‍ #فـــیزیــک_کــوانــتـوم

این اجرام آسمانی جوان ،با نام GW Orionis به طرز چشمگیری ، دیسک ماده‌ای را که ممکن است محل شکل‌گیری سیارات باشد، را تاب داده و باعث ایجاد حلقه‌های نامرتبی که درحال کج شدن هستند، می‌شوند.
هندسه خاص این سیستم ستاره‌ای، توسط دو تیم مستقل و با استفاده از توان ترکیبی تلسکوپ بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا و آرایه میلیمتری آتاکاما(ALMA) به دست آمده و این یافته‌های جالب در مجلات علمی اخترفیزیک گزارش شده است.
این سیستم با فاصله 1300 سال‌نوری ، در صورت فلکی شکارچی واقع شده است. هر 241روز یکبار، دو ستاره به دور هم می‌چرخند و ستاره سوم ، هر 11.5 سال یکبار به دور دو ستاره دیگر می‌چرخد
شبیه‌سازی‌های تیم اول نشان می‌دهد که عدم انطباق در مدار سه ستاره باعث ایجاد پیچ‌وتاب در دیسک مسطح شده است.
استفاده از ابزار SPHERE VLT به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا با آشکار ساختن سایه داخلی حلقه بر روی بقیه دیسک، دیسک را به صورت سه‌بعدی بازسازی کنند و این امر نشان می‌دهد که قسمت داخلی بطور چشمگیری تاب خورده و یک حلقه دیگر با شیب بسیار تندی از آن جدا شده‌است.
این سیستم باعث به وجود آمدن کنجکاوی‌های بسیاری برای منجمان شده است. حلقه بیرونی بزرگترین حلقه‌ایست که تاکنون در یک دیسک سیاره‌ساز دیده شده‌است. حلقه شیب‌دار داخلی، گردوغباری در حدود 30 برابر جرم زمین را داراست که قطعاً برای تشکیل یک سیاره کافیست. البته ممکن است از قبل سیاراتی در آنجا به وجود آمده باشند. به گفته محققان، وجود حداقل یک سیاره در بین این حلقه‌ها، برای توضیحِ چراییِ جدا بودن این دیسک‌ها لازم است و برای تأیید این موضوع، نیاز به کاوش‌های بیشتری درباره GW Orionis است.

ESO/Exeter/Kraus et al./L. Calçada

🆔 @physics3p

🔰زمانی که مسئله ای را حل می کنید. نگران نباشید ؛پس از اینکه مسئله را حل کردید.
حالا وقت نگران شدن است.

_ریچارد فاینمن

🆔 @Physics3p

💠 کتاب فیزیک برای همه

نویسنده : آکیتایگارودسکسی ، لاندائو
بنگاه نشریات میر-مسکو

🆔 @Physics3p

🌐 مشاهده ی زمین با طول موجهای مختلف

🆔 @Physics3p

📚 شناسایی سیاهچاله های کوانتومی در آزمایشگاه

🆔 @Physics3p

🔹در فیزیک، ما قانون جدیدی را با حدس زدن کشف می‌کنیم و سپس نتایج حدس را با نتایج تجربی مقایسه می‌کنیم. همان طور که ریچارد فینمن همیشه می‌گوید: هیچ تفاوتی نمی‌کند که حدس شما چقدر زیبا است. اینکه چقدر باهوش باشید تفاوتی ایجاد نمی‌کند … اگر با آزمایش موافق نباشد، اشتباه است. این اساس چیزی است که فیزیک را از ریاضی جدا می‌کند. ریاضی‌دانان نیز حدسیاتی می‌زنند و آخرین داور حقیقت آن‌ها، استدلال محکم است. فیزیکدانان ممکن است از ابزارهای پیچیده ریاضی استفاده کنند یا حتی آن‌ها را ابداع کنند، اما هدف آن‌ها یک هدف متفاوت است: توضیح جهان به شکلی که واقعا هست. برای این منظور، آزمایش‌ها ضروری هستند.

🔸البته، اعتبار سنجی تجربی ممکن است از گمانه‌زنی‌های نظری ما فاصله زیادی بگیرد. کشف امواج گرانشی روی زمین ۱۰۰ سال طول کشید و ۵۰ سال طول کشید تا دانشمندان بوزون هیگز را کشف کنند. هر دوی آن‌ها به نبوغ زیاد، توسعه تکنولوژیکی و سرمایه‌گذاری پولی نیاز داشتند. و آن مشاهدات تجربی نه تنها پیش‌بینی‌های نظری را تایید کردند، بلکه چیز جدیدی را به ما یاد دادند و درهایی را برای تحقیقات بیشتر باز کردند. ما انتظار داشتیم که منابع نجومی فیزیکی بتوانند امواج گرانشی قابل تشخیصی تولید کنند، اما نمی‌دانستیم که این منابع چقدر معمول خواهند بود، و دلیلی داشتیم که باور کنیم بوزون هیگز وجود دارد اما در مورد جرم آن مطمئن نبودیم.

🔹مطالعه گرانش کوانتومی یک حالت حداکثری از نظریه است که مورد آزمایش قرار می‌گیرد. ما درک قابل قبولی از فیزیک کوانتومی در مقیاس اتم‌ها و ذرات زیر هسته‌ای داریم، اما هیچ نظریه کوانتومی معتبر تجربی که در مورد نیروهای گرانشی بسیار قوی صدق کند، وجود ندارد. بدون چنین نظریه‌ای ما نمی‌توانیم بفهمیم که در جهان اولیه درست بعد از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد، یا سرنوشت دقیق یک فضانورد بدبخت که به طور غیرقابل تصوری در یک سیاه‌چاله با چگالی بالا فشرده شده‌است را پیش‌بینی کنیم. ما نیاز به آزمایش‌هایی داریم تا ما را راهنمایی کند، با این حال آن‌ها به صورت افسردگی آوری دشوار و پیچیده هستند.

🔸تاریخ فیزیک ذرات یک توازی آموزنده فراهم می‌کند. تا دهه ۱۹۵۰، ما نظریه‌ای در مورد نیروی هسته‌ای ضعیف داشتیم که با آزمایش همسو بود. اما به دلایل کاملا نظری، ما می‌دانستیم که ناقص و دچار کاستی است؛ ما حتی می‌توانیم برآورد کنیم که پیش‌بینی‌های تئوری در مقیاس‌های بسیار کوتاه در حدود ۱۰ به توان منفی ۱۸ متر یا کم‌تر شکست خواهند خورد. در نهایت، شتاب‌دهنده‌هایی که به اندازه کافی برای کشف ماده در این مقیاس‌های کوچک قدرتمند هستند، منجر به کشف پدیده‌های جدید مانند بوزون‌های W و Z و ذره هیگز می‌شود و به سوی یک نظریه کامل‌تر اشاره می‌کند.

🔹با گرانش، ما دوباره دلیل خوبی داریم که باور کنیم نظریه فعلی ناقص است، و در اینجا نیز می‌توانیم مقیاس فاصله‌ای که در آن پدیده جدید باید ظاهر شود را تخمین بزنیم: حدود ۱۰ به توان منفی ۳۵ متر. متاسفانه، ساخت شتاب‌دهنده ذره‌ای که بتواند آن مقیاس را با استفاده از تکنولوژی موجود کاوش کند به ماشینی به بزرگی کهکشان راه شیری نیاز دارد. واضح است که این امر حتی در آینده دور نیز دور از دسترس خواهد بود.

🔸از آنجایی که بررسی گرانش کوانتومی توسط «روش برنامه‌سازی پرقدرت» موثر واقع نخواهد شد، باید راهی هوشمندانه تر و کم‌تر مستقیم برای پیشرفت پیدا کنیم. و ما در واقع پیشنهادهای مختلفی برای تحقیق در مورد گرانش کوانتومی در آزمایشگاه داریم، که همگی نیازمند تلاش‌های قهرمانانه-اما نه لزوما بیهوده-توسط آزمایشگران هستند. می‌خواهم در مورد یک رویکرد خاص که برایم هیجان‌انگیز است صحبت کنم.
برای درک آن، بیایید بر تشکیل و تبخیر نهایی یک سیاه‌چاله به خاطر اثرات کوانتومی تمرکز کنیم، پدیده اصلی که در گرانش کوانتومی مطالعه شده‌است. در ابتدا ممکن است انجام آزمایش‌های مربوطه در آزمایشگاه، جدا از در نظر گرفتن خطر آن، غیر ممکن به نظر برسد. اما ممکن است راهی وجود داشته باشد.

🔹بررسی‌های نظری گرانش کوانتومی تعادل شگفت انگیزی را بین دو فرمول مختلف از یک پدیده فیزیکی برقرار کرده‌است. به لطف آن تعادل، چرخه زندگی یک سیاهچاله را می‌توان به زبانی کاملا متفاوت توصیف کرد که اصلا شامل جاذبه نمی‌شود. در عوض، سیستم کوانتومی «دوگانه» متشکل از ذرات بسیاری است که به شدت با یکدیگر در تعامل هستند. یکی از اهداف تحقیق حاضر، گسترش فرهنگ لغتی است که یکی از این زبان‌ها را به دیگری ترجمه کند.

🆔 @Physics3p

ادامه 👇👇

ادامه ⬇️

🆔 @Physics3p

🔹این تعادل دو توصیف مختلف از یک فیزیک اساسی ممکن است شبیه به یک مشاهده صرفا ریاضی به نظر برسد، اما مفاهیم آن برای آزمایش‌ها بسیار محسوس هستند. مشخص شده‌است که ابزارهای تجربی مورد نیاز برای مطالعه توصیف غیرگرانشی یک سیاهچاله دقیقا همان ابزارهایی هستند که فیزیکدانان به دلایل کاملا متفاوتی در حال توسعه آن بوده‌اند-دستگاه‌های کوانتومی که مشکلات محاسباتی بسیار سختی را حل می‌کنند. دلیل آن این است که در هر دو شبیه‌سازی گرانش کوانتومی و محاسبات کوانتومی، ما باید یک سیستم پیچیده از ذرات را ذخیره کنیم و به دقت نحوه تعامل آن‌ها را کنترل کنیم.

🔸من سالهاست که عمیقا به محاسبات کوانتومی و سیاهچاله‌ها علاقمند هستم، بنابراین این ارتباط بین این دو برای من جذاب و رضایت‌بخش است. تکنولوژی محاسبات کوانتومی برای اطمینان هنوز نابالغ است، بنابراین ما به این زودی‌ها قادر به شبیه‌سازی یک سیاهچاله واقعی در آزمایشگاه نخواهیم بود. اشکالی ندارد - ما برای مطالعه مدل‌های ساده شده‌ای که برخی از ویژگی‌های جالب گرانش کوانتومی را به دست می‌آورند، صبر خواهیم کرد. حتی این‌ها هم می‌توانند آموزنده باشند و با پیشرفت تکنولوژی کوانتوم، ما قادر خواهیم بود به طور فزاینده‌ای آزمایش‌های پیچیده انجام دهیم.

🔹علاوه بر این، دوگانگی یک خیابان دو طرفه است. کامپیوترهای کوانتومی نه تنها در مورد گرانش کوانتومی به ما آموزش می‌دهند، بلکه با ایجاد ارتباط بین رفتار بسیاری از ذرات با تعامل قوی به پدیده گرانشی، بهتر می‌توانیم آن رفتار را درک کنیم. به طور معمول، اگر ما اطلاعاتی را در یک مکان خاص در یک سیستم به شدت تعاملی منتشر کنیم، این اطلاعات به سرعت گسترش می‌یابند و خیلی زود خواندن آن‌ها سخت می‌شود. اما ما چند موقعیت جذاب را می‌شناسیم که در آن، به دلایلی که بسیار دور از بدیهی هستند، اطلاعات در نهایت دوباره متمرکز می‌شوند و به راحتی در یک مکان متفاوت و دور، قابل خواندن می‌شوند.

🔸درک این فرآیند اسرار آمیز، وقتی که به زبان جاذبه دوگانه ترجمه می‌شود، بسیار آسان‌تر است. در این چارچوب، یک کرمچاله دو نقطه دور در فضا را به هم متصل می‌کند. اطلاعات نشانه‌گذاری شده با ورود به یک انتهای کرمچاله ناپدید می‌شوند و سپس با خروج از انتهای دیگر دوباره ظاهر می‌شوند. فیزیکدانان مشتاق چنین توضیحات شهودی از پدیده‌های پیچیده هستند و تلاش‌های مشترک آزمایشگران و نظریه پردازان به ارائه بینش‌های بیشتر از یک نوع محدود می‌شود.
گاهی اوقات ما نگران این هستیم که با پیشرفت علم، به طور پیوسته به تخصص‌های باریک‌تر و محدودتر تبدیل شود که کم‌تر و کم‌تر با یکدیگر تعامل دارند. اما براساس تجربه خودم، من یک روند جبرانی قوی‌تر را می‌بینم: با پیشرفت دانش، دانشمندانی که در زمینه‌های مختلف کار می‌کنند متوجه می‌شوند که بیشتر و بیشتر باید از یکدیگر یاد بگیرند. فرصت بررسی گرانش کوانتومی در آزمایشگاه با گمانه‌زنی نظریه پردازان انرژی بالا تقویت می‌شود، اما به شدت از تخصص فیزیکدانان ماده متراکم، فیزیکدانان اتمی و دانشمندان کامپیوتر ناشی می‌شود. این ارتباطات هیجان‌انگیز و عمیق مرا نسبت به آینده خوش بین می‌کند.

🆔 @Physics3p

پایان〰〰〰

Refrence: https://www.quantamagazine.org/john-preskill-quantum-computing-may-help-us-study-quantum-gravity-20200715/

✍ ترجمه و گردآوری: arius rad

‍ #فـــیزیــک_کــوانــتـوم

طلوع دنباله‌دار نئووایز بر فراز دریای آدریاتیک
این مزاحم منظومه‌شمسی درونی احتمالا بعنوان دنباله‌دار بزرگ سال 2020 شناخته می‌شود. ویدئوی حاصل جزئیات طلوع دنباله‌دار نئووایز از ایتالیا بر فراز دریای آدریاتیک را با جزئیات نشان می‌دهد. این ویدئوی تایم‌لپس با بیش از 240 تصویر در مدت 30 دقیقه، ثبت شده است.

این دنباله‌دار در پیش زمینۀ ابرهای شب روشن و بدون علامت، و پیش از زمینه‌های ستارگان دوردست، خودنمایی می‌کند. نئووایز از میان ابرهای شب‌تاب موج‌دار و قبل از پس زمینۀ ستارگان دوردست طلوع می‌کند. دنباله‌دار نئووایز به طرز غیرمنتظره‌ای تاکنون درخشان باقی مانده و یون و دم‌های غباری آن از یک هسته حدود پنج کیلومتری پدید آمده است.
بعضی از دنباله دارها مدارهای بسیار دراز دارند که این موضوع سبب نزدیکی آنها به خورشید می‌شود و در آنجا گرم می شوند و گازهای یخ زده آنها تبخیر می‌شوند و مولکول‌ها و بقایای آنها به فضا رها می‌شوند. از آنجا که ماده تبخیر شده از دنباله دار فوران می‌کند، چرخش آن باعث می‌شود که مواد به صورت مارپیچ بیرون بیایند و دیده شوند. همین مواد روی چرخش دنباله دار تأثیر می‌گذارد و باعث چرخش هسته آن به سمت بالا و پایین می‌شوند.

🆔@Physics3p

‍ 🔸دینامیک میلگرامی یا دینامیک نیوتنی اصلاح شده:(1)

(Modified Newtonian Dynamics)


مختصری از کتاب راهیافتی فلسفی به MOND، ارزیابی برنامه تحقیقاتی میلگرامی در کیهان‌شناسی

A Philosophical Approach to MOND - Assessing the Milgromian Research Program in Cosmology

🆔 @Physics3p
کهکشان‌های مارپیچی مانند کهکشان راه شیری از بازوهایی با میلیاردها ستاره تشکیل شده‌اند. در مرکز کهکشان سیاه‌چاله‌ای وجود دارد که نیروی گرانش عظیم آن ستارگان کهکشان را در کنار هم نگه داشته است. اما وقتی از مرکز کهکشانی مانند کهکشان ما با عرض صد هزار سال نوری فاصله می‌گیریم این نیرو ضعیف‌تر می‌شود تا جایی که مثلا در انتهای بازوهای کهکشان تقریبا اثری از نیروی گرانش سیاه‌چاله مرکزی نیست و این ستارگان باید به راحتی از جاذبه کهکشان بگریزند و در فضا رها شوند، اما نمی‌شوند. چه چیز باعث می‌شود که ساختار کهکشانی در سر جای خود باقی بماند؟

طبق گرانش نیوتن، اجرام دورتر باید تحت تاثیر نیروی کمتری باشند و در نتیجه با سرعت کمتری به دور مرکز بچرخند در صورتی که مشاهدات نجومی ما بر خلاف این پیش‌بینی است. در منظومه‌ی شمسی ما کشش گرانشی ناشی از جرم خورشید باعث می‌شود طبق قوانین دینامیک نیوتنی سیاره‌ی عطارد که نزدیک به خورشید یا مرکز جرم منظومه ماست با سرعتی بیش از ۱۶۰ هزار کیلومتر در ساعت در حال چرخش به دور خورشید باشد اما دورترین سیاره، یعنی نپتون، با سرعت ۱۶ هزار کیلومتر در ساعت حرکت کند. تا اینجا مشکلی نیست. حال از منظومه شمسی فراتر برویم و در حد کهکشان این موضوع را بررسی کنیم. منطقا دورترین ستارگان از مرکز کهکشان باید کندترین حرکت به دور مرکز آن را داشته باشند، اما مشاهدات نجومی نشان می‌داد که سرعت چرخش این ستارگان بسیار بیش‌تر از مقداری بود که دینامیک نیوتنی پیش‌بینی می‌کرد. در دهه ۷۰ تلسکوپ‌های رادیویی نشان دادند که سرعت چرخش گازهای سرد حاشیه کهکشان ۵ برابر بیشتر از ستارگان نزدیک است.
🆔 @Physics3p

چه چیزی این اختلاف را توجیه می‌کند؟
پاسخ کلاسیک اخترشناسان این بود. سرعت چرخش با میزان جرم هماهنگ نیست؟ پس باید منبع جرم دیگری باشد که در دید ما نیست. کیهان‌شناسان و اخترشناسان نام این ماده خارج از ابزارهای مشاهده ما را، ماده سیاه Dark Matter گذاشته‌اند. اولین بار فرضیه وجود ماده تاریک برای توضیح اختلاف میان جرم محاسبه شده کهکشان‌ها و جرم کل جهان طرح شد. اخترشناسان معتقدند ماده مرئی تنها ۴/۹ درصد از جرم-انرژی جهان را تشکیل می‌دهد و ۲۶/۸ درصد جهان ماده تاریک است و ۶۸/۳ درصد باقی‌مانده نیز انرژی تاریک یا Dark Energy. پس از مطرح شدن فرض ماده تاریک تلاش‌های بسیاری برای کشف و مشاهده آن صورت گرفت. ماده و بعدتر انرژی تاریک، پیوستگی و اتصال کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی، خم شدن نور کهکشان‌های راه دور و ساختار مهبانگ و چگونگی تشکیل اجرام آسمانی اولیه مانند ستارگان و کهکشان‌ها را توضیح می‌دادند.

اما پس از چهار دهه تحقیق با دقت و حساسیتی روزافزون، تاکنون حتا یک ذره از ماده سیاه در آزمایشگاه پیدا نشده و در کیهان رصد نشده است. در مقابل این فرضیه محبوب و مشهور راهکار دیگری نیز وجود دارد. موند Mond یا MOdified Newtonian Dynamics دینامیک اصلاح شده نیوتنی.

🆔 @Physics3p

🔸دینامیک میلگرامی یا دینامیک اصلاح شده نیوتونی: (2)

MOdified Newtonian Dynamics

مردخای میلگرام Mordehai Milgrom در ۱۹۸۳ این فرضیه را مطرح کرد که اگر ماده تاریکی در کار نبود، چه؟ آیا ممکن است تصور ما از دینامیک نیوتنی غلط باشد؟
🆔 @Physics3p

یعنی همانطور که مکانیک نیوتنی در سرعت‌ های پایین‌تر از نور با مشاهدات ما سازگار بود اما در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور نیاز به اصلاح داشت، نیروی گرانش نیوتنی هم در فواصل نزدیک در مقیاس ستاره‌شناسی مانند منظومه شمسی با مشاهدات سازگار است ولی در فواصل دورتر نه؟

مشاهداتی که در مدل استاندارد با فرض گرفتن ماده تاریک توضیح داده می‌شوند، در موند با اصلاح قوانین حرکت نیوتن توضیح داده می‌شوند، با یک تفاوت مهم که موند حقایق مشاهده شده را قبل از کشف آن‌ها پیش‌بینی می‌کند.

تبیین فنی موند کار دشواری است اما شاید با ساده‌سازی بسیار زیاد بتوان گفت فرض کنید قانون معروف نیوتن در مورد رابطه نیرو و شتاب یعنی F=ma در شتاب‌های نجومی پایین مانند شتاب چرخش خورشید به دور مرکز کهکشان به‌صورت F=ma² در نظر گرفته شود. میلگرام در طرح فرضیه خود بسیار احتیاط می‌کرد اما به مرور اخترفیزیکدانان بیشتری به میلگرام پیوستند و با هر شکست در طرح‌های یافتن ماده و انرژی تاریک و موفقیت دینامیک میلگرامی در تبیین مشاهدات، طرفداران دینامیک میلگرامی بیشتر می‌شدند. اما نباید تصور کرد که دینامیک نیوتنی اصلاح شده هنوز کامل است. پدیده‌های نجومی بسیاری هنوز با فرضیات موجود ما ناسازگارند. یکی از پدیده‌هایی که تئوری‌های جایگزین ماده تاریک در تبیین آن دچار مشکل بودند، ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM) بود.
🆔 @Physics3p

در ابتدای انفجار بزرگ یا مهبانگ نیروی گرانش جرم قابل مشاهده جهان در حدی نبود که بتواند ذرات را در کنار هم جمع کرده و ستارگان و سیاره‌ها و کهکشان‌ها را شکل دهد. ماده تاریک اینجا به کمک می‌آمد و می‌گفت که این ماده تاریک بوده است که باعث شده تا کهکشان‌های اولیه شکل بگیرند. به تازگی دو فیزیکدان نظری توانسته‌اند با کمی اصلاح تئوری نسبیت وقایع بعد از مهبانگ و شکل‌گیری اولیه کهکشان‌ها را پیاده‌سازی کنند. اگر چه مقاله هنوز مورد بررسی کامل قرار نگرفته اما نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده بوده و توانسته طیف حرارتی اولیه جهان که باعث پدیده تابش زمینه کیهانی را شبیه‌سازی کند. تایید این مقاله موفقیت بزرگی برای فرضیات جایگزین ماده تاریک است و جبهه دینامیک نیوتنی اصلاح شده یا MOND را بشدت تقویت می‌کند.

#گـرداوری_آریــوس_راد

https://www.cambridge.org/core/books/philosophical-approach-to-mond/9E770E2F021E79EE639C9A750143C589
https://www.quantamagazine.org/erik-verlindes-gravity-minus-dark-matter-20161129/
https://www.quantamagazine.org/modified-gravity-theory-passes-a-critical-test-20200728/

‍ #فـــیزیــک_کــوانــتـوم

🔸ساخت شتاب‌دهنده بعدی ذرات در آمریکا تا سال ۲۰۳۱:
(۱)

یک شتاب دهنده جدید ذرات در ایالات متحده تا سال ۲۰۳۱ در لانگ آیلند نیویورک و در مکان قبلی این برخورد دهنده الکترون-یون ساخته خواهد شد.

نقل از انگجت کار برای ساخت شتاب دهنده ذرات جدید در آزمایشگاه‌ های ملی انرژی بروکهون BNL در آپتون لانگ آیلند آغاز شده است این تأسیسات جدید، ستون فقرات پروژه برخورد دهنده الکترون-یون را تشکیل می‌دهد. ابتکاری برای یادگیری اسرار الکترون مقامات مختلفی از نیویورک و وزارت انرژی آمریکا از جمله سناتور چاک شومر این خبر را مایه خوشحالی دانسته اند.

پروژه برخورد دهنده الکترون-یون تلاش خواهد کرد تا الکترون‌ها و پروتون‌ها را به هم برخورد دهد تا تصاویری از ساختار داخلی آنها را به تصویر بکشد. مقامات آزمایشگاه ملی انرژی بروکهون BNL آن را به عنوان یک دستگاه سی‌تی اسکن برای اتم‌ها توصیف می‌کنند تا نگاهی بهتر به عناصر سازنده، پدیده‌های گلوئون‌ها و کوارک‌ها داشته باشند. یعنی به طور مشخص، نیرویی که هسته اتم و الکترون‌هایی را که آن را احاطه کرده‌اند به هم متصل می‌کند که به عنوان یکی از قوی‌ ترین نیروها در طبیعت محسوب می‌شود.

🆔@Physics3p

🔸ساخت شتاب‌دهنده بعدی ذرات در آمریکا تا سال ۲۰۳۱:
(۲)
🔹کوارک ها:
🆔 @Physics3p
کوارک یک ذره بنیادی و یکی از اجزای پایه‌ای تشکیل دهنده‌ی ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را پدید آورند که پایدارترین آنها پروتون و نوترون، اجزای تشکیل دهنده‌ی هسته اتم هستند.

به خاطر پدیده‌ای که به حبس رنگ معروف است، کوارک‌ها هیچ‌گاه به صورت انفرادی یافت نمی‌شوند و مستقیماً قابل مشاهده نیستند. آنها را فقط می‌توان درون هادرون‌ هایی مانند باریون‌ها که نمونه‌های آنها پروتون و نوترون هستند و مزون‌ها یافت به همین دلیل بیشتر دانش ما از کوارک‌ها از مشاهدات خود هادرون‌ها نتیجه‌گیری شده‌ است.

کوارک‌ها ویژگی‌های ذاتی گوناگونی دارند که بار الکتریکی، بار رنگ، اسپین و جرم از جمله این ویژگی‌ها می‌باشند. کوارک تنها ذره بنیادی از مدل استاندارد فیزیک ذرات است که هر چهار برهمکنش بنیادی را تجربه می‌کند. به این برهمکنش‌ها نیروهای بنیادی الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و گرانش گفته می‌شود. همچنین کوارک تنها ذره‌ای است که بار الکتریکی‌اش مضرب صحیحی از بار بنیادی نیست.

شش گونه مختلف از کوارک‌ها وجود دارد که به هر یک از آنها یک مزه می‌گویند: بالا، پایین، افسون، شگفت، سر و ته. کوارک‌های بالا و پایین کوچک‌ترین جرم را در بین کوارک‌ ها دارند. کوارک‌های سنگین‌تر طی یک فرآیند واپاشی ذره به سرعت به کوارک‌های بالا و پایین تبدیل می‌شوند. یعنی تبدیل شدن از حالت جرم بیشتر به حالت جرم کمتر. به همین علت کوارک‌های بالا و پایین عموماً پایدار می‌باشند و رایج‌ترین کوارک‌ها در جهان می‌باشند در حالی که کوارک‌های دیگر فقط در برخورد های پرانرژی مانند پرتوهای کیهانی و شتاب‌ دهنده‌های ذرات تولید می‌شوند.

به ازای هر مزه کوارک یک پادذره متناظر به نام پادکوارک وجود دارد که تنها تفاوت آن با کوارک متناظرش این است که برخی از ویژگی‌های آن اندازه یکسان و علامت مخالف دارند.

مدل کوارک به شکل جداگانه توسط موری گل مان و جرج زویگ در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد شد. کوارک‌ها به عنوان بخش‌هایی از طرح رده‌بندی هادرون‌ها معرفی شده بود و شواهد کمی بر وجود فیزیکی آنها در دسترس بود. تا اینکه آزمایش‌های پراکندگی ناکشسان ژرف در سال ۱۹۶۸ در مرکز شتاب‌دهنده خطی استنفورد انجام شد. از آزمایش‌ های انجام‌ شده در شتاب‌ دهنده‌ها برای وجود هر شش مزه کوارک، شواهدی به‌ دست آمده ‌است. آخرین مزه‌ای که کشف شد کوارک سر بود که در آزمایشگاه فرمی در سال ۱۹۹۵ کشف شد.

🆔@Physics3p

‍ 🔸ساخت شتاب‌دهنده بعدی ذرات در آمریکا تا سال ۲۰۳۱:
(۳)
🔹گلوئون ها:
🆔 @Physics3p
گلوئون نیز ذره‌ای است که بین کوارک‌ها مبادله می‌شود تا آنها را به هم پیوند دهد. به این ترتیب گلوئون‌ها به طور غیرمستقیم مسئولیت جاذبه بین پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته اتم را به عهده می‌گیرند. گلوئون از کلمه glue به معنای چسب گرفته شده است.

به پیشنهاد هیدکی یوکاوا و محاسبات وی در سال ۱۹۳۰، پیون مسئول نیروی قوی در هسته‌ها شناخته شد. این نیرو باعث می‌شود تا نوکلئون‌ها در کنار یکدیگر باقی بمانند اما باریون‌ها خودشان از کوارک تشکیل شده‌اند و این کوارک‌ها با میانجیگری گلوئون به هم متصل می‌شوند و به این نیرو نیروی قوی می‌گویند.

نیروی قوی مشابه نیروی الکترومغناطیسی است که بین دو ذره باردار به وجود می‌آید با این تفاوت که فوتون میانجیگر نیروی الکترومغناطیس، خود بار الکتریکی ندارد اما گلوئون که میانجی‌گر نیروی قوی بین دو ذره رنگ‌دار است خود دارای رنگ است و به همین دلیل این موضوع وجود دارد که میان دو گلوئون برهمکنش رخ دهد در صورتی که برای فوتون‌ها این چنین نیست.

محاسبات بیشتر نشان داده ‌است که این برهمکنش‌ ها برهمکنش گلوئون-گلوئون و کوارک-گلوئون در انرژی بالا سست می‌شود و به همین دلیل تلاش دانشمندان بر این بوده ‌است که برای اجسام دماهای بالاتر از تریلیون درجه سانتیگراد تولید کنند تا گلوئون و کوارک از هم جدا شده و پلاسمای کوارک گلوئون به وجود آید. اگر یک پروتون متحرک باشد نیمی از تکانه آن توسط سه کوارک آن تأمین می‌شود و نیمی دیگر از آن توسط تعداد زیادی گلوئون تأمین می‌شود. به طوری که مقدار بسیار کمی از جرم پروتون ناشی از جرم سه کوارک تشکیل دهنده اش است. تقریبا ۱٪ از جرم پروتون را کوارک های آن تشکیل می دهند.

🆔@Physics3p

🔸ساخت شتاب‌دهنده بعدی ذرات در آمریکا تا سال ۲۰۳۱:
(۴)
🔹انواع شتابدهنده ها:
🆔 @Physics3p

شتاب‌دهنده ذرات، دستگاهی است که در آن ذرات باردار مانند ذرات بنیادی هسته اتم‌ها یا اتم‌ های یونیزه شده، مولکول‌ها یا قسمت‌های مولکول به وسیله میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت‌های بسیار زیادی شتاب ‌داده می‌شوند به‌طوری‌ که سرعت بسیاری از آنها حتی تا نزدیکی‌های سرعت نور می‌رسند.

انرژی جنبشی ذره در این حالت، به اندازه چندین برابر انرژی در حال سکون آن می‌باشد. از شتاب‌ دهنده‌ها در زمینه‌ های مختلفی از فیزیک از جمله در اندازه‌گیری‌ های متعددی در فیزیک هسته‌ای یعنی از طریق شلیک ذرات توسط شتاب‌دهنده به سوی جسم در حال تحقیق و پراکنده شدن آنها و اندازه‌گیری توسط یک دوربین یا به‌ طور بهتر آشکارساز Detector استفاده می‌شود. در حال حاضر بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده در جهان در سرن قرار دارد.

شتاب‌ دهنده‌ها اصولا به دو دسته خطی و دایره‌ای یا حلقوی تقسیم می‌شوند. مشهور ترین شتاب‌ دهنده خطی شتاب دهنده واندگراف است و مشهورترین شتاب‌دهنده‌های دایره‌ای عبارتند از بتاترون، سیکلوترون، مایکروترون و سنکروترون.

شتاب دهنده‌های ایستابرقی الکترواستاتیکی که در آن یون‌های منفی هیدروژن از پتانسیل زمین تا پتانسیل زیاد شتاب می‌گیرند و سپس باگذار از محفظه‌ای گازی یا برگه‌ای نازک، هر دو الکترونِ یون از آن کنده می‌شوند و پروتون باقی‌مانده دوباره شتاب می‌گیرد و به پتانسیل زمین می‌رسد را شتاب دهنده دو مرحله‌ای می‌گویند.

یک برخورد دهنده Collider نیز گونه‌ای شتاب‌ دهنده ذره‌ای است که پرتوهای مستقیم ذرات را با هم درگیر می‌کند. برخورد دهنده‌ها می‌توانند شتاب‌ دهنده حلقوی یا شتاب‌ دهنده خطی باشند هنگامی که ذرات زیراتمی به یکدیگر برخورد می‌کنند در یک مایع داغ ذوب می‌شوند این مایع داغ، همان پلاسمایی است که فورا پس از رخداد انفجار بزرگ یا بیگ بنگBig Bang شکل گرفت به همین دلیل استیون هاوکینگStephen Hawking فیزیکدان معروف شتاب‌دهنده ذرات را با ماشین زمان مقایسه کرده بود. اکنون بودجه این پروژه جدید در درجه اول از طریق وزارت انرژی آمریکاDOEتأمین می‌شود که انتظار می‌رود تا سقف ۲.۶ میلیارد دلار حمایت کند و دولت ایالتی نیویورک نیز ۱۰۰ میلیون دلار دیگر به آن می‌افزاید.
🆔 @Physics3p
این هزینه برای ساخت یک شتاب دهنده دایره‌ای به طول حدود چهار کیلومتر صرف می‌شود که به موازات برخورد دهنده‌ای که از قبل در بروکهون وجود دارد ساخته می‌شود. امید است که محققان بتوانند با استفاده از این شتاب دهنده ماهیت چگونگی اتصال ساختارها توسط گلوئون‌ها را درک کنند با وجود تمام توجهاتی که به برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرن می‌شود ممکن است برخورد دهنده بروکهون مغفول مانده باشد. این برخورد دهنده یون سنگین نسبی برای شلیک یون‌های سنگین به یکدیگر به امید ایجاد برخوردی که قابل مطالعه باشد، طراحی شده است طبق یک گزارش این برخورد دهنده در سال ۲۰۲۵ بازنشسته خواهد شد تا راه را برای جایگزین خود که انتظار می‌رود فعالیت آن در حدود سال ۲۰۳۱ آغاز شود باز کند.

#گـرداوری_آریــوس_راد


https://www.rdworldonline.com/department-of-energy-selects-site-for-electron-ion-collider/

#فـــیزیــک_کــوانــتـوم

در هسته ی ستاره های نوترونی عجیب ترین و خطرناکترین ماده ی عالم را می توان یافت: «ماده‌ی عجیب». ماده‌ی عجیب چیست، چقدر خطرناک است و چه اطلاعاتی در مورد آغاز کیهان به ما می تواند بدهد؟


#گـرداوری_آریــوس_راد

🆔@Physics3p

"آژانس فضایی اروپا" اخیرا در حساب کاربری خود در اینستاگرام فیلمی جالب منتشر کرده است.آژانس فضایی اروپا فیلم مذکور را منتشر کرد و نوشت: به آهنگ مغناطیسی زمین گوش فرا دهید.
مأموریت خوشه (Cluster mission) ما در شرایط آرام آب و هوای فضا، امواج مغناطیسی تولید شده در شکاف مغناطیسی بالای زمین (اولین منطقه از محیط مغناطیسی سیاره ما را که ذرات باد خورشیدی با آن روبرو هستند) ثبت کرده است. صدای مذکور حاصل صداسازی داده‌ها است که در آن صداها طی فرایندی که در آن فرکانس‌های این امواج مغناطیسی به سیگنال‌های قابل شنیدن تبدیل شده، بدست آمده

⛔️این ویدئو تایم لپس توسط پائولو ای نسپولی (Paolo A. Nespoli) فضانورد اهل کشور ایتالیا  از ایستگاه فضایی بین المللی هنگامیکه در حال سپری کردن ماموریت VITA در سال ۲۰۱۷ بود و در حال چرخش از آفریقا به شرق اروپا بودند، ثبت شد.

🌐منبع :خبرگزاری ایسنا،العالم، خبرگزاری مهر

🆔 @Physics3p

⭕️ توضیحات تکمیلی پست قبل

این صدا در حقیقت نسخه صوتی هاله نور خارق العاده ای است که می توان در نزدیکی قطب های زمین و هنگام برخورد ذرات باردار با اتمسفر زمین مشاهده کرد.
کارشناسان سازمان فضایی اروپا این صوت قابل شنیدن را ساخته اند. آنها امواج مغناطیسی تولید شده را تحلیل کردند.
در مرحله بعد آنها نتایج به دست آمده از تحلیل را به فرکانسی قابل شنیدن تبدیل کردند و به این ترتیب سروصدایی عجیب به وجود آمد که شبیه جلوه های ویژه صوتی یک فیلم علمی تخیلی به نظر می رسد.
اصوات پس از آن شناسایی شد که محققان ۴ فضاپیما را به منطقه پیش لرزه میدان مغناطیسی زمین فرستادند. این میدان مغناطیسی روبه خورشید و نخستین بخشی است که تحت تاثیر طوفان های خورشیدی قرار می گیرد.
به طور معمول جریان مداوم ذرات باردار که بادهای خورشیدی را تشکیل می دهد، سبب می شود در منطقه پیش لرزه امواج مغناطیسی ساده منتشر شوند.  این امواج هنگامیکه به صوت تبدیل می شوند، صدایی شبیه یک نت موسیقی را تولید می کنند. اما هنگامیکه طوفان های خورشیدی به زمین برخورد می کنند تاثیر آن بر پیش لرزه میدان مغناطیسی سبب ایجاد صوتی با صدای بلند می شود که بسیار پیچیده تر است.لوسیل تورس از دانشگاه هلسینکی در فنلاند و مولف ارشد پژوهش می گوید: به نظر می رسد که طوفان صدای پیش لرزه را تغییر می دهد. ما برای این تحقیق اطلاعات جمع آوری شده در ماموریت ClusterII را بررسی کردیم. در این ماموریت 4 فضاپیمای مشابه در مگنتو اسفر زمین پرواز می کردند.
🆔 @Physics3p

#فـــیزیــک_کــوانــتـوم

لذت دیدن سیاره سرخ را امشب از دست ندهید

امشب مریخ شفاف‌تر، درخشان‌تر به نظر رسیده و نزدیکتر از هر زمان دیگری {طی 17 سال اخیر} به زمین خواهد بود.

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-8810447/Mars-makes-closest-approach-Earth-17-years.html?ito=social-twitter_mailonline




🆔@Physics3p