مکانیک کوانتومی VS نسبیت!

به ندرت می توان درطول تاریخ علم دوره ای را یافت که این پایه از روشنگری توسط چنین جمع معدودی صورت پذیرفته باشد.
ماکس پلانگ را با کلاه و سیگارش در کنار ماری کوری در ردیف جلو بنگرید. پلانگ عاری از نشاط است، او سالها تلاش برای افکار انقلابی اش،دربارۀ مواد وتابش، خسته به نظر می آید.
انیشتن با لباس شق ورق در وسط در ردیف جلو نشسته است.در سمت راست عکس،پرفسور42 ساله ای به نام بور در اوج توانایی اش، آرام و مطمئن که در ردیف وسط نشسته است.
در ردیف آخر، پشت سر اینشتین اروین شرودینگر با ژاکت و پاپیون اش به وضوح فردی بی قید به نظر میرسد. در سمت راست او، و با یک فاصله دو جوان افراطی به نام ولفگانگ پائولی و ورنر هایزنبرگ قرار دارند که هنوز در دهه سوم عمرشان به سر قرار دارند.جلوی آنها پل دیراگ ،لویی دوبروی،ماکس بورن و بور قرار گرفته اند.
پیرترین آنها پلانگ69 ساله بود که همه این ماجراها را در سال1900 شروع کرد تا دیراک25 ساله که جوانترین آنها بود نظریه را در سال1928 کامل کند.
 

    جان دان، فردای نیک:

هر زیبایی که دیدم خواهانش شدم و بر آن دست یافتم، رویایی از تو بود.                                               

آيا مكانيك كوانتومي يك نظريه كامل است؟
نظریه کوانتوم چیست؟نظریه کوانتوم موفق ترین دستگاههای فکری است که تاکنون توسط بشر ابداع شده است. این نظریه، جدول تناوبی عناصر و چگونگی رخ دادن واکنش های شیمیایی را توضیح می دهد. نظریه کوانتوم همچنین پیشگویی های دقیقی درباره لیزر، میکروچیپ، پایداری DNA و چگونگی تشعشع ذرات آن از درون هسته، به دست داده است.

نظریاتی چند در این رابطه:

اینشتین:نظریه کوانتوم غیر شهودی است و عقل سلیم را به مبارزه می طلبد.                          

پائولی:اخیراْ مفاهیم آن به فلسفه شرقی شبیه شده اند و برای کاوش رازهای پنهان شعور، اراده آزاد و فراهنجار به کار می روند.  

شرودینگر:نظریه کوانتوم هرگز ناکام نشد.

پلانک:نظریه کوانتوم اساساْ ریاضی است. 

بورن:ساختار نظریه کوانتوم چشم انداز جهان فیزیکی را دگرگون ساخته است.

قرائت بور از نظریه کوانتوم که در سال1927 ارائه شد، امروزه نیز متداول است. این امر با وجود این است که آزمایش های فکری انیشتن درسال1930 اصول بنیادی قرائت بور را زیر سوال برد.
آیا ممکن است باز هم حق با انیشتن باشد؟ آیا چیزی نادیده گرفته شده؟
مكانيك كوانتومي به خوبي ما را در درك هرچه بهتر از ساختار وخواص اتمها ، مولكولها ، جامدات و رفتار ذرات زير اتمي ياري داده است و هداياي گرانقدري نيز به ما اعطا نمود ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و…
همه و همه نتايج فيزيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است. نظريه كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي اينشتين شد و راهش را از سايرين جدا كرد چراكه طرز فكري كه نسبيت‌‌ها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به اينشتين نمي‌داد كه جهان عيني و علّي را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.
همان طور كه براي توجيه پديدهاي عالم ماكروسكوپي فيزيك كلاسيك به تنهايي ناقص و نارسا است شايد براي بررسي تمام جوانب عالم زير اتمي فيزيك كوانتومي نيز به تنهايي كافي نباشد و آنجا كه فيزيك كوانتومي دراندازه گيري همزمان تكانه و مكان ذره به بن بست مي‌رسد شايد براي رهايي از اين بن بست نمي‌بايست از اصل عدم قطعيت استفاده مي‌كرديم بلكه بايد مكانيك كوانتومي را كامل يا اصلاح مي‌نموديم يا با خلق روشهاي نوين در رفع اين معضل برمي‌آمديم وبدين گونه با تدوين نظريه‌اي جديد از اتهام طبيعت به سردرگمي و دو شخصيتي يك شخصيت علّي در توجيه وقوع رويدادهاي ماكروسكوپي و ديگري شخصيت غير قابل پيش‌‌بيني و غير قطعي در رويدادهاي زير اتمي  پرهيز مي‌كرديم.

ولي در حال حاضر فيزيك كوانتومي با سرعتي متحير كننده مسير ترقي و شكوفايي خود را مي‌پيمايد بي‌آنكه درجاده هموار خود با مشكل مواجه شود. و تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريه‌هاي نسبيت و كوانتوم فراهم نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريه‌ائي جديد يا ايجاد تغييري درآن نمي‌بينند.
  
جنگ سی ساله نظریه کوانتوم در برابر فیزیک کلاسیک
سه تجربه در عصر پیش کوانتومی وجود داشت که نمی توان برای توجیه آن از فیزیک کلاسیک استفاده کرد.

1- تشعشع جسم سیاه و  فاجعه فرابنفش  کوانتوم(پلانک)   
2-  اثرفوتوالکتریک ذرات نور(انیشتن) 
3-خطوط روشن طیف نوری (اتم بور)
این دانشمندان با ارائه راه حل هایشان نخستین قدمها را برای درک جدید طبیعت برداشتند. امروز کار مشترک این سه مرد که نقطه اوج آن مدل اتمی بور در سال 1913 بود، بعنوان نظریه قدیم کوانتومی شناخته می شود.  
 
تولد سه نظریه جدید کوانتومی
در طول 12 ماه از ژوئن 1925 تا ژوئن 1926 نه یک،نه دوتا بلکه سه طرح متفاوت و مستقل از نظریه کامل کوانتومی منتشر شد. که بعدها نشان داده شد که هرسه آنها معادل یکدیگر هستند. 

  اولین:مکانیک ماتریسی که توسط ورنر هایزنبرگ مطرح شد.

 دومین:مکانیک موجی که توسط اروین شرودینگر مطرح شد.

 سومین: جبر کوانتومی که توسط پل دیراگ مطرح شد

ادامه نوشته

گذراندن بهترین دوره های آموزشی از بهترین دانشگاه های جهان

در این پست قصد معرفی قوی ترین سایت های آموزش مجازی در زمینه ی برگزاری دوره های آموزش عالی از بهترین دانشگاه های دنیا با برجسته ترین اساتید را داریم.

سایت

edx.org

و سایت

coursera.org

که هر یک از این سایت ها دوره های مجازی ویژه ای را برگزار می کنند که می توانیم از آنها برای افزایش سطح دانش مان و پیدا کردن درک عمیق و به روز در رابطه با مفاهیم مرتبط با هر درس بهره ببریم.

لازم به ذکر است که تمامی دروسی که در این سایت ها ارائه می شوند به صورت مجانی در اختیار عموم قرار می گیرد و این دوره ها شبیه دوره های آکادمیک دانشگاهی ارایه می شوند به این صورت که پس از هر بخشی از هر جلسه که ویدیو پخش شد سوالاتی در قالب کوییز از همان بخش مطرح می شود و پس از جواب دادن به آنها ادامه ی بخش آن جلسه پخش می شود.

در هنگام ثبت نام در این سایت ها توجه داشته باشید که تیک گزینه ی کد شرافت یا honor code  را می زنید و خود را ملزم کرده اید از اکانت دیگری استفاده نکنید ( چون برای کوییز ها سه بار فرصت جواب دادن در بعضی بخش ها دارید و پس از آن جواب صحیح نمایش داده می شود!) و همچنین از جوابهای دیگران برای جواب دادن به سوالهای خودتان استفاده نکنید. اما تعامل و مشورت برای پاسخ گویی به سوالات موردی ندارد چرا که سوالاتی که در این امتحان ها مطرح می شوند تا حد زیادی بدیع ابتکاری هستند و یا در عین سادگی دانسته های شخص را به چالش می کشند و مانند سوال های اساتید در بسیاری از دانشگاه های ایران نیست که چنانچه کتاب باز برگزار شود دیگر هرکسی می تواند به سوالات پاسخ دهد و به این گونه باشد که دانشجو با سوالات سطحی و حفظی روبرو باشد که استاد از آوردن یک برگه و یا هرچیز دیگر سر جلسه ی امتحان هراس داشته باشد.

در دوره شاهد یک یا دو میانترم و یک پایان ترم هستیم که در بازه های زمانی از پیش تعیین شده ای انجام می شوند و البته اجباری به پاسخ گویی به این سوالات برای ادامه ی مشاهده ی ویدیو ها نیست ولی چنانچه به در امتحان پایان ترم و میانترم و کوییزها شرکت کنیم و به بیش از 80% سوال ها پاسخ درست دهیم مدرکی از آن سایت مجازی به اسم آن دانشگاهی که درس را ارائه کرده است دریافت می کنیم. و صحیح کرن این سوال ها نیز کامپیوتری است ونمودار پیشرفت برای هر درس را نیز نمایش می دهد.

سایت کورس ارا توسط اندرو ننگ و دافنی کالر از دانشگاه استنفورد در سال 2012 تاسیس شده است.

و سایت اد ایکس توسط دانشگاه های ام آی تی و هاروارد در سال 2012 تاسیس شده اند که فاقد سرپرست حقیقی اند.

لیست دوره های فیزیکی ای که سایت کرس ارا در حال حاضر ارائه می دهد از بالا قابل مشاهده است و درس های ریاضی و مهندسی و پزشکی حقوق و ... قوی و جالبی نیز ارائه می دهند که در پایگاه خود سایتها قابل مشاهده اند و چنانچه دوره ای هنوز شروع نشده باشد می توانید در آن پیش ثبت نام کنید و با برنامه ریزی ای که ارائه می شود جلو روید و مدرک را دریافت کنید همچنین برای درسهایی که قبلا ارائه شده اند می توانید به آرشیو درس مراجعه کنید و ویدیو ها یا سوالات امتحانی و لکچر نوت ها را دانلود کنید.

ادامه نوشته

مشاهده ی اتم هیدروژن برای نخستین بار

برای اولین بار مشاهده‌ی مستقیم ساختار اربیتالیِ اتم هیدروژنِ برانگیخته توسط تیمی بین‌المللی از محققان فراهم شد. این مشاهده با استفاده از «میکروسکوپ کوانتومی» که به‌تازگی توسعه یافته محقق شده و در آن از «ذره‌بینیِ فوتویونشی» (photoionization microscopy)  برای تجسم این ساختار استفاده شده است. نمایشی که این تیم از آن استفاده کرده‌اند اثبات می کند که ذره‌بینیِ فوتویونشی را می‌توان به شکل آزمایشگاهی تحقق بخشید و از آن به عنوان ابزاری برای جستجوی پیچیدگی‌های خاص مکانیک کوانتومی بهره برد.

جریان اطلاعات

تابع موج٬ انگاره‌ی اصلی نظریه کوانتوم به حساب می‌آید. به بیان ساده‌تر تابع موج حداکثر دانشی است که از حالت یک سیستم کوانتومی خبر می‌دهد. به ویژه این‌که تابع موج جواب معادله‌ی شرودینگر است. مجذور تابع موج احتمال این را نشان می دهد که یک ذره در یک زمان خاص دقیقاً در کجا می‌تواند باشد. هرچند این کمیت به شکل چشم‌گیری در نظریه کوانتوم ظاهر می‌شود اما چون هر مشاهده‌ی مستقیمی موجب تخریب تابع موج (قبل از آن‌که کاملاً مشاهده شود) می‌گردد بنابراین اندازه‌گیری مستقیم یا مشاهده‌ی آن کار چندان ساده‌ای نیست.

ادامه نوشته

ایجاد گاف در زمان

به کمکِ تداخلِ نور می‌توان گاف‌های تاریکِ پی‌درپی در زمان ایجاد کرد که مدتِ هر گاف، نزدیک به 40 پیکوثانیه است. اگر پرتوی لیزری از میانِ این گاف بگذرد به مدتِ 40 پیکوثانیه غیرِ قابلِ آشکارسازی خواهد بود. این روش می‌تواند امنیتِ بیش‌تری برای جابه‌جایی داده‌ها از راهِ فیبرِ نوری فراهم کند.

ابزاری که با به‌کارگیریِ نور می‌تواند گاف‌های کوچکی در زمان ایجاد کند، اندک‌اندک به سوی کاربردی‌شدن در بیرون از محیطِ آزمایش‌گاه پیش می‌رود. در مقاله‌ای که با جزییاتِ کامل در پنجمِ ماهِ ژوئن در Nature منتشر شد چنین ادعا شده که این سامانه می‌توند امنیتِ خطوطِ فیبرِ نوری را افزایش داده و نرخِ جریانِ داده‌ها را بهبود ‌بخشد.

الکساندرا گایتا (Alexander Gaeta) فیزیک‌دانی در دانش‌گاهِ کرنل است که دو سال پیش برای نخستین‌بار در آزمایشی، وجودِ رَدای زمانی را نشان داد. وی در این باره چنین می‌گوید: «مشاهده‌ی به‌کارگیریِ نور در این شیوه‌ی شگفت‌انگیز و کاربردهای آن در ارتباطات و پردازشِ داده‌ها، بسیار هیجان‌انگیز است».

واژه‌ی «ردا» ابزارهای موردِ استفاده‌ی هری پاتر را به ذهن می‌آورد که اجسام را در نقاطی از فضا پنهان می‌کرد. چنین رداهایی برای نخستین‌بار در سالِ 2006 معرفی شده و زمینه‌ای داغ برای پژوهش را فراهم آوردند. شیوه‌ی کارِ این رداها چنین است که نور را چنان دست‌کاری می‌کنند که بیننده نتواند یک جسمِ ایستا را ببیند.

ادامه نوشته

یک ثانیه‌ی دور در اندازه گیری های کوانتومی و نسبیتی سازگار

برای اندازه‌گیری فرکانس گذارهای اتم هیدروژن (برای مثال گذار از تراز 2s به تراز 1s) راه‌های بسیاری وجود دارد که منطبق بر نظریه مکانیک کوانتمی هستند. اما اخیرا پژوهشگران آلمانی اندازه‌گیری این نوع فرکانس را با استفاده از روشی انجام داده‌اند که علاوه بر نظریه کوانتومی با نظریه نسبیت اینشتین نیز سازگار است.

نور گسیل شده توسط اتم‌های هیدروژن به ما اجازه می‌دهد تا بسیاری از قوانین کوانتومی را به صورت دقیق تایید و تصدیق کنیم. اما هنوز راه درازی برای تطبیق کامل این قوانین با نظریه نسبیت که یکی دیگر از پایه‌های فیزیک جدید را تشکیل می‌دهد، در پیش رو داریم. در گزارشی که اخیرا توسط چند گروه تحقیقاتی-آزمایشگاهی در فیزیکال ریویو لترز چاپ شده است، روش‌هایی برای بهبود اندازه‌گیری‌های اتم هیدروژن پیشنهاد شده است که محدودیت‌هایی را بر وارد کردن تصحیحات کوانتومی در نظریه نسبیت اعمال می‌کند.

پژوهشگران موسسه ماکس پلانک برای اپتیک کوانتومی در گارکینک آلمان، روش‌هایی را بنیان‌گذاری نموده‌اند که فرکانس‌های تابش اپتیکی را به فرکانس‌های رادیویی بسیار پایین‌تر ساعت‌های اتمی مربوط می‌کند. این در حالی است که بهترین ساعت‌های اتمی آلمان که در آن‌ها از منبع اتم‌های سزیم استفاده شده است در آزمایشگاه‌های بسیار دوری همچون موسسه تحقیقات فیزیکی- صنعتی فدرال در برانشویگ قرار دارند و نمی‌توان آن‌ها را به سادگی حرکت داد. از این رو دو موسسه فوق، آزمایش‌هایشان را از طریق فرستادن نور به عقب و جلو در داخل یک فیبر نوری به طول 920 کیلومتر همزمان کردند. این اتصال به آن‌ها اجازه داد تا فرکانس گذار 1S-2S را بر حسب استاندارد بین‌المللی ثانیه بصورت 2,466,061,413,187,018 هرتز و با عدم قطعیتی در حد 11 هرتز بیان نمایند.

محققان از این دقت بی‌سابقه برای بررسی تغییرات فرکانس به مدت یک سال بهره جستند. چنین تغییراتی اگر آشکارسازی شوند نشان دهنده آن خواهد بود که فرکانس تابش، وابسته به حرکت زمین به دور خورشید است که البته این مسئله طبق نظریه نسبیت امکان‌پذیر نیست. اما آن‌طور که این محققان می‌گویند حتی اگر چنین تغییراتی وجود داشته باشند، پارامترهایی که بیانگر وابستگی فرکانس به دوران زمین هستند نمی‌توانند بیش‌تر از 1 در ده به توان یازده باشند. یکی از این پارامترها نیز به صورت بسیار جزئی با صفر اختلاف دارد و ما برای اینکه بفهمیم آیا این اختلاف با معنی است یا خیر، به اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری نیاز داریم.

ادامه نوشته

واقعیت کوانتومی: ما فقط چند هزار بار زندگی می‌کنیم

نظریه کوانتوم پس از گذشت یک قرن از ابداع آن، هنوز یک شاهکار علمی تمام عیار است، ولی مشکل بزرگی در آن نهفته که باورش کمی سخت است: فیزیک‌دانان هنوز نمی دانند که چطور باید از آن استفاده کنند!

به نظر می رسد که یک قرن کافی نیست. صد سال پیش از این، اولین کنفرانس جهانی فیزیک در بروکسل بلژیک برگزار شد. موضوع عمده بحث این بود که با نظریه جدید و عجیب کوانتوم چکار می‌توان کرد؛ و این که آیا می‌توان آن را با تجربیات زندگی روزمره ترکیب کرد و به یک تعریف منطقی از جهان ما دست یافت یا خیر.

این سوالی است که به گزارش نیوساینتیست، بعد از گذشت یک قرن، هنوز هم ذهن فیزیکدان‌ها را به خود مشغول کرده است. ذرات کوانتومی مانند اتم‌ها و مولکول‌ها از این امکان غریب برخوردارند که در آن واحد، در دو مکان متفاوت ظاهر شوند؛ همزمان به صورت ساعتگرد و پادساعتگرد بچرخند؛ و غریب‌تر از همه اینکه حتی از فاصله‌ای به اندازه نیمی از دنیا، بدون لحظه‌ای درنگ بر هم تاثیر بگذارند.

ولی اینجا یک مساله وجود دارد، ما هم از اتم‌ها و مولکول‌ها تشکیل شده‌ایم، پس چرا نمی‌توانیم هیچ یک از این کارها را انجام دهیم؟ این سوالی است که هاروی براون از دپارتمان فلسفه علم در دانشگاه هاروارد، درگیر ان است: «مکانیک کوانتوم در کجا متوقف می‌شود؟»

به نظر می‌رسد به رغم اینکه هنوز پاسخی برای این سوال یافت نشده، اما تلاش برای یافتن این پاسخ، بی‌پاداش نبوده است. مثلا سبب پیدایش حوزه جدیدی از دانش کوانتوم شده که توجه صنایع های‌تک و جاسوس‌های دولتی را به خود جلب کرده است. یک زاویه حمله جدید در تلاش برای یافتن نظریه نهایی فیزیک را در منظر دید ما قرار می‌دهد، و شاید حتی منشا پیدایش جهان را نیز برای ما آشکار سازد. با در نظر گرفتن این که روزی منتقدین کوانتوم (مانند اینشتین) این نظریه را «بالش لطیفی» می‌دانستند که تنها به کار خوابیدن فیزیک‌دانها می‌آید؛ این نتایج دست کم برای یک بالش بسیار درخشان بوده‌اند.

از بد حادثه برای اینشتین، نظریه کوانتوم به یک شاهکار بدل شد. هنوز هیچ آزمایشی پیش‌بینی‌های آن را رد نکرده و می‌توانیم بپذیریم که راه خوبی برای توصیف عملکرد جهان در مقیاس بسیار کوچک است. و خوب فقط یک مشکل دارد: این یعنی چه؟

فیزیکدان‌ها تلاش دارند تا پاسخ را «تفسیر» کنند: تفکرات فلسفی کاملا سازگار با آزمایش‌هایی که در پس نظریه کوانتوم نهفته‌اند. به گفته ولاتکو ودرال که وقتش را بین دانشگاه آکسفورد و مرکز فناوری‌های کوانتوم در سنگاپور تقسیم می‌کند؛ «دریایی از تفاسیر وجود دارد».

در طول تاریخ، هیچ نظریه علمی دیگری نبوده که بتوان از چنین زوایای متفاوتی به آن نگریست. چگونه چنین چیزی ممکن است؟
برای مثال چیزی را که امروزه به نام تعبیر کپنهاگ می‌شناسیم، در نظر بگیرید. این تفسیر که توسط دانشمند دانمارکی نیلز بور ارائه شده است، چنین بیان می‌کند که هر تلاشی برای صحبت در مورد مکان یک الکترون در اتم، بدون اندازه‌گیری آن بی‌معنی است. فقط زمانی می‌توان هر ویژگی ذرات را یک صفت فیزیکی نامید و گفت که آنها در عالم واقع وجود دارند که بتوان با یک ابزار غیر کوانتومی یا «کلاسیک»؛ آن ذرات را مشاهده و با آنها ارتباط برقرار کرد. 

بعد از آن تفسیر «دنیاهای متعدد» مطرح می‌شود، که در آن غرابت کوانتوم به این ترتیب توضیح داده می‌شود که هر چیزی که در جهان ما وجود دارد، در هزاران دنیای موازی دیگر نیز موجود است، و وجودی چندگانه دارد. یا شاید شما تفسیر بروگلی-بوهم را ترجیح دهید، که در آن نظریه کوانتوم ناقص فرض می‌شود: ما با برخی خصوصیات پنهان مواجهیم که اگر آنها را می‌دانیتسم، همه چیز آشکار می‌شد.

و بسیاری دیگر از این دست تفاسیر وجود دارند، فهرستی از تفاسیر که تمامی ندارد. در صد سال گذشته، باغ وحش کوانتوم به جایی شلوغ و پر سر و صدا مبدل شده است. ولی در این میان، تنها چند تفسیر هستند که برای فیزیکدان‌ها اهمیت دارند:

ادامه نوشته

اسرار انرژی تاریک فاش می‌شود؟ (بعد پنجم و آفتاب‌پرستی که کهکشان‌ها را از هم دور می‌کند)

١٢ سال پیش، نیروی اسرارآمیزی کشف شد که از 5 میلیارد سال پیش تاکنون، 70درصد از عالم ما را اشغال کرده است. این نیرو که انرژی تاریک نام گرفته، مسوول شتاب گرفتن انبساط عالم و گسترش بی‌حدومرز آن است.

اگر شما از یک کیهان‌شناس درباره تاریخچه دنیا سوال کنید، احتمال چنین جوابی خواهید شنید: «جهان ما در حدود 13.6 میلیارد سال پیش با یک انفجار بزرگ آغاز شد. پس از آن دنیا در حال انبساط و سرد شدن است. فرایند سرد شدن در ابتدا به صورت نمایی و خیلی سریع بود، اما پس از مدتی به یک نرخ ثابت رسید.»

اما به گزارش نیوساینتیست، یک مشکل در اینجا وجود دارد. اگر اندازه‌گیری‌های فاصله دورترین ابرنواخترها را قبول داشته باشیم، در حدود 5 میلیارد سال پیش، سرعت انبساط عالم مجددا شتاب گرفت، اما ما دلیل آن را نمی‌دانیم. اخترشناسان، انرژی تاریک اسرارآمیزی را که در تمام عالم گسترده شده، عامل اصلی این شتاب گرفتن می‌شناسند. با این وجود، این انرژی هرگز مشاهده نشده و به نظر می‌رسد که مستقیما با نور یا مواد موجود در عالم واکنش نمی‌دهد. همین عدم امکان آشکارسازی باعث ناشناخته ماندن انرژی تاریک شده است.

البته این احتمال هم وجود دارد که ما مدارکی را که وجود داشته‌اند، نادیده گرفته‌ایم. در صورتی‌که برخی ناهمسانی‌های مشاهدات نجومی اخیر در کنار یکدیگر قرار داده شوند، ممکن است منجر به نتایج شگفت‌آوری شوند: این‌که کیهان علاوه بر 4 نیروی متعارف گرانش، الکترومغناطیس و نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف، با نیروی بنیادی پنجمی پر شده است. مساله غیرعادی درباره این نیرو این است که دامنه آن بر اساس محیط اطرافش تغییر می‌کند. یک آفتاب‌پرست کیهانی که ممکن است بتواند توضیحی برای انرژی تاریک باشد.

ادامه نوشته

دانلود کتاب Mr Tompkins in paper back

در این کتاب ثابت پلانک به اندازه ای بزرگ است که پدیده های کوانتومی در زندگی روزمره ی مردم و موجودات آن سرزمین به صورت عادی در جریان است. 

کتابی است که دید نسبتا جالبی در رابطه با پدیده های کوانتومی به ما می دهد.

دانلود

ادامه نوشته

دنياي عجيب كوانتوم

نظريه كونتوم، موفقترين نظريه فيزيكي همه دوران ها است. بهترين صورتبندي نظريه كوانتوم مدل استاندارد ، ثمره ده ها سال آزمايش به كمك شتاب دهنده هاي ذرات است. بخشهايي از اين نظريه با دقت يك در ده ميليارد مورد آزمايش قرار گرفت...ه اند. اما بدون توجه به اينكه نظريه كوانتوم تا چه حد موفق بوده است، اصول اساسي تجربي آن، مناقشات فلسفي و الهي وسيعي در طول هشتاد سال گذشته ايجاد كرده است. به ويژه اصل اساسي آن كه خشم مذاهب را بر انگيخت، زيرا در مورد اينكه چه كسي تقدير ما را رقم خواهد زد، پرسش مي كند.

فيزيكدانان ، داستاني ساختگي را نقل مي كنند، كه در آن يك رئيس دانشگاه، پس از مشاهده بودجه اختصاص يافته به دپارتمانهاي فيزيك، رياضي و فلسفه گفته است : چرا اينگونه است كه شما فيزيكدانها هميشه به چنين تجهيزات گران قيمتي نياز داريد؟ در حالي كه دپارتمان رياضي چيزي جز كاغذ و قلم و سطل زباله نياز ندارد و دپارتمان فلسفه از اين هم بهتر است، حتي به سطل زباله هم نياز ندارد.

با اين حال هنوز خنده آخر از آن فيلسوفان است. نظريه كوانتوم ناكامل است و بر پايه هاي لرزان فلسفي تكيه دارد.

ادامه نوشته

اعداد كوانتومي به زبان ساده

quantum numbers

در مكانيك موجي يا مكانيك كوانتومي، توزيع الكترون در اتمي كه داراي چند الكترون باشد، به صورت لايه‌هايي تقسيم شده است. اين لايه‌ها نيز شامل يك يا دو لايه فرعي‌اند و هر لايه‌ي فرعي شامل يك يا چند اوربيتال است كه به وسيله الكترون‌ها اشغال شده است.
هر يك از الكترون‌هاي يك اتم با مجموعه‌اي از چهار عدد كوانتومي مشخص مي‌شود كه به صورت تقريبي بيانگر لايه، لايه‌ي فرعي، اوربيتال و اسپين الكترون است.


عدد كوانتومي اصلي يا n
اين عدد مشخص‌كننده‌ي لايه‌ يا ترازي است كه الكترون به آن تعلق دارد. اين لايه‌ها ناحيه‌هايي هستند كه در آنها احتمال يافتن يك الكترون زياد است.
مقدار n، يك عدد صحيح مثبت است. مثل 1 و 2 و 3 و 4 و غيره.
هرچه مقدار n بزرگ‌تر باشد،‌ لايه از هسته دورتر است و انرژي الكترون در آن لايه بالاتر است.


لايه فرعي يا تراز فرعي
هر لايه اصلي، شامل يك يا چند لايه فرعي يا تراز فرعي است. شمار لايه‌هاي فرعي در يك لايه‌ي اصلي برابر با مقدار n است.
در لايه يك، فقط يك لايه‌ي فرعي است.
در لايه‌ي دو، دو لايه‌ي فرعي داريم و همين‌طور.
هر لايه‌ي فرعي با يك عدد كوانتومي فرعي (Subsidiary Quantum Number) يا ال (l) مشخص مي‌شود.
مقادير l براي لايه‌هاي فرعي با مقدار n لايه‌ي اصلي تعيين مي‌شود. براي هر يك از عبارت‌ها، طبق فرمول زير يك مقدار براي l وجود دارد:
L=0,1,2,3……..(n-1)
براي مثال اگر n برابر يك باشد،‌ تنها مقدار l برابر صفر است و فقط يك لايه‌ي فرعي داريم.
اگر n برابر 2 باشد، دو لايه فرعي يعني صفر و يك و اگر n برابر 3 باشد، سه لايه فرعي يعني صفر و يك و دو داريم.
براي نمايش لايه‌هاي فرعي،‌ از نمادهاي ديگري نيز استفاده مي‌شود. يعني:

لايه فرعي 0 با نماد s
لايه فرعي 1 با نماد p
لايه فرعي 2 با نماد d
لايه فرعي 3 با نماد f
لايه فرعي 4 با نماد g
لايه فرعي 5 با نماد h

چهار نشانه‌ي نخست، حروف اول صفت‌هاي تيز (Sharp)، اصلي (Principal)، پراكنده (Diffuse) و بنيادي (Fundamental) هستند كه قبلاً براي مشخص‌كردن خط‌هاي طيفي به‌كار مي‌رفتند.
براي مقادير l بزرگ‌تر از 3، اين حروف به ترتيب الفبايي ادامه مي‌يابد. يعني g و h و i و غيره.
با تركيب عدد كوانتومي اصلي با يكي از اين حروف، راه ساده‌اي براي مشخص كردن لايه‌هاي فرعي پيدا مي‌شود. به عنوان مثال:

لايه n=2 و l=0 را لايه‌ي فرعي 2s مي‌نامند. يا
لايه n=2 و l=1 را لايه‌ي فرعي 2p مي‌نامند.

كه به ترتيب داريم: 1s، 2s، 2p،‌ 3s،‌ 3p، 3d، 4s،‌ 4p، 4d، 4f و الي‌ آخر.
انرژي الكترون‌هاي هر لايه با افزايش مقدار l افزايش مي‌يابد براي مثال انرژي الكترون‌هاي لايه n=3 به ترتيب افزايش برابر است با 3d>3p>3s

ادامه نوشته