پیوند سه‌گانه‌ی نور٬ اتم٬ فونون

پیوند سه‌گانه‌ی نور٬ اتم٬ فونون


نظریه‌پردازان ابزاری را پیشنهاد داده‌اند که قادر است به شکل کوانتومی اندرکنش‌های بین یک ‌فوتون٬ یک اتم و ارتعاشاتِ در مقیاس کوانتومیِ یک شی بزرگ‌مقیاس را بسنجد.

وسیله‌ای که این فیزیک‌پیشگان معرفی کرده‌اند با گسترش مرزهای آزمایش‌های کوانتومی قادر است تا ارتعاشات مکانیکی را با تک‌فوتون‌ها و یک اتم ترکیب ‌کند. این تیم از نظریه‌پردازان نتیجه‌ی پژوهش‌های خود را در مجله‌ی فیزیکال ریویو لترز گزارش داده و ادعا کرده‌اند که موفق به حل معادلات کوانتومی برای چنین سیستم‌هایی شده‌اند. بر اساس ادعای این پژوهش‌گران٬ چنین راه حلی به گستره‌ی وسیعی از کاوش‌های کوانتومی منجر خواهد شد. مثلاً می‌توان حرکت مکانیکی را تا سطح یک تک‌فونون (واحد کوانتومی ارتعاش) کاهش داده و تک‌فونون‌ها را به داخل ساختار موردنظر گسیل کرد. یکی از نویسندگان این مقاله قبلاً بر روی ساخت این ابزار کار کرده و این تیم معتقد است که می‌توان با بهره‌بردن از آن به مطالعات رفتار پدیده‌‌های کوانتومی در مقیاس‌های بزرگ دست یافت.


ادامه نوشته

کوانتوم را نفهمیده‌اید؟ خود فیزیکدان‌ها هم وضع بهتری ندارند!

کوانتوم را نفهمیده‌اید؟ خود فیزیکدان‌ها هم وضع بهتری ندارند!
بیش از یکصد سال از ارایه نظریه کوانتومی می گذرد ولی نتایج یک نظرسنجی تازه نشان می‌دهد متخصصین کوانتوم در مورد مبانی این نظریه هنوز اتفاق نظر ندارند و پاسخ‌های کاملا متفاوتی در مورد سوال‌های بنیادین فیزیک دارند.


به گزارش علم پرس؛ بیش از یکصد سال از ارایه نظریه کوانتومی می گذرد ولی آن گونه که از نتایج یک نظرسنجی تازه در میان فیزیک‌دان‌ها بر می‌آید، متخصصین هنوز هم به درستی نمی‌دانند که این نظریه به چه معناست.


به گزارش نیچر، این نظرسنجی که از ۳۳ نفر از متفکرین مبانی نظریه‌های کوانتومی انجام شده، بیان‌گر آن است که نظرات در مورد برخی از عمیق‌ترین سوال‌های این حوزه، به طور تقریبا مساوی به چندین گروه مجزا تقسیم شده‌اند.


برای مثال، تعداد کسانی که باور دارند «ویژگی‌های اجسام فیزیکی کاملا مستقل از اندازه گیری و پیش از آن تعریف می‌شوند» تقریبا برابر تعداد کسانی است که به عکس این عقیده باور دارند؛ و به رغم این ایده مشهور که مشاهده سیستم‌های کوانتومی نقشی کلیدی در تشخیص رفتار آن‌ها بازی می‌کند، ۲۱٪ بر این باورند که «مشاهده‌گر نباید نقشی بنیادین داشته باشد».


ادامه نوشته

پایان متفاوت برای جهان؟!

پایان متفاوت برای جهان؟!


5-864.jpg

دانشمندانی که در حال بررسی ویژگی‌های ذره بوزون هیگز هستند، اظهار کرده‌اند که شاید بتوان چگونگی پایان جهان را تعیین کرد.

به گفته محققان، مفهوم «بی‌ثباتی خلأ» می‌تواند در میلیاردها سال آینده منجر به ایجاد یک جهان جدید به شکل یک حباب درون جهان کنونی شده و در نهایت جای آن را بگیرد.

فیزیکدانان در تابستان سال جاری از کشف ذره‌ای خبر دادند که احتمالا همان ذره گریزان بوزون هیگز بوده که جرم ماده را تامین می‌کند.

ادامه نوشته

هیجان جدید فیزیک مدرن با کشف دو بوزون هیگز متفاوت!

هیجان جدید فیزیک مدرن با کشف دو بوزون هیگز متفاوت!

نتایج جدید دانشمندان مرکز سرن نشان داده که احتمالا دو بوزون هیگز متفاوت وجود داشته که یکی از وزن 123.5 گیگاالکترون ولت و دیگری از 126.6 گیگاالکترون ولت برخوردار است.

یک ماه پیش دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی آخرین نتایج بوزون هیگز را منتشر کردند که اگرچه باعث شگفتی بسیار شد اما جذابترین بخش آن نتایجی بود که منتشر نشدند.

ادامه نوشته

ده کشف برتر 2012

ده کشف برتر 2012 از دید نشنال جئوگرافی

کشف منظومه 9 سیاره‌ای

کشف منظومه 9 سیاره‌ای

یک ستاره در فاصله 127 سال نوری از زمین ممکن است حتی از منظومه شمسی هم تعداد سیاره بیشتری داشته باشد.

بر اساس یک پژوهش در ماه آوریل، ستاره HD 10180 در جنوب صورت فلکی آبمار ممکن است از 9 سیاره در اطراف خود برخوردار باشد که رکورد منظومه شمسی با هشت سیاره را می‌شکند.

ادامه نوشته

امکان حیات انسان در جهان شبیه‌سازی شده

دانشمندان به دنبال آزمایش امکان حیات انسان در جهان شبیه‌سازی شده با همکاری فیزیکدان ایرانی


یک دهه پس از اعلام نظر فیلسوف انگلیسی مبنی بر امکان زندگی انسان در یک شبیه‌سازی رایانه‌یی، دانشمندان دانشگاه واشنگتن با همکاری یک فیزیکدان ایرانی با استفاده از آزمایش بالقوه قصد دارند امکان‌پذیر بودن این ایده را بررسی کنند.

این مفهوم در سال 2003 توسط نیک بوستروم، استاد فلسفه دانشگاه آکسفورد مطرح شده بود.

ادامه نوشته

سردسازیِ مولکولی

سردسازیِ مولکولی

قریب به سه دهه است که «بخار‌های سرد شده‌ی اتمی»، تأثیر بسیار زیادی بر افزایش دقت در طیف‌سنجی، ساخت ساعت‌های اتمی و مطالعه چگالش‌های بوز-اینشتین داشته است. فرآیند سرد‌سازیِ لیزری بر پایه گذار چرخشی می‌باشد که در آن میلیون‌ها فوتون بین دو ترازِ انرژی‌ِ یک اتم جذب یا گسیل می شوند، به نحوی که تکانه بین اتم و فوتون‌ها رد و بدل می‌شود. با تنظیمِ دقیق لیزر روی یک تشدید اتمی، ضربهٔ تکانه نهایی حرکت اتم‌ها را آهسته می‌کند، در این صورت گرمای آن‌ها گرفته می‌شود. طبیعی است سوأل کنیم آیا این فرآیند سردسازی لیزری برای مولکول‌ها نیز قابل تعمیم است؟ دسترسی به آنسامبل‌های مولکول‌های فرا‌سرد شده (انرژی جنبشیِ میانگین متناظر با دمای کم‌تر از یک میلی کلوین به حالتی فرا‌سرد اشاره دارد) تولید گاز‌های کوانتومیِ جدید، اندازه‌کیری‌های بسیار دقیقِ ثابت‌های بنیادی، ساخت ساعت‌های مولکولیِ جدید و کاربردهای بسیاری از محاسبات کوانتومی تا شیمی کوانتومی را فراهم می‌کند.

 پیچیده‌گیِ ساختار داخلی مولکول‌های سرد موجب می‌شود تا این مولکول‌ها ویژگی‌های جالبی داشته باشند. این در حالی است که مولکول‌های سرد از لحاظ پدیده‌شناختی فواید بیشتری از اتم‌های در اصطلاح «سرد» دارند. به خاطر این موضوع نمی‌توانیم از فرآیندِ سرد سازیِ اتمی برای مولکول‌ها استفاده کنیم. دلیل این است که در مولکول‌‌‌‌‌ها انتخابِ دو ترازِ انرژیِ جدا دشوار است. وقتی مولکول‌ها برانگیخته می‌شوند، اغلب به یک حالتِ برانگیختهٔ ارتعاشی و چرخشی واپاشی می‌کنند. با این فرآیند، مولکول‌ها دیگر نمی‌توانند با میدانِ لیزرِ فرودی بر‌هم‌کنش کنند. ایسام مانای و همکارانش در آزمایشگاه آیم کوتون، در مجله فیزیک ریویو لِتِر از تلاش‌‌ فراوانشان برای سرد کردن مولکول‌ها به کمک لیزرها (دمایی در حدود ۳۰۰ درجه میلی کلوین) جهتِ رساندن آنها به حالت پایه ارتعاشی، چرخشی و الکترونی می‌نویسند
ادامه نوشته

بافت‌های کوانتومی کایرال

بافت‌های کوانتومی کایرال

حالت‌های کوانتومی همدوس کایرالِ متفاوتی در فاز A ابر‌شاره هلیوم-3 تشکیل و مشخص شده است که پیش‌بینی‌های نظری قبلی را تأیید می‌کند. مواد کایرال که در آن تقارن بازتاب آینه‌ای شکسته می‌شود، در طبیعت در همه جا وجود داردند. حتی خلاء کوانتومی مدل استاندارد فیزیک ذرات، کایرال است [1]. به طوری که رفتار ذرات بنیادی چپ‌گرد و راست‌گرد (کوارک‌ها و لپتون‌ها) اساساً متفاوت است. یکی از پیامد‌های آن اختلال کایرال است. این اختلال عدم بقای غیرعادی جریان کایرال می‌باشد که نخستین بار توسط آدلر، بل و جک توضیح داده شده است [2]. اختلال کایرال توضیحی برای باریو‌ن‌زایی در جهان اولیه و کثرت ماده بر پاد‌ماده در جهان کنونی به وجود می‌آورد. یک مثال نوعی از مواد کایرال، کریستال مایع کلستریک است که از مولکول‌های کایرال، ذراتی که با تصویر آینه‌ای خود همانند نیستند، تشکیل شده است. به طور مشابه آهن‌رباهای کایرال خاصیت کایرالی به وجود می‌آورد.

ادامه نوشته

بیان خواص کوانتومی در مقیاسی قابل رویت - با فیلم

بیان خواص کوانتومی در مقیاسی قابل رویت

 

در دنیای فیزیک مدرن اعتقاد بر این است که رفتار ذرات زیر اتمی با توجه به قوانین مکانیک کوانتومی ، کاملا متفاوت با مقیاس انسانی برای اشیاء است. اما در همین گیر و داد “آرون او کانال” با دستیابی به موفقیت در آزمایشی، با ساخت شئی که با چشم غیر مصلح قابل مشاهده است و رفتار کوانتومی از خود بروز می دهد (به عنوان مثال می تواند حضور یک ذره را به طور همزمان در دو مکان را نشان دهد) توانسته دیدگاه جدیدی را به روش خودش مطرح کند.

او معتقد است که تمامی ذرات و حتی اجسام به تنهایی و با حذف تمامی عوامل خارج (یعنی در شرایط خلاء محض) از خود روابطی منطبق بر مکانیک کوانتومی بروز میدهند. اما وقتی آنها کنار یکدیگر در دنیای بزرگتر به صورت مجموعه ای از اشیاء قرار می گیرند به علت تاثیر گذاری بر روی یکدیگر نمی توانند رفتار طبیعی خودشان را داشته باشند.

او قطعه فلزی را در آزمایشگاه در محیطی نزدیک به خلا محض، یعنی محیطی بدون نورو هوا با دمایی نزدیک به صفر مطلق قرار داد. او در این شرایط به برسی رفتار آن شئی پرداخت و دریافت که به جای این که کاملا ساکن باشد در حال ارتعاش است؛ اما نکته خیره کننده  این بود که آزمایشهای بیشتر آن شئی را در یک زمان هم مرتعش و هم نامرتعش اندازگیری می کردند. و از این نتیجه ای نمی توان گرفت جز این که آن قطعه فلز در آن شرایط فراهم شده، میتوانست در یک زمان در دو مکان قرار داشته باشد.

در ویدوی زیر می توانید سخنرانی  آیرون او کانال رو در باره همین موضوع در سالن همایش شبکه TED مشاهده کنید.

برای مشاهده زیرنویس فارسی در این ویدیو میتوانید از منوی Languages  استفاده کنید .

شرح و ترجمه از: فیزیکدان

منبع قابل تصویر:www.ted.com

ادامه نوشته

سدتونل زنی گرافینی

سدتونل زنی گرافینی

پژوهش‌‌گران در ایالات‌متحده کاربرد دیگری برای «ماده‌ی شگفت‌انگیز» گرافین یافته‌اند. این گروه به‌جای استفاده از ویژگی رسانندگی الکتریکی گرافین، راهی یافته‌اند تا آن را به‌عنوان یک «سد تونل‌زنی» نازک به منظور جابه‌جایی به‌کاربندد . این گروه می‌گوید که این کاربرد جدید به‌ویژه در پیش‌برد اسپین‌ترونیک‌ها -یک فن‌آوری نسبتا جدید که اسپین الکترون‌ را نیز مانند بارش به‌کارمی‌بندد- مفید است.


هم‌چنان کاربردهایی جدید برای ماده‌ی شگفت‌انگیز گرافین

ادامه نوشته

تله پورتیشن کوانتومی و ورزشی جدید برای رمزنگاری اطلاعات

بعد از اعلام رسمی انتقال اطلاعات در دوربری کوانتومی اطلاعات در مسافت ۱۵۰ کیلومتری آن‌هم در جو پرتلاطم جزایر قناری، حالا آن‌ها برای چالش جدی‌تری آماده می‌شوند که نقل و انتقال ذره‌ای بنیادین در فضاست.

ادامه نوشته

خنک شدن الکترون‌های دیراک

خنک شدن الکترون‌های دیراک

الکترون‌ها برای حرکت بر روی سطح یک عایق توپولوژیک با مقاومت کمی روبه‌رو می‌شوند . طبق قوانین مکانیک کوانتومی، آنها دچار پراکندگی یا جایگزینی نمی‌شوند. برای به‌کارگیری این موضوع در اسپینترونیک و موارد دیگر، لازم است بدانیم که الکترون‌ها چگونه با محیط اطرافشان جفت می‌شوند، و از چه راهی و با چه آهنگی انرژی خود را از دست می‌دهند. ییهونا وانگ از موسسه‌ی فناوری ماساچوست،کمبریج و همکارانش با استفاده از یک دوربین فوق‌العاده پرسرعت، سرد شدن الکترون‌ها را در یک عایق توپولوژیک به تصویر کشیده‌اند.آنها نتایج کار خود را در Physica Review Letters منتشر کرده‌اند.

ادامه نوشته

رونمايي از تصاوير سطوح كوانتومي «لاندائو» پس از 80 سال

رونمايي از تصاوير سطوح كوانتومي «لاندائو» پس از 80 سال
getty-593.jpg

فيزيكدانان انگليسي و ژاپني براي اولين بار توانسته‌اند سطوح لاندائو را پس از 80 سال از ارائه نظريه آن توسط لو لاندائو، برنده جايزه نوبل به تصوير بكشند.

سطوح لاندائو به سطوح كوانتومي گفته مي‌شود كه رفتار الكترون را در يك ميدان مغناطيسي قوي تعيين مي‌كنند.

ادامه نوشته

شتاب دهنده‌ی خطی(Linear Accelerator)

شتاب دهنده‌ی خطی(Linear Accelerator)


یک شتابدهنده خطی (LINAC) یا لیناک یا لینک وسیله ای است که برای پرتو درمانی بیرونی (external beam radiation treatments) برای بیماران سرطانی ، بصورت گسترده به کار می رود.

شتاب دهنده‌ی خطی (linear accelerator)

یک شتاب دهنده خطی یا Linac، یک جزء شتابدهنده است که ذرات باردار الکترون، پروتون یا یونهای سنگین را در خط مستقیم شتاب می دهد.

ذرات باردار از سمت چپ وارد می شوند و بوسیله میدان الکتریکی به سمت اولین لامپ الکترونی شتاب می گیرند.به محض اینکه وارد تیوب شدند از میدان الکتریک حفاظت شده و با سرعت ثابت بطرف جلو سوق داده می شوند. وقتی به فضای خالی بعدی رسیدند میدان آنها را شتاب می دهد تا به تیوب بعدی برسند. این کار ادامه پیدا می کند و ذرات در هر   Gap  انرژی بیشتر و بیشتری جمع می کنند تا اینکه از سمت راست از شتاب دهنده خارج شوند.

ادامه نوشته

رکورد داغ‌ترین دمای تولید شده بشر شکست!

رکورد داغ‌ترین دمای تولید شده بشر شکست!

محققان شتاب دهنده ذرات RHIC در آزمایشگاه ملی بروکهاون نیویورک موفق به شکستن رکورد بالاترین و داغ ترین دمای تولید شده توسط بشر شدند که 250 هزار برابر دمای مرکز خورشید است!
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این شاهکار بزرگ زمانی رخ داد که هسته طلا، بخش بار مثبت شارژ شده اتم که از پروتون ها و نوترون ها ساخته شده اند، در سرعتی نزدیک به سرعت نور در شتاب دهنده ذرات RHIC‌ با یکدیگر برخورد کردند.
زمانیکه یون ها با یکدیگر برخورد می کنند، انرژی فوق العاده زیادی آزاد می شود که باعث ذوب شدن نوترون ها و پروتون ها داخل هسته طلا و تبدیل آنها به اجزای تشکیل دهنده یعنی کوارک ها و گلوئن ها می شود.
این سوپ کوارک- گلوئن تشکیل دهنده پلاسمای باستانی است که جهان را پس از انفجار بزرگ (Big Bang) در 13.7 میلیارد ایجاد کرده است.

ادامه نوشته