فرمولی که در سنگ مزار استیون هاوکینگ حکاکی شده است!
استیون هاوکینگ قبل از مرگش درخواست کرد بزرگ‌ترین دستاوردش در زمینه سیاهچاله‌ها که بعدها به تابشِ هاوکینگ شهرت پیدا کرد را روی سنگ مزارش بنویسند.
او بعد از سال‌ها تحقیق در زمینه سیاهچاله‌ها، فرمولی ارائه کرد که طبق آن سیاهچاله به دلیل تاثیرات کوانتومی، با تابش پرتو به آرامی تبخیر می‌شود و اطلاعاتی که درون آن قرار دارند با این تابش به آرامی و برای همیشه از جهان ما ناپدید می‌شود.
در این رابطه #ħ ثابت دیراک–پلانک، #C سرعت نور، #G ثابت گرانش، #k ثابت بولتزمن و #M جرم سیاهچاله است.

🆔 @Physics3p

📚 آشنایی مختصر با ذرات سازنده ماده

#قسمت_اول

🆔 @Physics3p

بطور کلی تمامی ذرات تشکیل دهنده عالم ماده به سه دسته کلی تقسیم بندی میشوند:

💢 بوزون ها

به ذرات حامل انرژی بوزون میگویند که غالبأ جرم صفر یا ناچیزی دارند.
بوزون ها خود به چند دسته تقسیم میشوند که میتوان نام برد:
بوزون هیگز، گلوئون، بوزون z ، بوزون w ، فوتون

از نام آشناترین آنها میتوان به فوتون که ناشی از برهم کنش میدانهای الکتریکی و مغناطیسی(الکترو مغناطیسی) است اشاره کرد.
در پست های قبل اشاره کوتاهی به بوزون هیگز و میدان ناشی از آن داشتیم که با لمس کلمه زیر میتوانید آن را مطالعه کنید:
#میدان_بوزون_هیگز

💢 لپتون ها

شاید بتوان گفت زیربنای ماده لپتون ها هستند که شامل ، نوترینو ها، میون ها، الکترون ها و ضد آن یعنی پوزیترون ها هستند.
در پست های قبلی توضیحات مفصلی درباره این ذرات و ذرات پوزیترون ارائه کردیم که میتوانید با جستجوی نام هریک، برای مثال کلمه «پوزیترون» آن را مطالعه کنید

💢 هادرون ها

هادرون ها ذرات غیر بنیادی هستند که از جز کوچکتری بنام کوآرک تشکیل میشوند.
کوآرک ها در سه دسته طبقه بندی میشوند که هریک برهم کنش خاص خود را دارند و میتوان آنها را جز غیر صحیح از ماده دانست.

از خانواده هادرون ها میتوان به پروتون ، نوترون و پیون اشاره کرد.
نوترون سنگین ترین آنهاست که بیشترین جرم را دارد و فاقد بار هست و جز اصلی هسته را تشکیل میدهد.
پیون ها که بسیار ناپایدار اند و در سه دسته ، پیون مثبت، منفی و خنثی قرار گرفته و غیر بنیادی اند.

✔میدانیم جهان هستی از دوجز کلی ماده و انرژی تشکیل شده است.
لپتون ها و هادرون ها که جز سازنده ماده هستند را فرمیون گویند و انرژی همان جز دیگر یعنی بوزون میباشد.

در پست های بعدی بصورت مجزا هریک از این ذرات بخصوص ذرات بوزون را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

🆔 @Physics3p

⚛ کانال فیزیک کوآنتوم

یک نظریه علمی، صرفا یک مدل ریاضی است که ما می سازیم تا مشاهداتمان را توصیف کنیم. نظریه علمی فقط در اذهان وجود دارد.

ذرات زیراتمی مانند الکترون، یک‌ مدل کارآمد هستند تا مشاهدات ما را توضیح دهند.

امروزه تمام فیزیکدانان به وجود الکترون باور دارند‌ حتی با این که نمی توان آن را دید.

وقتی مدلی ریاضی با مشاهدات سازگار است دیگر این سوال که آیا فلان پدیده واقعی است یا نه، سوال بی معنی است.

به این طرز تفکر یا به طور واضح تر مکتب فلسفی، واقع گرایی وابسته به مدل میگن.

واقع گرایی وابسته به مدل به فیزیکدانان کمک می کنه تا پدیده هایی رو بپذیرن که شاید غیر قابل رویت باشن اما بر طبق مدل اون، بتوان پیش بینی کرد و نشانه های اون پدیده را شناخت.

🆔 @Physics3p

📚 در هم تنیدگی کوانتومی چیست؟

🆔 @Physics3p

📚 یکی از پیش بینی های نظریه ریسمان این است که ما می توانیم در ترازهای انرژی بالا مدارکی بر وجود تقارن بین ذراتی که نیرو را منتقل می کنند و ذراتی که ماده را تشکیل می دهند مشاهده کنیم .
یعنی همان بوزون ها و فرمیون ها که به آن ابر تقارن میگویند.

🆔 @Physics3p

برای اینکه بتوانیم فضاپیمایی بسازیم که در فضا با سرعت نزدیک به نور حرکت کند و از افزایش شدید جرمش جلوگیری شود، باید این فضاپیما را شبیه بشقاب پرنده بسازیم که همزمان با حرکت انتقالی، حرکت تند وضعی نیز داشته باشد. اگر بشقاب پرنده واقعا وجود داشته باشد، به نظر می رسد که شکل خاص آن و نیز نحوه حرکت آن این چنین طراحی شده است.

🆔 @Physics3p

باید به این موضوع توجه شود که بر اساس #نسبیت خاص انیشتین، سرعت جسمی را نمیتوان به سرعت نور رساند و برای این کار بینهایت انرژی لازم است، اما میتوان به درصدی از آن رسید که در این سرعت، جرم جسم افزایش یافته و جسم در خودش متراکم میشود.
در ساختار بالا اگر همراه با حرکت انتقالی، حرکت وضعی نیز برای این بشقاب پرنده قائل شویم، نیروی گریز از مرکز ناشی از این حرکت دورانی از تراکم جسم جلوگیری میکند.

البته توجه شود که این فقط یک فرضیه است و هنوز وجود این نوع سیستم های پروازی تأیید نشده است.

@Physics3p

📚 کتاب هفته

↙ عنوان: فیزیک کوانتومی
✍ نویسنده: استیون گاسیورویچ

#پیشنهاد_ویژه_کانال

🆔 @Physics3p

↙ با توجه به اینکه خورشید خودش در حال حرکت است(چرخش بدور کهکشان راه شیری)، این تصویر متحرک یک مدلسازی دقیق‌تر از چرخش سیارات منظومه شمسی به دور خورشید را نشان می‌دهد.

🆔 @Physics3p

در سال ۱۹۳۵ فیزیکدانان آلبرت اینشتین و نیتن روزن با استفاده از نظریه‌ی #نسبیت_عام پیشنهاد وجود پلی را از میان فضا-زمان مطرح کردند، این مسیر به افتخار این دو دانشمند بزرگ پل اینشتین-روزن نامگذاری شد. طبق این نظریه پل اینشتین-روزن یا #کرم‌چاله‌ دو قسمت مختلف از فضا-زمان را به یکدیگر متصل می‌سازد. به لحاظ تئوری با عبور از این میانبر می‌توان از نقطه‌ای در فضا-زمان به نقطه‌‌ای دیگر منتقل شد. کرم‌چاله شامل دو دهانه و یک گلو است که دهانه گرد بوده و گلو حالتی صاف و کشیده دارد اما ممکن است گلو نیز بپیچد و حتی مسیری را طولانی‌تر کند.

در حال حاضر کرمچاله ها تنها امید دانشمندان برای سفر های طاقت فرسای بین ستاره ای است.
در پست های قبل بصورت مفصل در مورد این تونل های فضا-زمانی صحبت کردیم که میتوانید با جستجوی نام کرمچاله آن را مطالعه کنید.

🆔 @Physics3p

.

اگر دو الکترون در آغاز با هماهنگی ارتعاش کنند، میتوانند در همگامی موج وار باقی بمانند، حتی اگر آنها بسیار از هم دور شوند.
با آنکه دو الکترون چه بسا سالهای نوری از هم دور باشند، کماکان موج شرودینگر نامرئی آن دورا به هم متصل میکند! درست مانند بند ناف.
اگر بلایی سر یک الکترون بیاید، آنگاه فورأ این اطلاعات به دیگری نیز منتقل میشود.
به این «درهم تنیدگی کوآنتومی» می گوییم.
توجه کنید در اینجا اطلاعات فراتر از سرعت نور حرکت میکنند اما هرگز نسبیت نقض نمیشود، زیرا این اطلاعات یک طرفه و به نوعی احتمالی است و دقیق نیست!
برای مثال فرض کنید شما میدانید هرگاه اسپین یک الکترون بالا باشد، آنگاه دیگری پایین است.
پس اگر مشاهد کردید اسپین یکی پایین است، سریعتر از سرعت نور متوجه میشوید که دیگری باید بالا باشد.
یا به زبان ساده میتوان گفت که این تبادل اطلاعات یک سویه میباشد.


🆔 @Physics3p

مطلب کامل از درهم تنیدگی کوآنتومی👆👆

↙ انقباض طول که به انقباض لورنتس -جرالد معروف است، یکی از نتایج نظریه نسبیت خاص است که آلبرت اینشتین در سال 1905 ارائه داده بود. مطابق این نتیجه، در تمامی اجسامی که با سرعتی غیر از صفر نسبت به یک ناظر در حال حرکت هستند طول کاهش می یابد. نکته ی مهم این است که این تغییر طول در سرعت های پایین بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است و تنها در مواردی محسوس است که سرعت جسم حداقل یک دهم سرعت نور باشد.


🆔 @Physics3p

در بررسی جهان در مقیاس بزرگ با کهکشان ها یا ستاره هایی رو به رو می شویم که مشخصات متفاوتی دارند مثلا جرم، حجم، دما، چگالی و سایر مشخصات آن ها متفاوت است.

اما در بررسی جهان در مقیاس کوچک با الکترون هایی رو به رو می شویم که تمامی آن ها دارای جرم و بار الکتریکی یکسان هستند. در مورد فوتون ها، پروتون ها و نوترون ها هم، همین یکسان بودن مشخصات برقرار است. در حقیقت راه تمییزی برای تشخیص دادن یک الکترون از الکترون دیگر وجود ندارد زیرا تمام مشخصات آن ها یکی است.

ریچارد فاینمن در سخنرانی مراسم جایزه نوبل سال 1965 می گوید:

" در بهار سال 1940 یک روز در دانشگاه پرینستون تماس تلفنی ای از پروفسور جان ویلر دریافت کردم که در آن به من گفت: فاینمن، من میدونم چرا همه الکترون ها جرم و بار الکتریکی یکسانی دارند.

من گفتم چرا؟

و ویلر گفت: بخاطر اینکه در حقیقت همه اون ها فقط یک الکترون هستند، نه چند الکترون. یعنی یک الکترون که همزمان در همه جا وجود دارد."

تئوری جهانی از تنها یک الکترون.


🆔 @Physics3p

مدت زمان رسیدن فوتون نور از مرکز خورشید به سطح آن بین ۱۰٫۰۰۰ تا ۱۷۰٫۰۰۰ سال طول می کشد،
اما این سفر ملالت آور برای فوتون ها با سفر آنها درون یک اتم فرقی نمی کند.
تازه بعد از اینکه این نور به سطح خورشید رسید، ۸ دقیقه طول می کشد تا به زمین برسد.

🆔 @Physics3p

🔰 10 معادله ی برتر فیزیک:


🔸 معادله جرم- انرژی اینشتین (1)


🔵 این معادله یکی از پیامدهای نظریه نسبیت خاص اینشتین و مشهورترین معادله در فیزیک است. این معادله بیان می کند که جرم(m) و انرژی(E) با هم برابر و هم ارز هستند. ارتباط آنها بسیار ساده است و فقط جرم قدری دستکاری می شود. این معادله در ابتدا نشان داد که حتی جرم ِ در حال حرکت دارای انرژی ذاتی است.

🔴 همچنین این معادله در فیزیک ذرات و هسته‌ای نیز کاربرد دارد. بزرگترین تاثیر و شاید اتفاقی که بر ثبات آن افزود، توسعه و استفاده از بمب‌های اتمی در پایان جنگ جهانی دوم بود. این بمب‌ها بطرز وحشتناکی، استخراج مقدار عظیم انرژی از مقدار ناچیزی جرم را به نمایش گذاشتند.

🆔 @Physics3p

🔰 10معادله ی برتر فیزیک:

🔹 قانون دوم نیوتن (۲)


🔺 این معادله یکی از قدیمی‌ترین معادلات فیزیک است که در سال ۱۶۸۷ توسط آیزاک نیوتن نوشته شد و سنگ ِ بنای ریاضیات کلاسیک به شمار می رود. با این معادله، امکانِ محاسبه حرکتِ اجسامی که در معرض نیرو قرار می گیرند، فراهم می شود. نیرو (F) مساوی است با جرم (m)، ضربدر شتاب جرم (a). لذا برای آن بُرداری ترسیم می شود که از بزرگی و جهت برخوردار است.


🔻 قانون دوم نیوتن اولین معادله‌ای است که دانش‌آموزان فیزیک در مدرسه با آن آشنا شده و یاد می گیرند، چرا که به دانش ریاضی پایه نیاز دارد. این معادله در طیف ِ بزرگی از مسائل به کار گرفته می شود؛ از حرکت ِ اتومبیل‌ها گرفته تا گردش سیاره‌ها به دور خورشید. نظریه مکانیک کوانتومی در اوایل دهه ۱۹۰۰ میلادی بر این معادله سایه افکند و قدری آن را به چالش کشید.



🆔 @Physics3p

🔰 10 معادله برتر فیزیک:

🔸 معادله شرودینگر (۳)

🔹 از زمانی که نیوتن اساس ِ ریاضیات کلاسیک را ارائه داد، مکانیک کوانتومی بزرگترین دستاورد در فیزیک به شمار می رود. معادله شرودینگر که اروین شرودینگر در سال ۱۹۲۶ آن را نوشت، یک معادله کوانتومی برای قانون دوم نیوتن به شمار می رود. در این معادله، دو مفهوم اصلی مکانیک کوانتومی جلوه‌گر هستند: تابع موج(ψ) و عواملی که به منظور استخراج اطلاعات در تابع موج عمل می کنند. عاملِ استفاده شده در اینجا، هامیلتونین(H) است که انرژی را استخراج می کند.

🔸 دو نسخه برای این معادله وجود دارد؛ بسته به اینکه آیا تابع موج به لحاظ زمان و مکان، متغیر است یا فقط در بُعد مکان عمل می کند. اگرچه مکانیک کوانتومی یک موضوع پیچیده است، اما این معادلات به قدری ارزشمند هستند که حتی بدون دانش هم میتوان بر آنها ارج نهاد.


🆔 @physics3p

‍ .


🔰 10 معادله برتر فیزیک:


🔴 قوانین ماکسول (۴)


🔺 قوانین ماکسول، مجموعه‌ای از چهار معادله هستند که به منظور ارائه توضیحی واحد برای الکتریسیته و مغناطیس، در کنار هم قرار گرفته‌اند. فیزیکدان ِ اسکاتلندی «جیمز کلرک ماکسول» در سال ۱۸۶۲ این قوانین را اعلام کرد. البته از آن زمان به بعد، قوانینش دستخوش تغییراتی شده و به صورت بهتری بیان شده‌ است. معادله اول به جریان میدان الکتریکی (E) به چگالی بار مربوط می شود. (ρ) قانون دوم بیان می کند که میدان‌های مغناطیسی (B)، تک قطبی ندارند. در حالیکه میدان‌های الکتریکی می توانند منبعی از بار منفی یا مثبت داشته باشند؛ مثل الکترون. میدان‌های مغناطیسی همواره قطب شمال و قطب جنوب دارند و هیچ منبع شاخصی وجود ندارد. دو معادله آخر نشان می دهند که میدان مغناطیسیِ در حال تغییر، یک میدان الکتریکی به وجود می آورد و بالعکس.

🆔 @Physics3p

🔻 ماکسول این معادلات را در قالب معادلات موج برای میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ترکیب کرد؛ وی به این نتیجه رسید که نور، یک موج الکترومغناطیسی است. این نتیجه‌گیری می تواند الهام‌بخش نظریه نسبیت خاص اینشتین هم باشد که می گوید سرعت نور ثابت است. صرف‌نظر از این واقعیت که این معادلات باعث درک الکتریسیته شد، پیامدشان هم به قدر کافی قابل توجه و بزرگ بوده است. چرا که پایه‌های انقلاب دیجیتال و کامپیوتری که امروزه برای انجام خیلی کارها از آن استفاده می کنید، بر این معادلات استوار است.


🆔 @Physics3p