علیرضا تهجدی

فیزیکی. سرگرمی . جالب . کاربردی. جذاب و ...

علیرضا تهجدی

فیزیکی. سرگرمی . جالب . کاربردی. جذاب و ...

 جهان موازی ثابت شد

 

 

مردی که چند ثانیه ازهمه انسان ها جوانتر 

 

 است؟

فیزیک دانان کوانتومی دانشگاه کالیفرنیا کشف عجیبی کرده اند.به گونه ای که نشان می دهد جسمی که در مقابل یک فرد قرار گرفته ودیده می شود می تواند به صورت هم زمان در جهاتی موازی نیزوجود داشته باشد

داشته باشد.این کشف به واسطه ذرهای کوچک وفلزی انجام شده است:

براده ای به قطر یک تار موجسمی که بسیار ریز است اما در عین حال می توان ان را با چشم غیر مسلح نیز مشاهده کرد دانشمندان این ذره را در کاسه ای مخروطی وتاریک سرد کرده وتمامی هوای اطراف ان را برای حذف ارتعاش خارج کردند و مشاهده کردند ذره در زمانی واحد حرکت کرده و متوقف می شود.

چگونه این پدیده را درک کنیم؟

برای درک این پدیده که کاملا غیر ممکن به نظر می رسدباید بسیار کوچک اندیشید حتی کوچک تر از اتم ها الکترون هایی که به دور هسته اتم در گردش اند در ان واحد در حالت های چند گانه حرکت می کنند.((شان کرول))از موسسه تکنو لوژی کالیفر نیا یکی از این فیزیک دانان بوده و معتقد است تا زمانی که نتوان تمدن های فوق پیشرفته ی بیگانه را تصور کرد که پی به واقعیت این نظزیه برده اندانسان ها تحت تاثیر امکان وجود جهان های دیگر قرار نخوا هند گرفت.وی در عین حال معتقد است هرگز فردی قادر به ابداع دستگاهی نخواهد بود که با استفاده از ان بتوان میان این جهان ها ارتباط برقرار کرد.درک واقعیت جهان موازی بستگی شدیدی به درک انسان از زمان دارد. به گفته((کرول))ما زمان را به صورت واقعی احساس نمی کنیم تنها شاهد گذشت ان هستیم.برای مثال گذشت زمان هنگام یک مسابقه هیجان انگیز بسیار سریع ودر سر یک درس کسل کننده کاملا کند است.یا هنگامی که فردی تلاش می کند با تاخیر در دفتر کارش حاضر نشود دقایق برای وی با سرعتی باور نکردنی می گذرند اما چند دقیقه باقیمانده از ساعت کار به راحتی با چندین ساعت برابری میکنند.

که ثابت کردن انها تقریبا غیر ممکن به نظر می است. به بیان ساده تر می توان گفت زمانی که فردی در شهر اکلا ها ما به دیدن مادر خود میرود در جهان موازی که ذرات اتمی وی در ان حظور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشای تلویزیون است.به گفته دانشمندان شاید این پدیده کاملا غیر واقعی به نظز برسد اما بر پایه ی علم حقیقی رخ می دهد. بر اساس یکی از نظریه های فیزیکی زمانی که پدیده ای در یک حالت مشاهده می شود این پدیده جهان را به دو بخش تقسیم می کند.نظریه چند حالتی بر این پایه استوار است که جهان فعلی طی مشاهده انسان متوقف شده وانسان تنها یکی از واقعیت های در حال وقوع را مشاهده می کند.برای مثال می تواند توپ فوتبال را ببیند که در هوا در پرواز است اما

شاید در جهان موازی این توپ در همان لحظه سقوط کرده باشد یا شاید اصلا فردی در ان لحظه مشغول بازی فوتبال نباشد.

بسیاری از فیزیک دانان بزرگ پایه های علمی جهان چند حالتی را قبول دارند حتی اگر نتوان انها را اثبات کرد

بازگشت به اینده

((فرد الن ولف)) از دانشمندان فیزیک کوانتوم نیز معتقد است به شکل یک خیابان یک طرفه به نظر می رسد که از گذشته به سوی حال در حرکت است اما با در نظر گرفتن نظریه های قابل ملاحظه ای که در سطح کوانتومی ارائه شده اند ذرات در ان واحد به سمت عقب و جلو در حرکت اند. در صورتی که بتوانیم از بخش((جلو و عقب رفتن در ان واحد))صرف نظر کنیم شانس درک بخشی از فیزیک را از خود گرفته ایم . به گفتهی ولف زمان در ماشین های کوانتومی به صورت مستقیم حرکت نمی کند بلکه حرکتی زیگزاگی دارد و به همین دلیل وی معتقد است امکان ساختن ماشینی که بتواند زمان را منحرف کند وجود دارد.

به گفته((ریچارد گات))فیزیک دان دانشگاه پرینستون ((سرگئی کریکالو))که در 6 ماموریت فضایی حضور داشته است نسبت به بقیه انسان های روی زمین چند ثانیه جوان تر است زیرا وی در سرعتی بسیار بالا در مدار حرکت کرده است وکم سن تر بودن نسبت به بقیه به معنی جهش به اینده وتجربه نکردن زمان حال مشابه با دیگران است. از جهتی می توان گفت این فضا نورد به سوی اینده سفر کرده و دوباره باز گشته است!

گات می گوید : نیوتون باور داشت زمان پدیده ای جهانی است و تمامی ساعت های جهان به صورت یکسان حرکت می کنند. اکنون با توجه به نظریه ی نسبیت خصوصی انیشتین می توان گفت که سفر به اینده امکان پذیر است. با در نظر گرفتن نظریه ی گرانش انیشتین قوانین فیزیک از منظری که امروز انها را درک می کنیم نشان می دهند حتی سفر در زمان به سوی گذشته نیز امکان پذیر است اما برای مشاهده یامکان این سفر باید قوانین جدید فیزیکی در سطح کوانتومی فرا گرفته شوند. درک این قوانسن نیز با استفاده از ذرهای فلزی و بسیار کوچک و کاسه ای مخروطی شکل اغاز شده است در واقع فیزیک دانان دانشگاه کالیفر نیا با ابداع خود مقیاس ماشین های کوانتومی را به ابعاد بزرگتری تغییر دادند. مساله بعدی فرا گرفتن چگونگی کنترل ماشین های کوانتومی و استفاده از انها برای اجسام بزرگتر است.در این صورت شاید بتوان با دستکاری تنها چند الکترون به جهان موازی دست پیدا کرد.  

----------------------- 

با تشکر از نوشته های سایت فیزیک و فیزیک دانان

 

السلام علیک یا فاطمة الزهراء

السلام علیک یا سیدة نساء العالمین من الأولین و الآخرین

السلام علیک ایتها الصدیقة الشهیدة

 

بالاترین مرتبه کمال انسانیت ، مقام عصمت است که رضا و غضب انسان در همه امور، بر مدار رضا و غضب خدا باشد . اگر عصمت کبری به آن است که انسان کامل به جائی برسد که در همه امور ، به رضای خدا راضی شود و به غضب خدا ، غضب کند ؛ فاطمه زهرا کسی است که خداوند متعال به رضای او راضی می شود و به غضب او ، غضب می کند و این مقامی است که منشأ حیرت انسانهای کامل است . . .   

 

شهادت دخت نبی اکرم حضرت  

 

فاطمه 

 

 زهرا(س) تسلیت باد.

انرژی نقطه صفر  

 

 

زوج ماده‌ - ماده‌های خنثی عامل اصلی انرژی نوسان خلاء یا انرژی نقطه صفر هستند

 

به استناد تعاریف فعلی / "    بدون هیچگونه میدان خارجی و با حذف تمامی اشعه‌ها ، باز هم انرژی نوسانات خلاء وجود دارد . در واقع فضا در پایین‌ترین نقطه پتانسیل خود ، دارای مقدار انرژی مخالف صفر است . انرژی نقطه صفر یا انرژی نوسان خلاء ، اصطلاحی است که برای نوسانات تصادفی امواج الکترومغناطیسی در خلاء بکار برده میشود و این انرژی پس از حذف تمام انرژی‌های موجود در محیط ، باز هم مشاهده می‌شود . مفهوم انرژی نقطه صفر نخستین بار توسط انیشتین و اوتو استرن در سال 1913 تحت عنوان « انرژی رسوبی »  یا  « انرژی مبهم صفر » مطرح شد . همه سیستم‌های کوانتومی دارای یک مقدار انرژی نقطه صفر هستند . این اصطلاح عموما برای حالت‌های کوانتومی نوسانات هماهنگی بکار می‌رود که در آن نوسان کننده‌ای وجود ندارد . در کیهان شناختی نیز انرژی خلاء مبنای ثابت کیهان شناختی است . نمونه آزمایشی انرژی نقطه صفر مستقیما توسط اثر کاسیمیر (  کازیمیر ) در مقیاس نانو مشاهده شد . یک روش برای توضیح این پدیده ، استفاده از اصل عدم قطعیت مکانیک کوانتومی است که به موجب آن انرژی نمی‌تواند به طور مطلق صفر باشد . مسئله مهم دیگری ، فرایند تولید ذرات مجازی است که نتیجه اصل عدم قطعیت است و طبق رابطه زیر امکان پذیر است :

  ћ=h/2π  ,  ∆E∆T≥ћ

که طی آن خلاء ممکن است یک یا چند ذره با انرژی E∆ در مدت کوتاه T∆ تولید کند . بنابرین هرگونه تجزیه و تحلیلی باید بتواند تولید ذرات در خلاء حتی تابش هاوکینگ در یک میدان قوی گرانشی ، نظیر میدان گرانشی سیاه چاله‌ها را توجیه کند . "

گوردن کانه نظریه پرداز فیزیک ذرات بنیادی و استاد دانشگاه میشیگان که کارهای او روی آزمایش و گسترش مدل استاندارد متمرکز است ، ده سوال بی‌جواب فیزیک را منتشر کرده است . اولین سوال مطرح شده این است که همه نظریه‌های امروزی به‌ طور ضمنی بیان می‌کنند که جهان باید حتی در خالی‌ترین مناطق خود شامل تراکم شدید انرژی باشد . اثرات گرانشی این پدیده که آن را انرژی خلاء می‌نامند ، یا می‌بایست جهان را مدتها پیش درهم تنیده باشد یا باعث گسترش آن به مقداری بسیار بیش از اندازه کنونی شده باشد . مدل استاندارد نمی‌تواند برای فهمیدن این نکته که مسئله ثابت کیهان‌شناسی نامیده می‌شود ، کمکی کند ! 

اما موضوع بسیار مهم این است که ما باید همواره این نکته را به یاد داشته باشیم که انرژی نقطه صفر دارای ماهیتی الکترومغناطیسی است ، بنابرین عنصر یا عامل تولید کننده این انرژی نیز باید از ویژگی‌های میدان‌های الکترومغناطیسی برخوردار باشد ، یعنی باردار باشد تا بتواند ویژگی‌های الکترومغناطیسی انرژی نقطه صفر را توجیه کند . و ما میتوانیم از اثرات ( میدانهای ) گرانشی موجود در خلاء چشم پوشی کنیم . ولی همانطور که می‌دانیم دسترسی به مکانی بدون هیچگونه میدان خارجی و با حذف تمامی اشعه‌ها ( صفر کلوین ) اگر غیر ممکن نباشد کار بسیار سختی است ، برای اینکه اگر ما از هر مانعی استفاده کنیم ممکن است میادین بر آن مانع القا شده و بعد خود همین مانع ، مولد میدان شود و همچنین ممکن است این مانع خود جاذب اشعه و سپس مولد و دافع این اشعه شود ، ولی به هر حال میتوان اینگونه فرض کنیم که در هستی هیچ سکونی وجود ندارد ، به طور مثال اتم‌ها و ملکول‌ها با سرعتهای بسیار بالا در حال نوسان هستند که در جامدات دامنه این نوسانات کم ولی در گازها این دامنه نوسانات نسبتا زیاد است و همواره اتم‌ها و ملکولها با شدت با هم برخورد و تصادم دارند . در مورد خلاء و زوج ماده - ماده‌های خنثی هم اینگونه است ، در واقع زوج ماده - ماده‌های خنثی همواره در نوسان هستند و با هم برخورد دارند و این برخوردها باعث بوجود آمدن تغییر در سرعت زاویه‌ای ( اسپین ) ذرات شده که به نوبه خود مولد امواج الکترومغناطیس است . در پاره‌ای از موارد ممکن است پیوندها در بازه زمانی بسیار کوتاهی گسسته و مجددا برقرار شوند و همچنین بسیار محتمل است که تصادم مابین زوج الکترون - الکترونها و زوج پروتون - پروتونها رخ دهد که در لحظه برخورد علی‌رغم تولید و انتشار امواج الکترومغناطیس ، چنانچه برخوردها شدید باشد شاهد پدیدار شده اتمهای هیدروژن و یا پاد هیدروژن و .... باشیم ، آشکار شدن ذرات و پاد ذرات نیز بسیار محتمل و توجیه پذیر است که در نوع خود بسیار شگفت انگیز خواهد بود ( یعنی آفرینش ذرات و اتم یا زایش آنها از خلاء ) ، ولی به طور کلی برخورد و تصادم زوج ماده - ماده‌های خنثی انرژی‌زا است و آنهم از نوع الکترومغناطیسی و این پدیده در همه جا عملی و ممکن است حتی درون اطاق یا خانه‌ای که درون آن هستیم . پیوند مجدد ذرات با دریافت انرژی از محیط یا خلاء همراه است که این فرایند دمای خلاء را متعادل نگه می‌دارد . اما موضوع مهم این است که ما نمی‌توانیم میدان الکتریکی را مستقل از میدان مغناطیسی در نظر بگیریم و برعکس که در مورد ماده و انرژی برای ما در این عالم فیزیکی آفریده شده هم این چنین است ، یعنی هر جا انرژی باشد باید به دنبال ماده یا جرم ( یعنی منبع تولید و انتشار آن ) باشیم و هر جا ماده یا جرم باشد باید به دنبال تولید و انتشار انرژی بود ، تصور این دو به تنهایی و انفرادی برای ما غیر ممکن به‌نظر می‌رسد . زوج ماده - ماده‌های خنثی می‌توانند حجم و جرم بسیار عظیمی از کیهان را تشکیل داده باشند که نه تنها قابل مشاهده و احساس نیستند بلکه انرژی بسیار عظیمی را درون خود محبوس و به دام انداخته‌اند . به طور خلاصه اگر زوج ماده - ماده‌های خنثی در آزمایشگاه شناسایی شوند ما در علم فیزیک نیاز به یک خانه تکانی بزرگ خواهیم داشت البته اگر بتوانیم از نظریات قبلی دست بکشیم و نگرش جدیدی نسبت به آزمونها داشته باشیم که در نهایت مفاهیم علم فیزیک عصر ما دگرگون خواهند شد . اگر ما انرژی نسبتا زیادی را در نقطه‌ای از فضا ( خلاء ) متمرکز و یا تشدید کنیم به نحوی که موفق به گسستن پیوند مابین زوج ماده - ماده‌های خنثی شویم ، بعد از انحراف و جداسازی آنها خواهیم توانست با شتاب دهنده‌ها این ذرات را در آشکارسازها مشاهده کنیم .

به طور خلاصه همانطور که در مبحث ( وارونگی میادین الکتریکی ، توجیهی جدید برای تولید زوج ماده - پاد ماده . بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده یکدیگر را نابود نمی‌کنند  ) توضیح داده شد الکترونها و سایر ذرات باردار ساکن نیستند و حول محور فرضی خود با سرعت چرخشی بسیار بالایی در حال دوران هستند که به این دوران آنها اسپین گفته میشود . اگر دوران الکترون را موافق چرخش عقربه‌های ساعت فرض کنیم و آن را از بالا بنگریم مشاهده میشود که :  

 

امتداد خطوط میدان از مرکز الکترون یا میدان الکتریکی ، خارج  و حول مرکز به صورت دوایری تو در تو و پیوسته در می‌آید که میتوانیم آن را یک میدان الکتریکی بسته و تا بینهایت در نظر بگیریم ، برای اینکه این میدان دایره‌ای شکل هیچ آغاز و پایانی ندارد . همانطور که میدانیم ، هرگاه میدان الکتریکی در فضا برقرار شود ، میدان مغناطیسی عمود بر امتداد آن پدیدار خواهد شد و برعکس آن نیز صادق است که به مجموعه این دو میدان در فضا ، میدان الکترومغناطیس گفته میشود .  

 

در شکل فوق نمای الکترون ( سطح دایره‌ای قرمز رنگ ) از پهلو و در حال دوران حول محور عمودی نشان داده شده است ، به گونه‌ای که اگر از بالا به آن بنگریم جهت چرخش آن موافق جهت چرخش عقربه‌های ساعت خواهد بود . خطوط افقی سیاه رنگ ، میادین الکتریکی و فلش قرمز رنگ جهت میدان  الکتریکی از روبرو را نشان میدهد که در این صورت جهت فلشهای آبی رنگ ، جهت میدان مغناطیسی تشکیل شده را نشان میدهد . با توجه به دو قطبی بودن الکترون و ذرات باردار دیگر ، آنها میتواند تشکیل زوج ماده - ماده دهند یعنی شکل زیر : 

 

یک زوج ماده - ماده خنثی یا یک سیستم دوتایی با میدان الکترومغناطیسی بسته را میتوان چنین فرض کرد .

  

همانطور که در شکل فوق مشخص است میادین الکتریکی و مغناطیسی ( الکترومغناطیسی ) به صورت بسته در آمده و زوج در خارج از میادین  خنثی بنظر رسیده و غیر قابل شناسایی است . تنها زمانی که این زوج‌ها با هم تصادم و تماس حاصل کنند امواج الکترومغناطیس تولید و منتشر خواهد شد که ما چنین استنباط خواهیم کرد که این انرژی و نوسان آن مربوط به خلاء است که در واقع چنین نیست .  

 

 

این انرژی الکترومغناطیسی که به نام انرژی نوسان خلاء یا انرژی نقطه صفر شناخته شده است مربوط به تصادم زوج ماده - ماده‌های خنثی میشود . البته همانطور که می‌دانیم طول موج این امواج الکترومغناطیسی خیلی بیشتر از قطر ذرات باردار است حتی قطر خود اتمها و طول موج این امواج تابع سرعت زاویه‌ای ذرات باردار میباشد ، موضوعی است که در مبحث تولید و انتشار امواج الکترومغناطیس به آن خواهیم پرداخت .

 

 

 

اینک سعی می کنیم نیروی حاصل از اثر کازیمیر مابین دو آینه ( صفحه فلزی تخت ) موازی را توجیه کنیم :

 

همانطور که می دانیم این نیرو در فواصل خیلی کم ( در فواصل میکرو و نانو متری ) آشکار میشود . با توجه به شکل زیر دلیل این پدیده میتواند این باشد که : 

دا شدن زوج ذرات از یکدیگر خیلی سریع و در فواصل بسیار کوتاهی انجام می پذیرد و در هنگام جدایی زوج ، دو بار الکتریکی   مثبت و منفی پدیدار میشود که آینه ها همانند دو صفحه یک خازن عمل کرده و ذرات باردار موقتا روی آنها مستقر شده و در زمان بازگشت به جانب یکدیگر جهت تشکیل زوج ذره جدید ، صفحات را به طرف یکدیگر می کشانند و این نیروی کشش تا یک اتمسفر ( یک کیلوگرم یا 10 نیوتن بر سانتی متر مربع ) اندازه گیری شده است ، یعنی شکل زیر : 

 

جالب اینجاست که دورتر از فواصل میکرونی این نیرو مشهود نیست و دلیل آن میتواند این باشد که اکثر زوج ذرات در هنگام گسسته شدن پیوند ، بیشتر از این فاصله از همدیگر دور نمیشوند .

 

 

محاسبه سرعت تصادم زوج الکترون - الکترونها با یکدیگر : 

 انرژی جنبشی که میبایست معادل کمترین انرژی لازم برای تولید زوج الکترون - پوزیترون باشد ، m جرم که جرم دو زوج الکترون ( چهار الکترون ) در تصادم شاخ به شاخ در نظر گرفته میشود و v  سرعت الکترونها میباشد و از دیدگاه مکانیک کلاسیک سرعت تصادم میبایست معادل سرعت نور باشد که با در نظر گرفتن قوانین نسبیت و فیزیک کوانتوم با توجه به افزایش جرم و انرژی ذرات در سرعتهای بالا ، سرعت تصادم مسلما کمتر از سرعت نور خواهد بود .

حالتی به نام بوز - انیشتین

حالتی به نام بوز - انیشتین

این حالت ماده، یعنی حالت متراکم، تنها حالت ماده است که در زمان کشف شدن آن، شما هم به دنیا آمده بودید. در 1995 دو دانشمند به نام های کرنل و وای من، این حالت ماده را ساختند. دو دانشمند دیگر یعنی ساتیندرا بوز و آلبرت انیشتین وجود داشتن این حالت را در سال 1920 پیش بینی کرده بودند. ولی آنها وسایل و امکانات لازم را برای ساختن آن نداشتند. اما ما حالا می توانیم!

اتم های پلاسماها فوق العاده داغ و فوق العاده برانگیخته هستند. اما حالت متراکم(BEC) درست برعکس این است. آنها کاملا تحریک نشده و فوق العاده سرد هستند.

 

درباره حالت متراکم:

بگذارید اول "متراکم شدن" را توضیح بدهیم. متراکم شدن یا چگالش وقتی رخ می دهد که چند مولکول گاز با یکدیگر جمع شده و تبدیل به مایع بشوند. این اتفاق به خاطر کاهش انرژی می افتد. اتم های گازها واقعا برانگیخته و پر انرژی هستند. وقتی انرژیشان کم می شود، حرکتشان کند می شود و دور هم جمع می شوند و می توانند تبدیل به قطره شوند.

وقتی آب را می جوشانید، بخار آب روی در  قابلمه چگالیده یا متراکم می شود.

 

یعنی روی در فلزی سرد شده، دوباره به مایع تبدیل می شود. حالا به آن یک ماده چگال می گویند.

حالت متراکم در دمای فوق العاده پایین اتفاق می افتد. حتما درباره مقیاس های دما و درجه کلوین می دانید. در صفر درجه کلوین تمام مولکول ها از حرکت می ایستند. دانشمندان راهی پیدا کرده اند که بتوانند ماده را تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد کنند.

وقتی که دما تا این حد کم می شود، می شود با چند عنصر خاص حالت متراکم ماده ساخت. کرنل و وای من این کار را با عنصر روبیدیم انجام دادند.حالتی به نام بوز - انیشتین

بگذار یکپارچگی رخ بدهد!

خب حالا ماده ای داریم که سرد است اما نه هر سردی! چون یک تکه یخ هنوز در حالت جامد است. اما وقتی به دمایی نزدیک صفر مطلق می رسیم، اتفاق خاصی می افتد. اتم ها شروع به جمع و یکپارچه شدن می کنند. تمام این اتفاق در دمایی حدود چند بیلیونیم درجه رخ می دهد، در نتیجه شما آن را توی خانه تان تجربه نمی کنید.

نتیجه ی این یکپارچه شدن اتم ها، حالت متراکم بوز - انشتین است.

اتم هایی که در یک محل جمع شده اند، تشکیل یک ابر اتم می دهند. دیگر هزاران اتم مجزا نداریم. همه آنها کیفیت مشابهی دارند و برای هدف ما تبدیل به یک توده واحد شده اند.