فيزيك كوانتوم و حقايق شگفت انگيزش
#1
[COLOR="#0000FF"]
[SIZE=3][B]فيزيك كوانتوم و حقايق شگفت انگيزش


[ATTACH=CONFIG]1171[/ATTACH]

فيزيك بدون شك علمي شگفت انگيز است. ذراتي كه وجود ندارند در احتمالات به حساب مي آيند، و زمان متناسب با سرعت حركت شيء تغيير مي كند. نشريه تلگراف، 10پديده عجيب از اين عجايب در علم فيزيك را با كمك تعدادي از كاربران توئيتر و كيهان شناسي به نام «ماركوس چاون» ارائه كرده است كه در ادامه از نظرتان مي گذرد.

خورشيد مي توانست از موز ساخته شده باشد

خورشيد بسيار پرحرارت است زيرا وزن چند ميليارد ميليارد ميليارد تني آن گرانش عظيمي به وجود مي آورد كه در نتيجه هسته ستاره را تحت فشاري غيرقابل تصور گذاشته و در نتيجه فشار بالاحرارت فوق العاده توليد مي كند. در صورتي كه به جاي گاز هيدروژن از ميلياردها ميليارد ميليارد تن موز استفاده مي شد نيز همان ميزان فشار و در نتيجه همان مقدار حرارت در خورشيد به وجود مي آمد. با اين حال با افزايش حرارت، اتم ها با بخش هاي مختلف ساختار ستاره يي برخورد كرده و انرژي اتمي را به وجود مي آورند كه در اينجا تفاوت ميان حضور هيدروژن و موز در ساختار خورشيد آشكار خواهد شد.


تمام ماده يي كه نسل بشر را به وجود آورده است در يك حبه قند جا مي گيرد

در اتم ها، 9999999999999/99 درصد فضا، خالي است و به همين دليل در صورتي كه تمامي اتم ها را به گونه يي به هم بفشاريم كه فضاي خالي ميان آنها از بين برود، يك قاشق چايخوري يا حجمي برابر يك حبه قند از اين ماده حدود پنج ميليارد تن وزن خواهد داشت: وزني 10 برابر مجموع وزن تمامي انسان هايي كه در حال حاضر در جهان حضور دارند. اين در واقع همان پديده يي است كه در ستاره هاي نوتروني رخ مي دهد و وزن آنها را تا حد غيرقابل باوري افزايش مي دهد.

آينده مي تواند گذشته را تغيير دهد

شگفتي جهان كوانتوم به اثبات رسيده است. آزمايش دو جداره كه نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات مي رساند به اندازه كافي عجيب و غيرقابل تصور است به خصوص زماني كه اعلام شود مشاهده نور مي تواند آن را از موج به ذره يا برعكس تبديل كند. اما پديده هاي عجيب تر اين جهان پس از آزمايش «جان ويلر» فيزيكدان در سال 1978 خود را نمايان كرد. آزمايش وي نشان داد مشاهده يك ذره در زمان حاضر مي تواند سرنوشت ذره مشابه ديگري در گذشته را متحول سازد. طبق آزمايش دو جداره در صورتي كه هر يك از پرتوهاي نوري خارج شده از يكي از شكاف هاي صفحه آزمايش را مشاهده كنيد، در واقع پرتو را مجبور كرده ايد خصوصيات ذره يي به خود بگيرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزيد خصوصيت موج گونه به پرتو نور بخشيده ايد. اما در صورتي كه پس از عبور پرتو نور از شكاف به مسيري كه از آن ناشي شده است، چشم بدوزيد آنگاه است كه پرتو نور مي تواند در هر دوحالت شكل بگيرد. به بياني ديگر زمان حال بر گذشته پرتو نوري تاثير گذاشته است. اين آزمايش در آزمايشگاه تنها چند صد هزارم ثانيه به طول مي انجامد، اما در مشاهده نورهاي ناشي از ستاره هاي دوردست نيز صدق مي كند. در واقع مشاهده اكنون ستاره هاي دوردست مي تواند گذشته چند هزار يا ميليون ساله آنها را تغيير دهد.


تقريباً همه جهان گم شده است

مي توان به جرات گفت حدود 100 ميليارد كهكشان در جهان هستي وجود دارد كه هر يك از آنها از 10 ميليون تا 10 تريليون ستاره را در خود گنجانده اند. خورشيد زمين در مقايسه با اين ستاره ها يكي از كوچك ترين و ضعيف ترين ستاره ها به شمار مي رود و حتي مي توان نام كوتوله زردرنگ را روي آن گذاشت. در واقع در جهان هستي مقادير ترسناك و عظيمي از ماده مرئي وجود دارد كه انسان تنها قادر به مشاهده دو درصد از آن است. وجود اين مقدار ماده به دليل نيروي گرانش آنها پيش بيني مي شود و ماده تاريك نيز كه مقدار آن شش برابر جرم ماده مرئي تخمين زده مي شود بخش نامرئي جهان را تشكيل داده است. به گزارش مهر به نقل از منابع علمي جهان وجود انرژي تاريك به عنوان بخشي ديگر از جهان كه در واقع مابقي جهان را تشكيل داده است، موضوع را پيچيده تر خواهد كرد. اين نوع انرژي با گسترش سريع جهان در ارتباط است و به همراه ماده تاريك همچنان ناشناخته باقي مانده است.

جسم مي تواند سريع تر از نور حركت كند نور نيز هميشه بسيار سريع حركت نمي كند

سرعت نور در خلا300 هزار كيلومتر بر ساعت است با اين حال نور هميشه در خلاحركت نمي كند. براي مثال نور در آب با سرعتي يك سوم سرعت گفته شده حركت مي كند. در واكنش هاي اتمي برخي از ذرات به سرعت هاي بسيار بالايي دست پيدا مي كنند كه بخشي از سرعت نور است و در صورتي كه از ميان رابطي كه سرعت نور را خواهد كاست عبور كنند، در واقع مي توانند سريع تر از نور حركت كنند. چنين پديده يي درخششي آبي رنگ از خود به وجود مي آورد كه به «تشعشعات شرنكوف» شهرت دارد و با بمب هاي صوتي قابل مقايسه است. كمترين سرعتي كه تاكنون براي نور به ثبت رسيده است 17 متر بر ثانيه يا 61 كيلومتر بر ساعت بوده كه به واسطه عبور از ميان روبيديوم منجمد با حرارتي برابر صفر مطلق ايجاد شده است. اين ماده در اين حرارت در حالتي به نام چگالش «بوز- اينشتين» قرار دارد.

سياهچاله ها سياه نيستند

[ATTACH=CONFIG]1172[/ATTACH]

به طور حتم سياهچاله ها بسيار تاريكند اما سياه نيستند، زيرا اين پديده ها درخشان بوده و به آرامي نور خود را در تمامي طيف هاي نوري از جمله نور مرئي به اطراف منتشر مي كنند. اين تشعشعات كه «تشعشعات هاوكينگ» نام دارد نور خود و جرم سياهچاله ها را به تدريج كاهش داده و با از دست دادن منبع جرم سياهچاله ها تبخير مي شوند. به گزارش مهر به نقل از منابع علمي جهان، سياهچاله هاي كوچك در مقايسه با جرم شان و نسبت به سياهچاله هاي بزرگ تر با سرعتي بالاتر از خود نور منتشر مي كنند و بر همين اساس در صورتي كه برخورددهنده بزرگ هادرون براساس برخي نظريه ها از خود ميكروسياهچاله هايي توليد كند، آنها به سرعت تبخير خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقاياي تابش هاي آنها را مشاهده كنند.


تعداد نامحدودي نويسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودي خواننده آن را مي خوانند

براساس مدل هاي استاندارد كيهان شناسي جهان مرئي با تمامي ميلياردها كهكشان و تريليون تريليون ستاره هايش تنها يكي از بي نهايت جهان هايي است كه مانند حباب هاي صابون در يك اسفنج در كنار يكديگر قرار گرفته اند. به دليل بي نهايت بودن آنها مي توان هر تاريخچه ممكني را برايشان در نظر گرفت. اما تعداد تاريخچه هاي ممكن براي اين جهان ها متناهي است زيرا تعداد محدودي پديده و تعداد محدودي نتيجه در بر داشته اند. تعداد اين پديده ها بسيار زياد اما متناهي است، پس همين پديده عيني و كنوني كه نويسنده اين مطلب نوشته و شما آن را مي خوانيد، بايد بي نهايت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت انگيزتر از آن اين است كه بدانيم نزديك ترين همتاي ما در چه فاصله يي از ما قرار گرفته است. اين فاصله عددي برابر 10 به توان 10 به توان 28 متر تخمين زده شده است كه در صورت علاقه مندي به محاسبه آن مي توانيد از عدد يك و 10 ميليارد ميلياردميليارد صفر در برابر آن استفاده كنيد.



تصور بنيادين از جهان مسوول گذشته، حال و آينده آن نيست

براساس نظريه نسبيت خاص چيزي به نام اكنون، گذشته يا آينده وجود ندارد و قالب هاي زماني به يكديگر وابسته اند زيرا همه هستي در سرعتي برابر در حركت است. درصورتي كه انسان با سرعتي كاملاً متفاوت در حركت بود شاهد پير شدن زودهنگام يكي از نزديكان يا دير پير شدن وي نسبت به ديگران مي بود.

ذره مي تواند به صورت آني روي ذره يي در آن طرف جهان تاثير بگذارد


زماني كه يك الكترون با همتاي ضدماده خود يا پوزيترون روبه رو مي شود، هر دو در درخشش كوچكي از انرژي خنثي شده و دو فوتون از اين برخورد متولد مي شود. ذرات زيراتمي مانند فوتون ها يا كوارك ها يك ويژگي به نام اسپين دارند كه به مفهوم چرخش است. اين ذرات در واقع حركت چرخشي ندارند، اما به گونه يي رفتار مي كنند كه انگار در حال چرخشند. جهت اسپين فوتون ها در زمان تولد در برابر يكديگر است و در نتيجه خنثي مي شوند. با توجه به رفتارهاي غيرقابل پيش بيني كوانتومي، گفتن اينكه كدام فوتون در مسير چپ گرد و كدام يك در مسير راست گرد حركت خواهد داشت، غيرممكن است و در واقع تا زماني كه يكي از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حركت خواهند داشت اما به محض اينكه يكي از آنها مشاهده شود جهت راست يا چپ گرد را به خود گرفته و به هر جهتي كه حركت كند، همتايش در مسير متضاد آن حركت خواهد كرد. اين واقعيتي است كه در آزمايش ها به اثبات رسيده است.

هرچه سريع تر حركت كنيد سنگين تر مي شويد


در صورتي كه بسيار سريع بدويد به صورت لحظه يي و نه دائم، سنگين وزن خواهيد شد. سرعت نور مرز سرعت در جهان است در اين صورت زماني كه جسمي با سرعتي نزديك به نور در حركت است و شما به آن نيرويي وارد كنيد، به سرعت آن نخواهيد افزود بلكه تنها به آن انرژي اضافي وارد كرده ايد كه اين انرژي بايد در جايي قرار بگيرد. بهترين مكان براي قرارگيري اين انرژي جرم جسم است. براساس قانون نسبيت جرم و انرژي با يكديگر برابرند پس هر چه انرژي وارد شده بيشتر باشد، جرم افزايش پيدا خواهد كرد. البته اين افزايش وزن در انسان قابل چشم پوشي بوده و در عين حال غيرقابل انكار است.

[ATTACH=CONFIG]1173[/ATTACH]

منبع: تبيان - محسن مرادي





[/SIZE][/B][/COLOR]


فایل‌های پیوست
.jpg   wh120-84.jpg (اندازه 5.58 KB / تعداد دانلود: 17)
.jpg   212841166311120215491191671352061922534.jpg (اندازه 5.99 KB / تعداد دانلود: 0)
.gif   212841166311120215491191671352061922534.gif (اندازه 13.74 KB / تعداد دانلود: 0)
پاسخ
#2
[color="#0000ff"]

[size=3][b]فوتون


[attach=config]1195[/attach]


مقدمه

اين تعارض جوهر ماناي ذره گونه كه با انتشار موج - ذره رخ مي*دهد، نظريه كوانتوم توصيف عيني يابد، آنگاه مي*توانيم موقعيتهاي آن را در لحظات پي در پي مشخص و مسير آن را معين كنيم. اما ذراتي كه مسيرهاي مشخصي را طي مي*كنند، مشخصه نقش تداخلي موج گونه آنها را براي هر نوع ماده*اي كه واقعا قابل مشاهده باشد، ايجاد نمي*كند. در آزمايشگاه ، اين نقشها همچون نقشي از تيك تاكهاي آرايه*اي از آشكار سازها مشاهده مي*شود. تمهيدات مستند نظريه كوانتومي اين نقشها را بوسيله يك تابع موج در فرماليزم رياضي آن نظريه بوجود مي*آورد.

اين تابع موج احتمال آشكار سازي يك تيك تاك را توصيف مي*كند و چشم به راه يك شيء "حقيقي" نيست. بنابراين ، نظريه كوانتومي با نفي اينكه "موج" يا "ذره" "حقيقي" هستند، مسأله موج - ذره را حل مي*كند. به علاوه ، نظريه كوانتومي با آنچه كه از معاني متعارف و رسمي آنها برداشت مي*شود. مفهوم ماده گاهي موج و گاهي ذره است را ندارد.

بر اساس اصل دوبروي ، در مورد ذرات دو حالت ذره*اي و موجي در نظر گرفته مي*شود، كه البته اين خاصيت در دنياي ميكروسكوپي بيشتر مورد مطالعه است. به عنوان مثال ، اگر ذره*اي به جرم يك گرم كه با سرعت معمولي در حال حركت است، در نظر بگيريم طول موج منتسب به اين ذره ، چنان كوچك خواهد بود كه اصلا قابل ملاحظه نيست. اما در مورد ذراتي مانند الكترون ، اين طول موج قابل توجه است. بنابراين با توسل به اين اصل مي*توان تابش الكترومغناطيسي را نيز متشكل از ذراتي دانست كه اين ذرات را فوتون مي*گويند.

واقعيت كوانتومهاي نور

نظريه پلانك در ارتباط با بسته*هاي انرژي تابشي ، تا اندازه*اي مبهم بود و فقط به عنوان مبنايي براي توزيع آماري انرژي ميان طول موجهاي مختلف در طيف الكترومغناطيسي بكار مي*رفت. پنج سال بعد از "پلانك" ، "آلبرت انيشتين" توانست اين مفهوم را به صورت مشخص*تري بيان كند. انيشتين مفهوم كوانتومي نور را براي توجيه اثر فوتوالكتريك بكار برد. بر اين اساس ، فوتون*ها كه داراي انرژي معيني هستند، بعد از برخورد با الكترون*هاي اتم ، انرژي خود را به آنها داده ، خود از بين مي*روند. اين امر مي*تواند به عنوان يك مسئله برخورد ميان دو ذره با استفاده از نظريه برخورد توضيح داده شود.

بعد از برخورد ، فوتون از بين مي*رود و الكترون با انرژيي كه از فوتون مي*گيرد، از ماده جدا مي*شود و سبب ايجاد يك جريان فوتوالكتروني در مدار خارجي مي*گردد. مقدار جريان در مدار خارجي ، بسته به تعداد فوتونهايي كه بر سطح ماده موجود در كاتد تابيده مي*شود، متفاوت خواهد بود.

تأييدي ديگر بر وجود فوتون

آزمايش ديگري كه توانست وجود فوتونها را بصورت تجربي به اثبات رساند، مربوط به آزمايش است كه توسط "كامپتون" انجام شد. اين آزمايش كه بعدها نام اثر كامپتون را بر خود گرفت، به اين صورت بود كه تابش الكترومغناطيسي يا فوتون*ها توسط مواد مختلف پراكنده مي*شود. به بيان ديگر ، در اين آزمايش فوتون بعد از تابش مقداري از انرژي خود را به يك الكترون تقريبا آزاد منتقل مي*كرد و خود با انرژي كمتر در راستاي ديگر منحرف مي*شد. نتايج اين آزمايش كه با استفاده از مفهوم كوانتومي نور صورت مي*گرفت، با نتايج تجربي كاملا تطابق داشت.

[attach=config]1196[/attach]

جرم فوتون

واقعيت جرم فوتون ، به خاصيت عكس مجذوري قانون كولن بر مي*گردد. بر اساس قانون كولن ، نيروي الكتريكي كه دو ذره باردار به يكديگر وارد مي*كنند، نيرويي است كه با مجذور فاصله بين آنها نسبت معكوس دارد. اما اين مطالب در تمام شرايط دقيقا درست نيستند، يعني در فواصل خيلي كوچكتر انحرافاتي وجود دارد و اين نيرو دقيقا عكس مجذوري نيست. در اين حالت بايد فوتونها را ذراتي داراي جرم بدانيم. اما در موارد ديگر كه تقريبا بيشتر موارد را شامل مي*شود، اين نيرو دقيقا عكس مجذوري است. بنابراين در اين حالت بايد فوتونها را ذراتي بدون جرم تصور كنيم.

منبع: رشد

[/b][/color]


فایل‌های پیوست
.jpg   111202_sc.jpg (اندازه 4.58 KB / تعداد دانلود: 16)
.jpg   gc2photon.jpg (اندازه 15.11 KB / تعداد دانلود: 0)
پاسخ
#3
جدیدترین تحقیقات در باره یک مفهوم علمی تخیلی ارسال اطلاعات برای دورنوردی انسان طولانی تر از عمر کیهان است محققان بریتانیایی اظهار داشتند حتی اگر دورنوردی (teleportation) امکان پذیر بود، ارسال اطلاعات مورد نیاز برای دورنوردی یک نفر بیشتر از عمر کیهان طول می کشید. به گزارش خبرگزاری مهر، دانشجویان فیزیک دانشگاه لستر با محاسبه میزان اطلاعات برای دورنوردی یک انسان به این نتیجه رسیدند که این اطلاعات در حدود 10 میلیارد بیت خواهد بود. این عدد به میزان اطلاعاتی که باید مغز انسان با آن تغذیه شود تا حالت ذهنی پیش از دورنوردی در آن به وجود آید، افزوده خواهد شد که در نتیجه رقمی معادل 2.6 تریدسیلیون یا 10 به توان 42 بیت به دست می آید. انتقال اطلاعات از یک پهنای باند استاندارد برای ارتباطات ماهواری 4.85 کوآدریلیون یا 10 به توان 15 سال طول می کشد که این میزان 350 هزار برابر عمل کنونی کیهان که معادل 13.8 میلیارد سال است خواهد بود. دورنوردی (Teleportation)‏ مفهومی است که به جا به* جایی ماده در فضای غیر مادی اشاره می* کند. به عبارت بهتر انتقال یک ماده بدون عبور از فضای فیزیکی از یک نقطه به نقطه دیگر است. تا پیش از کشف کوانتوم، دورنوردی از دیدگاه فیزیک غیرمنطقی و خرافی انگاشته می* شد. اما با کشف فوتون و خاصیت دوگانه موجی - ذره*ای نور الکترومغناطیس، (اصل دوبروی)، وجود دورنوردی در ذرات بنیادین به اثبات رسید. این اکتشافات باعث آغاز پژوهشها در این زمینه شد. هم* اکنون در بسیاری از گروه*های فیزیک کوانتوم و ذرات بنیادین در این زمینه تحقیق می* شود. دیوید استارکی محقق این پروژه گفت: نتایج تحقیقات ما نشان می دهد که مقیاسهای زمانی برای تکمیل یک دورنوردی کامل یک انسان در زمان حال بیش از حد طولانی است و در مقام مقایسه ابزارهای کنونی سفر امکان پذیرتر هستند. این دانشجویان نتایج تحقیقات خود را در مجله "موضوعات خاص فیزیک" به عنوان یک مجله آنلاین که توسط دانشگاه لستر منتشر می شود تا به پرسشهای داغ درباره علوم حاشیه ای (fringes of science) پاسخ دهد. علوم حاشیه* ای به شاخه* ای از دانش گفته می*شود که نه جزو علوم دقیقه و نه از علوم غریبه هستند. برخی این علوم را به* نوعی تلاش علم برای نزدیکی به حوزه متافیزیک به مفهوم غیرافلاطونی می*دانند. هم* چنین برخی این علوم را روش*هایی فکری و فرهنگی می* دانند که به*صورت بی* رحمانه* ای توسط سیستم* های علمی غالب در حاشیه قرار گرفته* اند. گاهی واژه به جای علوم حاشیه ای به دسته از علوم شبه علم گفته می شود. مروین روی فیزیکدان دانشگاه لستر طی بیانیه اظهار داشت: مقالات بسیاری در این مجله درباره موضوعات جالب منتشر می شوند اما برای انتشار مقاله در این مجله به عنوان یک محقق عرضه فیزیک باید اندکی قوه تخیل خود را به کار انداخته تا فراتر از چارچوب فیزیک فکر کنید. منبع خبرگزاری مهر
بعد از خوندن این خبر این سوال به ذهنم اومد که این حجم عظیم اطلاعات که مغز باید با اونها تغذیه بشه،چی می تونه باشه؟
این همه عکس می و نقش نگارین که نمود / یک فروغ رخ ساقی است که در جام افتاد
حافظ
پاسخ
#4
جالب بود،
ولی یه تعداد از "شگفتیهای" #1 مربوط به فیزیک کوانتوم نیست.
پاسخ
#5
واقعا عجیب و جالبه
پاسخ


موضوعات مشابه ...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
فیزیك کوانتوم و حقایق شگفت انگیزش Parnia Shokri 0 1,137 02-15-2012, 07:31 PM
آخرین ارسال: Parnia Shokri

پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 2 مهمان
Astronomy Education