@IOTAPH
◀ماکسول: آمپر، نیوتنِ الکتریسیته بود▶
.
@iotaph
.
.
.
.
#آیوتا #ماکسول #آمپر #نیوتن

@physics_ir| لاگرانژین

لاگرانژین L (به انگلیسی: Lagrangian)
@physics_ir
یک سامانه دینامیک، تابعی است که دینامیک سیستم را خلاصه می کند. نام آن برگرفته از نام ریاضیدان ایتالیایی فرانسوی، ژوزف لویی لاگرانژ می باشد. مفهوم لاگرانژین در فرمولبندی دوباره ای از مکانیک کلاسیک توسط ژوزف لویی لاگرانژ در سال ۱۷۸۸ معرفی شد که به نام مکانیک لاگرانژی شناخته می شود. L=T-U.

T=انرژی جنبشی.

U=انرژی پتانسیل.
.
@physics_ir
■معادله لاگرانژ-اویلر■
تابع لاگرانژ هماره انرژی جنبشی منهای انرژی پتانسیل است.ابتدا لاگرانژ معادله کلی لاگرانژ را که بر حسب انرژی جنبشی و نیروی تعمیم یافته را به دست آورد سپس از روی معادله کلی لاگرانژ معادله نشان داده شده در تصویر را به دست آورد.معادله نشان داده شده برای به دست آوردن معادله دیفرانسیل حرکت است.
●تابع لاگرانژ یکتا نیست یعنی حرکت های مختلف تابع لاگرانژ متفاوتی میتوانند داشته باشند.
●از روی تابع لاگرانژ میتوان تابع هامیلتونی را به دست آورد @physics_ir
.
آیوتا
.
.
#فیزیک #مکانیک #لاگرانژ #کنکور_دکتری #کنکور_ارشد #physics #mechanics #پیج_علمی_فیزیک_ایران #آیوتا

@iotaph @physics_ir|آسمان مانند یک مرز

◀آسمان مانند یک مرز▶

@physics_ir
@iotaph
محققان پریمیتر (Perimeter) چگونگی استفاده از بزرگترین ساختارِ ممکن - یعنی انحنایِ کلی جهان – بعنوان یک عدسی برای مشاهده‌ی کوچک‌ترین ذراتِ قابلِ مشاهده در جهان امروز، یعنی ذرات بنیادی را نشان می‌دهند.

نیایش افشردی (Niayesh Afshordi)، عضو موسسه‌ی فیزیک نظری پریمیتر و محقق پسادکتری الیوت نلسون (Elliot Nelson)، به تازگی موفق به کسبِ مقامِ سومِ جایزه‌ی کیهان شناسی بوکاتر (Buchalter Cosmology Prize) برای کشف روش کاملا جدید و متفاوتی در کیهان شناسی شده‌اند. این روش قادر است دریچه‌ای را به آینده‌ی فیزیک ذرات بنیادی بگشاید.

کار تحقیقاتی آن‌ها از جایی شروع شد که فضا را همانند سطح صاف و همواری در نظر می‌گیرند. که در این فضای صاف و هموار چین خوردگی‌های موضعی‌ای وجود دارند و نکته‌ی جالب آن است که جهان به طور کلی یک درصد از این سطح هموار را شامل می‌شود.

مشکل آنجاست که در واقع نباید اینطور باشد. خلا موجود در فضا تهی نیست بلکه در آن میدان‌هایی وجود دارد که اگرچه ممکن است ضعیف باشند اما مقدارشان صفر نیست. در کوانتوم هیچ چیزی نمی‌تواند صفر باشد به این علت که پارامتر‌های کوانتومی دائما در حال حرکت و تغییر هستند. بر طبق نظریه نسبیت عام، این نوسانات باعث خمیدگی فضا زمان می‌شوند. در حقیقت تمام توضیحات فوق برای آن است که بدانیم یک محاسبه‌ی ساده از میزان خمیدگی فضا نشان می‌دهد که جهان درهم پیچیده‌ای خواهیم داشت که ماه در آن نمیگنجید.

کیهان شناسان همچنین برای حل این مساله تحقیقاتی انجام داده‌اند : جهان باید خمیده باشد، اما صاف و هموار بنظر بیاید. اگر فرض کنیم ضد جاذبه‌ای وجود دارد که قادر است بطور دقیق تمایل به خمیدگی فضا را خنثی سازد، مشکل قابل حل خواهد بود. چنین پیش‌بینی‌ها و تصحیحات نامحتملی از مشکلات همیشگی کیهانشناسان بشمار می‌رود که بیش از نیم قرن است که با آن دست و پنجه نرم می‌کنند.

در این مقاله، نلسون و افشردی تلاشی برای حل این مساله انجام ندادند. هنگامیکه کیهانشناسانِ دیگر به دنبالِ ثابتِ خنثی کننده می‌گشتند، نلسون و افشردی در پی طرح پرسش دیگری بودند : "آیا اضافه کردن چنین ثابتی برای خنثی کردنِ انرژیِ خلا وجودِ فضا زمانِ مسطح را تضمین می‌کند؟". پاسخ آن‌ها این بود : "مسلما خیر !"

در این صورت در فضایِ خلا هنوز میدان‌های کوانتومی وجود دارد و نوسانات میدان‌های کوانتومی طبیعت آنها است. حتی اگر آن‌ها بصورت دقیق و کاملی خنثی شوند بطوریکه مقدار میانگین آن صفر باشد، میدان‌های کوانتومی کماکان حول نقطه صفر نوسان خواهند کرد و نوسانات (دوباره) موجب خمیدگی فضا می‌شود.

در این طرح، مقدار خمیدگی‌ای که توسط میدان‌های معلوم (میدان الکترومغناطیسی یا میدان ناشی از هیگز) ایجاد می‌شود، آنقدر کوچک است که قابل اندازه‌گیری نیست و بنابراین مجاز خواهد بود. اما مقدار هر میدان ناشناخته‌ای باید به اندازه‌ی کافی کم باشد تا نوسانات آن خمیدگیِ قابل مشاهده در جهان ایجاد نکند. این یعنی در نظر گرفتنِ ماکزیمم انرژی برای میدان‌های نامعلوم.

یک حداکثر نظری برای یک میدان نظری ممکن است پیشگامانه بنظر نرسد، اما پنجره‌ی جدیدی به مکان غیر منتظره فیزیک ذرات خواهد گشود.

همان‌طور که مکانیک کوانتومی به ما می‌آموزد، ذره حاصلِ برانگیختگیِ میدان است. به عنوان مثال فوتون حاصل برانگیختگیِ میدانِ الکتریکی است. همچنین، بوزون هیگز، ذره‌ای که به تازگی کشف شده حاصل برانگیختگیِ میدانِ هیگز است. تقریبا شبیه موج که نتیجه‌ی برآشفتگیِ اقیانوس است. همانطور که می‌توان از رویِ ارتفاعِ موج، اطلاعاتی راجع به عمق آب بدست آورد، جرم یک ذره نیز به میزان قدرتِ میدانِ متناظر با آن بستگی دارد.

انواعِ جدیدِ میدان‌های کوانتومی، اغلب پیشنهاد‌هایی برای گسترشِ مدلِ استانداردِ فیزیک ذرات مطرح می‌کنند. اگر افشردی و نلسون درست گفته باشند و چنین میدان‌هایی که نوسانات آن‌ها انرژیِ کافی برای ایجادِ خمیدگی قابل توجه را داشته باشد، وجود نداشته باشند، احتمال وجود ذرات ناشناخته با جرم بیشتر از 35 ترا الکترون ولت بسیار کم خواهد بود. نویسندگان مقاله پیش‌بینی می‌کنند که اگر ذرات و میدان‌های جدیدی در ارتباط با گسترشِ مدل استاندارد وجود داشته باشند، در زیر محدوده‌ی ذکر شده قرار خواهند گرفت.

@physics_ir
@iotaph
در طول نسل‌ها، فیزیک ذرات پیشرفت بسیار زیادی داشته است : ساختن برخورد دهنده‌های قدرتمند و قدرتمند تر برای تولید، سپس ضریه زدن و مطالعه و بررسیِ ذرات سنگین و سنگین‌تر. درست مانند آن است که از طبقه‌ی همکف شروع به ساختن کرده‌ایم و هر چه که به طبقات بالاتر می‌رسیم، ذرات بیشتری را کشف می‌کنیم. آنچه که نلسون و افشردی انجام داده‌اند، تنها ابری کردن آسمان است.

@physics_ir
@iotaph
در فیزیک ذرات بحث گسترده‌ای پیرامون این موضوع که آیا به تولید شتابدهنده‌های بسیار قدرتمندتر برای جست

و جو و بررسی ذراتِ ناشناخته‌ی سنگین‌تر نیازمند هستیم یا خیر وجود دارد. در حال حاضر، قدرتمند‌ترین شتابدهنده‌ی جهان، شتابدهنده‌ی بزرگ هادرونی، با انرژی‌ای از مرتبه‌ی 14 ترا الکترون ولت عمل می‌کند. و این در حالی است که شتابدهنده‌ی فوق سریعِ چین تا پیشنهادِ 100 ترا الکترون ولت نیز پیش رفته است. از آنجاییکه ادامه‌ی این بحث ناتمام است، نتایج بررسی‌های تحقیقِ جدید می‌تواند به تجربی‌کاران در انتخاب انرژی مطلوب کمک کند که ارتفاع کدام آسمانخراشِ انرژی مناسب‌تر است!

همانطور که در این تحقیق مطرح می‌شود، آسمان دارای مرزی است و ما قصد داریم که به آن اشاره کنیم.

@physics_ir
@iotaph
*موسسه‌ی پریمیتر

موسسه‌ی پریمیتر بزرگترین موسسه‌ی تحقیقاتی فیزیک نظری در جهان بشمار می‌رود. این موسسه‌ی مستقل در سال 1999 برای پرورش و رشد اکتشافات در فهم بنیادین جهان، از کوچکترین ذرات تا کل کیهان تاسیس شد.


@physics_ir
@iotaph

دکتر نیایش افشردی (سمت چپ) و الیوت نلسون (سمت راست)

@physics_ir
@iotaph

@phyteach

◀️ بيست کشور برتر سال 2015 در توليد علم نانو
@phyteach
آمار کلي در پايگاه داده وب سايت استت نانو نشان داد که مجموع 130 هزار و 623 نمايه نانو مقالات ISI در سراسر جهان در سال 2015 منتشر شده است که در مقايسه با سال 2014 رشد 1.6 درصدي داشته است. مقاله‌هاي نمايه شده نانو در آي اس آي داراي سهم 9.6 درصدي از تمام مقالات در سال 2015 است. در مجموع 1360520 مقاله در ISI در سال 2015 نمايه شده که 4.42 درصد در مقايسه با سال 2014 کاهش داشته است‌. ايالات متحده، چين و آلمان بيشترين تعداد مقالات ISI در ميان تمام کشورهاي ديگر را منتشر کرده‌اند. چين، ايالات متحده و هند داراي سه رتبه برتر در انتشار مقالات نانو در سال 2015 به ترتيب با تعداد مقاله 44.493، 21750 و 9867 بوده‌اند. چين 7.99 درصد و هند 0.5 درصد در تعداد مقالات منتشر شده نانو در سال 2015 در مقايسه با 2014 رشد داشته‌اند اين در حالي است که در تعداد نانو مقالات منتشر شده ايالات متحده 2.65 درصد کاهش ديده مي شود. ايران در رتبه هفتم در جهان قرار دارد. جدول 1 ليستي از 20 کشور برتر در انتشار نانو مقالات ISI در سال 2015 است که در تصاوير آمده است. نگاهي به سهم مقالات نانو از کل انتشارات علمي کشورها نشان مي‌دهد که همانند سالهاي گذشته کشورهاي آسيايي بيشترين توجه را به فناوري نانو دارند. همانطور که در جدول 2 نشان داده شده از بين 10 کشور اول از نظر اولويت دهي به فناوري نانو 8 کشور، آسيايي هستند‌. ايران با 22.87 درصد در جايگاه اول و مولداوي با 22.37 درصد و سنگاپور با 19.34 درصد به ترتيب در رده‌هاي دوم و سوم اين شاخص قرار دارند.

اسکات کلی، فضانورد آمریکایی حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی در توییتر خود عکسی از اولین گلی که در فضا شکفته است.
شکفتن این گل‌آهاری نارنجی مسئله‌ای مهم فضایی و قدمی دیگر برای سفر به مریخ به حساب می‌آید.
این گل در آزمایشگاه ویژه گیاهی ایستگاه فضایی بین المللی که از دو سال پیش راه اندازی شده، شکفته است.
در این آزمایشگاه برنامه تامین غذایی خدمه ایستگاه فضایی بین المللی اجرا می شود و در دو سال فعالیت آن چند نوع گیاه در آن پرورش یافته که گونه ای از کاهوی خوراکی از آن جمله است.
دانشمندان با پرورش این گیاهان روند، رشد رستنی ها در شرایط فضا و بدون نور را مطالعه و بررسی می کنند.
@physics_ir
@iotaph
این گیاه که جزو خانوادۀ گل‌های آهار به شمار می‌رود بسیار سریع رشد می‌کند. این گل دومین آزمایش برای پرورش گیاه بوده که به طور آزمایشی در فضا و در «آزمایشگاه گیاهی هیدروپونیک»ایستگاه بین المللی فضایی انجام شده است. قبلا سعی شده بود که گیاه «منداب» در فضا پرورش پیدا کند.
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #iss #آیوتا #گیاه #فضا

◀️تصويري جالب از ميدان مغناطيسي خورشيد @phyteach
تصاويري از ميدان مغناطيسي خورشيد در Jan. 1, 1997, June 1, 2003, and Dec. 1, 2013 خطوط سبز و قرمز ميدان مغناطيسي کلي و خطوط خاکستري ميدان هاي مغناطيسي مقطعي را نشان مي دهند.

■اثر مگنوس و معادله برنولی■
ضربه ی بی نظیری که روبرتو کارلوس در بازی دوستانه برزیل و فرانسه در سال 1997 زد یک مثال خوب از اثر مگنوس و معادله برنولی است.
.
.
اثر ماگنوس (به انگلیسی: Magnus effect) اثری است که عموماً در یک توپ (استوانه) در حال چرخش دیده می‌شود که این توپ چرخان را از مسیر معمول خود به صورت حرکت منحنی وار منحرف می‌کند. این اثر برای بیشتر توپ‌های بازی‌های مختلف بسیار مهم است. اثر ماگنوس بر پرتابهٔ چرخان تاثیر می‌گذارد و به همین علت دارای برخی کاربردهای مهندسی است، برای مثال در طراحی کشتی‌های چرخان و هواپیماهای چرخان از این اثر استفاده می‌شود. این نام به افتخار هاینریش گوستاو ماگنوس، فیزیکدان آلمانی کسی که این اثر را بررسی کرد گذاشته شده است.
.
.
@physics_ir
@iotaph
.
معادله برنولی را قبلا در پست هایی شرح دادیم. با اثر مگنوس می توانید با جستجویی کوتاه آشنا شوید.
.
. .
.
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #مگنوس #برنولی #فیزیک #فوتبال

◀️ حل معماي ستارگان قرمز رنگ کهکشان راه شيري
@physics_ir
بر اساس پيش بيني هاي انجام گرفته توسط منجمين آمريکايي، کهنسال ترين ستارگان هستي در مرکز کهکشان راه شيري قرار دارند، در حاليکه محيط بيروني کهکشان راه شيري مملو از اجسام جوانتر است. در همين حال منجمين آمريکايي بر اين باور هستند که توده ستارگان غول پيکر قرمز رنگ در سرتاسر کهکشان راه شيري پخش شده است. اين ستارگان غول پيکر قرمز رنگ، ستارگان درخشاني هستند که به پايان زندگي خود در حال نزديک شدن اند و هر چه که بيشتر کهنسال باشند، از نور قرمز رنگ وسيعتر و بطور کلي از جرم کمتري برخوردار هستند، اين در حالي است که جرم دقيق آنها قابل اندازه گيري نيست. اين محققين آمريکايي براي تشخيص جرم اين ستارگان با استفاده از طيف نور متصاعد شده آنها و بانک اطلاعاتي ناسا موفق به تخمين جرم ستارگان غول پيکر قرمز رنگ شدند. در همين حال منجمين آمريکايي موفق به تخمين جرم ۷۰ هزار ستاره غول پيکر قرمز رنگ در قطعه اي از کهکشان راه شيري شده اند.
@physics_ir

@phyteach| تصويري از آسمان شب برفراز ابرهاي کوهستان

🔷 تکه شدن يک کهکشان درخشان توسط سياهچاله‌اي عظيم
@physics_ir
اخترشناسان دريافته اند که يکي از درخشان ترين کهکشان هاي شناخته شده جهان که در فاصله 12.5 ميليارد سال نوري از ما قرار دارد درحال تکه تکه شدن است. به گفته آنها سياهچاله اي عظيم در مرکز کهکشان سرمنشا اين تحولات است. سياهچاله واقع در کهکشان موسوم به W2246-0526 چنان قدرتمند است که باعث به حرکت درآمدن گاز و غبار در سراسر کهشکان مي شود. اين کهکشان در سال 2015 با استفاده از داده هاي تلسکوپ فضايي وايز ناسا (Wide-Field Infrared Survey Explorer) شناسايي شد. اکنون يک مطالعه تازه که در نشريه 'استروفيزيکال لترز' چاپ شده نتيجه گيري مي کند که اين کهکشان درحال تکه تکه شدن است. روبرتو آصف از دانشگاه ديه گو پورتالس در شيلي گفت: انرژي ذرات نور رسوب کرده در گاز و غبار کهکشان چنان شديد است که باعث عقب زدن گاز در همه جهات مي شود.اين کهکشان حاوي انرژي فوق العاده اي است و محققان آن را به ديگ آب جوشي که از يک راکتور اتمي حرارت بگيرد تشبيه مي کنند. علت، وجود يک سياهچاله عظيم در وسط کهکشان است. قوه جاذبه آن چنان زياد است که تاثيري تکان دهنده بر همه مواد و گازهاي اطراف دارد. البته همه اين مواد جذب سياهچاله نمي شود. در عوض اين مواد تشکيل دهنده قرص برافزايشي (accretion disk) اطراف کهکشان - نوعي هاله از جنس گاز و ساير مواد - است. همين قرص است که باعث درخشش فوق العاده کهکشان مي شود و تلاطم فوق العاده اي در سراسر کهکشان ايجاد مي کند نور ساطع شده از اين کهکشان معادل 300 تريليون (300 هزار ميليارد) ستاره است. براي مقايسه يک کهکشان معمولي مثل راه شيري حاوي چند صد ميليارد ستاره است. معلوم نيست که گازي که زير فشار امواج سياهچاله عقب رانده مي شود نهايتا کهکشان را ترک خواهد کرد يا توسط سياهچاله بلعيده خواهد شد.اگر اين گاز کهکشان را ترک کند، اخترشناسان قادر به مشاهده مستقيم قرص برافزايشي که هم اکنون زير غبار پنهان است خواهند بود.