یکی از بخش های مورد علاقه ی من تو فیزیک ، بخش مربوط به فیزیک نوین که شامل: نظریه نسبیت خاص و عام انیشتین، انبساط جهان، نظریه کوانتوم ماکس پلانک، نانو فیزیک، فیزیک پلاسما، فیزیک خلا، فیزیک اتمی، فیزیک لیزر و... است، می باشد ! (بیش تر از این یادم نمیاد ! :1. (26):)
به زودی مقالاتی رو درباره این نظریه ها در این تاپیک ارائه میدم !
امیدوارم دوستان هم تو تاپیک شرکت و بحث کنند ! :wink:
توجه : مباحث مربوط به فیزیک کلاسیک در این تاپیک عنوان نمی شود !
با تشکر علی :give_rose:
™Ali
08-09-09, 00:42
بدون شک یکی از جذاب ترین بخش های فیزیک نوین، تئوری نسبیت عام و خاص است :love:
مقاله ای رو واستون در این باره می ذارم که بعدا نمونه علمی تر اون رو تقدیم می کنم :11():
=========================
تئوری جاذبه ای که نیوتن (Newton) ارائه کرد خیلی زود بدون تقریبآ هیچ سئوالی جدی مورد پذیرش دانشمندان قرار گرفت. تا اینکه در اویل قرن بیستم آلبرت اینشتین (Albert Einstein 1879-1955) با ارائه نظریه نسبیت خاص در سال 1905 و نظریه نسبیت عام در سال 1915 نه تنها قوانین فیزک و جاذبه عمومی نیوتن بلکه پایه های فیزیک عصر خود را لرزاند.
هر چند قبل از او ماکس پلانک (Max Planck) با ارائه نظریه کوانتم (Quantum) تا حد زیادی فیزیک نیوتنی را زیر سئوال برده بود اما اینتشتن با انتشار مقاله های خود راجع به تئوری نسبیت رسما" ثابت کرد که فیزیک نیوتن در حالت های بسیار خاص پاسخگوی پدیده های فیزیکی می باشد.
وی بعد ها با فعالیت هایی که در سالهای 1920 تا 1925 انجام داد بعنوان یکی از پایه گذاران اصلی مکانیک کوانتم نیز شناخته شد.
Only the registered members can see the link
سانتا باربارا، کالیفرنیا 1933
آلبرت اینشتین طی سالهای 1930 الی 1955 به بررسی رفتار عالم هستی پرداخت و مقالاتی در این باره منتشر کرد. او می خواست با ترکیب تئوری نسبیت و کوانتم به تئوری جامعی برای مدل کردن جهان هستی دست پیدا کند که زندگی این فرصت را برای تکمیل کار به او نداد. اما بعد ها در سال 1933 هابل (Hubble) و هومنسون (Humanson) با تحقیقاتی که در زمینه کهکشانهای مختلف انجام دادند بر نظریه های او را جع به جهان هستی صحه گذاردند.
نسبیت خاص و عام
بحث راجع به تئوری های نسبیت خاص و عام خارج از حوصله این مطلب می باشد اما سعی می کنیم در این قسمت بطور مختصر به تشریح برخی نتایج حاصل از آنها بپردازیم.
Only the registered members can see the link
حرکت عطارد به دور خورشید
اینشتین با نظریه نسبیت خاص خود نشان داد که سه قانون فیزیک نیوتن تنها در شرایط خاصی آنهم بصورت تقریبی صحت دارند و هنگامی که سرعت اجسام زیاد شده و با سرعت نور قابل مقایسه شوند به هیچ وجه نمی توان قوانین نیوتن را در مورد اجسام حتی با تقریب بالا بکار برد. همچنین نظریه نسبیت عام او نشان داد که باز نظریه نیوتن راجع به قانون جاذبه عمومی دقیق نمی باشد و در میدان های جاذبه بسیار قوی فرمول نیوتن جای بحث دارد.
مطالعه حرکت عطارد (Mercury) به دور خورشید از دیر باز مورد علاقه ستاره شناسان و فیزیک دانان بوده است. مشکل اینجا بوجود آمد که مشاهده شد صفحه ای که عطارد در آن به دور خوشید می چرخد خود دارای حرکت می باشد. این حرکت در شکل بوضوح نشان داده شده است.
اندازه گیری ها نشان داد که این حرکت در هر یکصد سال معادل 43 ثانیه (در اینجا منظور از ثانیه واحد اندازه گیری کمان می باشد که معادل 1/3600 درجه است) می باشد. با وجود آنکه این مقدار حرکت برای هر سال بسیار کم می باشد اما قانون جاذبه عمومی نیوتن از توجیه آن عاجز است.
نیوتن معتقد بود که نور در یک مسیر مستقیم حرکت می کند اما اینشتین نشان داد که اگر جسمی دارای یک میدان جاذبه بزرگ باشد و نور از کنار آن عبور کند دچار انحراف از مسیر مستقیم خود می شود.
Only the registered members can see the link
در کنار ماکس پلانک
از دیگر مواردی که از قانون نسبیت عام می توان نتیجه گرفت آن که نور ستارگانی که دارای میدانهای مغناطیسی قوی میباشند در راه رسیدن به زمین تغییر طول موج می دهند. این اثر که به Red Shift مشهور است، باعث می شود طول موج نور این ستاره ها بزرگتر شود. این مسئله که باز با قوانین نیوتن قابل تحلیل نمی باشد توسط معادلات تئوری نسبیت عام بسادگی مدل می شود.
حتی زمان هم نسبی می باشد!
از نتایج جالب تئوری نسبیت خاص می توان به بیان ارتباط میان زمان و و فضا (فاصله) و اینکه تمام موجودیت ها در دنیا با یکدیگر مرتبط بوده و بر یکدیگر اثر می گذارند، اشاره کرد. نیوتن معتقد بود که زمان ثابت است و در تمام نقاط به یک صورت عمل می کند. اما اینشتین نشان داد که اینگونه نیست.
مثال جالبی که معمولا" در این باره بیان می شود آن است که دو برادر دوقلو را در نظر بگیرید. یکی روی زمین می ماند و دیگری با یک فضا پیما با سرعت نزدیک به نور به سمت فضا حرکت می کند. پس از آنکه برادر روی زمین 100 سال از عمرش بگذرد، برادری که در فضا پیما می باشد فقط یکسال از عمرش گذشته است!
منبع (Only the registered members can see the link)
™Ali
08-09-09, 00:58
شکافت هسته ای:
شکافت هسته ای فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل میشود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل میشود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته‌ای) یا تخریب (سلاح‌های هسته‌ای) استفاده میشود. اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچکتری دست یافته است.در تمام واکنش های هسته ای که تا ان زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لایز میتنر و اوتو فریش دریافتند که فراورده ی این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچکتر به اندازه ی یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطه ی اینشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است.به خاطر شباهت این پدیده ی تقسیم هسته با تقسیم سلولی میتنر و فریش آن را شکافت نامیدند.مقاله ی این یافته در یازدهم فوریه ی ۱۹۳۹ در نشریه ی نیچر با عنوان "واکنش هسته ای نوع جدید" منتشر شد. در تصویر اتم اورانیم-۲۳۵ دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون متلاشی شده و پرتو های رادیو اکتیو از خود صادر می کند.سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ تقسیم شده و به پایداری می رسد.
واپاشی هسته‌ای:
واپاشی هسته‌ای (فروپاشی هسته ای) به مجموعه فرآیندهای مختلفی گفته میشود که در هسته اتم های ناپایدار (رادیواکتیو) رخ می‌دهد و منجر به تولید ذرات زیراتمی میشود. به این ذرات زیراتمی که از واپاشی تدریجی اتم های ناپایدار حاصل می شوند، تشعشعات رادیواکتیو می گویند. در اثر واپاشی هسته ای پس از یک زمان تصادفی (که نیمه عمر آن قابل تعیین است.) هسته های بزرگ به هسته های کوچک تر و معمولا پایدارتر تجزیه می شوند و ماده اولیه به تدریج از بین می رود(البته جرم مواد جدید تنها به میزان اندکی کمتر از ماده اولیه خواهد بود). این فرایند یک پدیده‌ای تصادفی است، یعنی نمی توان زمان واپشی یک اتم مشخص را در زمان پیش‌بینی کرد.
دسته بندی واپاشی‌های هسته‌ای:
دسته اول: واپاشی آلفا که یک هسته هلیوم را بروز می‌دهد
دسته دوم: واپاشی بتا که یک الکترون و یک نوترینو بروز می‌دهد
دسته سوم: واپاشی گاما که فوتون بروز می‌دهد
سیکلوترون:
سیکلوترون یکی از جدیدترین محصولات فکری بشر در زمینه فیزیک است و بزرگی یک کارخانه را دارد. سیکلوترون شتاب‌دهنده‌ای حلقه‌ای‌شکل برای ذرات باردار میباشد و از اشعه x تولید شده آن برای آزمایشهای مختلف استفاده می‌ککلوترون تولید می کند. ویژگی های اشعه سیکلوترون اولین بار توسط روس ها در سال 1944 و سپس توسط امریکایی ها در سال 1945 محاسبه شد. اما این اشعه به طور تجربی در سال 1947 به صورت ماشینی کوچک با تولید MeV 70 تولید شد. با وجود کشف اشعه سیکلوترون در سال 1947 بیش از بیست سال طول کشید تا در روسیه ژاپن امریکا فرانسه آلمان و انگلستان از آن به طور گسترده استفاده شود. طیف حاصل از سیکلوترون طیفی پیوسته است که انرژی های بالا در محدوده طیفی از امواج میلی متری تا اشعه ایکس را شامل می شود.
--کاربردهای سیکلوترون--
از اشعه ایکس حاصل از سیکلوترون در فیزیک استفاده بسیار می شود از جمله در اپتیک از مقدار تغییرات حرارتی حاصل از برخورد این اشعه با سطح آینه ها می توان طبق دیفراکسیون براگ به مقدار تغییرات انعکاس آینه ها در اثر تغییر ضخامت لایه های عناصر به کار رفته در آینه ها پی برد.
از دیگر کاربردهای سیکلوترون در طیف سنجی است. به عنوان مثال می توان طیف فلوئورسانس حاصل از سیکلوترون را در طیف سنجی بررسی کرد و به خواص فیزیکی اجسام گوناگون پی برد.
در این پست اطلاعاتی رو درباره فیزیک پلاسما از منابع معتبر واستون میذارم :give_rose:
پلاسما (فیزیک)
پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر میتوان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیده‌شده‌ای اطلاق میشود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده‌ای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.
فهرست مندرجات
تاریخچه
۲ دما در حالت پلاسما
۳ انواع پلاسما
۳.۱ پلاسمای جو
۳.۲ شفق قطبی
۳.۳ سیاره‌ها
۳.۴ هسته‌های ستارگان دنباله دار
۴ کاربردهای فیزیک پلاسما
۴.۱ همجوشی گرما هسته ای کنترل شده توسط میادین مغناطیسی
۴.۲ همجوشی هسته ای کنترل شده توسط لیزرهای پر توان
۴.۳ فیزیک فضا
۴.۴ تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک (MHD) و پیشرانش یونی
۴.۵ پلاسمای حالت جامد
۴.۶ لیزرهای گازی
۴.۷ دیگر کاربرد ها
۵ منبع
۶ منابعی برای مطالعهٔ بیشتر
تاریخچه
در سال ۱۸۷۹ فیزیکدان انگلیسی سر ویلیام کروکس، هنگام بررسی ویژگی‌های ماده در تخلیهٔ الکتریکی، پیشنهاد کرد که این گازها حالت چهارم ماده هستند.
دما در حالت پلاسما
در حالتهای جامد، مایع و گاز، دما را میتوان از روی دامنهٔ حرکت (سرعت نوسان) ذرات سازندهٔ ماده تعریف کرد اما در حالت پلاسما، دما از روی میزان جدایش یونهای مثبت از الکترون‌ها تعریف میشود.
اغلب گفته میشود که ۹۹٪ ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتیکه جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه میشویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.
در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده میشود. بنابراین میتوان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود.
انواع پلاسما:
پلاسمای جو
نزدیکترین پلاسما به ما (کره زمین) ، یونوسفر (Ionosphere) میباشد که از صد و پنجاه کیلومتری سطح زمین شروع و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر ، فیزیک سیستمها به فرم پلاسما میباشند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی ، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین بوسیله پرتوهای کیهانی و الکترونهایی که به گلنونسفر اصابت میکنند یونیزه می‌شوند.
شفق قطبی
پدیده شفق نیز نوعی پلاسما است که تحت اثر یونیزاسیون ایجاد میشود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس ، فرابنفش ، تابش خورشیدی ، انعکاس امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سرتاسر جهان دارد. با همه این احوال نه تنها زمین بلکه زهره و مریخ نیز فضایی یونسفری دارند.
سیاره‌ها
ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در سایر سیاره‌های منظومه شمسی نظیر مشتری ، زحل ، سیاره اورانوس ، نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی) ضعیف (حدود -۵۱۰ تسلا) است.
هسته‌های ستارگان دنباله دار
هسته‌های ستارگان دنباله دار نیز به فضای بین پلاسمایی پرتاب میکند. از طرف دیگر ، خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی شدید خورشید ، معمولا عین یک درخشندگی پلاسمایی میباشد. خورشید به سه قشر گازی فتوسفر ـ کروموسفر و کورونا (که کرونای آن بیش از یک میلیون درجه ، حرارت دارد) احاطه شده‌است و انتظار می‌رود که هزاران سال به درخشندگی خود ادامه بدهد.
کاربردهای فیزیک پلاسما
قدیمیترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال ۱۹۲۰ میشود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه میگرفت که برای توسعه لوله‌های خلائی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند، و در نتیجه میبایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس میشد.
همجوشی گرما هسته ای کنترل شده توسط میادین مغناطیسی
فیزیک پلاسمای جدید (از حدود ۱۹۵۲ که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز میشود.
مراجعه شود به:
International Thermonuclear Experimental Reactor (Only the registered members can see the link)
Spherical Stellarator (Only the registered members can see the link)
DIII-D Experimental Tokamak (Only the registered members can see the link)
همجوشی هسته ای کنترل شده توسط لیزرهای پر توان
مراجعه شود به:
LLNL Inertial Confinement Fusion (Only the registered members can see the link)
The Cascade inertial confinement fusion reactor concept (Only the registered members can see the link)
SOMBRERO ICF Reactor (Only the registered members can see the link)
فیزیک فضا
کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر زمین برخورد میکند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که میتوانند در حالت پلاسما باشند.
تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک (MHD) و پیشرانش یونی
دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، میباشد.
پلاسمای حالت جامد
الکترونهای آزاد و حفرهها در نیمه رساناها ، پلاسمایی را تشکیل میدهند که همان نوع نوسانات و ناپایداریهای یک پلاسمای گازی را عرضه می‌دارد.
لیزرهای گازی
عادیترین پمپاژ (تلمبه کردن) یک لیزر گازی ، یعنی وارونه کردن جمعیت حالاتی که منجر به تقویت نور میشود، استفاده از تخلیه گازی است.
دیگر کاربرد ها
شایان ذکر است که کاربردهای دیگری مانند چاقوی پلاسما ، تلویزیون پلاسما ، تفنگ الکترونی ، لامپ پلاسما و غیره نیز وجود دارد که در اینجا فقط کاربردهای پلاسما در حالت کلی بیان شده‌است.
منبع
Only the registered members can see the link
منابعی برای مطالعهٔ بیشتر
S. Eliezer and Y. Eliezer - The fourth state of matter, An introduction to plasma science (Second Edition) - Institute of Physics Publishing Ltd. - ۲۰۰۱
موفق باشید .... :1. (21):
™Ali
08-09-09, 13:09
نظریهٔ ریسمان شاخه‌ای از فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست .این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای ۱۹۸۰ دو باره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاری‌های تئوری ابر گرانش وارد صحنه شد. بنا بر آن ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. یعنی تمام ذرات بنیادین (مثل الکترون، پوزیترون و فوتون) اگر با بزرگنمایی خیلی خیلی زیاد نگریسته‌شوند ریسمان‌دیس هستند. ریسمان می‌تواند بسته (مثل حلقه) یا باز (مثل بند کفش) باشد.
همانطور که حالتهای مختلف نوسانی در سیمهای سازهای زهی مثل گیتار صداها(نتها)ی گوناگونی ایجاد میکند، حالتهای مختلف نوسانی این ریسمانهای بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر میشود.
خاصیت مهم ابرریسمان که فیزیکدانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی) را توصیف میکند به هم مرتبط می‌سازد.
فهرست مندرجات
۱ ابعاد بالاتر
۲ انواع نظریه ریسمان
۲.۱ ریسمان بوزونی
۲.۲ ابرریسمان
۲.۳ د-وسته
۳ تاریخچه نظریه ریسمان
۳.۱ نظریه-م (M-Theory)
۴ آیا حقیقتاً نظریهٔ ریسمان علمی‌است؟
۵ نظریه-م و مسایل فلسفی مربوط به آن و سرنوشت ناپیدایش
6 منبع
ابعاد بالاتر
به طور سنتی فضایی که ریسمان‌ها در آن می‌زیند بیست و شش بعدی است (البته همیشه اینطور نیست چنان که در زیر توضیح داده خواهد شد). عدد بیست و شش از روی ضوابط ریاضی و نظریهٔ گروهها (برای حفظ تقارن لورنس) به دست می‌آید. این امر ممکن است در ابتدا کمی ثقیل و مشکل‌زا به نظر برسد چرا که به هرحال ما در اطراف خود چهار بعد (سه بعد مکانی و یک بعد زمانی) بیشتر احساس نمی‌کنیم پس این بعدهای اضافه کجایند؟ جوابی که معمولاً به این سوال داده میشود اینست که این بعدها برخلاف چهار بعد دیگر) کوچک و نیز فشرده (معادل انگلیسی compact) هستند. فشرده یعنی آنکه اگر در جهت آنها به اندازهٔ کافی پیش‌روی کنید به جای اول خود باز می‌گردید. کوچک بودن هم معنایش اینست که برای آنکه به جای نخست بازگردید باید مسافت خیلی کمی را طی کنید.
برای نمونه یک لولهٔ بینهایت دراز را در نظر بگیرید. سطح این لوله مسلما دوبعدی است. یعنی مورچه‌ای که روی سطح این لوله قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. فرض کنید که سر مورچه در راستای طول لوله‌است. مورچه می‌تواند یا عقب-جلو برود یا چپ-و-راست. اما اگر به‌فرض این مورچه به اندازهٔ کافی (یعنی به اندازهٔ محیط لوله) در جهت چپ حرکت کند به جای اول خود باز می‌گردد اما قضیه در مورد عقب جلو رفتن صدق نمی‌کند. پس یکی از بعدهای این فضای دوبعدی (یعنی یکی از بعدهای سطح لوله) فشرده و یکی نافشرده است.
اینک فرض کنید که این مورچه روی یک توپ قرار دارد. باز هم می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند منتهی این‌بار در هر جهتی روی سطح کره مستقیم حرکت کند، پس از طی مسافتی (برابر با محیط دایرهٔ عظیمهٔ کره) به جای نخست بازمی‌گردد. پس این بار هر دو بعد این فضای دوبعدی (یعنی سطح توپ) فشرده است.
بازگردیم به فضای دوبعدی سطح لوله. این بار فرض کنید که محیط این لوله خیلی کم باشد یا مثلاً به جای لوله یک کابل برق داشته‌باشیم. برای مورچه (اگر به اندازهٔ کافی کوچک باشد)این کابل هنوز یک سطح دو بعدی است یعنی وقتی که روی سطح کابل قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. اما برای ما انسان‌ها کابل برق یک شی یک بعدی محسوب میشود چون فقط درازای آن قابل درک است.
حالتی بسیار شبیه به این در مورد این بعدهای اضافه در نظریه ریسمان رخ می‌دهد. به این معنی که ما به خاطر اندازهٔ بزرگ خود از درک این ابعاد اضافی عاجز هستیم اما این ابعاد برای بعضی از ذره‌ها با انرژی زیاد قابل دسترسی است.
انواع نظریه ریسمان
باید گفت که چندین نظریه ریسمان وجود دارد. تنها تعداد کمی از آنها میتوانند نامزدی برای توصیف طبیعت باشند. برای مثال نظریهٔ ریسمانی که در طیف ذراتش (یعنی در حالتهای مختلف نوسانی‌اش) ذره‌ای دارد که سریعتر از نور حرکت میکند نمی‌تواند مدل خوبی از طبیعت باشد. چون هیچ چیز نمی‌تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند. اما حتی نظریه‌های ریسمانی که مدل خوبی از طبیعت نیستند میتوانند به فهم فیزیکدانان از این نظریه و نظریه‌هایی که میتوانند به فهم طبیعت کمک کنند، مدد برسانند.
به طور کلی دو گونه نظریه ریسمان وجود دارد:
ریسمان بوزونی
اَبَرریسمان
ریسمان بوزونی
نخستین نوع و ساده‌ترین نوع نظریهٔ ریسمان است. به طور سنتی احتیاج به ۲۶ بعد برای همخوانی با ضوابط و پیش‌فرضهای فیزیکی (مانند تقارن لورنس) دارد. متاسفانه در طیف ذرات آن تاکیون (ذره‌ای که سریعتر از نور حرکت میکند) وجود دارد بنابراین نمی‌تواند مدلی از طبیعت باشد. همچنین از آمار بوز (در مقابل فِرْمی در مکانیک آماری) پیروی میکند بنابراین به طور طبیعی نمی‌تواند توصیف‌گر ذراتی مثل الکترون باشد.البته این نظریه در توصیف ذرات میدانی مانند گراویتون‌ها و فوتون‌ها موفق است.
ابرریسمان
با استفاده از فرض ابرتقارن (یعنی در مقابل هر ذره بوزی ذره‌ای فرمیی داریم) نوعی نظریه است که قابلیت آن را دارد که توصیف‌گر طبیعت باشد. تعداد ابعاد مورد نیاز در ابرریسمان غالبا ده است. در حال حاضر پنج نظریهٔ ابرریسمان وجود دارند که میتوانند توصیف‌گر طبیعت باشند. این پنج نظریه شامل نوع I، IIA IIB و دو نظریهٔ ابرریسمان دیگر که به هتروتیک معروف‌اند میشود.
د-وسته
مفهوم دیگری که وابستگی به ریسمان دارد د-وسته است. د-وسته‌ها اشیایی هستند که دو سر ریسمانهای باز روی آنها می‌لغزند. این اشیا میتوانند صفر-بعدی تا تعداد ابعاد-فضایی(غیر زمانی)-بعدی باشند. به د-وستهٔ دو بعدی یعنی شکلی مثل یک صفحه‌کاغذ با ضخامت صفر «پوسته» یا د۲-وسته (تلفظ میشود دال-دووسته) می‌گویند. (نام د-وسته هم به قرینهٔ پوسته انتخاب شده‌است). د۱-وسته (خوانده میشود دال-یکوسته) خود به شکل ریسمان است. به همین منوال می‌توانیم د۰-وسته(دال-صفروسته) د۳-وسته(دال-سووسته) د۴-وسته و ... داشته‌باشیم. حرف «د» که در ابتدای این کلمه‌ها می‌آید حرف نخستین نام دریشله(ریاضیدان‌است) است. بنابراین د-وستهٔ هرچند بعدی که داشته‌باشیم آن را به صورت «د تعداد ابعاد-وسته» می‌نویسیم.
در سالهای اخیر د-وسته‌ها اهمینت فزاینده‌ای یافته‌اند و به خودی خود اهمیت دارند. یعنی اهمیت آنها دیگر فقط به خاطر این نیست که دو سر ریسمان‌ها روی آنها می‌لغزد. مثلاً با چیدن د-وسته‌ها در فضا و از این رو محدود کردن جاهایی که ریسمان می‌تواند آغاز یا انجام یابد میتوان نظریه‌های پیمانه‌ای مختلف ایجاد کرد. همچنین میتوان کنش توصیف‌کنندهٔ یک د-وسته را نوشت.
تاریخچه نظریه ریسمان
نظریه ریسما نخستین بار برای توضیح نیروی بین‌هسته‌ای قوی پیشنهاد شد. لیکن معلوم شد که مدل کرومودینامیک کوانتوم (QCD) که اینکن بخشی از مدل استاندارد در توضیح این پدیده بسیار موفق‌تر است. طبیعتاً نظریهٔ ریسمان به نفع کرومودینایک کوانتوم وانهاده شد.
بعدها نظریهٔ ریسمان به عنوان یک تئوری نامتناقض گرانش کوانتومی از نو توسط گرین و شوارتز مطرح شد. این‌بار اندازه و مقیاس ریسمان‌ها بسیار کوچکتر از آنِ ریسمانهای توضیح‌دهندهٔ نیروی ضعیف در نظر گرفته شد. به این احیای مجدد نظریهٔ ریسمان اصطلاحاً انقلاب نخست ابرریسمان گفته میشود. پیشوند ابر در ابتدای کلمهٔ ریسمان به این دلیل آمده‌است که برای داشتن یک نظریهٔ ریسمان فاقد نتاقض و همچنین امکان داشتن ریسمانهای فرمیونی (که در نهایت به توضیح خواص ذرات فرمیونی خواهد پرداخت)، نیاز به معرفی یک تقارن جدید موسوم به ابرتقارن در کنش ریسمان داریم. به این موضوع پیشتر اشارهٔ گذرایی شد. به هرحال چنان که پیشتر اشاره شد تنها پنج نظریهٔ ریسمان نامتناقض داریم. و این سؤال هم مطرح بود که کدام یک از این نظریه‌ها توصیف‌گر طبیعت‌اند.
نظریه-م (M-Theory)
در سال ا۱۹۹۵ ادوارد ویتن و دیگران ثابت کردند که پنج نظریهٔ ابرریسمان موجود بی‌ارتباط به هم نیستند و با نوعی روابط همزادی (duality) به هم مربوط می‌شوند. ایشان نشان دادند که این پنج نظریه درواقع پنج «نمود» (=جلوه) گوناگون از یک نظریهٔ مادر و بزرگتر هستند. یعنی این نظریهٔ مادر که آن را نظریه-م(تلفظ میشود نظریهٔ میم) نام نهادند در شرایط خاص به هر یک از این پنج نظریه تقلیل می‌یابد (بسته به شرایط به نظریه‌های مختلف). عموماً به این واقعه انقلاب دوم ابرریسمان.
فیزیکدانان هنوز شناخت کاملی از نظریه-م ندارند حتی بر سراینکه «م» در نام نظریه دقیقا مبین چیست اختلاف نظر وجود دارد. بعضی می‌گویند «م» به معنی مادر است. برخی می‌گویند «م» مخفف «ماتریس» است. برخی دیگر (البته به شوخی) می‌گویند «م» (M) از واژگون‌کردن حرف نخست نام ویتن (W) می‌آید.
هرچه هست همکنون بسیاری از فیزیکدانان به دنبال کشف و درک نظریه-م هستند. احتمالاً یافتن نظریه-م از بزرگترین دستاوردهای بشر خواهد بود زیرا این نظریه قادر خواهد بود تمام دنیا را در بنیادین‌ترین حالت توصیف کند.
باید توجه داشت که نظریهٔ ریسمان (و به تبع آن نظریه-م)، نظریهای فاقد پارامتر آزاد است. یعنی جایی برای تنظیم پارامترها به کمک آزمایش باقی نمی‌گذارد. به بیان روشن‌تر خواص تمام ذرات باید از روی معادلات ریاضی درآورده شود. بنابراین مثلاً این نظریه باید بگوید چرا الکترون وجود دارد و چرا جرم آن فلان اندازه و چرا اسپین آن یک‌دوم و چرا بار الکتریکی آن بهمان مقدار است.
آیا حقیقتاً نظریهٔ ریسمان علمی‌است؟
بعضی از فیزیکدانان معتقدند که نظریهٔ ریسمان اصولا نظریهای علمی نیست چرا که هیچ پیش‌بینی ابطال‌پذیری نمی‌کند و در بهترین شرایط تنها به توضیح واقعیات موجود می‌پردازد.
نظریه-م و مسایل فلسفی مربوط به آن و سرنوشت ناپیدایش
در اینجا طنز کوچکی مطرح میشود: ما انسان‌ها یا قابلیت آن را داریم که به کشف نظریه-م نایل شویم یا نه. یعنی نظریه-م اصولا یا قابل کشف/فهم هست یا نیست. در نهایت به نظر می‌آید که این نظریه-م است که در مورد قابل کشف/فهم بودن یا نبودن خود تصمیم گرفته است! چون بالاخره ما انسان‌ها محصول جهانی هستیم که بر اساس قوانین نظریه-م کار میکند.
به علاوه این سوال بنیادی‌تر هم مطرح است که آیا اصلاً نظریه-م وجود دارد؟ چرا طبیعت باید موجودی قانونمند و در درجهٔ بعد قابل فهم باشد. اینشتین معتقد بود که غیرقابل‌فهم‌ترین چیز در مورد طبیعت این‌است که طبیعت قابل فهم است. متاسفانه یا خوشبختانه از هیچ‌کجا آیه نیامده‌است که نظریه-م به عنوان نظریهٔ همه چیز یا نظریهٔ وحدت‌بخش وجود دارد تا حالا ما به دنبال آن باشیم. هرچند که به نظر می‌آید تمام فیزیکدانان ریسمان‌کار به طور ضمنی معتقد/ خستو/ اند که نظریه-م وجود دارد و همچنین قابل درک برای ما انسان‌ها است وگرنه بعید بود عمر خود صرف آن کنند. اما این فرض تماما برخاسته از خوشبینی مفرط است که خوشبختانه تاکنون خلاف آن ثابت نشده‌است.
همچنین این احتمال (هرچند بسیار اندک) وجود دارد که روزی ثابت شود نظریهٔ ریسمان اساسا نادرست است. اتفاقی شبیه این امر در مورد نظریهٔ متغیر پنهان چندین سال قبل رخ داد. ریسمان‌کارها معتقدند که شانس از بیخ و بن نادرست بودن نظریهٔ ریسمان بسیار بسیار اندک و حتی نزدیک صفر است. چرا که تاکنون شواهد بسیار زیادی مبنی بر صحت آن یافت شده‌است. ممکن است آزمایشهای آینده جهت تحقیقات را تغییر دهد ولی احتمال تکذیب این نظریه چنانکه که گفته شد تقریباً صفر است.
منبع
Polchinski, Joseph (1998). String Theory, Cambridge University Press
™Ali
09-09-09, 00:42
قاعده پائولی و یا قاعده غیر امکان و یا اصل طرد پائولی (به انگلیسی: Pauli exclusion principle)نامیده شده به اسم کشف‌کننده‌اش، ولفگانگ پاولی، قاعده‌ای بسیار مهم و اساسی در مکانیک کوانتومی میباشد، که بر طبق آن دو و یا تعداد بیشتری فرمیون همسان (به عنوان مثال دو الکترون) در یک سیستم کوانتومی، نمی‌توانند همزمان در تمام اعداد کوانتومی مقدار یکسانی داشته باشند. به عبارتی، اشغال یک حالت کوانتومی توسط دو فرمیون همسان، در یک زمان غیر ممکن میباشد. از نتایج مهم این قاعده این است که برای فرمیون‌ها هیچ چگالشی وجود ندارد.
منابع:
Shankar, R., Principles of Quantum Mechanics, ۲nd edition (Plenum, ۱۹۹۴)
Sakurai, J. J. (۱۹۶۷). Advanced Quantum Mechanics. Addison Wesley. ISBN ۰-۲۰۱-۰۶۷۱۰-۲
Agne
09-09-09, 15:47
red shift
Only the registered members can see the link
به نظر شما این ربطی به اثر دوپلر داره؟
آخه این رو تو نجوم با این اسم تلقی میکنن.
:give_rose:
™Ali
09-09-09, 15:58
Only the registered members can see the link
به نظر شما این ربطی به اثر دوپلر داره؟
آخه این رو تو نجوم با این اسم تلقی میکنن.
:give_rose:
آخه کسی در اینجا اسمی از اثر دوپلر آورده ؟! :1. (26):
به تمایل یک رنگ برای میل سمت قرمز شدن رو Red Shift می گن !
ولی اثر دوپلر:
هرگاه شنونده‌ای به سمت یک منبع ساکن که از خود موج صوتی گسیل میکند حرکت کند، بسامد صوتی که دریافت میکند بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد (شنونده صدا را زیرتر می‌شنود). و اگر از منبع صوت دور شود، موجی را با بسامد کمتر دریافت میکند (شنونده صدا را بم‌تر می‌شنود). اگر منبع موج نیز از شنونده دور و یا به او نزدیک شود، بسامد صوتی که شنونده می‌شنود نیز به ترتیب کمتر و یا بیشتر میشود.
Agne
09-09-09, 16:14
چرا زود جواب میدی آخه؟ :give_rose::lol:
اپرای من هنگ کرد داشتم در پیرو حرفام چیزی میگفتم.
نه اتفاقا این دو تا کاملا به هم ربط دارن!
red shift و اثر دوپلر رو میگم.
این. قبل از پست خودت به حساب بیار:
بله.
اینجا مطالب جالبی نوشته.
انگار red shift چند نوع داره.
Relativistic Doppler
دوپلر نسبیتی
هندسه:
فضا زمان مسطح (مینکوسکی)
a four-dimensional manifold for representing a spacetime. Minkowski space is named after the German mathematician Hermann Minkowski.
برای نشان دادن فضا زمان 4 بعد را در نظر میگیرد، طول، عرض، ارتفاع و زمان. این ارائه متعلق به دانشمند آلمانی آقای
هرمان مینکوسکی است.
Only the registered members can see the link
اثر دوپلر:
Only the registered members can see the link
برای مشاهده ی این تغییر رنگ جسم یاد با سرعتی قریب بر 5200 کیلومتر بر ثانیه حرکت کنه، سرعتی 75 بار بیشتر از رکورد سریعترین کاوشگرهای فضایی ساخته ی دست بشر.
Agne
09-09-09, 16:16
اینطور که بر میاد اثر دوپلر به نوعی زیر مجموعه ی red shift یه حساب میاد.
اگر به کتاب زمین شناسی پیش دانشگاهی دسترسی داری به صفحات اولش یه نگاهی بنداز!
™Ali
09-09-09, 17:43
خب خودت جواب خودت رو دادی :1. (38): :
اینطور که بر میاد اثر دوپلر به نوعی زیر مجموعه ی red shift یه حساب میاد.
اثر دوپلر هم مربوط به طول موج های صوتی میشه (همون مثال قطار ! ) هم مربوط به نور ستارگان :11():
Agne
09-09-09, 17:48
خب خودت جواب خودت رو دادی :
تقصیر اپرا شد.
™Ali
09-09-09, 21:14
شتابدهنده، دستگاهی است که در آن ذرّات باردار (مانند: ذرات بنیادی، هسته اتم‌ها یا اتمهای یونیزه شده، مولکولها یا قسمت‌های مولکول به وسیله میدانهای الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت‌های بسیار زیادی شتاب‌داده می‌شوند. به طوری که سرعت بسیاری از آنها، حتی تا نزدیکی‌های سرعت نور می‌رسد. انرژی جنبشی ذره در این حالت به این ترتیب، به اندازه چندین برابر انرژی در حال سکون آن میباشد (رجوع شود به E=mc²).
از شتاب‌دهنده‌ها در زمینه‌های مختلفی از فیزیک، از جمله در اندازه‌گیریهای متعددی در فیزیک هسته‌ای استفاده میشود: یعنی از طریق شلیک ذرّات، توسط شتابدهنده به سوی جسم در حال تحقیق (Target) و پراکند‌شدن آنها و اندازه‌گیری، توسط یک دوربین یا به طور بهتر ردیاب (Detector).
در حال حاضر، بزرگترین شتابدهنده در جهان در سرن در حال ساخت است. شتاب‌دهنده‌ها اصولا به دو دسته خطی و دایره‌ای تقسیم می‌شوند. مشهورترین و ساده‌ترین شتابدهنده خطی، شتابدهنده واندگراف است و شتاب‌دهنده‌های دایره‌ای، عبارت هستند از: بتاترون، سیکلوترون، میکروتون و سینکروترون. :11():
منبع (Only the registered members can see the link)
Agne
10-09-09, 05:22
واندگراف
این با واندوگراف فرق داره؟
وان دوگراف دستگاهی است که می‌تواند مقدار زیادی الکتریسیته ساکن تولید کند.
اینطوری میکنه!
Only the registered members can see the link
فکر میکنم در حوزه ی کلاسیک باشه، آیا این تشابه اسمیه؟
Agne
10-09-09, 05:28
در پیرو مطلب شتاب دهنده...
مصاحبه با دکتر جیمز گیلیس، سخنگوی آزمایشگاه سرن
سپتامبر 2008، بزرگترین ماشین علمی دست ساخته بشر، چشمان خود را گشود تا به تماشای نخستین لحظات خلقت کیهان بنشیند. شتاب دهنده غول پیکر LHC (ابرتصادم گر هادرونی)، بعنوان بزرگترین آزمایشگاه علمی بشر، ابزار کارآمدی است که به تحقیق پیرامون بنیان های سازنده ماده و ابعاد مجهول کیهان پیرامون ما می پردازد. این آزمایشگاه با شبیه سازی رویدادی مشابه آنچه 7/13 میلیارد سال پیش در هنگام وقوع انفجار بزرگ بعنوان مبدا کیهان، رخداد؛ بدنبال بنیادی ترین ذرات سازنده ماده است. برخورد دهنده های ذرات، با برخورد دادن ذرات بارداری همچون پروتون در میدان های عظیم الکتریکی به سرعت های سرسام آوری نزدیک به سرعت نور، ذرات آزاد شده در جریان برخورد را مورد مطالعه قرار می دهند. پیش از این، برخورد دهنده های تواترون (Tevatron) در آزمایشگاه فرمی و نیز RHIC واقع در ایالت های الیونیس و نیویورک ایالات متحده، رازهای بسیاری را از جهان محصور در ابعاد زیراتمی فاش کرده بودند؛ اما قدرت بسیار بیشتر برخوردها و نیز حسگر های پیشرفته تر LHC، به بشر این امکان را خواهد داد تا کشفیات شایان توجهی را در حوزه فیزیک جدید به انجام برساند.
Only the registered members can see the link
دکتر James Gillies؛ سخنگوی آزمایشگاه CERN
کوچک ترین ذره ای که تاکنون وجود آن به اثبات رسیده است، کوارک نام دارد. در اصطلاح فیزیک، هر ذره ای که از تجمع کوارک ها بوسیله نیروی قوی هسته ای بوجود آید، هادرون نامیده می شود. الکترون ها و پروتون ها نمونه هایی از ذرات هادرونی می باشند. می دانیم که برای مشاهده یک میکروب و یا ساختارهای میکروسکوپی یک برگ به راحتی می توان از یک میکروسکوپ معمولی استفاده کرد که رفتار آن بر اساس عملکرد نور است. طول موج نور معمولی نیز در حدود 10 به توان 6- متر می باشد. بنابراین ذراتی با ابعاد کوچکتر از این را نمی توان با میکروسکوپ معمولی مشاهده کرد. از اینرو میکروسکوپ های الکترونی برای مشاهده مولکول ها و اتم ها بکار می روند که به امواجی با طول موج 10 به توان 9- متر فعالیت می کنند. از یکسو ایجاد امواجی با طول موج های بالاتر نیز مستلزم بکار بردن انرژی بیشتری است. حال مشاهده الکترون ها و کوارک ها که در ابعادی به اندازه 10 به توان 18- و 19- متر هستند، نیازمند میکروسکوپی با توان ایجاد چنین طول موج هایی است که انرژی بسیار زیادی را می طلبد. LHC، با بهره گیری از آهنرباهای ابررسانای فوق العاده عظیم، تشکیل شده از 270 هزار کیلومتر سیم هادی جریان که در دمای 9/272- درجه سانتیگراد کار کرده و میدان مغناطیسی در حدود 100000 برابر میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می کنند؛ قادر به انجام چنین کاری است.
در جریان آزمایشات LHC، 2 موج حاوی میلیارد ها پروتون، به 2 تونل خلأ 27 کیلومتری مدوری در 100 متری زیر زمین که آهنرباهای ابررسانا آن را احاطه کرده اند، تزریق می شود. این دو تونل در 4 نقطه همدیگر را قطع می کنند که همان نقاط برخورد دو موج و از هم پاشیدگی پروتون های اندکی است که دقیقا از روبرو بهم برخورد کرده اند. 4 حسگر بسیار مجهز و بزرگ نیز که کانون فعالیت های آزمایشگاه را تشکیل می دهند؛ در این نقاط قرار دارند و به مطالعه ذرات آزاد شده در جریان فروپاشی پروتون ها می پردازند. این حسگر ها، قادر به ردیابی بیش از 600 میلیون برخورد زیراتمی در ثانیه هستند که تنها کسر معدودی از این برخوردها حاوی اطلاعات علمی ارزشمند است ! متن زیر مصاحبه ای است با دکتر جیمز گیلیس (James Gillis)، سخنگوی مرکز تحقیقات اتمی CERN ، که در آن سعی شده است تا به نتایج علمی آتی این ماشین غول پیکر زمان پرداخته شود.
بعنوان نخستین سوال، مهمترین اهداف علمی LHC چیست ؟
مهمترین هدف علمی LHC، وسعت بخشیدن دانسته های ما پیرامون کیهان است. سوالات ویژه (-ای که LHC در صدد پاسخ به آنهاست)؛ شامل جستجو بدنبال "هیگز-بوزون" ، (ذره ای که ممکن است شواهدی از وجود نوعی مکانیسم، به دست ما بدهد که بر اساس آن، بتوان برای برخی از ذرات بنیادی ماده، جرم در نظر گرفت)؛ جستجو بدنبال ماده تاریک؛ تلاش برای پی بردن به عدم تقارن ماده-پادماده و نیز مطالعه بر روی نوع جدیدی از ماده موسوم به QGP یا پلاسمای کوارک � گلوئونی است.
برتری LHC، بر شتاب دهنده های ذرات پیشین، در چیست ؟
تونل LHC، در سال 1980، برای شتاب دهنده قدیمیتری موسوم به LEP ساخته شده بود که هدف از ساخت آن، درک بهتر از کشفیات انجام شده در دهه های 1970 و 1980 بود. LEP، یک برخورد دهنده الکترون � پروتونی بود در حالی که LHC، یک برخورد دهنده پروتونی است و این به آن معناست که می توان انرژی های بسیار بیشتری نسبت به LEP در آن به کار بست. LHC یک ماشین اکتشاف است.
Only the registered members can see the link
لحظاتی پس از تزریق نخستین اشعه الکترونی به درون تونل � عکس از مرکز CERN
پیش از این، مهمترین کشفیات علمی شتاب دهنده های پیشین مانند تواترون چه بود؟ انتظار دارید تا چه حد LHC بتواند نگاه ما را نسبت به کیهان تغییر دهد ؟
شتاب دهنده های پیشین مانند تواترون و LEP، کمک های بسیار مهمی در زمینه فهم ما از ماده داشتند؛ بطور خلاصه در نظریه ای موسوم به مدل استاندارد2. هر چند مدل استاندارد، ناقص است و تنها قسمت مرئی جهان ما را توصیف می کند. ما امیدواریم LHC با کشف ذره هیگز یا هر ذره دیگری با رفتارهای مشابه، مدل استاندارد را تکمیل کند و ما را فراتر از مدل استاندارد کنونی ببرد؛ به 95 درصدی از جهان ما که برای ما غیر قابل مشاهده است.
- چگونه حسگر های عظیمی مانند ATLAS (یکی از چهار حسگر موجود در تونل LHC)، می توانند ذراتی را آشکار سازی کنند که کوچکتر از هرآن چیزی هستند که تاکنون مشاهده شده است ؟
آنها از فناوری مشابه در شتاب دهنده های پیشین بهره می برند، اما در مقیاسی وسیع تر. بیش از 100 میلیون حسگر مجزا، مسیر و انرژی ذرات را مورد محاسبه قرار می دهند.
- آیا همانگونه که LHC، خواهد توانست به توضیح نقطه آغازین جهان بپردازد، می تواند پایان جهان را نیز توصیف کند ؟
خیر؛ این از اهداف LHC، نیست.
- با توجه به فناوری پیشرفته ای که در حسگرهای LHC، بکار گرفته شده است، آیا احتمال این وجود دارد که آنها نتوانند ذره ای را آشکار کنند که در واقع وجود خارجی داشته باشد؟
اصل راهنما در اینجا، فرمول E=mc2 است. ما به اشعه ای از ذرات انرژی (E) می بخشیم تا ذرات جدیدی با جرم m تولید کنیم (فرآیندی برعکس انفجارهای اتمی که در آنها مقادیری از ماده به انرژی بدل می شود). جرم ذراتی که ما می توانیم تولید کنیم، بستگی به میزان انرژی دارد که در اشعه وجود داشته باشد (بنابراین با مقادیر مختلف انرژی تزریقی، می توان ماده های مختلفی را بدست آورد).
- اگر چنانچه ذره هیگز-بوزون در جریان آزمایشات علمی LHC کشف شود، آیا مدل استاندارد بعنوان نظریه ای برای همه چیز (نظریه ای که بتواند تمامی نیروهای جهان هستی را توصیف کند) تایید خواهد شد ؟
خیر؛ ما می دانیم که مدل استاندارد نیز نظریه ای برای همه چیز نیست.
- آیا LHC خواهد توانست پادماده تولید کند؟ تجسم فیزیکی پادماده چگونه است؟
پادماده از موادی همانند ماده معمولی ساخته شده است. زمانی که ماده و پادماده به هم برخورد کنند، آنها نابود شده و تنها مقادیری انرژی بر جای می گذارند. این امر منجر به طرح این سوالات می شود که : چرا به نظر می رسد کیهان از پادماده تشکیل شده باشد؟ آیا طبیعت ماده را نسبت به پادماده ترجیح می دهد ؟ این ها از سوالاتی است که LHC، بدنبال پاسخی برای آنهاست.
- چه عواملی در سرعت بخشیدن به اشعه پروتونی تا سرعت 999999991/99 % سرعت نور موثرند ؟ و چرا اشعه به سرعتی بالاتر از این دست نمی یابد ؟
هیچ چیز سریعتر از نور حرکت نمی کند و تنها ذراتی بدون جرم با سرعت نور حرکت می کنند. میدان های الکتریکی ذرات را شتاب می بخشند و میدان های مغناطیسی، آنها را هدایت می کنند.
- کدام نظریات فیزیکی، با آغاز آزمایشات LHC، تایید یا رد خواهند شد ؟
بایستی منتظر ماند و دید که اطلاعات دریافتی به ما چه می گویند.
- آیا LHC خواهد توانست ریزسیاهچاله تولید کند؟ قبلاً شایعه ای وجود داشت مبنی بر اینکه LHC می تواند زمین را با تولید ذراتی موسوم به Strangelet نابود کند. آیا چنین ذره ای یا ذرات مشابه آن، می تواند در LHC تولید شود؟
LHC، کاری را انجام نمی دهد که در طبیعت رخ بدهد و در واقع تنها مشاهده چنین فرایندهایی را برای ما ممکن می سازد.
Only the registered members can see the link
تونل LHC واقع در 100 متری زیر زمین
LHCتا چه حد می تواند به حل معمای ماده تاریک کمک کند؟
یکی از مواردی که LHC، بدنبال آن است، ابرتقارن است. اگر چنین نظریه ای درست باشد، آنگاه ذرات ابرمتقارن، می توانند همان ماده تاریک باشند و ما بایتستی آنها را برای نخستین بار در LHC مشاهده کنیم.
- چگونه شتابدهنده های عظیم ذرات می توانند انواع جدید از ماده مانند QGP را تولید کنند ؟
با فشرده سازی هسته های اتمی ماده معمولی در حجم های بسیار کوچک.
- بهنگام برخورد پروتون ها در تونل LHC، چه میزان انرژی تولید می شود؟
هر برخورد پروتونی انرژی به میزان حرکت یک مگس ایجاد می کند ! اما این انرژی در حجم کوچکی متمرکز می شود که به ما اجازه می دهد تا مواد جدیدی را تولید کنیم.
- بعنوان آخرین سوال، پروژه LHC در نتیجه همکاری مابین چند کشور و چند دانشمند است؟
تقریباً 10000 دانشمند از 80 کشور جهان.
از همکاری شما در این مصاحبه متشکرم.
من نیز از شما متشکرم.
1- CERN یا سازمان اروپایی تحقیقات اتمی، بزرگترین آزمایشگاه فیزیک ذرات جهان است که در شمال غربی حومه شهر ژنو در مرز سوییس و فرانسه قرار دارد. مهمترین وظیفه CERN، ساخت شتابدهنده های ذرات و نیز تامین نیازهای تحقیقاتی فیزیک انرژی های بالاست. www یا تارجهان گستر وب برای نخستین با توسط تیم برنرز-لی و رابرت کیلیائو در سال 1989 در این آزمایشگاه آغاز بکار کرد و در سال 1993، CERN اجازه استفاده همگانی از آن را صادر کرد. LHC، بزرگترین شتابدهنده این سازمان است.
2- مدل استاندارد در حوزه فیزیک ذرات، نظریه ای است که 3 نیرو از چهار نیروی بنیادی کیهان را توصیف می کند. این نیروها الکترومغناطیس، نیروی ضعیف هسته ای و نیروی قوی هسته ای (که کوارک ها و گلوئون ها را کنار یکدیگر نگه داشته است) می باشند.
منبع:سی.پی.اچ تئوری
Agne
10-09-09, 05:30
آیا این آزمایش راز هستی و Big bang رو برملا میکنه؟
میشه ازش به عنوان ابزاری برای انکار وجود خدا استفاده کرد؟
Agne
10-09-09, 08:13
سازمان اروپایی پژوهش هسته ای (سرن) آزمایشی را به امید کشف بخشی از راز پیدایش کیهان آغاز کرده است.بامداد روز چهارشنبه، ۱۰ سپتامبر (۲۰ شهریور)، متخصصان آزمایشگاه سرن، واقع در مرز سوئیس و فرانسه، پرتوهای پر انرژی پروتونی را با سرعتی نزدیک به سرعت حرکت نور به دستگاه برخورد دهنده بزرگ هادرون (ال اچ سی)، بزرگترین دستگاه شتابدهنده ذره ای، وارد کردند. صدها پژوهشگر از کشورهای مختلف از جمله از ایران در اجرای این آزمایش و بررسی نتایج به دست آمده از آن مشارکت دارند.
دستگاه ال اچ سی شامل تونلی مدور به طول بیست و هفت کیلومتر در عمق متوسط یکصد متری زیرزمین در مرز سوئیس و فرانسه است که بیش از هزار دستگاه مغناطیسی خم کننده در آن تعبیه شده است. این خم کننده ها باعث تنظیم جهت حرکت پرتوهای پروتونی می شوند به نحوی که این پرتوها مسیر دایره شکل تونل را طی کنند.
پس از مرحله اول تابش پرتوها، پرتوهای دیگری نیز به داخل تونل تابیده می شوند و این دو پرتو در مکان های خاصی در طول تونل با یکدیگر تلاقی می کنند. این آزمایش با هدف به آزمون گذاشتن “الگوی استاندارد” مربوط به مبدا پیدایش کیهان از طریق تبدیل ذرات بدون جرم به ماده دارای جرم به اجرا گذاشته می شود.
براساس این فرضیه، فوتون ها، که بسته های انرژی بدون جرم هستند، از طریق “مکانیسم هیگز” به ذرات بنیادی دارای جرم – موسوم به ذره الهی – به ماده دارای جرم تبدیل می شوند اما تا کنون دستیابی به این پدیده در آزمایشگاه امکانپذیر نبوده است.
ذرات بنیادی دارای جرم
تایید فرضیه تبدیل ذرات بدون جرم به ذرات دارای جرم، به منزله گامی مهم در پذیرش فرضیه انفجار بزرگ (مهبانگ یا بیگ بنگ) به عنوان مبداء پیدایش کائنات و تشکیل کهکشان ها و در نهایت، منظومه شمسی و کره زمین خواهد بود. برخورد دهنده بزرگ هادرون با هزینه ای بیش از تخمین های اولیه ساخته شده است
پس از خاتمه آزمایش، دانشمندان برای یافتن ذرات دارای جرم، به بررسی مواد باقیمانده در محل برخورد پرتوهای متقابل خواهند پرداخت و انتظار می رود جمع آوری و تحلیل اطلاعات حاصل از این آزمایش شش ماه تا یک سال به طول انجامد.
پیتر هیگینز، پژوهشگر هفتاد و نه ساله بریتانیایی و مبدع مکانیسم هیگز، گفته است که به اعتقاد وی، آزمایش سرن خواهد توانست وجود “ذره الهی” را نشان دهد.
طرح ساخت برخورد دهنده بزرگ هادرون Large Hadron Collider در اوایل دهه ۱۹۸۰ توسط سازمان اروپایی پژوهش هسته ای – سرن – مطرح شد تا برای این سئوال که چگونه ذرات بدون جرم می توانند دارای جرم شوند پاسخی بیابد.
این طرح سرانجام در سال ۱۹۹۶، با بودجه ای به مبلغ ۲٫۶ میلیارد فرانک سوئیس به تصویب رسید و ساخت آن، با تاخیرهای مکرر و با بودجه ای تقریبا دو برابر تخمین اولیه، در سال جاری تکمیل شد.
سازمان اروپایی پژوهش هسته ای در سال ۱۹۵۴ توسط یازده کشور اروپایی برای تحقیقات پیرامون هسته اتم تشکیل شد اما به زودی به پژوهش در جنبه های دیگر فیزیک هسته ای و ذرات بنیادی نیز گرایش یافت.
در سال های بعد، شمار دیگری از کشورهای جهان به عنوان عضو اصلی یا ناظر در این سازمان پذیرفته شدند در حالیکه کشورهای دیگری، از جمله ایران، در تحقیقات مختلف این سازمان مشارکت داشته و از نتایج تحقیقات آن برخوردار می شوند.
عکس های جالبی از Cern
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
Only the registered members can see the link
منبع: بی بی سی
™Ali
10-09-09, 10:15
این با واندوگراف فرق داره؟
وان دوگراف دستگاهی است که می‌تواند مقدار زیادی الکتریسیته ساکن تولید کند.
اینطوری میکنه!
Only the registered members can see the link
فکر میکنم در حوزه ی کلاسیک باشه، آیا این تشابه اسمیه؟
نه منظورش واندوگراف نیست بلکه مبحث شتاب دهنده های نوع واندگراف هست !
شتاب دهنده ی واندوگراف برای شتاب ذره های اتمی استفاده میشه در حالی که خود واندوگراف برای تولید بار الکتریسیته ساکن ! (میگن نوع بزرگ واندوگراف که تولید بار می کنه میتونه آدم رو هم بکشه ! :1. (38):)
در کل خیلی فرق می کنند . :wink:
Agne
10-09-09, 17:46
100%
رادرفورد برای نشون دادن اینکه بار در سطح خارجی جسم رسانا پخش میشه (ببخشید فعله دیگه ای به ذهنم نمیاد :1. (26): ) رفت تو قفس و اونو به واندوگراف، از اون غول پیکراش وصل کرد.
امروزه اتوموبیل ها، هواپیماها از این اصل تبعیت میکنند و به همه ی آنها میتوان نام قفس فارادی نسبت داد.
:give_rose:
™Ali
12-09-09, 17:14
100%
رادرفورد برای نشون دادن اینکه بار در سطح خارجی جسم رسانا پخش میشه (ببخشید فعله دیگه ای به ذهنم نمیاد :1. (26): ) رفت تو قفس و اونو به واندوگراف، از اون غول پیکراش وصل کرد.
امروزه اتوموبیل ها، هواپیماها از این اصل تبعیت میکنند و به همه ی آنها میتوان نام قفس فارادی نسبت داد.
:give_rose:
100 درصد چی ؟! :wink:
در مورد اون واندوگراف عکسش فکر کنم اول کتاب فیزیک سال سوم هست که مردی درون یه قفس نشسته و یه واندوگراف به قفس وصله ! :yes:
Agne
12-09-09, 22:34
100 درصد چی ؟! :wink:
در مورد اون واندوگراف عکسش فکر کنم اول کتاب فیزیک سال سوم هست که مردی درون یه قفس نشسته و یه واندوگراف به قفس وصله ! :yes:
"100%" در تایید حرف شما اومده.
بله درسته، اون عکس همون واندوگرافه!
:give_rose:
Agne
15-09-09, 12:09
پروفسور علی جوان در سال 1958 زمانی که کارمند آزمایشگاه بل بود، ایده قانون کلی لیزر گازرا مطرح نمود و در 1960 طرح خود را به مرحله باروری رساند. او در سال 1964 برای کارهایی که در زمینه لیزر گازها انجام داده بود مدال استوارت بالنتاین Stewart Ballentine را از انستیتو فرانکلین دریافت نمود و در سال 1966 مدال بنیاد فنی و جان هرتز Fanny and John Hertz Foundation و در سال 1975 مدالفردریک آیوز Fredrick Ives از انجمن اپتیکال و در سال 1993 مدال علمی جهانی آلبرت اینشتین Albert Einstein World Medal of Scienceرا از انجمن World Cultural دریافت کرد.
Only the registered members can see the link
Agne
30-10-09, 19:11
میشه در مور تگ های زیر موضوعاتی بزاری و بحث کنیم؟
- معادله شرودینگر
- مکانیک کوانتومی
- ریاضیات کاربردی در فیزیک یا برای فیزیک
:give_rose:
Jagvar
30-10-09, 21:25
دوستان من خیلی علاقه شدیدی دارم به فیزیک بحث کنیدمن هم میام(خوشمان می اید.)
جان خودم نباشه جان صدام اگه اورکلاکر نمی شدم می رفتم انشتین دوم می شدم(به کسی نگید ها خیلی چیزی بارم نیست:1. (29):)
-----------------------------
جدا از مقالاتی که مطرح میشه بیایید مباحث جزئی هم انجام بدیم که باعث شیرینی تاپیک میشه.