خرید از شما هدیه از ما

فروش ویژه کارت شارژ ایرنسل *رایتل*همراه اول همراه با قرعه کسی روزانه

http://pcfa.1000charge.com/

http://pcfa.1000charge.com/

http://pcfa.1000charge.com/

با قیمت واقتی...... سرعت بالا در خرید و پرداخت

متصل به شبکه شتاب ....

از خرید لذت ببرید.

منتظرتان هستیم.

پیروز و سربلند باشید.

پی سی فا  هزار شارژ باهزاران جایزه در قرعه کشی روزانه منتظر شماست.

http://pcfa.1000charge.com/

http://pcfa.1000charge.com/

http://pcfa.1000charge.com/

مجموعه کامل 800 جلد کتب نجوم و کیهانشناسی

قیمـتـــ : 16,500 تومـان
  
سری مستند علمی جهانهای موازی

قیمـتـــ : 6,500 تومـان
  
مجموعه مستند سخت ترین تعمیرات جهان

قیمـتـــ : 12,500 تومـان
  
سری کامل مستند علمی فراتر از انسان با دوبله فارسی

قیمـتـــ : 12,500 تومـان
  
سری کامل مستند علمی طرح بزرگ استیفن هاوکینگ

قیمـتـــ : 6,500 تومـان
  
سری مستند علمی عصر فضا با دوبله فارسی

قیمـتـــ : 6,500 تومـان
  
مجموعه مستند شگفتی های دنیای امروزی

قیمـتـــ : 9,500 تومـان
  
سری کامل مستند علمی علم به زبان ساده

قیمـتـــ : 9,500 تومـان
  
سری کامل مجموعه مستند علمی ار رویا تا اختراع

قیمـتـــ : 9,500 تومـان
  
مجموعه مستند علمی دانش محض

قیمـتـــ : 9,500 تومـان
  
سری کامل مستند از افسانه تا تاریخ، با دوبله فارسی

قیمـتـــ : 11,500 تومـان
  
سری کامل مجموعه مستندهای متافیزیک و علوم غریبه، پک شماره2

قیمـتـــ : 11,500 تومـان
  
سری کامل مجموعه مستندهای متافیزیک و علوم غریبه، پک شماره1

قیمـتـــ : 11,500 تومـان
  
مجموعه 60 مستند علمی با دوبله فارسی 2

قیمـتـــ : 23,500 تومـان
  
مجموعه 60 مستند علمی با دوبله فارسی 1

قیمـتـــ : 23,500 تومـان
  
مستند علمی سفر در زمان به همراه هدیه ویژه

قیمـتـــ : 6,500 تومـان
  
سری کامل مجموعه مستند کیهان با دوبله فارسی

قیمـتـــ : 9,500 تومـان
  
مجموعه گلچین مستندهای تخت گاز

قیمـتـــ : 17,500 تومـان
  


1


تاریخ : یکشنبه 12 خرداد 1392 | 05:46 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

بیگ بنگ: اگر مغز بتواند کامپیوتر یا بازوی مکانیکی را کنترل کند، آیا کامپیوتر می تواند، بدون نصب الکترودهایی درون مغز، اندیشه های آدمی را بخواند؟

از سال 1875 معلوم شد که مغز بر پایه جا به جایی الکتریسته درون نورون ها کار می کند، که سیگنال های ضعیفی را می سازد که می توان آنها را با گذاردن الکترودهایی در اطراف سر آدم اندازه گرفت. با تحلیل کردن پالس های الکتریکی گردآوری شده با این الکترودها، می توان امواج مغزی را ثبت کرد. این را EEG( الکترانسفالوگرافی ) 1 می نامند که قادر به ثبت تغییرات کلی در مغز است، مثلا هنگام خوابیدن ، یا حالت روحی، مثل خشم، نگرانی و غیره. نمودار EEG را می توان روی نمایشگر کامپیوتر نشان داد و سوژه قادر به دیدن آن است. پس از مدتی شخص می تواند مکان نما را با اندیشیدن محض جا به جا کند. تاکنون نیلس بیرباومر ( 2 ) از دانشگاه توبینگن توانسته افراد تقریبا فلج را برای تایپ کردن جمله های ساده به این شیوه آموزش دهد. مزیت EEG آن است که می تواند به سرعت امواج فرکانس های گسیلی از مغز را بدون نیاز به تجهیزات پیچیده و گران قیمت آشگار سازی کند. ولی یک عیب بزرگ آن است که EEG نمی تواند اندیشه ها را به مکان های ویژه ای در مغز منتسب کند.

EEG  EEG یا الکروانسفالوگرافی(نوارمغزی)، ثبت فعالیت الکتریکی مغز است، این تکنیک شامل اخذ سیگنال توسط الکترودهای سطحی، بهبود سیگنال (معمولاً تقویت و حذف نویز)، چاپ سیگنال و آنالیز آن می‌شود.

روش بسیار حساس تر عبارت است از اسکن fMRI ( تصویر برداری با رزونانس مغناطیسی عاملی ) 3. EEG و fMRI تفاوت های مهمی با هم دارند. اسکن EEG وسیله ای است ناپویا که تنها سیگنال های الکتریکی آمده از مغز را می گیرد، پس نمی توانیم خیلی خوب مکان منبع را تعیین کنیم. ماشین fMRI از پژواک های ایجاد شده توسط موج های رادیویی برای نگریستن به درون بافت زنده استفاده می کند. بدین ترتیب می توان به دقت مکان انواع سیگنال ها را تعیین کرد، که به تصاویر سه بعدی خیره کننده از درون مغز می انجامد. ماشین fMRI بسیار گران است و نیازمند آزمایشگاهی پر از تجهیزات سنگین وزن، ولی تاکنون جزئیاتی نفس گیر از چگونگی کارکرد مغز در حال اندیشیدن ارائه کرده است.

جوشوا فریدمن ( 4 ) روانپزشک دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس می گوید « اوضاع شبیه اخترشناسی در سده ی شانزدهم پس از اختراع تلسکوپ است. برای هزاران سال افراد بسیار هوشمند کوشیدند که از آن چه که در آسمان ها می گذرد سر در آورند، ولی تنها می توانستند درباره آنچه که در ورای چشمان غیر مسلح آدمی قرار دارد به گمانه زنی بپردازند. و بعد، ناگهان، تکنولوژی ، نگریستن مستقیم به آن جا را امکان پذیر ساخت.

120380404_30f72de0c6در  روش fMRI تصاویری متناوب از مغز در حال فعالیت و سپس در حال استراحت گرفته می‌شود و از یکدیگر بطور دیجیتالی تفریق می‌گردند، که حاصل این پردازش عملکرد مغزی در اثر تغییرات جریان خونی در مغز را از لحاظ فیزیولوژیکی نشان میدهد.

راستش اسکن های fMRI حتی می توانند حرکت اندیشه در مغز را با تفکیک پذیری 0.1 میلی متر ، یا کمتر از نوک سوزن ، که متناظر است با کمابیش چند هزار نورون ، نشان دهند. به تازگی دستاوردی از سوی کندریک کی ( 5 ) و گروهش در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی رخ داد. آنان از کسانی که به تصاویری از اشیای گوناگون ، مانند خوراک، جانوران، مردم، و چیزهای معمولی با رنگ های گوناگون، می نگریستند اسکن fMRI گرفتند. کی و همکارانش برنامه ای نرم افزاری تهیه کردند که می توانست این اشیا را با الگوهای fMRI متناظر مرتبط کند. سوژه ها هر چه عکس های بیشتری می دیدند، برنامه کامپیوتری در شناسایی این اشیا در اسکن های fMRI بهتر عمل می کرد.

سپس به همان سوژه ها عکس هایی کاملا جدید نشان دادند، و برنامه ی نرم افزاری در اغلب می تواتست به درستی شی را با اسکن fMRI تطبیق دهد. پس از نشان دادن 120 عکس از اشیای جدید، برنامه نرم افزاری الگوی fMRI این اشیا را 90 درصد موارد به درستی شناسایی کرد. هنگامی که به سوژه ها 1000 عکس جدید نشان داده شد، نرخ موفقیت برنامه نرم افزاری 80 درصد شد. به گفته کی « شناسایی این که سوژه در مجموعه ی بزرگی از تصاویر طبیعی کاملا بدیع به کدام تصویر نگریسته امکان پذیر است… چه بسا به زودی بتوان تصویر تجربه ی دیدگانی آدم را با اندازه گیری فعالیت مغز بازسازی کرد. »

هدف این رهیافت ایجاد « واژه نامه اندیشه » است، به گونه ای که هر شی دارای تناظری یک به یک با تصویر fMRI خاصی باشد. پس با خواندن الگوی fMRI ، می توان از شیی که آدم دارد به آن می اندیشد رمزگشایی کرد. سرانجام، کامپیوتر شاید هزاران الگوی fMRI که دارد از مغز در حال اندیشیدن تراوش می کند اسکن کند و راز هر یک را بگشاید. به این شیوه، چه بسا که بتوان قفل جریان آگاهی آدمی را گشود.




طبقه بندی: اكتشافات، پزشکی،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 09:54 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
مجموعه‌های سببی

چنین ناکامی‌هایی برخی کاشفان را به سوی آن برده‌ است که یک برنامه‌‌ای به نام نظریه‌ی مجموعه‌ی سببی را دنبال کنند. این نظریه که رافائل سورکین فیزیکدانی از موسسه‌ی Perimeter، در Waterloo، در کانادا، معرفی‌اش کرده‌است، اجزای تشکیل‌دهنده‌ی ساختمان فضا-زمان را نقاط ساده‌ی ریاضی فرض می‌کند که با پیوندهایی به یکدیگر مرتبط‌ اند؛ هر پیوند از گذشته به آینده اشاره دارد. چنین پیوندی یک نمایش اساسی از علیت است یعنی یک نقطه‌ زودتر می‌تواند آن بعدی را متاثر کند اما نه برعکس آن را. شبکه‌ی به‌دست‌آمده شبیه به یک درخت است که رشد می‌کند و دست آخر فضا-زمان را می‌سازد. سورکین می‌گوید: «می‌توان فضا را مانند دما که از اتم‌ها گسیل می‌شود، در نظر گرفت که از یک نقطه گسترش می‌یابد.» … «معنی ندارد که بپرسیم دمای یک اتم تنها چقدر است برای آن که این مفهوم منطقی باشد باید یک مجموعه داشته‌باشیم.»

در دهه‌ی ۱۹۸۰، سورکین این چارچوب فکری را به کار بست تا شمار نقاطی که جهان قابل‌مشاهده می‌تواند داشته‌باشد را تخمین بزند، و دلیل آورد که باید به یک انرژی کوچک ذاتی که باعث می‌شود جهان در انبساطش شتاب بگیرد، ارتقا یابند. چند سال بعد، کشف انرژی تاریک حدس او را تایید کرد. جو هنسون، پژوهشگری در زمینه‌ی گرانش کوانتومی در کالج سلطنتی لندن می‌گوید: «عموما تصور می‌شد گرانش کوانتومی نمی‌تواند پیش‌ بینی های قابل آزمایشی کند اما می‌بینیم که توانست.» … «اگر اندازه‌ی انرژی تاریک بزرگتر یا صفر بود، نظریه‌ی مجموعه‌ی سببی نامحتمل می‌شد.»

quantum-gravity-nature--online

4- مثلث‌بندی دینامیکی سببی

آن دلایل، به همراه نظریه‌ی مجموعه‌ی سببی پیش‌بینی‌های دیگری نیز کرده‌اند که می‌توان آن‌ها را آزمود. در این راه برخی فیزیکدان‌ها باور دارند که شبیه‌سازی‌های کامپیوتری می‌توانند مفید‌ باشند. این ایده که به اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ برمی‌گردد این است که اجزای سازنده‌ی بنیادین ناشناخته را با تکه‌های کوچکی از فضا-زمان معمولی که در یک دریای متلاطم از افت‌وخیزهای کوانتومی‌ هستند، تقریب زده و بررسی کرد که چگونه این تکه‌های کوچک ناگهان به یکدیگر چسبیده و ساختاری درشت‌تر می‌سازند.

به گفته‌ی رنت لول، فیزیکدانی از دانشگاه رادبود در Nijmegen، در هلند، نخستین تلاش‌ها ناامیدکننده بودند. واحدهای سازنده‌ی فضا-زمان ابرچهار وجهی‌های –همتای چهاربعدی چهار وجهی‌های سه‌بعدی- ساده‌ای بودند و بنا بر قوانین چسبیدن، در این شبیه‌سازی، آزادانه به یکدیگر می‌چسبیدند. نتیجه مجموعه‌ای از جهان‌های عجیب بود که تعداد زیادی (یا تعداد خیلی کمی) بعد داشتند و بر خودشان پیچ‌خورده یا به قطعه‌های کوچک‌تری می‌شکستند. لول می‌گوید: «آزادی کامل بود که هیچ ربطی به چیزی که پیرامون ماست، نداشت.»

5- مثلث‌بندی دینامیکی سببی

این نسخه‌ی ساده‌ شده از مثلث‌بندی دینامیکی سببی تنها دو بعد را به کار می‌بندد: یکی برای فضا و یکی برای زمان. پویانمایی (ویدئو) موجود، جهان‌های دوبعدی را که از بخش‌هایی از فضا که با توجه به قوانین کوانتومی به یکدیگر پیوسته‌اند، نشان می‌دهد. هر رنگ یک برش از جهان را در زمانی بعد از بیگ بنگ که با یک گلوله‌ی سیاه نمایش داده‌شده‌است، نشان می‌دهد.

اما سورکین، لول و هم‌کاران دریافته‌اند که افزودن علیت همه چیز را تغییر می‌دهد. بنا بر گفته‌ی لول، بعد زمان کاملا شبیه به سه بعد فضا نیست. او می‌گوید: «نمی‌توانیم در زمان به جلو و عقب برویم». بنابراین این گروه شبیه‌سازی‌شان را به گونه‌ای تغییر دادند که معلول‌ها نمی‌توانستند پیش از علت خود ظاهر شوند –و دریافتند که تکه‌های فضا-زمان به صورت خودسازگاری به شکل جهان‌های چهاربعدی با ویژه‌گی‌هایی شبیه به آن خودمان سرهم می‌شوند.

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که اندکی پس از بیگ بنگ، جهان یک فاز نوباوه‌گی، با تنها دو بعد –یکی برای فضا و یکی برای زمان- را گذرانده‌است. این را پیش تر دیگرانی که در تلاش اند معادله‌هایی از گرانش کوانتومی به دست آورند، و یا آن‌‌هایی که پیشنهاد می‌دهند وجود ماده‌ی تاریک نشان از آن دارد که جهان ما دارد یک بعد چهارم فضایی به دست می‌آورد، نیز به صورت جداگانه گفته‌بودند. دیگران نشان داده‌اند که یک فاز دوبعدی در جهان ابتدایی می‌تواند الگویی از تابش‌های کیهانی پس‌زمینه که امروز دیده‌می‌شود، درست کند.

6 – هولوگرافی

ون رامسدونک یک ایده‌ی بسیار پیچیده درمورد لزوم گسترش فضا-زمان دارد که بر پایه‌ی اصل هولوگرافیک است. جوان مالداسنا، نظریه‌پرداز ریسمانی از موسسه‌ی مطالعات پیش‌رفته‌ در Princeton ، New Jersey، مدل تاثیرگذار جهان هولوگرافیک را در ۱۹۹۸ نوشته‌است۱۱؛ وی با الهام از روش هولوگرافی سیاه‌چاله‌ها که تمام انتروپی‌شان را روی سطح ذخیره می‌کنند، ریاضیات این مدل را ارائه داده‌است. در آن مدل، سه بعد داخلی جهان ریسمان‌ها و سیاه‌چاله‌هایی دارند که تنها با گرانش گرد هم آمده‌اند؛ و مرز دو بعدی‌اش ذرات بنیادین و میدان‌هایی دارد که قوانین کوانتومی ساده را، بدون گرانش، دنبال می‌کنند.

احتمالا ساکنان سه بعد، هرگز این مرز را نمی‌بینند چراکه بی‌نهایت دور است. اما این، ریاضی را تغییر نمی‌دهد: هر آن چه که در جهان سه‌بعدی روی می‌دهد به خوبی با معادله‌هایی در مرز دوبعدی هم‌ارزند، و البته برعکس. در ۲۰۱۰، ون رامسدونک به مطالعه‌ی معنی «درهم‌تنید‌گی» ذره‌های کوانتومی -اندازه‌گیری روی یکی، ناچار دیگری را نیز متاثر می‌کند۱۲ – در مرز پرداخت . او دریافت که درهم‌تنید‌گی میان هر دو منطقه‌ی جدا در مرز به صفر کاهش یافته و درنتیجه پیوند کوانتومی میان‌شان از میان می‌رود. با تکرار این فرایند، فضای سه‌بعدی مرتبا تقسیم‌بندی‌های ریزتری می‌شود تا آن که تنها مرز دوبعدی متصل می‌ماند. بنابراین، ون رامسدونک نتیجه‌گیری کرد که در عمل، جهان سه‌بعدی با درهم‌تنید‌گی‌‌های کوانتومی روی مرز نگاه داشته‌شده‌است –به نوعی یعنی درهم‌تنید‌گی و فضا-زمان یکی هستند. یا آن طور که مالداسنا فکر می‌کند:‌ «این نشان می‌دهد که کوانتوم بنیادین است و فضا-زمان از آن می‌آیند.»




طبقه بندی: فیزیك،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 09:52 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

بسیاری از پژوهشگران باور دارند که تنها زمانی فیزیک کارش را انجام داده که افزون بر دانستن رفتار فضا و زمان، دریابیم که این دو از کجا می‌آیند و یا چگونه ساخته‌می‌شوند. برای پاسخ‌‌گویی به این پرسش‌ها و برای پوشش دادن آن‌چه که با مدل‌های پیشین توجیه نمی‌شود، دست به توسعه‌ی مدل‌هایی جدید زده و با وجود دشواری فراوان آن‌ها را می‌آزماییم. این روزها شبیه‌سازی تبدیل به ابزاری مهم در این مسیر شده‌است. در شبیه‌سازی‌های اخیر مشاهده‌شده که افزودن علیت می‌تواند به تولید جهان‌هایی شبیه به جهان ِ ما بیانجامد.

به گزارش انجمن فیزیک ایران، مارک ون رامسدونک در توضیح آن که داستان تا چه اندازه شبیه به نقطه‌ی اوج فیلم‌های علمی-تخیلی است، می‌گوید:‌ «یک روز صبح را در خیال آورید که از خواب برخواسته و ناگهان درمی‌یابید که در یک بازی کامپیوتری زند‌گی می‌کنید». اما برای مارک ون رامسدونک، فیزیک‌دانی از دانشگاه British Columbia، در Vancouver، Canada، این نمایش‌نامه، روشی‌ست برای اندیشیدن به حقیقت. او می‌گوید: «اگر درست باشد، هر آنچه که در پیرامون ماست –تمام این دنیای ملموس سه بعدی- توهمی‌ست زاییده‌ی داده‌هایی که جایی دیگر، مثلا روی یک تراشه‌ی دو بعدی، نوشته‌شده‌اند». این گونه، دنیای ما، با تمام سه بعد فضایی‌اش، گونه‌ای ازتصویر برجسته‌نما یا هولوگرام است که بر رویه‌ای با ابعاد کم‌تر تصویر شده‌است.

این اصل هولوگرافی حتی برای فیزیک نظری هم عجیب است. اما ون رامسدوک از جمله اندک پژوهش‌گرانی‌ است که می‌اندیشند هنوز حرف عجیبی نزده‌اند. از نظر آن‌ها، هیچ یک از دو حرکت نوین در فیزیک -نسبیت عام که گرانش را به عنوان خمیده‌گی فضا-زمان توصیف می‌کند، و مکانیک کوانتومی که در محدوده‌ی اتمی حاکم است- وجود فضا و زمان را توجیه نمی‌کند. نظریه‌ی ریسمان هم که به مسائل پایه‌ در انرژی می‌پردازد، کاری از پیش نمی‌برد.

ون رامسدوک و همکاران، قانع شده‌اند که فیزیک تا زمانی که توضیح ندهد فضا و زمان چه‌گونه از یک چیز بنیادی‌تر به وجود آمده‌اند، کامل نمی‌شود –هدفی که در راه آن به مفاهیمی شگفت مانند اصل تمام‌نگاری، نیاز داریم. به سبب وجود تکینگی در مرکز سیاه‌چاله‌ها، ساختار فضا-زمان تغییر می‌کند؛ از سوی دیگر علاقه‌مندیم نظریه‌ی کوانتومی و نسبیت عام را یکی کنیم -برنامه‌ای که سال‌هاست با وجود تلاش پژوهش‌گران بی‌نتیجه مانده‌است؛ بنابر نظر این دانشمندان، برای روبه‌رو شدن با این مسائل، باید به دنبال مفهوم جدیدی از حقیقت باشیم.

آبهای آشتکار، فیزیکدانی در دانشگاه ایالتی Pennsylvania ، در دانشگاه Park، می‌گوید: «تمام تجربه‌های‌مان می‌گویند که نباید دو مفهوم به شدت متفاوت از حقیقت داشته‌باشیم –باید یک نظریه‌ی همه‌کاره‌ وجود داشته‌باشد». یافتن آن تک‌نظریه‌ی بزرگ یک دشواری جدی‌است. در اینجا، Nature برخی مسیرهای امیدوارکننده‌ی بررسی این مساله را –به همراه نظراتی پیرامون چگونگی بررسی این مسائل (‘ساختار حقیقت ‘ ) -توضیح می‌دهد.

quantum-gravity-nature-onlinee

1- گرانش مانند ترمودینامیک

یکی از بدیهی‌ترین پرسش‌ها این است که آیا این تلاش بیهوده است. چه شاهدی وجود دارد که در واقع چیزی بنیادی‌تر از فضا و زمان وجود دارد؟ در اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰ که آشکار شد مکانیک کوانتومی و گرانش با ترمودینامیک، دانش مربوط به گرما، از نزدیک با یکدیگر مرتبط هستند، مجموعه‌ای کشف تکان‌دهنده انجام شد. از این مجموعه نشانه‌ای برمی‌آید که بسیار بحث‌برانگیز است.

شناخته‌شده‌ترین مورد، در ۱۹۷۴، کاری از استیون هاوکینگ از دانشگاه Cambridge، در بریتانیای کبیر، بود؛ هاوکینگ نشان داد که اثرهای کوانتومی در فضای پیرامون یک سیاه‌چاله به فوران تابش‌هایی می‌انجامند؛ چنان که گویی سیاه‌چاله گرم است. دیگر فیزیکدان‌ها به سرعت، تعیین کردند که این پدیده کاملا همه‌گیر است. آن‌ها دریافتند که حتی یک فضانورد که در فضای کاملا خالی شتاب می‌گیرد نیز حس می‌کند که با یک حمام گرما احاطه شده‌است. این اثر کوچک‌تر از آن خواهد بود که برای راکت‌ها با هر شتابی که بدان دست می‌یابند، محسوس باشد، اما بنیادی به نظر می‌آید. اگر نظریه‌ی کوانتومی و نسبیت عام –که هردو به دفعات با آزمایش تایید شده‌اند– درست باشند، آن‌گاه وجود تابش هاوکینگ گریزناپذیر به نظر می‌رسد.

یک کشف کلیدی دیگر نیز در همین زمینه انجام شد. در ترمودینامیک استاندارد، یک شی می‌تواند با کاهش انتروپی‌ که نماینده‌ی تعداد حالت‌های کوانتومی درونی‌اش می‌باشد، تابش کند. برای سیاه‌چاله‌ها هم همین گونه است: حتی پیش از مقاله‌ی هاوکینگ در ۱۹۷۴ نیز، ژاکوب بکنشتاین نشان داده‌بود که سیاه‌چاله‌ها انتروپی دارند. اما یک تفاوت وجود دارد؛ در بیش‌تر اشیا، انتروپی با تعداد اتم‌هایی‌ که آن شی دارد، و در نتیجه حجمش تناسب دارد. اما دریافته‌اند که انتروپی یک سیاه‌چاله با سطح افق رویدادش متناسب است –مرزی که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد. گویی سطح، داده‌های درون را رمزگذاری (کد) کرده‌است، همان‌گونه که یک همانمای دوبعدی یک تصویر سه‌بعدی را رمزگذاری می‌نماید.

در ۱۹۹۵، تد جاکوبسون، فیزیکدانی از دانشگاه Maryland، در College Park، این دو دسته داده را ترکیب و فرض کرد که هر نقطه در فضا روی مرز یک سیاه‌چاله‌ی کوچک که از رابطه‌ی انتروپی-سطح نیز تبعیت می‌کند، قرار می‌گیرد. او، از آن جا، ریاضیاتی که به معادلات نسبیت عام انشتین می‌انجامد را به دست آورد -اما تنها با استفاده از مفاهیم ترمودینامیک و نه نظریه‌ی خم شدن فضا-زمان.

جاکوبسون می‌گوید: «به نظر می‌رسید که در این جا، نکته‌ای عمیق درمورد منشا گرانش وجود داشته‌باشد». نمونه‌اش این که قوانین ترمودینامیک در طبیعت آماری‌اند – یک میانگین‌گیری بزرگ‌مقیاس بر بی‌شمار اتم و ملکول. بنابر یافته‌های او، گرانش نیز آماری‌ست یعنی یک تقریب بزرگ‌مقیاس، بر اجزای نامرئی فضا و زمان، می باشد. در سال ۲۰۱۰، این ایده یک گام جلوتر رفت؛ اریک ورلینده، نظریه‌پرداز ریسمانی از دانشگاه آمستردام، نشان داد که ترمودینامیک آماری ِ اجزای فضا و زمان –هر آن چه که هستند- می‌تواند به طور خودکار قانون جاذبه‌ی گرانشی نیوتون را بدهد.

ثانو پادمانابهام، کیهان‌شناسی از مرکز دانشگاهی ستاره‌شناسی و اخترفیزیک در Pune، در هند، در کاری جداگانه، نشان داد که –همانند بسیاری از نظریه‌های گرانشی دیگر -می‌توان معادله‌های اینشتین را به شکلی نوشت که با قوانین ترمودینامیک هم‌ارز شوند. پادمانابهام این روزها برای توضیح منشا و بزرگی انرژی تاریک، ره‌یافت ترمودینامیکی ارائه داده‌است: یک نیروی کیهانی رازآلود که انبساط فضا را تندتر می‌کند.

بررسی چنین ایده‌هایی درآزمایشگاه بسیار سخت خواهد بود. همان طور که آب تا زمانی که در مقیاس ملکول‌هایش –کسری از نانومتر- بررسی نشود، کاملا نرم و سیال به چشم می‌آید، فضا-زمان هم بنابر تخمین‌ها تا مقیاس پلانک پیوسته دیده‌می‌شود: ۳۵-۱۰ متر یا ۲۰ مرتبه‌ی کوچک‌تر از اندازه‌ی یک پروتون. اما نمی‌تواند غیرممکن باشد. برای بررسی وجود اجزای گسسته در فضا-زمان، بیش‌تر به جست‌وجوی تاخیر در فوتون‌های پرانرژی‌ در سفرشان از پدیده‌های کیهانی (مانند انفجار پرتوی گاما و ابرنواختر) به زمین، پرداخته‌می‌شود. در واقع، فوتون‌های دارای طول‌موج کوتاه، این گسسته‌گی‌ها را که مایه‌ی کند شدن‌شان می‌شوند، مانند دست‌اندازهایی ظریف در مسیر سفر احساس می‌نمایند.

جیوانی آملینو-کاملیا، یک پژوهشگر گرانش کوانتومی از دانشگاه Rome، و هم‌کارانش نشانه‌هایی از چنین فوتون‌های تاخیری، از یک انفجار پرتوی گاما که در آوریل ثبت شده‌است، یافته‌اند. آملینو-کاملیا می‌گوید این یافته‌‌ها تعیین‌کننده نیستند اما این گروه گسترش این پژوهش را در برنامه‌ی خود داشته و به زمان مسافرت نوترینوهای پرانرژی که در روی‌دادهای کیهانی تولید شده‌اند، خواهدپرداخت. او می‌گوید که اگر نتوان نظریه‌ها را آزمود، «دست کم برای من دیگر دانش به حساب نمی‌آیند. تنها خرافه‌اند و برای من جذابیتی ندارند.»

فیزیکدان‌های دیگری نیز بر آزمون‌‌های تجربی کار می‌کنند. به عنوان نمونه، در ۲۰۱۲، پژوهشگرانی از دانشگاه Vienna و کالج سلطنتی لندن، آزمایشی را پیشنهاد دادند که در آن یک آینه‌ی ریزمقیاس با لیزر چرخانده می‌شود. به نظر آن‌ها باید دانه‌بندی‌های مقیاس پلانک در فضا-زمان تغییرات ملموسی در نور بازتابیده از آینه ایجاد کند (به Nature http://doi.org/njf  نگاه کنید ).

2- گرانش کوانتومی حلقه‌ای

حتی اگر درست هم باشد، ره‌یافت ترمودینامیکی نمی‌گوید که این اجزای بنیادین فضا و زمان چه هستند یا می‌توانند باشند. اگر فضا و زمان یک سازه است، رشته‌ها‌ی پیوند‌دهنده‌اش چیستند؟

نخستین پاسخی که به ذهن می‌آید کاملا ساده است؛ نظریه‌ی گرانش کوانتومی حلقه‌ای، از نیمه‌ی دهه‌ی ۱۹۸۰ به دست آشتکار و دیگران در حال توسعه است. در این نظریه سازه‌ی فضا-زمان به عنوان شبکه‌ای عنکبوتی از رشته‌ها توصیف شده‌است؛ این رشته‌ها داده‌هایی درمورد سطح کوانتیده یا حجم نواحی که از میانش می‌گذرند، در خود دارند۶. رشته‌های منفرد در این شبکه باید دست آخر دو سرشان را به هم متصل کنند –همان طور که از نام نظریه برمی‌آید- اما باید توجه داشت که ارتباطی با ریسمان‌های نظریه‌ی ریسمان ِ شناخته‌شده وجود ندارد. اگر این رشته‌ها به راستی فضا-زمان باشند، داده‌هایی در خود دارند و شکل سازه‌ی فضا-زمان را در همسایه‌گی خود تعیین می‌کنند.

از آن جا که این حلقه‌ها اجسامی کوانتومی‌اند، همانند انرژی حالت پایه‌ی الکترون در اتم هیدروژن، باید سطح این اجسام، اندازه‌ی کمینه‌ای داشته‌باشند. این بسته‌ی سطح یک لکه خواهد بود که در هر سو به اندازه‌ی یک مقیاس پلانک است. اگر بکوشید رشته‌ای که سطح کم‌تری دارد را وارد کنید، از کل شبکه جدا خواهد شد؛ نمی‌تواند به هیچ چیز دیگری متصل شده و در عمل از فضا-زمان جدا می‌شود. یک نتیجه‌ی دل‌خواه وجود سطح کمینه این است که گرانش کوانتومی حلقه‌ای نمی‌تواند در یک نقطه‌ی کوچک با تقعر بی‌نهایت چلانده‌شود. دیگر آن‌که وجود تکینگی به شکستن معادله‌های نسبیت عام انشتین در لحظه‌ی بیگ بنگ یا مرکز سیاه‌چاله‌ها می‌انجامد؛ با توجه به وجود سطح کمینه، در این جا چنین تکینگی نمی‌تواند ایجاد شود.

در ۲۰۰۶، آشتکار و همکاران یک مجموعه شبیه‌سازی‌ معرفی کردند. این مجموعه با توجه به این حقیقت و با به کار بستن نسخه‌ی گرانش کوانتومی حلقه‌ای معادله‌های انشتین کار کرده و در آن تلاش شده زمان را به عقب بازگردانده و به پیش از بیگ بنگ بپردازند. همان طور که انتظار می‌رفت، کیهان معکوس و منقبض شده، و به ببگ بنگ می‌رود. اما زمانی که به حد بنیادینی که گرانش کوانتومی حلقه‌ای بر اندازه می‌گذارد، می‌رسد، یک نیروی دافعه وارد شده و تکینگی را باز نگاه داشته و آن را تبدیل به تونلی می‌کند که به کیهانی که از آن ما پیشی گرفته‌است، می‌رود.

رودولفو گمبینی، فیزیکدانی از دانشگاه Uruguayan،در سال جاری، یک شبیه‌سازی مشابه برای سیاه‌چاله‌ها گزارش کرده‌‌اند. آن‌ها دریافتند که وقتی یک مشاهده‌گر به قلب سیاه‌چاله سفر می‌کند، تکینه‌گی نمی‌بیند مگر یک تونل فضا-زمان نازک که به یک بخش دیگر فضا می‌رود. آشتکار که به هم‌راه دیگر پژوهشگران بر شناسایی تکینه‌گی‌هایی که از یک جهش، و نه انفجار، ایجاد شده و بر تابش کیهانی پس‌زمینه برجای مانده‌اند، –تابشی که از انبساط جهان در لحظه‌ی تولدش مانده‌است- کار می‌کنند، می‌گوید «خلاص شدن از دست مسئله‌ی تکینگی یک موفقیت بزرگ است.»

گرانش کوانتومی حلقه‌ای یک نظریه‌ی یک‌پارچه‌ی کامل نیست چراکه نیروی دیگری در خود ندارد. افزون بر این، فیزیکدان‌ها هنوز باید نشان دهند که چه‌گونه این شبکه‌ی داده، فضا-زمان معمولی را می دهد. از طرفی فیزیکدان‌های ماده‌ی چگال فازهای عجیبی از ماده را که گذار تجربه می‌کنند، ایجاد می‌نمایند؛ این گذارها عموما با نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی توضیح داده‌می‌شوند. دنیل اریت، فیزیکدانی از موسسه‌ی فیزیک گرانشی Max Planck در Golm امید دارد که در این کارها سرنخ‌‌هایی بیابد. اوریتی و همکاران به دنبال روابطی هستند که توضیح دهد چه‌گونه ممکن است جهان نیز تغییر فاز داده و از یک مجموعه‌ی حلقه‌ها به یک فضا-زمان هموار و پیوسته برود. اریتی می‌گوید: «به زودی خواهد بود… البته بسیار سخت است… چراکه مانند ماهی‌هایی هستیم که درون این فضا-زمان شناوریم.»




طبقه بندی: فیزیك،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 09:51 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

فیزیکدان مشهور بریتانیایی برایان کاکس در جشنواره علم بریتانیا گفت: سفر در زمان ممکن است چندان هم یک نظریه علمی تخیلی نباشد و ساخت یک ماشین زمان امکان پذیر است.

به گزارش مهر، برایان کاکس فیزیکدان ذرات که در حال حاضر روی آزمایش اطلس برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن کار می کند با اشاره به این که سفر به زمان فقط در رابطه با آینده عملی می شود توضیح داد که وقتی که این سفر صورت بگیرد بازگشت از آینده غیر ممکن است. پرفسور کاکس قرار است هفته آینده به مناسبت پنجاهمین سالگرد پخش برنامه علمی تخیلی ” Doctor Who” در لندن سخنرانی درباره نظریه سفر در زمان داشته باشد. وی در سخنرانی که در جریان جشنواره علم بریتانیا در بیرمنگهام داشت اظهار داشت تاکنون سفر در زمان در مقیاس بسیار کوچک انجام شده است.

وی افزود که اگر این فناوری برای شتاب بخشیدن به اجسام بزرگ نیز توسعه می یافت، سفر انسان به آینده امکان پذیر بود، اما درحال حاضر این فناوری وجود ندارد و هرگز نیز برای سفر به گذشته وجود نخواهد داشت. شاید بتوان به آینده سفر کرد و در آینده در آزادی کامل حرکت داشت. اگر سریع بروید، ساعت شما نسبت به افرادی که ساکن هستند کند می شود. درحالی که به سرعت نور نزدیک می شوید ساعت شما به قدری آرام می شود که می توانید به 10 هزار سال در آینده بروید.

این نظریه براساس نظریه ” نسبیت خاص” انیشتین است که اظهار می دارد برای سفر به جلو در زمان، یک شی باید به سرعتی نزدیک به سرعت نور برسد. درحالی که این شی ء به چنین سرعتی نزدیک می شود، زمان تنها برای این شی خاص کند می شود.برای مثال، افرادی که برفراز اقیانوس اطلس سفر می کنند گذر زمان را کندتر از افرادی که روی زمین هستند حس می کنند. کاکس ادامه داد: در نظریه نسبیت عام ، می توان این کار را به طور کلی انجام داد. انجام چنین کاری به ساخت کرمچاله* بستگی دارد، کرمچاله ها میانبرهایی بین فضا و زمان هستند اما اکثر فیزیکدانها نسبت به کارکرد آن تردید دارند.

*کرمچاله (Wormhole) در فیزیک یک پل میانبر فرضی در فضا و زمان است. کرمچاله‌ها ساختارهای فضازمانی پل مانندی هستند که دو گستره جدا از یک فضا-زمان یا دو فضا-زمان جدا از هم را به یکدیگر پیوند می ‌دهند. کرمچاله‌ها مسافت و زمان برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر را کوتاه و آسان می کنند.


طبقه بندی: فیزیك،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 09:40 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
  دانشمندان دانشگاه هاروارد و MIT به رهبری پروفسور میخائیل لوکین و ولادن وولتیک موفق‌ شدند با پیوند دادن فوتون‌ها به یکدیگر، مولکول‌هایی را برای ایجاد وضعیت جدیدی از ماده شکل دهند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این وضعیت جدید همواره در حد نظریه وجود داشته است.

به گفته لوکین، کشف جدید با تفکر تثبیت‌شده چنددهه‌ای در خصوص ماهیت نور در تضاد است.

مدت‌های مدیدی است که فوتون‌ها به عنوان ذرات بدون جرمی توصیف شده‌اند که با یکدیگر تعاملی برقرار نمی‌کنند و چنانچه فردی دو پرتو لیزر را به سمت یکدیگر بتاباند، آن‌ها به سادگی از خلال یکدیگر عبور می‌کنند.

با این حال "مولکول‌های فوتونی" رفتاری متفاوت از لیزرهای معمولی دارند و مانند نوری هستند که بیشتر در داستان‌های تخیلی وجود دارند.

بسیاری از خواص نوری که محققان از آن آگاهی دارند، از این واقعیت ناشی می‌شود که فوتون‌ها بدون جرم بوده و این که آن‌ها با یکدیگر تعاملی ندارند.

آنچه دانشمندان در مطالعه جدید خود صورت داده‌اند، خلق نوع خاصی از محیط است که در آن فوتون‌ها به قدری قوی با یکدیگر تعامل برقرار می‌کنند که گویی دارای جرم هستند. آن‌ها در واقع، شروع به پیوستن به یکدیگر برای شکل‌دهی مولکول‌ها می‌کنند.

این نوع وضعیت پیوستگی فوتونی مدت‌های طولانی است که از لحاظ تئوری بحث شده و تاکنون مشاهده نشده بود.

برای به هم پیوستن فوتون‌های بدون جرم به یکدیگر، لوکین و همکارانش به مجموعه‌ای از شرایط بی‌نهایت تکیه کردند.

محققان با اتم‌های پمپاژشده به درون اتاقک خلا کار خود را آغاز کردند، سپس از لیزر برای خنک‌کردن ابر اتم‌ها تا چند درجه بالاتر از صفر مطلق استفاده کردند.

با استفاده از پالس‌های لیزری بی‌نهایت ضعیف، آن‌ها سپس فوتو‌ن‌های منفرد را به درون ابر اتم‌ها شلیک کردند.

زمانی که فوتون وارد ابری از اتم‌های سرد می‌شود، انرژی آن اتم‌ها را در طول مسیرش تحریک می‌کند و این امر موجب کندشدن قابل‌توجه فوتون‌ها می‌شود.

زمانی که این فوتون‌ها از خلال ابر حرکت می‌کنند، این انرژی از اتمی به اتم دیگر منتقل می‌شود و سرانجام با فوتون از ابر خارج می‌شود.

هنگامی که فوتون از این محیط خارج می‌شود، ماهیت آن حفظ می‌شود. این همان اثری است که در انکسار نور در لیوان آب می‌توان مشاهده کرد.

نور وارد آب می‌شود و بخشی از انرژی‌اش را به محیط می‌دهد و در درون آب نور و ماده به یکدیگر جفت شده‌اند، اما زمانی که از محیط خارج می‌شود، هنوز هم نور است.

فرایند مشاهده‌شده در این آزمایش نیز بدین صورت اما اندکی بی‌نهایت است و در آن نور به طور قابل‌توجی کند شده و انرژی زیادی در مقایسه با انکسار ساطع می‌شود.

زمانی که لوکین و همکارانش دو فوتون را به درون ابر شلیک کردند، آن دو با یکدیگر و به عنوان یک مولکول منفرد از محیط خارج شدند. این مولکول‌ها هرگز پیش‌تر مشاهده نشده بودند.

این اثر انسداد Rydberg نام دارد و در آن یک اتم تحریک می‌شود و اتم‌های مجاور نمی‌توانند به همان درجه تحریک شوند.

در عمل این اثر بدین معناست که فوتون وارد ابر اتمی می‌شود، نخستین فوتون یک اتم را تحریک می‌کند اما باید پیش از این که دومین فوتون اتم‌های مجاور را تحریک کند، به سمت جلو حرکت کند.

نتیجه این است که دو فوتون یکدیگر را از خلال ابر می‌کشند و هل می‌دهند، زیرا انرژی‌شان از اتمی به اتم بعدی تحویل داده می‌شود.

این یک تعامل فوتونی است که توسط تعامل اتمی میانجی‌گری می‌شود. این امر موجب می‌شود که این دو فوتون مانند یک مولکول رفتار کنند و هنگامی که آن‌ها از محیط خارج می‌شوند، به عنوان فوتون‌های منفرد و با یکدیگر خارج می‌شوند.

این اثر غیرمعمول بوده و دارای کارکردهای عملی است، زیرا فوتون‌ها بهترین ابزار برای حمل اطلاعات کوانتومی هستند.

برای ساخت یک رایانه کوانتومی محققان به ساختن سیستمی نیاز دارند که بتواند اطلاعات کوانتومی را با استفاده از عملیات‌های منظقی کوانتومی حفظ و پردازش کند.

با این حال، چالش اینجا است که منطق کوانتومی تعاملاتی را بین کوانتوم‌های منفرد می‌طلبد، به طوری که سیستم‌های کوانتومی بتوانند برای اجرای پردازش عملیاتی سوئیچ شوند. موفقیت جدید این عمل را تسهیل می‌بخشد.

این سیستم حتی با در نظرگرفتن چالش‌های اتلاف نیرویی که سازندگان تراشه با آن مواجه هستند، می‌تواند در محاسبات کلاسیک کارآمد باشد.

تعدادی از شرکت‌ها شامل IBM در حال طراحی سیستم‌هایی هستند که به روترهای نوری متکی‌اند و سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند، اما چنین سیستم‌هایی مشکلات خاص خود را دارند.

لوکین معتقد است فناوری وی و همکارانش می‌تواند روزی برای ساخت سازه‌های سه‌بعدی پیچیده مانند بلورها از نور به کار رود.

جزئیات این موفقیت علمی در Nature منتشر شد.


طبقه بندی: شیمی، اكتشافات،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 08:44 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
.: Weblog Themes By BlackSkin :.

تعداد کل صفحات : 88 :: ... 5 6 7 8 9 10 11 ...

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات