد؟!

در ثانیه ۱۶-^۱۰ دما به ۱۳^۱۰ کلوین رسید، کوارک ها دیگر نمی توانستند بصورت آزاد وجود داشته باشند و به هادرون تبدیل شدند که از آنها پروتون ها و نترون ها و پادنترون ها(با بار مثبت) و نوترون ها(با بار منفی) و سرانجام مقدار زیادی ذرات خنثی به نام نوترینو به وجود آمدند. بعد از ۴-^۱۰ ثانیه دما به ۱۲^۱۰ درجه کلوین می رسد، اکثر پروتون ها و نوترون ها با برخورد به پاد پروتون ها و پاد نوترون ها از بین می روند و تنها مقدار بسیار ناچیزی از پروتون ها و نوترون ها به نسبت ۱/۶ باقی می مانند که بعدها از آنها هلیم ساخته می شود در این لحظه گرما چندان بود که الکترون ها و پاد الکترون ها به وجود آمدند.

ادامه👇👇
🆔 @Physics3p

۳/۳
⭕️ پس از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد؟!

یک ثانیه بعد از بیگ بنگ ، دما به ۱۰^۱۰ درجه کلوین افت می کند، حال الکترون ها و پادالکترون ها نیز همدیگر را نابود می کنند و جز مقدار ناچیزی(۹-^۱۰قسمت آن) باقی نمی ماند؛ از این مقدار ناچیز الکترون مواد آینده هستی به وجود می آید. پس از ۱۰ ثانیه که از بیگ بنگ می گذرد، دما به ۹^۱۰ کلوین می رسد. پروتون ها و نوترون ها از طریق همجوشی هسته ای اولین هسته اتمی را به وجود آوردند.به این مرحله هسته زایی می گویند. در این مرحله %۲۵ ایزوتوپ هیلیم ۴ و ۰٫۰۰۱ % ایزوتوپ های هیدروزن سنگین یا دوتریم،D و همچنین مقدار بسیار ناچیزی ایزوتوپ هیلیم ۳ تولید می شود، %۷۵ بقیه پروتون ها بعد ها هسته اتم هیدروژن را ساختند.

بعد از ۵ دقیقه از هسته سازی بیگ بنگ، نوترون های آزاد باقی مانده دیگر ثابت نبودند و به تدریج به پروتون و الکترون تبدیل شدند. بقیه عناصر سنگین بعدها درون ستارگان به وجود آمدند. بعد از خود سیصد هزار سال دما به ۳۰۰۰ درجه کلوین افت کرد، در این شرابط پروتون ها و نوترون ها و الکترون ها توانستند اتم های پایدار به وجود آوردند و نور توانست بدون مانع به حرکت خود ادامه دهد.

🆔 @Physics3p

⭕️ با عرض پوزش از همراهان گرامی بابت توقف چند روزهٔ فعالیت های کانال، ازین پس فعالیت کانال همچون قبل ادامه خواهد یافت🙏

#اطلاعیه

#یادداشت_های_روزانه_من

قسمت #اول

🆔 @Physics3p

📚 منشأ ماورا:

با خود فکر میکردم اگر من جایِ انسانی در چند هزارسال قبل بودم، حال چه دیدگاه هایی داشتم؟ یعنی تولّد در زمان و مکان متفاوت، چقدر ممکن است در ذهنیّت انسان ها تأثیرگذار باشد؟
در نهایتِ این تفکرات، به این نتیجه رسیدم که شاید بهتر باشد ذهنیاتم را در زمان به عقب برگردانم تا بفهمم چطور میشود به پاسخ این پرسش رسید. اما چقدر عقب؟! با خودم گفتم چطور است که از ابتدا شروع کنم؟! مثلأ خودم را بجای یک انسان نخستی(غارنشین) قرار بدهم!

و این شد داستانی که در ذهنم شکل گرفت؛

🔻صبح زود در کنار دیگران، که اوناهم افرادی هستند مثل خودم، از درون غار بیرون میام، به خورشید نگاه میکنم،،، به دورُ برم نگاهی میاندازم،،، از تغییراتی که در طبیعت ایجاد شده، میفهمم که صبح شده!
خب من قطعأ نمیدونم چرا صبح میشه، شب میشه، و دوباره صبح میشه...
فقط هربار میبینم که تاریکیِ آسمون که با نقطه های ریزِ نورانی(ستاره ها) و یک نقطهٔ بزرگ نورانی(ماه) تشکیل شده، با گذشت زمان، با روشنایی که بازم نمیدونم دلیلش‌چیه! جاش عوض میشه...

راستی اون تاریکی و روشنایی ها چی هستن؟! چرا با گذشتِ زمان، اون تاریکی محو میشه؟ اصلأ چرا این تغییرات برای من شکل میگیره؟!
خب من میدونم وقتی که همه جا روشنه، اگه من وارد غارم بشم، همه جا از نظرم تاریک میشه. یعنی ممکنه اون بیرون هم یه ابَر غاری باشه و دنیای من هر روز وارد اون غار بشه؟! یعنی "چه کسی" هر روز دنیای منو وارد اون غار عظیم الجثه میکنه؟!
اصلأ دنیای من از کجا اومده و چرا من هستم؟ قراره آخرش چی بشه؟ اصلأ داستان از کجا شروع شد؟ و....

بعد اینکه مثل هر روز! این پرسش هارو با خودم تکرار کردم، با بقیهٔ اعضایِ گلّه میرم شکار تا بتونم امروزم رو شب کنم...
شب هنگام، دوباره با صحنهٔ تاریک شدنِ آسمون و ظاهر شدنِ آهستهٔ اون نقطه های نورانی مواجه میشم. نقطهٔ نورانی بزرگ(ماه) امشب کاملتر و پر نورتر از شبهای قبل ظاهر میشه!
یعنی چه اتفاقی براش افتاده؟ چه کسی صورتشُ نورانی تر کرده؟

فکر کنم دیگه سئوال پرسیدن بسه و باید دنبال یه جواب برای این سئوال ها بگردم...

🔻

در داستان بالا خود را جای یک نخستی، یعنی اجدادمان قرار دادم که ممکن است با پرسش هایی اینچنینی مواجه شده باشند: من کیستم؟ هدف از بودنِ من چیست؟ چرا آسمان در بالای سَرَم قرار دارد و ‌آن در حقیقت چگونه است؟ چرا طبیعتِ دور و بَرَم هر آن تغییر میکند؟ آیا این طبیعت نیز مانند من میتواند پرسشگری کند؟
و....

تفکرانی اینچنینی مارا به منشأ اصلی ماورا در انسان سوق میدهد، که چگونه شد خدایان ظهور کردند، علم صورتبندی شد، مذاهب شکل گرفتند و....
اگر جای یک انسان نخستی بودم، چه پاسخی بدین پرسش های احتمالی میدادم؟ آیا بهتر نبود اشخاصی را(خدایان) یا اسطوره هایی در ذهن خویش بسازم که هر یک مسئول پاسخ به یکی از پرسش هایم باشند؟
اما آیا چنین میتوانم به پرسش هایم پاسخ دهم؟
آیا دیگران نیز مانندِ من فکر میکنند و این پاسخ هارا میپذیرند؟

ادامه دارد....

✍ نوشتهٔ A.M.H

🆔 https://news.1rj.ru/str/physics3p

در فیزیکِ کلاسیک به نسبتِ مقدار فضای طی شده، به زمان لازم برای طی کردن آن، کمیتی بنام "سرعت" را اختصاص میدهند که توضیح دهندهٔ ارتباطِ دو سویه میانِ "فضا" و "زمان" با استفاده از مفهومِ حرکت است.

حال در نسبیت، فضا و زمان در حقیقت یک چیزِ "ثابت" یا درهم تنیده اند و نه دو چیزِ مستقل. بنابراین در نسبیت، نسبت "فضا" به "زمان" را با ثابتِ c که از قضا همان سرعتِ نور است نشان میدهیم!

این یعنی، نسبتِ فضا به زمان همواره ثابت بوده و جزِ کمتر از یکی، جزِ بیشتر از دیگری را شامل میشود و این همان تشریح کنندهٔ پدیده هایی مانند اتساعِ زمان در نسبیت است.

همچنین باید توجه داشت که مکانیک نیوتنی نیز‌ حالتی خاص از مکانیک نسبیتی محسوب میشود!

#نسبیت #فضا_زمان #اینشتین

🆔 @Physics3p

🧠چگونه علمی بیندیشیم⁉️


⏹ قسمت سوم :علم چیست؟

🆔 @Physics3p

🔺تعریف توانایی های شناختی

•بورینگ
هوش چیزی است که به وسیله آزمونهای هوشی اندازه گیری می‌شود. وی مولفه های مختلفی را در هوش شناسایی کرده است:

١.توانایی آموختن و بهره گیری از تجربه

٢. توانایی تفکر یا استدلال به شیوه انتزاعی

٣.توانایی انطباق با نوسانات جهانی نا استوار در حال تغییر

۴. توانایی بر انگیختن خویش برای انجام سریع کارهایی که شخص انجام آنها را ضروری تشخیص می‌دهد.

البته هوش در علم عصب شناسی و زیست شناسی هم تعاریف و ماهیت خود را دارد که از آن صرفنظر میکنم ،هوش و عقل از مقوله ادراک و و شناخت هستند، اما آیا به یک معنا و مفهوم هستند یا تفاوت دارند؟ در این باره دیدگاه های متفاوتی وجود دارد،
در بررسی واژه هوش در کتب قدما و متأخرین، هوش در مواردی مترادف با عقل لحاظ شده و در مواردی نیز به معنای متفاوتی در نظر گرفته شده است؛ برای نمونه، در برخی از کتاب ها هوش به معنای عقل سلیم و شعور عملی در نظر گرفته شده است، در برخی کتاب ها نیز به صراحت بیان شده که میان عقل و هوش تفاوت وجود دارد (میردریکوندی، ۱۳۸۹، ص۲۶۵-۲۷۰).
ژان پیاژه عقل را قوه شناخت و معادل هوش شناختی می داند (غضنفری، ۱۳۸۰).
 استرنبرگ اعتقاد دارد که عقل تقریبا به معنای هوش است و به معنای نیروی تحلیلی شناختی در نظر گرفته می شود (الکس و جوزف، ۲۰۰۴).

✔ همان طور که پیشتر اشاره شد، هوش ابزاری است که عقل از آن بهره می گیرد و مسائل را تشخیص میدهد و ادراک می کند. شاید بتوان گفت که هوش از مراتب ابتدایی عقل است و کسی که تجارب زیاد دارد و توانسته است آنها را خوب ذخیره سازی و دسته بندی کند؛ در واقع، از عقل اکتسابی بهره بیشتری دارد. نکته ای که در آخر می توان گفت این است که هوش صرفا دارای بعد شناختی است، ولی عقل افزون بر بعد شناختی، بعد ارزشی و اخلاقی نیز دارد

▲هوش انسان در مسیر تحول از مراحل گوناگون گذر می کند و متناسب با استعدادها و تجارب محیطی که برایش فراهم شده ، رشد کرده و انتزاعی تر می شود. در مرحله ای از تحول به جایی می رسد که قدرت ادراک، انتقاد، ابداع و... پیدا می کند.هوش نظری وقتی به مرحله ای رسید که تحت نظم و قاعده منطقی در آمد و توانایی درک روابط اشیا و نسبت ها را به صورت صحیح درک و تحلیل کرد، به مقامی می رسد که عنوان عقل و خرد به خود می گیرد (سیاسی، ۱۳۴۱، ص۱۱۶)

➖ تمامی این توضیحات با توجه به گستردگی و تفاوتها ما را به این نتیجه میرساند که بشر دارای "ادراک شناختی " که ناشی از آگاهی اوست بعنوان شاه کلید درک رویکردهای کیهان و طبیعت پیرامونمان ما را یاری میرساند ، بعد از ارائه تمامی این تعاریف به این پرسش بزرگ میرسیم که انسان چگونه میتواند به عقل و هوش خود اعتماد کند؟ و از کجا میتوان فهمید که دچار خطا شده ایم و کجا به درک درست رسیده ایم محک و مرز بین حقیقت و واقعیت کجاست؟ برای پاسخ به این پرسش در قسمت بعد به ابزار دیگر اصلی علم میپردازیم.

🆔 @Physics3p

ادامه دارد....

🖋نگارش از سوفیا

📔قسمت پیشین

٢٢ اردیبهشت مصادف با زاد روز ریاضیدان برجسته ایرانی بانو مریم میرزاخانی و روز جهانی زن در ریاضیات می باشد ، تولد این دانشمند فقید را به جامعه علمی ایران تبریک میگوییم❤️

🔅🔅🔅
دانش‌آموختهٔ دبیرستان فرزانگان تهران
دانشگاه صنعتی شریف(لیسانس)
دانشگاه هاروارد (دکترا)

-مدال طلای المپیاد جهانی ریاضی
-اولین نمره کامل در المپیاد جهانی ریاضی بین دانش‌آموزان شرکت‌کننده از ایران
-جایزه بلومنتال (۲۰۰۹)
-جایزه تحقیقاتی کلی (۲۰۱۴)
-مدال فیلدز (۲۰۱۴)

🆔 @Physics3p

نظریه میدان های کوانتومی (QFT):

🆔 @Physics3p
اگر شما سیگنال رادیویی را مثلاً به مریخ بفرستید شاید زمان سفر آن ۲۰ دقیقه طول بکشد. اما سیگنال رادیویی انرژی و تکانه را از منبع به گیرنده منتقل می‌کند. اگر انرژی پایسته است پس باید در جایی باشد. انجا کجاست؟

پاسخ در میدان الکترومغناطیس حامل آن است. این استدلال ماکسول و اینشتین را متقاعد کرد که میدان ها واقعی هستند. همین استدلال در مورد هر نیرویی که بی درنگ منتقل نشود به کار می رود.

اساس نظریه میدان های کوانتومی را این ایده ی عجیب تشکیل می دهد که عالم فقط از میدان ساخته شده. اگر از دید میکروسکوپی به یک میز نگاه کنیم آنرا مجموعه ای از میدان های مرتعش شبیه میدان های نامرئی اطراف یک آهنربا می بینیم. با این حال وقتی به میز ضربه می زنید دستتان از آن عبور نمی کند زیرا در فاصله های کوتاه میدان های تشکیل دهنده ی میز میدان های دست شما را دفع می کند. اما میدان های فیزیک کوانتومی میدان های کلاسیک نیستند بلکه میدان های کوانتومی ای هستند که آن هارا توصیف خواهیم کرد.

طرح تداخلی که در آزمایش یانگ پدیدار می شود نشان می دهد که نور پدیده ای موجی است و الکترومغناطیس کلاسیک آنرا به صورت یک موج در میدان الکترومغناطیس (EM) توصیف می کند. فیزیک کوانتومی این گزاره را تغییر نمی دهد. اما وقتی آزمایش یانگ را با نور ضعیف و با استفاده از تصویر برداری با فاصله زمانی انجام دهیم در میابیم که طرح تداخل از تعداد زیادی برخورد های نقطه مانند مشابه نقاشی های نقطه چینی متشکل از تعداد زیادی نقطه های کوچک تشکیل شده است.
🆔 @Physics3p
توصیف این پدیده به اصول فیزیکی جدیدی نیاز دارد: تمام میدان های EM کوانتیده اند. برای یک میدان EM تکفام کوانتیده بودن به این معنی است که انرژی میدان منحصر به مقادیر hf و مقادیر صحیح آن به اضافه ی انرژی خلأ (hf/2) است. این بدین معناست که یک میدان در برهمکنش با صفحه نمایش باید مقادیر صحیح hf ژول انرژی از دست بدهد. به عنوان مثال نمی تواند ۰/۹hf یا ۱/۲hf انرژی از دست بدهد. انرژی برهمکنش hf ژول را یک کوانتوم میدان انرژی می نامند که فوتون هم نامیده می‌شود. این کوانتوم ناشی از کل میدانی است که به طور پیوسته پیش از برهمکنش روی صفحه گسترده بوده است. در هنگام برهمکنش، کوانتوم با قرار دادن انرژی خود روی یک اتم صفحه، بلافاصله فرو می پاشد زیرا اگر این کوانتوم به قسمت های کوچکتر تجزیه شود اصل کوانتیده بودن را نقض میکند. (مثلا اگر تجزیه شود و ۰/۵hf از آن باقی بماند اصل کوانتیده بودن را نقض کرده). hf ژول انرژی میدان در ناحیه میکروسکوپی مقابل صفحه نمایش بلافاصله فرو می ریزد.

کوانتیده بودن ماده:

آزمایش یانگ در سال ۱۹۷۴ به جای استفاده از باریکه نور با الکترون ها انجام شد. نتیجه این آزمایش درست مانند آزمایش با باریکه نور بود و الگوی تداخلی ایجاد شد. توجیه این آزمایش به مفهوم جدید دیگری نیاز دارد: نوع جدیدی از میدان در طبیعت با نام میدان الکترون-پوزیترون.
این میدان هم مانند بقیه میدان های بنیادی طبیعت کوانتیده است. اما این بار کوانتوم ها الکترون نامیده می شوند. هر کوانتوم میدان یعنی هر الکترون از هر دو شکاف می گذرد و طرح تداخلی را روی صفحه نمایش تشکیل می دهدو سپس روی صفحه نمایش به صورت کاتوره ای به بخش کوچکی از صفحه فرو میریزد.

در واقع نه الکترون ها ذره اند و نه فوتون ها بلکه تکه ها یا بسته های کوچکی از میدان هستند که در ناحیه x∆ از فضا گسترده شده است و از اصل عدم قطعیت پیروی می کند.به عنوان مثال الکترون ها فقط از این نظر ذرات نقطه ای هستند که x∆ را می توان به دلخواه کوچک کرد (البته به قیمت از دست دادن P∆).

🆔 @Physics3p
📚آموزش فیزیک ذرات بنیادی
نوشته ی آرت هابسون ترجمه مرجان روح نواز

📚 تاریخچه ریاضیات

📎قسمت نوزدهم تاریخچه جبر

🆔 @Physics3p

🔸تعریف جبر و پیدایش آن

جبر یکی از شاخه های اصلی علم ریاضیات است که در طول تاریخ تحولات بسیاری داشته و در حال حاضر شامل شاخه‌های مختلف دانش ریاضیاتیست تاریخچه‌ی این علم به بیش از 3000 سال پیش در مصر و بابل برمی‌گردد که در آنجا در مورد حل برخی از معادلات خطی بحث شده است. در هند و یونان باستان نیز ، حدود یک قرن پیش از میلاد از روش‌های هندسی برای حل برخی از معادلات جبری استفاده می‌گردیده است . در قرن اول میلادی نیز بحث در مورد برخی از معادلات جبری در آثار دیوفانتوس یونانی و برهماگوپتای هندی دیده می شود. 
کتاب جبر و المقابله ی خوارزمی ، اولین اثر کلاسیک در جبر می‌باشد که که کلمه‌ی جبر یا‌ Algebra از آن آمده است. خیام دیگر ریاضی‌دان شهیر ایرانی است که در آثار خود جبر را از حساب تمییز داد و گامی بزرگ را در تجرید و پیشرفت این علم برداشت. درقرن 16 میلادی ، روش حل معادلات درجه سوم توسط دل‌فرو (Scipione del Ferro) و معادلات درجه چهارم توسط فراری (Ludovico Ferrari )کشف گردید. 

🆔 @Physics3p

🔺جبر چیست؟
جبرم(بازپیوست کردن قطعات شکسته) به همراه نظریه اعداد، هندسه و آنالیز ریاضی یکی از وسیع‌ترین بخش‌های ریاضیات است. جبر در عمومی‌ترین فرم آن مطالعه نشانه‌های ریاضی و قوانین برای تغییر این نشانه‌هاست؛ جبر رشته‌ای وحدت‌یافته از تقریباً تمام ریاضیات است. همینطور جبر شامل همه چیز از حل معادلات ابتدایی تا ریاضیات انتزاعاتی همچون گروه، حلقه‌ها، و میدان می‌باشد. به اولیه‌ترین بخش‌های جبر، جبر مقدماتی گفته می‌شود؛ انتزاعی‌ترین بخش‌های آن جبر انتزاعی یا جبر مدرن است. از جبر مقدماتی به عنوان اساس هرگونه مطالعه ریاضیات، علم و مهندسی، اقتصاد و پزشکی نگریسته می‌شود. جبر مقدماتی با حساب فرق دارد در استفاده از انتزاعات، همچون استعمال حروف که بجای اعدادی که نامشخص هستند یا بجای بسیاری از مقادیر می‌نشینند. به بیانی دیگر در جبر از نشانه‌ها و معادلات برای نشان دادن ارتباط بین مفاهیم جبری استفاده می‌کنند. متغیرها و ثابت‌های مختلفی در روابط جبری وارد می‌شود و طبق اصول خاصی که برای هر کدام از انواع این معادلات مقرر شده مقادیر متغیرها به دست می‌آید. می‌توان جبر را تعمیم و تجریدی از حساب دانست که در آن بر خلاف حساب عملیاتی مانند جمع و ضرب نه بر اعداد بلکه بر نمادها انجام می‌گیرد. جبر در کنار آنالیز و هندسه یکی سه شاخه اصلی ریاضیات است.

منابع : ویکی پدیا، دانشنامه رشد


🆔 @Physics3p

ادامه دارد...

✍نگارش از سوفیا

معادله دیراک:

پیش بینی پاد ذرات و کشف آنها
تولید و نابودی الکترون-پوزیترون
🆔 @Physics3p

دیراک در سال ۱۹۲۸ موفق به کشف یک معادله ی موج نسبیتی برای ذره ای با اسپین ½ شد که امروزه به معادله دیراک معروف است. او نشان داد که این معادله توصیف خوبی از الکترون به دست می دهد. به عنوان مثال ساختار زیر طیف اتم هیدروژن اگر با استفاده از معادله دیراک حساب شود با نتایج آزمایش به خوبی در توافق است.

اما مشکلاتی هم وجود دارد. معادله دیراک دارای جواب هایی با انرژی منفی است. برای یک ذره آزاد جواب هایی با انرژی های زیر وجود دارند:
E= ±c√(p²+M²c²)

معادله ی بالا از نقطه نظر کلاسیک هم صادق است اما از نظر کلاسیک مشکلی را ایجاد نمی کند، زیرا انرژی ها به طور پیوسته تغییر می کنند و بدین ترتیب E نمی تواند از مقداری مثبت به مقداری منفی به علت گسستگی که بین Mc²+ و Mc²- وجود دارد تغییر یابد ولی در مکانیک کوانتومی انتقال بین حالاتی با انرژی مثبت به حالاتی با انرژی منفی می تواند صورت گیرد و بنابراین گذار از حالتی با انرژی مثبت به حالتی با انرژی منفی کاملا امکان پذیر است.
دیراک به منظور اینکه از انتقال الکترون با انرژی مثبت به حالت هایی با انرژی منفی جلوگیری کند، فرض کرد که تمام حالت ها با انرژی منفی، بنابر اصل طرد پاولی با داشتن یک الکترون در هر حالت، پر شده اند. او همچنین فرض کرد که حالت های پر با انرژی منفی را نمی توان مشاهده کرد. بنابراین از آنجا که تمام حالت های انرژی منفی پر شده است، الکترون با انرژی مثبت نمی تواند به حالتی با انرژی منفی انتقال یابد و بنابر اصل طرد پاولی در هر حالت حداکثر یک الکترون می تواند وجود داشته باشد. اما یک الکترون که حالتی با انرژی منفی را اشغال کرده است می تواند به حالتی با انرژی مثبت انتقال یابد مشروط بر اینکه انرژی کافی برای این تحول مثلا توسط فوتونی پر انرژی تامین شود. حالا اگر الکترونی با انرژی منفی به حالتی با انرژی مثبت انتقال یابد، حالت انرژی منفی اشغال نشده‌ی این الکترون می تواند به صورت حفره ای در دریای الکترون های انرژی منفی عمل کند. این حفره شبیه ذره باردار مثبتی با همان جرم الکترون و با انرژی مثبت عمل می کند. این ذره پوزیترون نامیده می شود. چون در این توصیف، پوزیترون متناظر با عدم وجود یک الکترون است، پاد الکترون نامیده می شود.
🆔 @Physics3p

در سال ۱۹۳۱ اندرسون موفق به کشف پوزیترون شد.

پس از جذب فوتون توسط الکترون در حالتی با انرژی منفی و انتقال به حالتی با انرژی مثبت، یک الکترون با انرژی مثبت و یک پوزیترون با انرژی مثبت تولید می شود، که پوزیترون تولید شده متناظر با حالت اشغال نشده‌ی الکترون با انرژی منفی است. بدین ترتیب یک فوتون به یک جفت الکترون پوزیترون تبدیل شده است. برای تحقق پذیرفتن این عمل، فوتون باید حداقل انرژی کافی برای تهیه انرژی در حال سکون الکترون و پوزیترون را داشته باشد یعنی:

2Mc²= 1.022 MeV (مگا الکترون ولت)

البته تولید زوج نمی تواند در فضای خالی انجام گیرد چون نمی تواند هم زمان پایستگی انرژی و تکانه را با هم حفظ کند. بنابراین ذرات دیگری هم باید حضور داشته باشند تا بتوانند آن مقدار تکانه و انرژی را که برای حفظ پایستگی انرژی و تکانه لازم است با خود حمل کنند.

اگر یکی از حالت های انرژی منفی الکترون پر نشده باشد، این امر متناظر با وجود یک پوزیترون می شود که، در این صورت یک الکترون با انرژی مثبت با گسیل تابش الکترومغناطیس به شکل فوتون می تواند به حالت با انرژی منفی انتقال یابد. بدین ترتیب یک الکترون و یک پوزیترون دارای انرژی مثبت ناپدید و به جای آنها فوتون هایی تولید می شود. انتقال یک الکترون با انرژی مثبت به حالتی با انرژی منفی نمایشگر نابودی یک زوج الکترون پوزیترون است. نابودی این زوج با تولید فوتون همراه است.

معادله دیراک یک الکترون تنها را توصیف می کند، اما برای تفسیر انرژی منفی معادله دیراک، یک دریای غیرقابل مشاهده از تعداد بیشماری الکترون های انرژی منفی معرفی شده است.

چون پروتون ها و نوترون ها هم اسپین ½ دارند و توسط معادله دیراک توصیف می شوند پس می توان انتظار داشت که پاد پروتون و پاد نوترون هم وجود داشته باشد. که این پاد نوترون و پاد پروتون در سال ۱۹۵۵ کشف شد.

🆔 @Physics3p
📚کتاب فیزیک ذرات بنیادی نوشته‌ی ال.جی.تاسی ترجمه مهدی بارزی و حسین بقایی

الکترودینامیک کوانتومی (QED):
🆔 @Physics3p

بدون مقدمه ی خاصی شروع می کنیم😁

این نظریه با دو میدان الکترومغناطیس (EM) و میدان مادی الکترون و برهمکنش میان آن ها سر و کار دارد. از نظر کلاسیک مسیر حرکت الکترون را نیروهایی تعیین می کنند که میدان های EM بر آن وارد می سازند. دیدیم که با توجه به نظریه میدان های کوانتومی (QFT) میدان EM متشکل از کوانتوم های میدان موسوم به فوتون است. پس شاید تعجب آور نباشد که بدانیم اصل بنیادی QED آن است که تمام نیرو های EM وارد بر الکترون ناشی از خلق و نابودی فوتون هاست. در این نظریه بار الکتریکی به معنای «توانایی خلق و نابودی فوتون» هاست و فوتون ها به صورت ذرات حامل نیرو برای نیروی الکتریکی در می آیند.

به طور دقیق تر فوتون ها حامل انرژی و تکانه اند بنابراین خلق و نابودی فوتون توسط الکترون به علت پایستگی انرژی و تکانه باعث تغییر مسیر الکترون می شود. در مورد دو الکترونی که تحت تاثیر نیروی EM بینشان حرکت می کنند، خلق و نابودی فوتون توسط الکترون ها باعث تغییر مسیر هایی می شود که به طور میانگین، نیروی دافعه ای را ایجاد می کند. این فرایند را اغلب به صورت تبادل فوتون بین دو الکترون بیان می کنند و فوتون های خلق و نابود شده را ذرات مبادله ای می‌نامند.

بنابراین QED انتقال انرژی و تکانه لحظه ای، کوانتیده و غیرقابل پیش بینی در زمان های کاتوره‌ای را جایگزین نیرو های EM پیوسته و قابل پیشبینی کلاسیک می کند. در حد انرژی های کم و میدان های ضعیف این مسیر غیرقابل پیش بینی به صورت مسیر هموار نظریه کلاسیک در می اید.

اساس QED به صورت شگفت انگیزی ساده است. هیچ نیرویی وجود ندارد، فقط خلق و نابودی فوتون ها وجود دارد.
🆔 @Physics3p

📚آموزش فیزیک ذرات بنیادی نوشته ی آرت هابسون ترجمه مرجان روح نواز

⭕ بار رنگی و ترکیب کوارک ها:

🆔 @Physics3p

دانشمندان با مشکل بزرگی در مورد کوارک ها رو به رو بودند:

همه جور ترکیبی از کوارک ها ممکن به نظر می رسید و به دست می آمد اما دیده نمی شد.

بنابراین یکی مجبور بود که توضیح دهد که چرا همیشه ترکیب هایی از کوارک ها دیده می شوند که در کل، بار درست دارند ( برای مثال پروتون از سه کوارک تشکیل شده که مجموع بار های سه کوارک برابر با ۱+ می شود) و چرا ترکیب هایی مانند q و qq و q¯qq دیده نمی شوند. ( q¯ نماد پادکوارک یا آنتی کوارک است )


گلمان (کاشف کوارک) و بقیه اندیشیدند که جواب در میان نیروهای بین کوارک ها پنهان است. این نیرو را نیروی قوی نامیدند و بارهای جدیدی که این نیرو را حس می کردند، بار رنگی نامیدند؛ هرچند که این اصطلاح هیچ ربطی به رنگ های طبیعی ندارد.

آن ها فرض کردند که کوارک ها می توانند سه بار رنگی داشته باشند. به این دلیل این بار را رنگ نامیدند که بعضی ترکیب های معین کوارک ها خنثی اند درست مثل رنگهای واقعی که از ترکیب سه رنگ (سبز، آبی، قرمز ) رنگ سفید که خنثی است، به دست می آید. همان طور که ترکیب آبی و قرمز، بنفش می دهد، ترکیب بعضی رنگ ها هم سفید به دست می دهد. مثلا ترکیب قرمز، سبز و آبی

حالا می توانستند بگویند تنها ترکیباتی از کوارک ها وجود دارند که از لحاظ رنگی خنثی باشند. پس فقط ترکیبهای  qq و qqq  در طبیعت دیده می شوند.

🆔 @Physics3p

٢٨ اردیبهشت زاد روز خَیام نیشابوری مقلب به حکیم جهان و فیلسوف گیتی ریاضی دان، ستاره شناس و رباعی سرای نابغه ایرانیست
رساله‌ها و مقالاتی که در علوم مختلف نوشته است که برخی از مهمترین آنها عبارتند از :
"رساله‌ای در جبر و مقابله"
"رساله‌ای در شرح اصول اقلیدس"
"رساله‌ای در اختلاف فصول و اقالیم"
"رساله فی براهین الجبر والمقابله"
"رساله فی شرح ما اشکل من مصادرات اقلیدس" است که در آن خطوط موازی و نظریه نسبت‌ها را شرح می‌دهد. او در این کتاب اصول موضوعه هندسه اقلیدسی اصل موضوعه پنجم اقلیدس را درباره قضیه خطوط متوازی که شالوده هندسه اقلیدسی است، مورد مطالعه قرار داد و اصل پنجم را اثبات کرد.
تعیین ضرایب بسط دو جمله‌ای (خیام- نیوتن) است که البته تا سده قبل نامکشوف مانده بود و به احترام سبقت وی بر اسحاق نیوتن در این زمینه در بسیاری از کتب دانشگاهی و مرجع این دو جمله‌ای‌ها «دو جمله‌ای خیام-نیوتن» نامیده می‌شوند.
🆔 @Physics3p

⭕️ چرا میگوییم جهان گسترده است و نه بینهایت؟!

یکی از پارادوکس هایی که در رابطه با قانون گرانش نیوتون برای او بیان شده بود(پارادوکس بنتلی)، اینگونه بیان میکرد که چرا با وجود گرانش ستارگان، آنها درهم نمی رمبند؟
نیوتون برای حل این پارادوکس و حفظ قانون نوپای گرانش، اینگونه فرض کرد که پهنای گیتی نامحدود است و هیچ آغازی نداشته و ستارگان در یک سیستم تعادلی بر سر گرانش باهم رقابت می کنند و اینگونه در تعادل باقی میمانند!

اما با گسترش دانش نجوم و فیزیک و کشف انرژی تاریک که ماهیتی ضدگرانشی دارد، این مشکل حل شد.
اما جهان بینهایت و ایستای نیوتون، به جهانی محدود و درحال انبساط مبدل شد.
حال چرا میگوییم جهان و زمان محدود اند و اگر نامحدود بودند چه میشد؟

اگر فرض کنیم زمان و جهان نامحدود بودند، اولین نشانه ی آن نور ستارگان بود!
به این صورت که نور ستارگان، حتی ستارگان دوردست جهان، همواره بسمت ما در جریان بوده و آسمان شب مانند روز روشن بود.
اما محدود بودن پهنه ی گیتی و داشتن نقطه آغاز و انبساط آن، سبب شده تا نور این ستارگان فرصت و سرعت کافی برای رسیدن به ما را نداشته باشند.

🆔 @Physics3p

⭕️ چرا گرانش از سه نیروی اصلی دیگر بسیار ضعیف تر است؟!

شاید بتوان گفت گرانش مرموز ترین نیرو در بین چهار نیروی شناخته شده است که موجب ناسازگاری نسبیت و مکانیک کوآنتوم نیز میشود.
اما چیزی که گرانش را برای ما جالب توجه میکند اینست که ممکن است دریچه ای به جهان ها یا ابعاد دیگر باشد!

براساس تئوری M، جهان ما یک سیستم سه بعدی در درون یک پوسته یا ابرفضای چند بعدی است که این ابعاد فراتر از ابعاد سه گانه جهان ما قرار دارند.(بطوریکه در تئوری ریسمان که میتوان گفت خود محصول ثانویه تئوری M میباشد، این لایه های چندگانه در بطن ابعاد سه گانه جهان ما قرار دارند!)

یکی از فرضیاتی که علت ضعیفتر بودن نیروی گرانش نسبت به سایر نیرو های طبیعت را به ما توجیه میکند اینست که ممکن است بخشی از نیروی وارده از سوی گرانش که براساس نسبیت عام، ناشی از خمیدگی هندسه فضا-زمانی است، به ابعاد دیگر این پوسته چندبعدی رسوخ کند و بنابراین تنها بخش اندکی از آن بصورت فعل و انفعلات گرانشی موجود خود را به ما نشان دهد!

🆔 @Physics3p

🔘 هاوکینگ و تکامل کیهان

✔️ تهیه و ارسال از تیم دانشجویی زیست سلولی و مولکولی دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد مشهد

🆔 @Physics3p

‍ نظریه پوزیترون ها:

پیش بینی وجود ذرات مجازی
🆔 @Physics3p

مطالعه مطلب «معادله دیراک» 👇
https://news.1rj.ru/str/physics3p/3071

معادله دیراک نتیجه‌ی سازگار کردن نسبیت با مکانیک کوانتومی است. در مطلب "معادله دیراک" توضیح دادیم که این معادله ذره ای مشابه الکترون ولی با بار مثبت را پیش بینی می کرد و علاوه بر پاد ذره الکترون، پاد ذراتی برای پروتون و نوترون هم پیش بینی می کند. وجود پاد ذره جهان قابل رویت را شگفت انگیز تر می کند و در عین حال فضای خالی را پیچیده تر.

ریچارد فاینمن اولین کسی بود که یک درک مستقیم را برای اینکه چرا این معادله نیاز مند وجود پاد ذرات است فراهم کرد که در نهایت منجر به اثبات این مطلب شد که فضای خالی کاملاً خالی نیست. فاینمن فهمید که نسبیت به ما می گوید ناظرینی که با سرعت متفاوتی حرکت می کنند، از کمیت هایی مثل زمان و فاصله، اندازه گیری های متفاوتی دارند. برای مثال برای اجسامی که با سرعت حرکت می کنند، زمان آهسته تر می گذرد. اگر به نوعی کسی بتواند سریع تر از نور حرکت کند به نظر می آید او در زمان به عقب باز خواهد گشت، که این یکی از دلایلی است که سرعت نور را به عنوان حد سرعت کیهانی درنظر می گیرند.

یکی از اصول کلیدی مکانیک کوانتومی، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است، که عنوان می کند برای یک جفت مشخصات خاص مانند سرعت و موقعیت در یک سیستم داده شده، نمی توان در یک لحظه مقدار قطعی تعیین کرد. یا به لحاظ دیگر، اگر شما یک سیستمی را در یک بازه زمانی ثابت اندازه گیری کنید، نمی توانید انرژی کل اش را به طور دقیق محاسبه کنید.

نکته ای که این مطالب به آن اشاره دارد این است که برای زمان های بسیار کوتاه، آنقدر کوتاه که شما نتوانید سرعتشان را با دقت بالا اندازه گیری کنید، مکانیک کوانتومی این احتمال را جلوی شما می گذارد که این ذرات ظاهرا با سرعت بیش از نور حرکت کنند! اما اگر سرعتشان بیشتر از نور باشد انیشتین به ما می گوید که آنها باید طوری رفتار کنند که انگار در حال بازگشت در زمان هستند!

فاینمن به حد کافی شجاعت داشت تا این احتمال ظاهرا عجیب را جدی بگیرد و معانی دیگری از آن استخراج کند. او نمودار۱ را برای الکترونی کشید که به طور متناوب در میان مسیر حرکتش، سرعتش از سرعت نور عبور می کند.

او فهمید که نسبیت به ما می گوید ممکن است ناظر دیگری وجود داشته باشد که به طور متناوب چیزی را مشاهده کند مانند نمودار۲؛ با الکترونی که در زمان به جلو می رود، بعد عقب می رود و دوباره جلو می رود.

با این حال حرکت در جهت عکس زمان برای بار منفی از لحاظ ریاضی مطابقت دارد با حرکت در جهت مثبت زمان برای بار مثبت. بنابراین نسبیت برای جلوگیری از تناقضِ حرکت الکترون در جهت عکس زمان نیازمند وجود ذرات با بار مثبت است که جرم و سایر مشخصات مشابه با الکترون را دارند. در این حالت، می توان نمودار دوم فاینمن را به صورت نمودار ۳ تفسیر کرد: الکترونی در حال حرکت است، سپس در نقطه دیگری از فضا یک جفت الکترون-پوزیترون از هیچ بوجود می آیند، سپس پوزیترون به الکترون اولیه برخورد می کند و هر دو از بین می روند. در نهایت الکترونی به جا می ماند که در حال حرکت است.

در زمان کوتاهی حداقل برای یک لحظه، چیزی از هیچ چیز اقدام به تولید مثل کرد! این ذرات که در زمان بسیار کوتاه پدید آمده و ناپدید می شوند را ذرات مجازی می نامند. فاینمن به زیبایی این تناقض را در مقاله ای با نام «نظریه پوزیترون ها» در سال ۱۹۴۹ توضیح داد.

🆔 @Physics3p

📚 جهانی از عدم لاورنس کراوس

بسیاری از اتم‌های سازنده بدن انسان در گذشته دور در داخل ستارگان ساخته شده که پس از سفرهای طولانی از ستارگان باستانی به زمین رسیده‌اند. ستارگان بیشتر از هیدروژن ساخته شده‌اند اما مقدار کوچکی از عناصر سنگین مانند اکسیژن نیز در طیف ستارگان قابل شناسایی است.

🆔@Physics3p

جهان از هیچ

اگر کیهان از هیچ به وجود آمده پس قانون پایستگی انرژی چی؟

پایستگی بار؟
🆔 @Physics3p

‍ 🔹 پل اینشتین-روزن:


وجود تکینگی ها که از دل نسبیت عام بیرون امده بودند اینشتین را به شدت نگران کرده بود. چون این نقاط با نسبیت قابل توضیح نبودند و اینشتین دوست نداشت که شکافی در تارو پود حقیقت به وجود اید.

🆔 @Physics3P

در سال ۱۹۳۵ اینشتین و همکارش ناتان روزن برای حذف تکینگی ها کوشیدند و یک روش ریاضی پیدا کردند که تکینگی هارا به سطح دیگری از عالم یا جهان های موازی امتداد دهند. بنابر این تکینگی ها به جای یک بن بست به یک گذرگاه تبدیل شدند که پل اینشتین روزن نام گرفت.

ترفند ریاضی اینشتین و روزن در حد یک پانوشت عجیب در مکتب نسبیت باقی ماند تا سال ۱۹۵۰ که ویلر این ترفند را بازنگری کرد و آن گذرگاه ها را کرمچاله نامید. ویلر می‌خواست از تفکر کرمچاله ها برای انتقال سریع در بخش های مختلف فضا بهره ببرد اما از این نگران بود که کرمچاله ها می توانستند قانون علیت را نقض کنند. زیرا کرمچاله ها ناحیه های بسیار دور از عالم را به هم مرتبط می‌کردند اگر پرتو نوری از میان این گلوگاه کرمچاله عبور می‌کرد می توانست از سرعت قرار دادی نور فراتر رود در این حالت کرمچاله ها می‌توانند معلولی را قبل از ان که علتش با ارتباط استاندارد منتقل شود با خود حمل کنند. به همین منظور ویلر به همراه رابرت فولر از دانشگاه کلمبیا در مقاله ای به این موضوع پرداخت. آنها در این مقاله اثبات کردند که این نقض علیت عملا نمی‌تواند رخ دهد زیرا هر سیگنال یا ماده ای که در تلاش برای ورود به کرمچاله است موجب ناپایداری کلوگاه می‌شود و در نتیجه گلوگاه بسته خواهد شد. نتیجه آنکه هیچ ماده یا پیامی نمی‌تواند سریع تر از نور منتقل شود و علیت نقض نمی‌شود.

ویلر و دستیارش با بررسی دقیق ریاضیات کرمچاله ها دریافتند که کرمچاله ها ساختاری ناپایدار دارند در واقع به دنیا می‌ایند، رشد می‌کنند و نابود می‌شوند. ایده ی انها از این قرار بود که در ابتدا باید دو تکینگی موجود باشد، به احتمال زیاد یکی در جهان ما و دیگری در جهانی دیگر. یا شاید هم دو تکینگی مربوط به مسیری میان بر در جهان ما باشد. با گذر زمان این تکینگی ها رشد کرده و یکدیگر را قطع می‌کنند و سپس در اثر برخوردشان کرمچاله هارا شکل می‌دهند. پس از ان قطر کرمچاله ها زیاد می‌شود، از هم می پاشند و باز دو تکینگی از خود برجای می‌گذارند. این فرایند آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از یک سمت کرمچاله به سمت دیگر ان منتقل شود. هر شخص یا هر جسمی که بخواهد از طریق کرمچاله ها سفر کند در فرایند جدا شدن دو تکینگی نابود خواهد شد.

بنابراین راه حل ویلر و همکارش امکان سفر از طریق کرمچاله هارا فراهم نمی‌کرد.

🆔 @Physics3P

منبع: کتاب به دنبال جهان های موازی نوشته سعید گراوندی