با سلام

از این پس برای دیدن مطالب وبلاگ به آدرس زیر مراجعه کنید.

                                            www.pnes.mihanblog.com          

          

مقاله pdf فیزیک نور

برای دیدن مقاله pdf فیزیک نور به ادامه مطلب مراجعه فرمایید.

ادامه نوشته

انواع مكانيك در فيزيك (كلاسيك-نوين-لاگرانژي)

مكانيك كلاسيك يكي از قديميترين و آشناترين شاخه‌هاي فيزيك است. اين شاخه با اجسام در حال سكون و حركت ، و شرايط سكون و حركت آنها تحت تاثير نيروهاي داخلي و خارجي ، سرو‌ كار دارد. قوانين مكانيك به تمام گستره اجسام ، اعم از ميكروسكوپي يا ماكروسكوپي، از قبيل الكترونها در اتمها و سيارات در فضا يا حتي به كهكشانها در بخش‌هاي دور دست جهان اعمال مي‌شود.

ادامه نوشته

ماشین زمان بسازید

سلام ،به خوانندگان عزیز این وبلاگ و دوستانم .

من قصد دارم که به شما آموزش ساخت یک ماشین زمان رو بدم ،این آموزش رو در حال وبگردی دیدم و ترجمش کردم و حالا قصد دارم طریقه ی ساخت یک ماشین زمان رو برای شما شرح بدم.

ادامه نوشته

چرا آسمان در شب تاريك است؟

ساده ترين رويدا دها،غالباً غني ترين آگاهيها را با خود دارند.كافي است به آنها نظر كنيم.سقوط يك سيب ،راز جاذبه عمومي را بر نيوتن آشكار ساخت. شب سياه در دل خود آغازهاي كائناترا دارد.

ادامه نوشته

فوتون چیست؟

این تعارض جوهر مانای ذره گونه که با انتشار موج - ذره رخ می‌دهد، نظریه کوانتوم توصیف عینی یابد، آنگاه می‌توانیم موقعیتهای آن را در لحظات پی در پی مشخص و مسیر آن را معین کنیم. اما ذراتی که مسیرهای مشخصی را طی می‌کنند، مشخصه نقش تداخلی موج گونه آنها را برای هر نوع ماده‌ای که واقعا قابل مشاهده باشد، ایجاد نمی‌کند. در آزمایشگاه ، این نقشها همچون نقشی از تیک تاکهای آرایه‌ای از آشکار سازها مشاهده می‌شود. تمهیدات مستند نظریه کوانتومی این نقشها را بوسیله یک تابع موج در فرمالیزم ریاضی آن نظریه بوجود می‌آورد.

ادامه نوشته

انيشتين : فيزيك و متافيزيك

اين روزها متخصصان و هوچي هاي بورژوازي از هر قماش به اشاعه نظرات ارتجاعي در مورد شخصيت انيشتين و تئوريهايش مي پردازند. اما بيشتر جاروجنجالها در ستايش از كمكهايي كه انيشتين به پيشرفت دانش بشري نموده نيست. بلكه تبليغ اين نظريه است كه علم، مايملك "نوابغ" است.

ادامه نوشته

10 حقیقت جالب و خواندنی از زندگی نامه اقای انیشتین

- تا حالا فکر کردید که آلبرت انیشتین فیزیکدان معروف را چقدر می شناسید؟! نابغه گیج و پریشان خیالی که نظریه نسبیت عام و خاص را مطرح کرد و ثابت کرد.
آیا تا حالا میدونیتسد که آلبرت انیشتین هنگام تولدش دارای یک سر بزرگ بود تا حدی که مادرش فکر میکرد که اون ناقص الخلقه به دنیا اومده؟!آیا میدونستید که آلبرت قبل از اینکه ازدواج کنه دارای یک بچه مرموز! بود؟!
برای اینکه بخواهید حقایق مبهم بیشتری از زندگی آلبرت انیشتین را بدونید نوشتار زیر را بخونید:

ادامه نوشته

مطلب فوق العاده فیریکی

نان كشف كردند كه يك قسمت از مغز انيشتن كه مرتبط با استدلالات رياضي است، 15 درصد پهن‌تر از ديگر مغزهاي معمولي است. معمولا مغز همه انسان‌ها، دو قسمت كاملا جداگانه دارد، حال آن‌كه مغز انيشتن به نظر يك شبكه مي‌رسد كه سيناپس‌هاي اين قسمت بسيار متراكم بوده‌اند

 

«توماس هاروي» به مدت چهل سال نگهبان مشهورترين مغز قرن بيستم بوده است. «ساندرا ويتلسون» هم از اساتيد دانشگاه «مك‌مستر اونتاريو»ي كانادا، تحقيقاتي را روي مغز انسان آغاز كردند تا بتوانند به نتايج بزرگي دست يابند

به گزارش سرويس بين‌الملل «بازتاب»، ويتلسون كه از سال 1997 راجع به مغز انسان تحقيق مي‌كند، در سال 1987 توانست، رضايت 120 مرد و زن را براي اهداي مغزشان بعد از مرگ جلب كند.
بر پايه تحقيقات وي، هيچ‌كدام از مغزها با هم مشابه نبوده‌اند. او به دنبال رابطه شكل ظاهري و توانايي‌هاي ذهني و همچنين مقايسه راست‌دستان و چپ‌دستان بود. وي از راه‌هاي ساده‌اي چون اندازه‌گيري مغز، وزن كردن آن، شمارش سلول‌ها و... استفاده كرده است

ويتلسون مي‌گويد: ما به هيچ وجه به دنبال تأثير جنسيت بر مغز نبوديم، اما سرانجام متوجه شديم كه اين امر اختلاف بزرگي را ايجاد مي‌كند

به نظر وي، شكل مغز بر اساس جنسيت صورت مي‌گيرد. مغز زن‌ها و مردها از هم بهتر يا بدتر نيستند، اما از جوانبي متفاوتند و كسي نمي‌داند كه چگونه اين تفاوت‌هاي عصبي، باعث ايجاد تفكرات و رفتارهاي متفاوت شده و بر واقع‌گرايي، تجزيه و تحليل اطلاعات، قضاوت‌ها و رفتار اجتماعي تأثير مي‌گذارد

براي مثال، مغز زنان به نظر سريع‌تر از مردان مي‌رسد. در مقابل، سلول‌هاي خاكستري مغز مردان بيشتر از زنان است. چين‌خوردگي‌هاي مغز زنان بسيار پيچيده‌تر و زيادتر است كه شامل ساختارهاي عصبي پيچيده‌تري در درونش است. مردان و زنان از قسمت‌هاي متفاوتي از مغز براي يادآوري خاطرات، احساسات عاطفي، تشخيص اشكال، حل مشكلات و تصميم‌گيري استفاده مي‌كنند

تحقيقات نشان داده است كه كوچك يا بزرگ بودن ساختارهاي عصبي، بر اساس راست يا چپ دست بودن مردان متفاوت است، اما در زنان تقريبا به يك اندازه است.
نرون‌هاي سطح مغز (كورتكس) در زنان به هم نزديك‌تر است و باعث شده تعداد اين ساختارها در مغز زنان 12 درصد بيشتر از مردان باشد؛ اين امر توجيه‌كننده سطح مساوي هوش زنان و مردان به رغم تفاوت در اندازه آنهاست

كارشناسان انستيتو مغز مسكو اعلام كرده‌اند كه وزن مغز «ولادمير لنين»، رهبر سابق اتحاد شوروي، حدود 3 پوند، مغز «ايوان تورگينف»، حدود 4/4 پوند و مغز «آناتول فرانس» هجونويس 1/2 پوند بوده است. اين در حالي است كه بنا بر گفته مقامات بيمارستان «پرينستون» كانادا، مغز «انيشتن» حدود 7/2 پوند وزن داشته كه كمتر از ميانگين معمول براي مردان است

آمار از مغز انيشتن همچنان مجهول باقي ماند تا در سال 1985 «ماريون داياموند» كشف كرد كه سلول‌هاي مغز اين فيزيكدان داراي سلول‌هاي فعال بيشتري بوده و سلول‌هاي عصبي بهتر از يازده مغز ديگر پرورش مي‌داده است. اين سلول‌هاي غيرمعمول مغزي در محلي قرار داشتند كه با مهارت‌هاي رياضياتي و يادگيري زبان مرتبط بوده است

ويتلسون كه به همراه هاروي از سال 1995 بر مغز انيشتن تحقيق كرده‌اند، مي‌گويند: اين مسئله نشان مي‌دهد كه اندازه مغز در مردان نمي‌تواند فاكتور اساسي در ميزان هوش آنان باشد

 

 

آنان بخش‌‌هاي مختلف مغز انيشتن را با مغزهاي موجود در مجموعه خود تطبيق داده و كشف كردند كه يك قسمت از مغز انيشتن كه مرتبط با استدلالات رياضي است، 15 درصد پهن‌تر از ديگر مغزهاي معمولي است. همچنين كشف كردند كه اين بخش مغز، فاقد شكافي است كه در ساير مغزها موجود است. معمولا مغز همه انسان‌ها، دو قسمت كاملا جداگانه دارد، حال آن‌كه مغز انيشتن به نظر يك شبكه مي‌رسد كه سيناپس‌هاي اين قسمت بسيار متراكم بوده‌اند

وي مي‌گويد: شايد اين امر يكي از مهم‌ترين دلايل برجستگي هوشي وي بوده است. به هر حال از هر يك ميليارد نفر، يك نفر چنين مغزي دارد.
بر پايه تحقيقات آنان، تفاوت در اندازه قسمتي مخصوص از مغز باعث تغيير در تست هوش است، اما تنها در زنان و حافظه نيز بسته به ميزان تراكم نرون‌هاست، اما تنها در مردها. با افزايش سن، حجم مغز نيز افزايش پيدا مي‌كند اما تنها در مردان و به ندرت اين امر در زنان ديده مي‌شود

نیروی ارشمیدس

یا تاکنون فکرکرده اید که چرا برخی چیزها درون آب شناور هستند امابرخی دیگر ته آب میافتند؟ 

یا چرا چوب روی آب شناور ولی یک میخ آهنی ته ظرف آب می افتد و یااینکه آیا امکان دارد یک قطعه آهن شناوربماند تمامی این موضوعات به نیرویی مربوط می شود که ارشمیدسدانشمند یونان باستان کشف کرده است. 

نیروی ارشمیدس چیست ؟ 
وقتی جسمی را درون یک شاره مثلا یک لیوان آب می اندازیم اگر جسم تماما درون آب فرو رود به مقدار حجم خود آب را جابجا می کند به نیروی وزن این مقدار آب جابجا شده نیروی ارشمیدس گویند که همیشه رو به بالاست و از رابطه ی زیر بدست می آید: 
 

 
 

دقت کنید که در این رابطه چگالی شاره و vحجم شاره جابجا شده است که مساوی است باحجم قسمتی از جسم که داخل شاره است و gشتاب گرانشی است حال سوالی مطرح می شود و آن اینکه چه شرایطی لازم است تا یک جسم در یک شاره شناور شود ؟ می دانیم در به هر جسمی در یک میدان گرانشی نیروی وزن وارد می شود و به جسم درون شاره حداقل دو نیروی ارشمیدس و نیروی گرانش وارد می شود می دانیم که نیروی گرانش همیشه روبه پایین و نیروی ارشمیدس (نیروی شناوری) همیشه روبه بالا هرگاه این دو نیرو برابر باشند جسم درون آب غوطه ور می شود ولی فرق شناوری و غوطه وری چیست ؟ وقتی می گوییم جسمی شناور است که در سطح آب باشد اما جسم غوطه ور میتواند در هر جای شاره باشدبه طور مثال خود آب درون خود شناور است. 

 

 
 

وقتی نیروی ارشمیدس از نیروی وزن بیشتر باشد جسم روی سطح آزاد شاره شناور می شود و وقتی نیروی وزن جسم از نیروی ارشمیدس بیشتر باشد جسم درون شاره غرق می شود.

وقتی نور را می قاپی!

شما می‌توانید به راحتی یک توپ را بگیرید، برای مدتی نگه دارید و بعد به بالا پرتاب کنید

همین طور می‌توانید مقداری آب را در دست بگیرید و بعد از مدتی رها کنید. اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چه چیزهایی را نمی‌توان گرفت؟! مثلاً به نظر شما راهی وجود دارد که بتوان نور را برای مدتی قاپید و بعد دوباره آن را رها کرد؟

دانشمندان دانشگاه هاروارد روشی را ابداع کرده اند که به کمک آن می‌توان نور را گرفت و بعد رها کرد. در این روش پیچیده و نه چندان راحت، می توان نور را برای مدت 5/1 ثانیه ضبط کرد. شاید فکر کنید که این زمان خیلی کم است و اصلاً به چه درد می‌خورد. در جواب به این سؤال باید گفت که 5/1 ثانیه برای نور آن قدر زیاد است که مي تواند از کره ماه به زمین برسد!

برای رسیدن به این هدف دانشمندان مطالعه زیادی روی ماده، انرژی و حرکت داشته‌اند و از ماده ای استفاده کرده‌اند که« بی. ای. اس» نام دارد. این ماده عجیب هیچ یک از حالت‌های طبیعی مواد را ندارد؛ نه گاز است ، نه مایع و نه جامد. حتی پلاسما هم نیست. (پلاسما حالت چهارمی از مواد است که در آزمایش هایی با انرژی بسیار زیاد و در خورشید يافت مي شود.)

«بی. ای. اس» حالت پنجم ماده است. یعنی بعد از جامد ، مایع ، گاز و پلاسما قرار دارد و تنها در دماهای بسیار پایین یعنی صفر مطلق وجود دارد. صفر مطلق پایین ترین دمایی است که در کیهان وجود دارد و برابر با 15/273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر است. در این دما اتم ها امکان هیچ گونه حرکتی ندارند. اتم ها در حالت هاي جامد، مایع، گاز و پلاسما آرایش مخصوصی دارند. اما در ماده های « بی. ای. اس» به دلیل سرمای زیاد به ذرات کوچکی تبدیل می‌شوند که خاصیت های عجیبی از خود نشان می‌دهند.

نور زرد رنگ پس از برخورد به بي . اي . اس ، براي مدت 5/1 ثانيه جذب و سپس رها مي شود ، با اين تفاوت كه از شدت آن كاسته مي شود

 

دانشمندان از این ماده برای ضبط نور استفاده کرده اند و روش کار آنها بی‌شباهت به تلفن بازی نیست. در این بازی یک پیغام از فردی به فرد دیگر منتقل می‌شود و هر شخص باید این پیام دریافتی را به نفر بعدی برساند، تا آن‌جا که دوباره به گوش نفر اول برسد. در این بین ممکن است چیزی متفاوت با آنچه که گفته شده، منتقل شود. نور مانند آن پیام است و « بی. ای. اس» هم مانند افرادی عمل می‌کند که باید پیام را در گوش یکدیگر زمزمه کنند.

در این آزمایش ابتدا نور به سمت «بی. ای. اس» پرتاب و باعث می‌شود در این ماده چیزی شبیه یک ردپا به وجود بیاید. به عبارت دیگر نور در این ماده می‌نشیند و بعد از 5/1 ثانیه از ماده خارج می‌شود. البته نوری که بیرون می‌آید متفاوت با نوری است که به داخل ماده رفته است. در واقع می‌توان گفت که از شدت نور کاسته می‌شود. با این کشف دانشمندان امیدوار شده اند تا به سرعت، قدم‌های بیشتری برداشته شود و بتوانند نور را برای مدت زمان بیشتری نگه دارند و انقلابی در دنیای علم به وجود بیاورند.

 

منبع : همشهری آنلاین

---

 

پی نوشت  :

بی.ای.اس  = Bose–Einstein condensate = BEC   = چگالش بوز - انیشتاین

 

بهتر بود به جای بی.ای.اس از بی.ای .سی استفاده می شد.

چگالش بوز انیشتین حالتی از ماده است که تنها در دماهای بسیار پایین رخ می دهد و شامل گازی است از بوزون ها با برهمکنش بسیار کم و محصور شده در پتانسیل خارجی و دمای بسیار پایین نزدیک به صفر مطلق .

 

آموزش سینماتیک کتیا

این فایل pdf سینماتیک را آموزش می دهد.برای دریافت آن روی لینک زیر کلیک کنید.

                                         دانلود

با سلام

با سلام

میتوانید نظرات و پیشنهادات خود را که منجر به بهبودی کیفیت سایت خواهد شد و یا مطالب و مقالاتی را که دوست دارید در وبلاگ به نمایش درآیند را به آدرس ایمیل زیر بفرستید:

                                                   

با تشکر

گروه فیزیکس نیوز

مکانیک سیالات(pdf)

امروز برایتان مطالبی از مکانیک سیالات را قرار دادم.(این فایلها به صورت فایلهای pdf میباشد و برای دریافت آنها باید روی لینک آنها کلیک کنید)

فصل اول: مقدمه ، خواص سیالات (2.48MB_ PDF)

فصل دوم: استاتیک سیالات (2.68MB_ PDF)

فصل سوم: جریان سیالات ، روابط دیفرانسیلی و انتگرالی (4.41MB_ PDF)

فصل چهارم: تحلیل ابعادی ، جریان سیال لزج در لوله ها ، جریانهای خارجی ، جریانهای تراکم پذیر (1.91MB_ PDF)

یک مطلب جالب

"توضيح دهيد که چگونه مي توان با استفاده از يک فشارسنج ارتفاع يک آسمان خراش را اندازه گرفت؟"


سوال بالا يکي از سوالات امتحان فيزيک در دانشگاه کپنهاگ بود.


يکي از دانشجويان چنين پاسخ داد: "به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم. سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان مي کنيم که سرش به زمين بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه‌ي طول فشارسنج خواهد بود."


پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد که مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولي دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره ي خود کرد. يکي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد که تصميم نهايي را او بگيرد.


نظر قاضي اين بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است، ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيک نيست. سپس تصميم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد که نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيک باشد.


دانشجو در پنج دقيقه ي اول ساکت نشسته بود و فکر مي کرد. قاضي به او يادآوري کرد که زمان تعيين شده در حال اتمام است. دانشجو گفت که چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نمي تواند تصميم گيري کند که کدام يک بهترين مي باشد.


قاضي به او گفت که عجله کند، و دانشجو پاسخ داد: "روش اول اين است که فشارسنج را از بالاي آسمان خراش رها کنيم و مدت زماني که طول مي کشد به زمين برسد را اندازه گيري کنيم. ارتفاع ساختمان را مي توان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولي که روي کاغذ نوشته ام محاسبه کرد."


دانشجو بلافاصله افزود: "ولي من اين روش را پيشنهاد نمي کنم، چون ممکن است فشارسنج خراب شود!"


"روش ديگر اين است که اگر خورشيد مي تابد، طول فشارسنج را اندازه بگيريم، سپس طول سايه ي فشارسنج را اندازه بگيريم، و آنگاه طول سايه ي ساختمان را اندازه بگيريم. با استفاده از نتايج و يک نسبت هندسي ساده مي توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري کرد. رابطه ي اين روش را نيز روي کاغذ نوشته ام."


"ولي اگر بخواهيم با روشي علمي تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم، مي توانيم يک ريسمان کوتاه را به انتهاي فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروي گرانش دو سطح بدست آوريم. من رابطه هاي مربوط به اين روش را که بسيار طولاني و پيچيده مي باشند در اين کاغذ نوشته ام."


"آها! يک روش ديگر که چندان هم بد نيست: اگر آسمان خراش پله ي اضطراري داشته باشد، مي توانيم با استفاده از فشارسنج سطح بيروني آن را علامت گذاري کرده و بالا برويم و سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم."


"ولي اگر شما خيلي سرسختانه دوست داشته باشيد که از خواص مخصوص فشارسنج براي اندازه گيري ارتفاع استفاده کنيد، مي توانيد فشار هوا در بالاي ساختمان را اندازه گيري کنيد، و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري کنيد، سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد."


"ولي بدون شک بهترين راه اين مي باشد که در خانه ي سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم که اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود، مي تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشارسنج را به او بدهيم!"


دانشجويي که داستان او را خوانديد، نيلز بور، فيزيکدان دانمارکي بود.
منبع:کلباسی انلاین

فـــیـزیـــــک نـــور(Optics)

برای مشاهده مطلب روی ادامه مطلب کلیک کنید.

ادامه نوشته

نظریه ی ابر ریسمان ها

در نظریه ی ریسمان به جای اینكه هر ذره را مستقل در نظر بگیریم به صورت رشته ای پیوسته با شكلهای مختلف درنظر میگیریم , مثلا الكترون را می توان مانند یك النگو رشته ای بدانیم كه دو سرش بهم گره خورده و حلقه دایره ای تشكیل داده است. علت بوجود آمدن این نظریه این بود كه گرانش با كوانتوم مشكل دارد. همچنانکه گفته شد در دنیای ما چهار نیروی اصلی بنامهای الكترومغناطیسی، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و گرانشی وجود دارد. سه نیروی اول به ترتیب می توانند با هم در انرژیهای بالا متحد شوند و یك نظریه واحد داشته باشند. یعنی انشعاباتی از یك نظریه ی اصلی باشند. اصطلاحاٌ می گویند این سه نظریه در انرژیهای بالا تقارن دارند و در انرژیهای معمولی دچار شكست خودبخودی تقارن می شوند. اما چهارمین نیروی اصلی یعنی گرانش دو مشكل اساسی دارد. یكی وحدت نیافتن با سه نیروی دیگر و دیگر اینكه اگر ذرات را نقطه ای در نظر بگیریم، سطح مقطع برهم كنش نیروی گرانشی بین دو ذره ی نقطه ای كه بهم نزدیك می شوند طبق نظریه ی كوانتومی بی نهایت بدست می آید. از اینرو ذرات بصورت ریسمانهای یك بعدی در نظر گرفته شدند. مثلا الكترون یا كواركها همگی ریسمانهای بسته و حلقوی با شكلهای مختلفند. در این تصورجدید، دیگر برهم كنش ذرات در زمان و مكان خاص رخ نمی دهد بلكه شما دو حلقه دارید كه در فضا بهم نزدیك می شوند و با عكسبردای تخیلی یك پوسته به شكل شلنگ نمایش داده می شود. مثل اینكه دو شلنگ بهم برخورد كرده باشند و دو شلنگ جدید بوجود آورده باشند. در این نظریه هم وحدت میسر است و هم بینهایتهای گرانش كوانتومی برطرف می شود. اما در واقع یک ریسمان از چه چیزی ساخته شده است؟ یک ریسمان یک مقدار کوچک انرژی است و در اینجا هیچ چیزی کوچکتر از این مقدار انرژی نیست.

چکیده:

ابعاد اضافی: نظریه ی ریسمان ادعا می كند كه دنیای ما ده بعدیست. یعنی نه بعد مكانی و یك بعد زمانی دارد. این برخلاف تجربیات ماست. یعنی ما فكر می كنیم كه در دنیایی با سه بعد مكانی و یك بعد زمانی زندگی می كنیم. به همین دلیل توجیه می كند كه شش بعد اضافی در واقع در دنیای ما وجود دارند ولی فشرده شده اند. فشرده شدن یعنی اینكه مثلا شما یك شلنگ را از فاصله ی دور بصورت یك بعدی می بینید اما از نزدیك بصورت یك استوانه ی دو بعدی. امروزه برخی از نظریه پردازان ریسمانها بحث ابعاد بیشتر، حتی 26 بعد را مطرح کرده اند.

پوسته ها: یک پوسته چیزی است که یک ریسمان روی آن قرار دارد. فرض کنیم یک پوسته یک فضای سه بعدی است(مانند فضای ما). بعد فرض کنیم میدانها روی این پوسته ها هستند. فوتون روی این پوسته هاست و شش بعد دیگر تاریک است. فوتون فقط روی این پوسته ها زندگی می کند. و ما ابعاد اضافی را نخواهیم دید. همچنین گراویتون در همه ی فضا وجود دارد. کنش ذرات با گراویتون در نه بعد انجام می شود. اثر گراویتون در این ابعاد اضافی آنقدر کوچک است که ما فقط آثار گرانش را مشاهده می کنیم.

M-Theory: نظریه های مختلفی تحت عنوان نظریه ریسمانها ارائه می شود که توضیحات متفاوتی از یک پدیده فیزیکی می دهند. در حقیقت پنج نوع نظریه ریسمانها وجود دارد:

Type I, Type IIA, Type IIB, Heterolic E8, Heterolic SO32

دو نوع E8, SO32 مخلوط نوع دو و نظریه ریسمان بوزونیک هستند.
در نظریه ریسمانها نگرش به ذرت شبیه سیمهای گیتار است که تحت کشش های مختلف، نتهای متفاوتی را تولید می کنند.


ریسمان چیست؟

رشته سیمهای گیتار را تصور کنید که با کشیده شدن در طول گیتار کوک شده‌اند؛ بسته به آنکه سیمها چقدر کشیده شوند و تحت فشار قرار گیرند، نت‌های موسیقی مختلفی بوسیله آنها ایجاد می‌شود. می‌توانیم این نت‌های موسیقی را حالتهای برانگیخته سیمهای گیتار تحت کشش بنامیم. به طور مشابه در تئوری ریسمان ذرات بنیادین که در شتابدهنده‌ها مشاهده می‌شوند را می‌توانیم نت‌های موسیقی و یا همان حالتهای برانگیخته فرض کنیم.

در تئوری ریسمان همانند نواختن گیتار، ریسمانها باید تحت کشش قرار بگیرند تا برانگیخته شوند

کشش ریسمان
اگرچه ریسمانها در تئوری ریسمان در فضا-زمان شناور هستند و مانند گیتار مقید نیستند ولیکن با این حال آنها کشش دارند، کشش ریسمان در تئوری ریسمان با کمیت
a'متناسب با مربع طول ریسمان

اگر تئوری ریسمان تئوری گرانش کوانتوم باشد، پس متوسط اندازه ریسمان باید چیزی نزدیک به مقیاس طول گرانش کوانتوم باشد که طول پلانک نامیده می‌شود و حدود ده بتوان منهای سی و سه سانتیمتر می‌باشد. متاسفانه این بدان معناست که ریسمانها به حدی برای دیدن با تکنولوژی فعلی فیزیک ذرات کوچک هستند که فیزیکدانان مجبور به ابداع روشهای جدیدی برای آزمایش تئوری شدند.


ابر تقارن

تئوری در ابتدا فقط برای بوزون‌ها بود، به منظور اینکه فرمیون‌ها هم وارد تئوری ریسمان شوند باید یک نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود می‌داشت که به واسطه آن برای هر بوزون، یک فرمیون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نیرو و ذراتی که ماده را می‌سازند به هم مربوط می‌کند.
نتایج ابرتقارن در آزمایشات ذرات مشاهده نشده‌اند اما نظریه پردازان معتقد هستند که ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگین‌تر از آن هستند که در شتابدهنده‌های فعلی بتوان آنها را مشاهده کرد. ایجاد شتابدهنده‌های قوی‌تر انرژی بالا در دهه آینده می‌تواند شواهد لازم برای ابرتقارن در اختیار ما قرار دهند.
بهنجارش

مهم نبود که هر کس چقدر تلاش می‌کرد، به نظر می‌رسید گرانش به هیچ وجه به نظریه‌ای قابل بهنجارش تبدیل نمی‌شود؛ یک مشکل بزرگ این بود که امواج گرانش کلاسیک که فرض می‌شد ذره حامل آن گراویتون است، دارای اسپین 2 بودند و برای اسپین دو عبارت 4j-8+D مساوی D می شد و برای D=4 انتگرال بینهایت می شد. و این برای فیزیکدانان غیرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسیدن به گرانش کوانتوم ناکام ماند. در اینجا بود که تئوری ریسمان وارد شد تا این خلا را پر کند.
تئوری ریسمان در اصل برای توصیف روابط میان جرم و اسپین هادرون‌ها پیشنهاد شده ‌بود. در تئوری ریسمان، ذرات از برآشفتگی ریسمان‌های بسیار ریزی بوجود می‌آمدند ؛ یک ذره که از این برآشفتگی‌ها بر می‌خواست، ذره‌ای بود با جرم صفر و دو واحد اسپین.
موفقیتی که تئوری ریسمان داشت این بود که در مدل دیاگرامهای فاینمن، دیاگرامها به سطوح صاف دو بعدی تبدیل می‌شدند و انتگرالهای روی سطح دیگر مشکل فاصله صفر را نداشتند

 

نور واقعا چیست؟

برای نور  تعریفی دقیق و نیز جسمی شناخته شده یا نمونه ای مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد؛ ولی لازم نیست که فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم نظریه ای نامتناقض و بدون ابهام ایجاد می‌کند که تمام پدیده‌های نوری با آن توجیه می‌‌شود.

 نظریه «ماکسول» درباره انتشار نور بحث می‌‌کند، در حالی که نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌‌دهد. از آمیختن این دو نظریه نظریه جامعی شکل می‌‌گیرد که «کوانتوم الکترودینامیک» نام دارد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی - علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش - بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کند و به صورت منصفانه می‌‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگوست. سرشت نور کاملاً شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟

گستره طول موجی نور:

نور گستره طول موجی وسیعی دارد. چون با نور مرئی کار می‌‌کنیم، اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌‌گیرد؛ امّا روشهای مورد بحث ممکن است در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) وجود دارد که چشم انسان بیشترین حساسیت را به آن دارد.

 خواص نور و نحوه تولید:

سرعت نور در محیطهای مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلأ و یا به طور تقریبی در هواست. این سرعت در داخل ماده به شاخصهای متفاوتی - بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده - وابسته است. با «کاواک»(میان تهی) جسم سیاه، می‌‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید کرد. نور در طبیعت، در طول موج‌های مختلف مشاهده شده، امّا مشهورترین آن نور سفید است که نور مرکبی از سایر طول موج هاست.

 ماهیت ذره‌ای:

«اسحاق نیوتن» در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی اند که از جسمی نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل به صورت ذره در نظر گرفت که به نظر می‌‌رسد در محیطهای همگن در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند؛ این امر را «قانون» می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن به وجود آمدن سایه است.

 ماهیت موجی:

همزمان با نیوتن، «کریسیتان هویگنس» (1629 تا 1695) طرفدار توضیح دیگری بود که بر اساس آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود. به یاد داشته باشید که هویگنس با به کار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند، مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک بر اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.

 ماهیت الکترومغناطیس:

بیشتر به سبب نبوغ «جیمز کلارک ماکسول»(1831 تا 1879) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً با عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکترو مغناطیسی شامل این موارد است: موج رادیویی، تابش فروسرخ (نور مرئی از قرمز تا بنفش)، تابش فرابنفش، پرتو ایکس، پرتو گاما.

 ماهیت کوانتومی نور:

طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله «پلانک» و «آلبرت اینشتین» و «بور» برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است؛ یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام «فوتون» انجام می‌‌گیرد.

نظریه مکملی:

نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتن و هویگنس است. بنابر این، گفته می‌‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد. برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فتوالکتریک و پدیده کامپتون و … با خاصیت ذره‌ای نور توضیح دادنی اند.

مریخ نورد جدید ناسا

آزمایشگاه علمی مریخ یا همان Curiosity که به عنوان جدیدترین مریخ نورد ناسا در حال سخت و آماده سازی می باشد به عنوان یکی از بخش های اصلی برنامه های بلند مدت ناسا و اکتشافات ربوتیک سیاره مریخ به شمار می آید. بر طبق برنامه ریزی ها این ماموریت برای اواخر سال 2011 برنامه ریزی شده و مریخ نورد از کیپ کاناورال فلوریدا به سوی مریخ پرتاب می شود. همچنین بر اساس محاسبات در آگوست سال 2012 در یکی از جذاب ترین نقاط مریخ فرود خواهد آمد.

از جمله اهداف اصلی Curiosity که در واقع یک آزمایشگاه متحرک و بسیار مجهز است ارزیابی شرایط مریخ می باشد به گونه ای که تمامی تردیدها و ابهامات را در رابطه با شرایط حیات در این سیاره برطرف نماید. این مریخ نورد به ما خواهد گفت که آیا محیط مریخ قادر به پشتیبانی حیات میکروبی بوده و در صورت پاسخ مثبت آیا هنوز هم امکان حیات در این سیاره وجود دارد یا خیر. درواقع این ماموریت به ما کمک خواهد نمود تا به درک بهتری نسبت به شرایط حیات در سیاره مریخ دست یابیم.

ادامه نوشته

تاریخچه فیزیک ذرات

تاريخچه ي فيزيك ذرات در طول دو قرن گذشته، دانشمندان به پيشرفت هاي بزرگي در فهم آنچه ما و جهان اطراف ما از آن ساخته شده ايم، دست يافته اند. نخست، درك اين مطلب بود كه ماده، از عناصر ي با خواص فيزيكي و شيميايي كاملا معين تشكيل شده است. اين عناصر در محدوده ي هيدروژن (به عنوان سبك ترين) و اورانيوم و عناصر فراتر از آن قرار دارند. هر عنصر از واحد هاي ساختماني – اتم ها – كه براي هر كدام منحصر به فرد مي باشد، تشكيل شده و اتم هاي گوناگون، مي توانند با هم تركيب شوند و تنوع بي شماري تركيبات، از ماده ي ساده اي مانند آب گرفته تا مواد پيچيده اي مانند پروتئين ها را به وجود بياورند. با اينحال، چنانچه دانشمندان در اواخر سده ي نوزدهم كشف كردند، اتم ها ساده ترين واحد هاي سازنده ي ماده نيستند. ما امروزه مي دانيم كه بيشتر جرم اتم در يك هسته ي كوچك، چگال و با بار مثبت متمركز شده است. ابر كوچكي از الكترون ها ي با بار منفي هسته را از فاصله اي دور احاطه كرده اند و بنابراين بيشتر فضاي اتم را فضاي خالي تشكيل مي دهد. در بيشتر اتم ها ، هسته حاوي دو نوع ذره با جرم تقريبا برابر است: پروتون هاي با بار مثبت و نوترون هاي بدون بار الكتريكي. براي خنثي نگه داشتن كل اتم، تعداد پروتون ها دقيقا با تعداد الكترون ها برابري مي كند. در ١٨٩٠، دو فيزيكدان به طور جداگانه، شروع به كاوش در فضاي داخل اتم نمودند. اولي، جوزف (‘J.J.’) تامسون نخستين ذره ي زير اتمي – الكترون - را كشف كرد كه در همين حين، يكي از شاگردان او به نام ارنست رادرفورد، آغاز به كاوش در پديده ي جديد راديواكتيويته، كه در آن اتم از يك نوع به نوعي ديگر تبديل مي شد نمود. اين كاوش ها سرانجام به كشف هسته ي اتم، در همكاري با هانس گايگر ( كه با شمارگر راديواكتيويته ي گايگر مشهور است) و ارنست مارسدن در ١٩١٠-١٩٠٩ منتهي گرديد. سپس رادرفورد دريافت كه ذرات با بار مثبت موجود در هسته ي اتم، با هسته ي هيدروژن يكسان اند. او اين ذرات را پروتون ناميد. و در ١٩٣٢، جيمز چادويك نشان داد كه هسته ها بايد شامل نوترون ها هم باشند. از آن زمان به بعد بود كه رادرفورد و همكاران او، تصوير نوين اتم را بنا نهادند. اين تنها شروع ماجرا بود. الكترون، پروتون و نوترون اعضاي پيش قراول رژه ي باشكوه ذرات زير اتمي بودند. در خلال دهه هاي ١٩٣٠و ٤٠، بسياري از فيزيكدانان به مطالعه ي تابش كيهاني – بارش مداوم ذرات زير اتمي پر انرژي كه از فضا نشات مي گرفتند – پرداختند. برخورد هاي تابش هاي كيهاني پر انرژي با ذرات جو زمين، موجب واپاشي هاي هسته اي مي شود كه آنها موجب توليد انواع جديدي از ذرات كوتاه عمر مي شوندكه تنها از طريق رد هاي بجا مانده در آشكارسازهاي حساس قابل مشاهده اند. از جمله ي اين ذرات مي توان از موئون كه كاملا شبيه الكترون رفتار مي كند اما ٢١٠ بار از آن سنگين تر است؛ پيون كه تنها اندكي از موئون سنگين تر است؛ كائون با جرمي اندكي بيش از نصف جرم پروتون؛ و لامبدا داراي جرمي %٢٠ بيش از پروتون نام برد.

مکانیک کوانتومی

نظريه مكانيك كوانتومي نيز به روش هاي فكري كاملا جديدي كه پايه فهم ساختار اتمي و هسته اي اند، منجر مي شود. با اين وجود بعضي از جنبه هاي توصيف كوانتومي طبيعت كاملا جديد نيستند و در حقيقت در فيزيك كلاسيك نيز يافت مي شوند.

تقسيم بندي كميت ها:

در مطالعه دنياي فيزيكي با دو نوع عام از كميت هاي فيزيكي سروكار داريم: كميت هايي كه داراي پيوستاري از مقاديرند «كميت هاي پيوسته). و كميت هايي كه كوانتيده اند. كميت هاي كوانتيده محدود به مقادير گسسته معيني هستند. گاهي آنها را به عنوان كميت هايي كه داراي "اتميسيته" يا "دانه" هستند نيز بيان مي كنند.

برخي كميت هاي فيزيكي پيوسته كلاسيكي يا غير كوانتيده عبارتند از:

سرعت يك ذره آزاد كه مي تواند از صفر تا سرعت نور تغيير كند.

بزرگي اندازه حركت زاويه اي يك ذره كه از صفر تا بينهايت مي تواند هر مقداري را اختيار كند.

انرژي مكانيكي يك دستگاه دو ذره اي ، كه هر گاه اين دو ذره به يكديگر مقيد باشند هر مقدار منفي (Em<0) و هر گاه آزاد باشند هر مقدار مثبتي (Em>0) را مي توانند بپذيرند. كه Em معرف انرژي مكانيكي سيستم مي باشد.

زاويه بين جهت گشتاور دو قطبي يك آهنربا و يك مغناطيس خارجي ، كه مي تواند از 0 تا 180 درجه تغيير كند.

برخي كميت هاي فيزيكي با مقادير كوانتيده عبارتند از:

جرم هاي سكون مشاهده شده اتم ها كه در يك گستره پيوسته قرار نمي گيرند. اين مطلب ابتدا در مطالعات بنيادي تركيبات شيميايي كه به نظريه اتمي دالتون منجر شدند، مشاهده شد.

امروزه جرم اتم هايي كه در طبيعت يافت مي شود بادقت زيادي معلوم شده است. اما جالب است بدانيم كه اين جرم ها تقريبا به نسبت اعداد صحيح اند، نه دقيقاً برابر با آن.

يكي از وظايف فيزيك هسته اي توضيح اين انحراف ها نسبت به اعداد صحيح به كمك چند اصل اساسي است.

بار الكتريكي كوانييده است:

زيرا بار كل هر جسمي دقيقا ً مضرب صحيحي (مثبت يا منفي) از بار الكتريكي بنيادي الكترون (e) است. كوانتومي شدن بار كه به وضوح در مفهوم شميايي ظرفيت و در قوانين الكتروليز آشكار شده بود، به وسيله آزمايش قطره روغن ميليكان به طور مستقيم نشان داده شد. در اين آزمايش بار الكترون مستقيماً اندازه گيري شد(اندازه گيري بار الكترون).

كوانتيدگي فركانس نوسان فيزيك امواج ايستاده:

امواج ايستاده و تشديد كه ظهورات كاملاً برجسته كوانتش در فيزيك كلاسيك هستند. فركانس نوسان يك تار مرتعش تشديد كننده كه دو انتهاي آن ثابت است فقط مي تواند مضرب صحيحي از پايين ترين فركانس يا فركانس اصلي نوسان باشد. فركانس اصلي به نوبه خود با استفاده از خواص فيزيكي و طول تار تعيين مي شود.

اين موج مكرراً از مرزها يا از دو انتهاي ثابت تار رويش باز مي تابد و با خود موج اوليه تداخل سازنده ايجاد مي كند و فيزيك امواج ايستاده توليد مي گردد.

تشديد فقط در صورتي حاصل مي شود كه فاصله بين دو نقطه انتهايي «طول تار) دقيقاً مضرب نصف صحيحي از نصف طول موج باشد. البته فقط وقتي موج داراي گسترش نامتناهي در فضا باشد، فركانس آن دقيقاً تعيين مي شود.

اين استدلال حتي براي موج هايي كه بين مرزهاي بازتابان به دام افتاده اند، نيز معتبر است. زيرا مي توان چنين تصور نمودكه اين فيزيك امواج بينهايت بار برروي خود تاب خورده است.

مثالهاي عام كوانتش كلاسيكي:

يك تاس پرتابي برروي وجوه خود فقط اعداد صحيح 1و2و3و4و5و6 را دارد. اين تاس يكي از مثال هاي روزمره است كه كميت هاي كوانتيده را نشان مي دهند. مثال هاي معروف ديگر عبارتند از:

روي يك سكه ، افراد مردم و تعداد سكه ها

نظريه مكانيك كوانتومي در مورد كوانتش چه مي گويد؟

نظريه مكانيك كوانتومي به مقدار زيادي مبتني بر اين كشف است كه بعضي كميت ها كه در فيزيك كلاسيك پيوسته در نظر گرفته مي شدند، در حقيقت كوانتيده اند. از لحاظ تاريخي آغاز اين نظريه به تعبير شدت تابش الكترومغناطيسي از يك جسم سياه بر حسب طول موج با انتظارات نظري الكترومغناطيس توافق ندارد.

ماكس پلانك تدوين كننده نظريه مكانيك كوانتومي در سال 1900 ميلادي نشان داد كه تجديد نظر در مفاهيم كلاسيكي به كمك كوانتش انرژي منجر به برقراري توافق بين آزمايش و نظريه مي شود و از اين طريق يك پل ارتباطي بين مكانيك كلاسيك و مكانيك كوانتومي ايجاد شد كه با وجود تعارضات فاحش ، تشابهات زيادي نيز باهم دارند.

اینشتین هرگز با كوانتوم آشتى نكرد

هميشه وقتى سخن از اينشتين به ميان مى آيد، ذهن ها متوجه نظريه نسبيت و پيامدهاى انقلابى آن در فيزيك مى شود. اما كمتر كسى اين نكته را به خاطر مى آورد كه اينشتين همانطور كه در اولين انقلاب علمى قرن بيستم يعنى نظريه نسبيت سهيم بود، در انقلاب ديگر يعنى فيزيك كوانتومى نيز نقش بسزايى داشت. حتى جايزه نوبل هم به خاطر مقاله «اثر فوتوالكتريك» كه تاييدى بر كوانتومى بودن نور بود، به او اهدا شد. اما بازى سرنوشت آنگونه شكل گرفت كه يكى از بزرگترين حاميان مكانيك كوانتومى، منتقد تراز اول آن نيز باشد. اين مقاله نگاهى است به واكنش اينشتين نسبت به مكانيك كوانتومى و مباحثات او با فيزيكدانان بانى نظريه كوانتوم به ويژه نيلز بور. هدف توصيف اتفاقاتى است كه در تاريخ كوانتوم افتاده است و تنها در موارد ضرورى مسائل علمى ذكر شده است.

كنگره سولوى

همه چيز از كنگره سولوى شروع شد. بانى اين سرى كنگره ها، يك صنعتگر آلمانى به نام ارنست سولوى بود. او اولين كنگره بين المللى سولوى را كمى قبل از شروع جنگ جهانى اول، در شهر بروكسل برگزار كرد. قرار بر اين بود كه در اين كنفرانس ها حدود 30 نفر از فيزيكدانان برجسته دعوت شوند و بر روى موضوع از قبل تعيين شده اى، بحث و بررسى كنند. از سال 1911 تا 1927 پنج كنگره با اين روش برگزار شد و هر كدام به يكى از پيشرفت هاى فيزيك در آن سال ها اختصاص داشت. معروف ترين كنگره سولوى در سال 1927 و با موضوع فيزيك كوانتومى برگزار شد. در بين شركت كنندگان در اين كنفرانس 9 فيزيكدان نظرى حضور داشتند كه بعد ها همه آنها به خاطر سهم مهمى كه در شكل گيرى نظريه كوانتوم داشتند، برنده جايزه نوبل شدند. ماكس پلانك، نيلز بور، ورنر هايزنبرگ، اروين شرودينگر و... آلبرت اينشتين از جمله آن فيزيكدان ها بودند. اما اينشتين هنگام شركت در كنگره به خاطر نظريه نسبيت و همين طور دريافت جايزه نوبل به قدر كافى مشهور بود. به همين دليل نظر او براى ديگر فيزيكدان ها اهميت زيادى داشت. هنگام برگزارى پنجمين كنگره سولوى يكى، دو سال بود كه از ارائه فرمول بندى شسته رفته اى از مكانيك كوانتومى مى گذشت. ماكس بورن يك فرمول بندى آمارى از مكانيك كوانتومى منتشر كرده بود و هايزنبرگ هم اصل عدم قطعيت (uncertainty principle) خود را مطرح كرده بود. نيلز بور نيز براساس اين دستاوردها تعبير معرفت شناختى خود را از مكانيك كوانتومى پيشنهاد كرده بود كه در ضمن آن ايده مكمليت (complementarity) را نيز معرفى مى كرد. همه اين موارد دلايلى كافى بودند كه اينشتين در تمام طول كنفرانس با بور و هايزنبرگ به بحث بنشيند.

تعبير كپنهاگى

نكته مهم در اصل عدم قطعيت هايزنبرگ اين بود كه، نمى توان مكان و تكانه (يا سرعت) يك ذره را به طور همزمان و به طور دقيق اندازه گيرى كرد. با اندازه گيرى مكان عدم قطعيتى در اندازه گيرى سرعت به وجود مى آيد و بالعكس. با مطرح شدن اين اصل جنجال برانگيز خيلى ها عدم قطعيت را ذاتى طبيعت دانستند و گفتند كه اين مشكل دستگاه اندازه گيرى يا ناظر نيست. به اين ترتيب اصل عليت را زير سئوال بردند، به اين معنى كه وقتى نمى توانيم زمان حال يك سيستم را به طور دقيق بدانيم پس از آينده آن نيز چيزى نمى دانيم و از آنجا كه اين جهل به ذات طبيعت و نه به دستگاه اندازه گيرى مربوط است، روابط على مخدوش مى شود. اين نتيجه گيرى از يك اصل كاملاً فيزيكى يكى از جنبه هاى تعبيرى بود كه بعدها به «تعبير كپنهاگى» از مكانيك كوانتومى معروف شد. از ديگر مولفه هاى تعبير كپنهاگى ويژگى آمارى و احتمالاتى پديده هاى زيراتمى بود. براى مثال اگر ناظرى سرعت ذره اى را در راستاى معينى اندازه گيرى كند، به احتمال X يك مقدار خاص و به احتمال Y مقدار ديگرى را به دست مى آورد. روى دادن هر كدام از اين احتمالات هم كاملاً تصادفى است و هيچ مكانيسمى براى چگونگى اتفاق آنها بيان نمى شود. نكته ديگر تعبير كپنهاگى انكار واقعيت فيزيكى بود، به اين معنا كه فرمول بندى مكانيك كوانتومى تنها واقعيت موجود است. پيش بينى نتايج و كارآمد بودن فرمول بندى كافى است و لازم نيست كه اين فرمول بندى حتماً با يك واقعيت عينى فيزيكى متناظر باشد.

اينشتين بر ضد بور

اينشتين به هيچ وجه نمى توانست زير بار يك چنين تعبيرى برود. او فيزيكدانى بود كه همواره به دنبال كشف طبيعت بود و يك چنين نظريه اى با اين نتايج عجيب و غيرشهودى او را راضى نمى كرد. اينشتين به رئاليسم اعتقاد داشت و نمى توانست بپذيرد كه مشاهده كننده واقعيت يك پديده فيزيكى را تعيين مى كند. او معتقد بود كه فيزيكدان ها به ايده آليسمى از نوع باركلى روى آورده اند كه آنها را سرمست كرده است و از هدف اصلى علم و همچنين فيزيك دور شده اند. به همين دليل بود كه در كنگره سولوى به شدت در مقابل نظريات بور و هايزنبرگ موضع گيرى كرد. هايزنبرگ در خاطرات خود مى نويسد: «همه بحث ها در سر ميز غذا شكل مى گرفت و نه در تالار كنفرانس و بور و اينشتين كانون همه بحث ها بودند. بحث معمولاً از سر ميز صبحانه شروع مى شد و اينشتين آزمايش فكرى جديدى كه گمان مى كرد اصل عدم قطعيت را رد مى كند، مطرح مى كرد. پس از بحث هاى بسيار در طول روز، بور سر ميز شام به اينشتين ثابت مى كرد كه آن آزمايش هم نمى تواند اصل عدم قطعيت را خدشه دار كند. اينشتين كمى ناراحت مى شد، اما صبح روز بعد با يك آزمايش فكرى ديگر كه پيچيده تر از آزمايش قبلى بود، از راه مى رسيد. پس از چند روز پاول اهرنفست فيزيكدان هلندى كه دوست اينشتين بود گفت: من به جاى تو خجالت مى كشم، استدلال هاى تو در برابر مكانيك كوانتومى شبيه استدلال هايى است كه مخالفانت در برابر نظريه نسبيت مى آورند.» اينشتين با اين آزمايش هاى فكرى مى خواست وجود ناسازگارى در مكانيك كوانتومى را نشان دهد تا بتواند آن را رد كند، اما موفق نشد. او هميشه مى گفت نمى تواند قبول كند كه خدا شير يا خط بازى مى كند. او معتقد بود اگر خدا مى خواست تاس بازى كند اين كار را به طور كامل انجام مى داد و در آن صورت ما ديگر مجبور نبوديم به دنبال قوانين طبيعت بگرديم، چرا كه ديگر قانونى نمى توانست وجود داشته باشد. جواب بور به تمامى اين جملات نغز اين بود كه: ما هم وظيفه نداريم براى خدا در اداره كردن جهان تعيين تكليف كنيم. به اين ترتيب بور در پنجمين كنگره سولوى توانست از سازگارى منطقى تعبير كپنهاگى دفاع كند. اما بحث هاى اينشتين و بور به ششمين كنگره سولوى در سال 1930 نيز كشيده شد و باز هم اينشتين نتوانست نتيجه اى بگيرد. پس از آن تلاش كرد كه ناقص بودن مكانيك كوانتومى را نشان دهد.

اينشتين، پودلسكى و روزن

اينشتين در ادامه تلاش هايش براى اثبات ناقص بودن تعبير استاندارد مكانيك كوانتومى، مقاله اى را در سال 1935 با همكارى پودلسكى و روزن منتشر كرد. اين مقاله با عنوان «آيا توصيف مكانيك كوانتومى از واقعيت فيزيكى مى تواند كامل باشد؟» بعدها با نام اختصارى EPR معروف شد. آنها در مقاله شان سعى كردند كه با يك آزمايش فكرى نشان دهند عناصرى از واقعيت وجود دارند كه در توصيف كوانتومى وارد نشده اند و بنابراين مكانيك كوانتومى ناقص است. طبق نظر اينشتين نظريه اى كامل است كه هر عنصرى از واقعيت فيزيكى مابه ازايى در آن داشته باشد. چهار ماه بعد، بور در مقاله اى با همان عنوان آزمايش EPR را رد كرد و نشان داد كه استدلال آنها مغالطه آميز است.اما اين پايان ماجرا نبود. نه اينشتين و نه بور، هيچكدام راضى نشده بودند. اينشتين تا پايان عمرش در سال 1955 همچنان مشكلات مكانيك كوانتومى را يادآورى مى كرد. در مورد بور هم معروف است عكسى كه از تخته سياه او درست يك روز قبل از مرگ او گرفته شده، شامل طرح آزمايشى است كه در سال 1930 مورد بحث او و اينشتين بوده است. اينشتين هيچ گاه مكانيك كوانتومى را نپذيرفت و در بهترين حالت قبول كرد كه اين نظريه، فقط يك نظريه موقتى است كه كامل نيست و فيزيكدانان بايد به دنبال نظريه اى ديگر باشند. نظريه اى كه هم به عليت و هم به رئاليسم مقيد باشد و در عين حال زيبا و ساده نيز باشد.

منابع:

1- جزء و كل/ ورنر هايزنبرگ/ حسين معصومى همدانى/ نشر دانشگاهى

2- تحليلى از ديدگاه هاى فلسفى فيزيكدانان معاصر/ مهدى گلشنى/ انتشارات مشرق

3- Stanford Encyclopedia of Philosophy / Quantum Mechanics

نوشته

تازه ترین خبر ناسا

برای دیدن تازه ترین خبر ناسا به ادامه مطلب بروید.(این مطلب به زبان انگلیسی می باشد)

ادامه نوشته

خدمت بازدید کنندگان محترم عرض شود که کلیه ی نرم افزار و فیلمها و انیمیشن های این وبلاگ رایگان میباشند و میتوانید آن را با خیال راحت دانلود کنید.

کتاب نظریه نسبیت انیشتین با کاربرد جدید در کیهان شناسی

عنوان انگلیسی : کتاب Einstein’s General Theory of Relativity: With Modern Applications in Cosmology
عنوان فارسی : کتاب نظریه نسبیت انیشتین با کاربرد جدید در کیهان شناسی
رشته : فیزیک
نویسنده : Oyvind Gron, Sigbjorn Hervik
زبان : انگلیسی
نوع فایل : PDF
تعداد صفحات : 540
حجم : 5 MB

برای دانلود روی لینک زیر کلیک کنید.

                                                       دانلود

خبر جدید

با سلام

خدمت بازدید کنندگان محترم وبلاگ «تازه های جهان فیزیک»

بزودی بخشی با عنوان «اخبار های جدید ناسا به زبان انگلیسی»راه اندازی خواهد شد.

تازه های جهان فیزیک-آخرین اخبار و مقالات فیزیکی جهان-پاتوق فیزیکی های فیزیک دوست-بهترین وبلاگ عرضه نرم افزار و انیمیشن و فیلم فیزیکی-آخرین و داغ ترین تحولات جهان فیزیک-...

همه و همه در وبلاگ «تازه های جهان فیزیک»

نظریه سی پی اچ

برای دیدن مقاله ای به نام نظریه سی پی اچ به ادامه مطلب مراجعه کنید(از هوپا گرفته شده است).

ادامه نوشته

منابع پیشنهادی برای المپیاد فیزیک مرحله اول

خواندن این کتاب ها به عنوان منابع المپیاد فیزیک برای شرکت در مرحله اول المپیاد فیزیک ایران توصیه می شود:

• کتاب های فیزیک سه سال دبیرستان و پیش دانشگاهی.
• کتاب فیزیک هالیدی(نشر دانشگاهی)
• کتاب فیزیک اوهانیان(نشر مرکز)
• کتاب المپیادهای فیزیک ایران(نشر الگو)
• کتاب دوره درسی فیزیک(نشر فاطمی)
• نمونه سوالات دوره های گذشته مرحله اول المپیادهای فیزیک ایران.

منتخب سوالات کنکور مربوط به فیزیک سال اول فصل اول

برای دریافت نمونه سوالات کنکور از فیزیک سال اول روی لینک زیر کلیک کنید.

                                             دانلود نمونه سوالات

تاریخچه فیزیک

در این مقاله تاریخچه فیزیک از آغاز نشان داده شده است.

پیشنهاد می کنم آن را از دست ندهید!

                                                             دانلود