انجمن علمی فیزیک بوعلی BSPS
⏳آیا زمان برای همه یکسان می‌گذرد؟ تصور کنید دو ساعت کاملاً دقیق داریم؛ یکی روی زمین قرار دارد و دیگری همراه یک فضانورد با سرعت بسیار زیاد حرکت می‌کند. آیا هر دو ساعت دقیقاً یک زمان را نشان می‌دهند؟ نه! طبق نظریه‌ی نسبیت اینشتین، گذر زمان برای ناظران مختلف…
⏳ پارادوکس دوقلوها؛
چه کسی جوان‌تر برمی‌گردد؟
🚀 پاسخ این سوال خیلی هیجان‌انگیزه!...
فکر کنید یک دوقلو داریم. یکی روی زمین می‌ماند و دیگری با یک سفینه با سرعتی بسیار زیاد به سفر می‌رود و بعد از مدتی به زمین برمی‌گردد.
وقتی دوباره یکدیگر را ببینند، زمان باسرعت کمتری برای دوقلوی مسافر گذشته است.
یعنی ممکن است دوقلوی روی زمین سال‌های بیشتری را تجربه کرده باشد، در حالی که برای دوقلوی مسافر زمان کمتری سپری شده است.
به این مسئله‌ی معروف «پارادوکس دوقلوها» می‌گوییم. 👥⏱
اما چرا؟
طبق نسبیت خاص، هرچه سرعت یک جسم نسبت به ناظر دیگر بیشتر و به سرعت نور نزدیک‌تر شود، ساعت همراه آن جسم نسبت به ساعت ناظر، آهسته‌تر پیش می‌رود.
بنابراین، در پایان سفر، ساعت همراه سفینه زمان کمتری را ثبت می‌کند.
البته یک نکته‌ی مهم وجود دارد: این دو نفر در تمام سفر شرایط کاملاً یکسانی ندارند. مسافر باید مسیر خودش را تغییر بدهد، سرعتش را کم و زیاد کند و در نهایت به زمین بازگردد. همین تفاوت در مسیر حرکت باعث می‌شود وضعیت دو دوقلو کاملاً مشابه نباشد و وقتی دوباره کنار هم قرار بگیرند، هر دو واقعاً مقدار متفاوتی از زمان را تجربه کرده‌اند.
و این یعنی سفر به آینده، دست‌کم در معنای نسبیتی آن، فقط یک داستان علمی‌تخیلی نیست؛ اثر اتساع زمان واقعاً در فیزیک وجود دارد!...🌌
⏳ پس در جهان نسبیتی، «سوال: چقدر زمان گذشته؟» یک پاسخ واحد ندارد؛ این پاسخ به مسیر و شرایط حرکت شما در فضا-زمان بستگی دارد.
🆔@BASU_Physics
چه کسی جوان‌تر برمی‌گردد؟
🚀 پاسخ این سوال خیلی هیجان‌انگیزه!...
فکر کنید یک دوقلو داریم. یکی روی زمین می‌ماند و دیگری با یک سفینه با سرعتی بسیار زیاد به سفر می‌رود و بعد از مدتی به زمین برمی‌گردد.
وقتی دوباره یکدیگر را ببینند، زمان باسرعت کمتری برای دوقلوی مسافر گذشته است.
یعنی ممکن است دوقلوی روی زمین سال‌های بیشتری را تجربه کرده باشد، در حالی که برای دوقلوی مسافر زمان کمتری سپری شده است.
به این مسئله‌ی معروف «پارادوکس دوقلوها» می‌گوییم. 👥⏱
اما چرا؟
طبق نسبیت خاص، هرچه سرعت یک جسم نسبت به ناظر دیگر بیشتر و به سرعت نور نزدیک‌تر شود، ساعت همراه آن جسم نسبت به ساعت ناظر، آهسته‌تر پیش می‌رود.
بنابراین، در پایان سفر، ساعت همراه سفینه زمان کمتری را ثبت می‌کند.
البته یک نکته‌ی مهم وجود دارد: این دو نفر در تمام سفر شرایط کاملاً یکسانی ندارند. مسافر باید مسیر خودش را تغییر بدهد، سرعتش را کم و زیاد کند و در نهایت به زمین بازگردد. همین تفاوت در مسیر حرکت باعث می‌شود وضعیت دو دوقلو کاملاً مشابه نباشد و وقتی دوباره کنار هم قرار بگیرند، هر دو واقعاً مقدار متفاوتی از زمان را تجربه کرده‌اند.
و این یعنی سفر به آینده، دست‌کم در معنای نسبیتی آن، فقط یک داستان علمی‌تخیلی نیست؛ اثر اتساع زمان واقعاً در فیزیک وجود دارد!...🌌
⏳ پس در جهان نسبیتی، «سوال: چقدر زمان گذشته؟» یک پاسخ واحد ندارد؛ این پاسخ به مسیر و شرایط حرکت شما در فضا-زمان بستگی دارد.
🆔@BASU_Physics
🔥3❤2
📖 کتاب امروز:
جهان در پوست گردو(The Universe in a Nutshell)
✍🏻 استیون هاوکینگ
اگر همیشه برایتان سؤال بوده که جهان چگونه آغاز شده، سیاه‌چاله‌ها چه هستند، زمان چه معنایی دارد و آینده‌ی جهان به کجا می‌رود، «جهان در پوست گردو» می‌تواند سفری جذاب به دنیای فیزیک مدرن باشد.
هاوکینگ در این کتاب سراغ مفاهیمی مثل نسبیت، مکانیک کوانتومی، سیاه‌چاله‌ها، سفر در زمان و ابعاد بیشتر جهان می‌رود و تلاش می‌کند ایده‌های پیچیده‌ی فیزیک را با توضیح‌ها و تصویرسازی‌های قابل‌فهم‌تر مطرح کند.
یکی از جذابیت‌های کتاب این است که فقط درباره‌ی فرمول‌ها و محاسبات نیست؛ بیشتر تلاش می‌کند ما را با تصویر بزرگ‌تری از جهان روبه‌رو کند و نشان دهد فیزیک چطور می‌تواند نگاه ما به فضا، زمان و واقعیت را تغییر دهد. 🔭
🌌 اگه دوست دارید بدانید پشت اتفاقات عجیب جهان چه فیزیکی پنهان شده، این کتاب می‌تواند انتخاب خوبی باشد.
بخشی از متن کتاب:
🪐 مناسب برای علاقه‌مندان به فیزیک، کیهان‌شناسی و پرسش‌های بزرگ درباره‌ی جهان.
🆔 @BASU_Physics
جهان در پوست گردو(The Universe in a Nutshell)
✍🏻 استیون هاوکینگ
اگر همیشه برایتان سؤال بوده که جهان چگونه آغاز شده، سیاه‌چاله‌ها چه هستند، زمان چه معنایی دارد و آینده‌ی جهان به کجا می‌رود، «جهان در پوست گردو» می‌تواند سفری جذاب به دنیای فیزیک مدرن باشد.
هاوکینگ در این کتاب سراغ مفاهیمی مثل نسبیت، مکانیک کوانتومی، سیاه‌چاله‌ها، سفر در زمان و ابعاد بیشتر جهان می‌رود و تلاش می‌کند ایده‌های پیچیده‌ی فیزیک را با توضیح‌ها و تصویرسازی‌های قابل‌فهم‌تر مطرح کند.
یکی از جذابیت‌های کتاب این است که فقط درباره‌ی فرمول‌ها و محاسبات نیست؛ بیشتر تلاش می‌کند ما را با تصویر بزرگ‌تری از جهان روبه‌رو کند و نشان دهد فیزیک چطور می‌تواند نگاه ما به فضا، زمان و واقعیت را تغییر دهد. 🔭
🌌 اگه دوست دارید بدانید پشت اتفاقات عجیب جهان چه فیزیکی پنهان شده، این کتاب می‌تواند انتخاب خوبی باشد.
بخشی از متن کتاب:
یک برآمد بسیار مهم نسبیت رابطة بین جرم و انرژی است. ادعای آلبرت اینشتین که سرعت نور باید برای تمام ناظران یکسان باشد ایجاب می‌کند که هیچ چیز نمی‌تواند تند‌تر از نور حرکت کند. در نتیجه استفاده از انرژی برای شتاب دادن هر چیز چه ذره باشد و چه سفینه فضائی، بر جرمش می‌افزاید و کار بیشتر را سخت تر می‌کنند. شتاب دادن یک ذره تا سرعت نور ناممکن خواهد بود. زیرا مقدار بی‌نهایت انرژی لازم خواهد داشت. جرم و انرژی معادل هستند. آن طور که در فرمول معروف انیشتین خلاصه شده‌است: E=MC ۲ می‌توان گفت این معادله در فیزیک، تنها معادله‌ای است که زبانزد خاص و عام است. در میان برآمدهای آن، درک این بود که اگر هسته یک اتم اورانیوم شکافته و به دو هسته با جرم‌های تقریباً کمتر تقسیم شود، انرژی بی اندازهٔ زیادی تولید خواهد کرد...
🪐 مناسب برای علاقه‌مندان به فیزیک، کیهان‌شناسی و پرسش‌های بزرگ درباره‌ی جهان.
🆔 @BASU_Physics
🔥7
🔊⚛️ وقتی صدا هم «جهش کوانتومی» می‌کند!
ما معمولاً صدا را به شکل یک موج در هوا تصور می‌کنیم؛ چیزی که ایجاد می‌شود، حرکت می‌کند و به‌تدریج از بین می‌رود. اما در مقیاس کوانتومی، داستان متفاوت است.
پژوهشگران دانشگاه استنفورد برای نخستین‌بار توانستند یک جهش کوانتومی در یک سیستم صوتی را به‌صورت مستقیم و در زمان واقعی مشاهده کنند.
آن‌ها از یک تشدیدگر مکانیکی بسیار کوچک استفاده کردند که می‌توانست مانند یک زنگ بسیار ظریف به ارتعاش درآید. در فیزیک کوانتومی، این ارتعاش را می‌توان بر اساس واحدهای گسسته‌ی انرژی، یعنی فونون‌ها (Phonons)، توصیف کرد. فونون را می‌توان به زبان ساده، «کوانتومِ ارتعاش» دانست.
نکته‌ی شگفت‌انگیز اینجاست که سیستم به‌جای تغییر کاملاً پیوسته، می‌تواند از یک حالت انرژی به حالت دیگری پرش کند؛ پدیده‌ای که به آن «جهش کوانتومی» گفته می‌شود.
پژوهشگران با اندازه‌گیری بسیار سریع وضعیت تشدیدگر، توانستند این تغییرات را دنبال کنند و لحظه‌ی انتقال بین حالت‌های کوانتومی را ثبت کنند. این یعنی برای نخستین‌بار، چیزی که پیش‌تر بیشتر به‌صورت یک تغییر ناگهانی و غیرقابل‌مشاهده در نظر گرفته می‌شد، در یک سیستم صوتی با جزئیات بیشتری قابل ردیابی شده است.
این دستاورد فقط درباره‌ی «دیدن یک صدای عجیب» نیست. توانایی مشاهده و کنترل چنین جهش‌هایی می‌تواند برای مطالعه‌ی بنیادی‌تر مکانیک کوانتومی و همچنین توسعه‌ی فناوری‌هایی مانند رایانش کوانتومی و حسگرهای فوق‌دقیق اهمیت داشته باشد.
🔬 شاید عجیب به نظر برسد، اما در دنیای کوانتومی حتی یک ارتعاش کوچک هم می‌تواند رفتارهایی داشته باشد که با تجربه‌ی روزمره‌ی ما از صدا کاملاً متفاوت است.
📌 منبع: Stanford University
📄 مقاله پژوهشی
🆔 @BASU_Physics
ما معمولاً صدا را به شکل یک موج در هوا تصور می‌کنیم؛ چیزی که ایجاد می‌شود، حرکت می‌کند و به‌تدریج از بین می‌رود. اما در مقیاس کوانتومی، داستان متفاوت است.
پژوهشگران دانشگاه استنفورد برای نخستین‌بار توانستند یک جهش کوانتومی در یک سیستم صوتی را به‌صورت مستقیم و در زمان واقعی مشاهده کنند.
آن‌ها از یک تشدیدگر مکانیکی بسیار کوچک استفاده کردند که می‌توانست مانند یک زنگ بسیار ظریف به ارتعاش درآید. در فیزیک کوانتومی، این ارتعاش را می‌توان بر اساس واحدهای گسسته‌ی انرژی، یعنی فونون‌ها (Phonons)، توصیف کرد. فونون را می‌توان به زبان ساده، «کوانتومِ ارتعاش» دانست.
نکته‌ی شگفت‌انگیز اینجاست که سیستم به‌جای تغییر کاملاً پیوسته، می‌تواند از یک حالت انرژی به حالت دیگری پرش کند؛ پدیده‌ای که به آن «جهش کوانتومی» گفته می‌شود.
پژوهشگران با اندازه‌گیری بسیار سریع وضعیت تشدیدگر، توانستند این تغییرات را دنبال کنند و لحظه‌ی انتقال بین حالت‌های کوانتومی را ثبت کنند. این یعنی برای نخستین‌بار، چیزی که پیش‌تر بیشتر به‌صورت یک تغییر ناگهانی و غیرقابل‌مشاهده در نظر گرفته می‌شد، در یک سیستم صوتی با جزئیات بیشتری قابل ردیابی شده است.
این دستاورد فقط درباره‌ی «دیدن یک صدای عجیب» نیست. توانایی مشاهده و کنترل چنین جهش‌هایی می‌تواند برای مطالعه‌ی بنیادی‌تر مکانیک کوانتومی و همچنین توسعه‌ی فناوری‌هایی مانند رایانش کوانتومی و حسگرهای فوق‌دقیق اهمیت داشته باشد.
🔬 شاید عجیب به نظر برسد، اما در دنیای کوانتومی حتی یک ارتعاش کوچک هم می‌تواند رفتارهایی داشته باشد که با تجربه‌ی روزمره‌ی ما از صدا کاملاً متفاوت است.
📌 منبع: Stanford University
📄 مقاله پژوهشی
🆔 @BASU_Physics
🔥3❤2👍1
🌀وقتی ذرات سنگین هم درهم‌تنیده می‌شوند!
🔬 شواهد تازه از یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های کوانتومی در CERN
فیزیکدانان در برخورددهنده‌ی بزرگ هادرونی (LHC) در CERN شواهد قدرتمندی از درهم‌تنیدگی کوانتومی میان دو بوزون Z به دست آورده‌اند؛ ذراتی بسیار سنگین که تنها برای مدت بسیار کوتاهی وجود دارند.
اما این نتیجه دقیقاً یعنی چی؟
درهم‌تنیدگی کوانتومی حالتی است که در آن نمی‌توان وضعیت دو ذره را کاملاً مستقل از یکدیگر توصیف کرد. ویژگی‌های کوانتومی آن‌ها به شکلی عمیق با یکدیگر ارتباط دارند.
در این آزمایش، دانشمندان به رویدادهایی نگاه کردند که در آن بوزون هیگز به دو بوزون Z واپاشی می‌کند:
Higgs → Z + Z
از آنجا که هیگز اسپین صفر دارد، حالت‌های اسپینی دو Z تولیدشده باید رابطه‌ی مشخصی با یکدیگر داشته باشند. همین رابطه می‌تواند نشانه‌ای از درهم‌تنیدگی کوانتومی باشد.
اما یک مشکل وجود دارد: بوزون Z تقریباً بلافاصله واپاشی می‌کند.
بنابراین دانشمندان نمی‌توانند خود Z را مستقیماً اندازه‌گیری کنند. در عوض، آشکارسازهای ATLAS و CMS محصولات حاصل از واپاشی Z، مانند الکترون‌ها و میون‌ها، را ثبت می‌کنند و از روی ویژگی‌های آن‌ها اطلاعات مربوط به Z اولیه را بازسازی می‌کنند.
با بررسی تعداد زیادی از این رویدادها، پژوهشگران الگوهای آماری مشخصی پیدا کردند که با درهم‌تنیدگی کوانتومی دو بوزون Z سازگار است.
🤯حالا واقعا چرا این نتیجه مهم است؟
بیشتر آزمایش‌های مشهور درهم‌تنیدگی کوانتومی در شرایط نسبتاً کنترل‌شده و با سیستم‌هایی مانند فوتون‌ها انجام شده‌اند. اما اینجا با ذرات بنیادی بسیار سنگین و برخوردهایی با انرژی فوق‌العاده بالا سروکار داریم.
این نتیجه میگه رفتار کوانتومی حتی در چنین محیط‌های شدید و پرانرژی نیز پابرجاست و می‌تواند راه جدیدی برای مطالعه‌ی هیگز، بوزون‌های Z و برهم‌کنش‌های بنیادی طبیعت فراهم کند.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا این باشد:
دانشمندان خودِ بوزون Z را مستقیماً نمی‌بینند؛ آن‌ها ردپای واپاشی آن را ثبت می‌کنند و از روی این ردپا، درباره‌ی حالت کوانتومی ذره‌ای که دیگر وجود ندارد، اطلاعات به دست می‌آورند.
📅 تاریخ انتشار خبر: ۱۷ سپتامبر ۲۰۲۶
📍 CERN | LHC
🔗 منبع: CERN
اگه به خوندن کامل این خبر علاقمند شدید میتونید اون‌رو از اینجا مطالعه کنید.
🆔 @BASU_Physics
🔬 شواهد تازه از یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های کوانتومی در CERN
فیزیکدانان در برخورددهنده‌ی بزرگ هادرونی (LHC) در CERN شواهد قدرتمندی از درهم‌تنیدگی کوانتومی میان دو بوزون Z به دست آورده‌اند؛ ذراتی بسیار سنگین که تنها برای مدت بسیار کوتاهی وجود دارند.
اما این نتیجه دقیقاً یعنی چی؟
درهم‌تنیدگی کوانتومی حالتی است که در آن نمی‌توان وضعیت دو ذره را کاملاً مستقل از یکدیگر توصیف کرد. ویژگی‌های کوانتومی آن‌ها به شکلی عمیق با یکدیگر ارتباط دارند.
در این آزمایش، دانشمندان به رویدادهایی نگاه کردند که در آن بوزون هیگز به دو بوزون Z واپاشی می‌کند:
Higgs → Z + Z
از آنجا که هیگز اسپین صفر دارد، حالت‌های اسپینی دو Z تولیدشده باید رابطه‌ی مشخصی با یکدیگر داشته باشند. همین رابطه می‌تواند نشانه‌ای از درهم‌تنیدگی کوانتومی باشد.
اما یک مشکل وجود دارد: بوزون Z تقریباً بلافاصله واپاشی می‌کند.
بنابراین دانشمندان نمی‌توانند خود Z را مستقیماً اندازه‌گیری کنند. در عوض، آشکارسازهای ATLAS و CMS محصولات حاصل از واپاشی Z، مانند الکترون‌ها و میون‌ها، را ثبت می‌کنند و از روی ویژگی‌های آن‌ها اطلاعات مربوط به Z اولیه را بازسازی می‌کنند.
با بررسی تعداد زیادی از این رویدادها، پژوهشگران الگوهای آماری مشخصی پیدا کردند که با درهم‌تنیدگی کوانتومی دو بوزون Z سازگار است.
🤯حالا واقعا چرا این نتیجه مهم است؟
بیشتر آزمایش‌های مشهور درهم‌تنیدگی کوانتومی در شرایط نسبتاً کنترل‌شده و با سیستم‌هایی مانند فوتون‌ها انجام شده‌اند. اما اینجا با ذرات بنیادی بسیار سنگین و برخوردهایی با انرژی فوق‌العاده بالا سروکار داریم.
این نتیجه میگه رفتار کوانتومی حتی در چنین محیط‌های شدید و پرانرژی نیز پابرجاست و می‌تواند راه جدیدی برای مطالعه‌ی هیگز، بوزون‌های Z و برهم‌کنش‌های بنیادی طبیعت فراهم کند.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا این باشد:
دانشمندان خودِ بوزون Z را مستقیماً نمی‌بینند؛ آن‌ها ردپای واپاشی آن را ثبت می‌کنند و از روی این ردپا، درباره‌ی حالت کوانتومی ذره‌ای که دیگر وجود ندارد، اطلاعات به دست می‌آورند.
📅 تاریخ انتشار خبر: ۱۷ سپتامبر ۲۰۲۶
📍 CERN | LHC
🔗 منبع: CERN
اگه به خوندن کامل این خبر علاقمند شدید میتونید اون‌رو از اینجا مطالعه کنید.
🆔 @BASU_Physics
❤5
⚛️ وقتی یک «رشته» کوانتومی می‌شکند، ذرات جدید پدیدار می‌شوند!
در فیزیک کوانتومی، بعضی ذرات بنیادی مثل کوارک‌ها نمی‌توانند به‌تنهایی وجود داشته باشند و به‌وسیله‌ی برهم‌کنش قوی در کنار یکدیگر محبوس می‌مانند. می‌توان این پیوند را به‌صورت یک «رشته» میان ذرات تصور کرد.
اما اگر این رشته بیش از حد کشیده شود، انرژی ذخیره‌شده در آن می‌تواند آن‌قدر افزایش پیدا کند که به‌جای ادامه‌ی کشیده‌شدن، جفت‌های جدیدی از ذرات شکل بگیرند و رشته بشکند.
امروز، ۲۳ سپتامبر ۲۰۲۶، پژوهشگران در مقاله‌ای منتشرشده در Nature Physics نشان دادند که می‌توان این فرایند را با یک شبیه‌ساز کوانتومی مبتنی بر یون‌های به‌دام‌افتاده در یک مدل ساده‌شده، به‌صورت زمان‌مند مشاهده و بررسی کرد.
در آزمایش، پژوهشگران مشاهده کردند که جفت‌های بار در ابتدا نزدیک لبه‌های رشته شکل می‌گیرند و سپس، با افزایش کشش رشته، به سمت بخش‌های داخلی گسترش پیدا می‌کنند.
این نتیجه فقط یک بازی آزمایشگاهی با ذرات نیست. چنین شبیه‌سازی‌هایی می‌توانند به درک بهتر پدیده‌هایی مرتبط با فیزیک هسته‌ای، برخوردهای پرانرژی و حتی شرایط جهان اولیه کمک کنند. البته شبیه‌ساز فعلی خودِ نظریه‌ی کامل کرومودینامیک کوانتومی (QCD) را بازسازی نمی‌کند، بلکه یک مدل ساده‌تر از آن را مطالعه می‌کند.
🌌 گاهی برای ساختن ذرات جدید، لازم نیست چیزی را به هم نزدیک کنیم؛ کافی است یک پیوند را بیش از حد بکشیم.
🔗 مقاله اصلی
🆔 @BASU_Physics
در فیزیک کوانتومی، بعضی ذرات بنیادی مثل کوارک‌ها نمی‌توانند به‌تنهایی وجود داشته باشند و به‌وسیله‌ی برهم‌کنش قوی در کنار یکدیگر محبوس می‌مانند. می‌توان این پیوند را به‌صورت یک «رشته» میان ذرات تصور کرد.
اما اگر این رشته بیش از حد کشیده شود، انرژی ذخیره‌شده در آن می‌تواند آن‌قدر افزایش پیدا کند که به‌جای ادامه‌ی کشیده‌شدن، جفت‌های جدیدی از ذرات شکل بگیرند و رشته بشکند.
امروز، ۲۳ سپتامبر ۲۰۲۶، پژوهشگران در مقاله‌ای منتشرشده در Nature Physics نشان دادند که می‌توان این فرایند را با یک شبیه‌ساز کوانتومی مبتنی بر یون‌های به‌دام‌افتاده در یک مدل ساده‌شده، به‌صورت زمان‌مند مشاهده و بررسی کرد.
در آزمایش، پژوهشگران مشاهده کردند که جفت‌های بار در ابتدا نزدیک لبه‌های رشته شکل می‌گیرند و سپس، با افزایش کشش رشته، به سمت بخش‌های داخلی گسترش پیدا می‌کنند.
این نتیجه فقط یک بازی آزمایشگاهی با ذرات نیست. چنین شبیه‌سازی‌هایی می‌توانند به درک بهتر پدیده‌هایی مرتبط با فیزیک هسته‌ای، برخوردهای پرانرژی و حتی شرایط جهان اولیه کمک کنند. البته شبیه‌ساز فعلی خودِ نظریه‌ی کامل کرومودینامیک کوانتومی (QCD) را بازسازی نمی‌کند، بلکه یک مدل ساده‌تر از آن را مطالعه می‌کند.
🌌 گاهی برای ساختن ذرات جدید، لازم نیست چیزی را به هم نزدیک کنیم؛ کافی است یک پیوند را بیش از حد بکشیم.
🔗 مقاله اصلی
🆔 @BASU_Physics
🔥3❤2
⏳⚛️ وقتی «بلورهای زمان» با هم هم‌ریتم می‌شوند!
🔬 شواهدی تازه از همگام‌سازی کوانتومی در یک نیمه‌رسانا
فیزیکدانان دانشگاه دورتموند در پژوهشی منتشرشده در Nature Communications نشان داده‌اند که نوسانگرهای کوانتومیِ مبتنی بر اسپین‌های الکترون و هسته در یک نیمه‌رسانا می‌توانند، حتی وقتی از یکدیگر فاصله دارند، نوسان‌هایشان را با هم هماهنگ کنند. این همگام‌سازی تا فاصله‌ای حدود ۴۰ میکرومتر مشاهده شد.
اما این نتیجه دقیقاً یعنی چی؟
🔹 بلور زمان چیست؟
در یک بلور معمولی، اتم‌ها در فضا آرایش منظمی دارند؛ مثلاً ساختار منظم الماس.
اما در یک «بلور زمان»، نظم در زمان ظاهر می‌شود. یعنی سیستم می‌تواند بدون اینکه به یک ساعت خارجی نیاز داشته باشد، به‌صورت پایدار و خودکار نوسان کند.
در این آزمایش، پژوهشگران از یک نیمه‌رسانا استفاده کردند که در آن سیستم‌های متشکل از اسپین الکترون‌ها و هسته‌ها می‌توانند چنین نوسان‌های پایداری ایجاد کنند.
🔹 قسمت عجیب ماجرا اینجاست...
پژوهشگران دو ناحیه‌ی جدا از هم را با نور تحریک کردند. هر ناحیه در ابتدا فرکانس مخصوص خودش را داشت.
اما وقتی فاصله‌ی آن‌ها به اندازه‌ی کافی کم بود، این دو نوسانگر به‌تدریج روی یک فرکانس مشترک قفل شدند.
یعنی دو سیستم که جدا از هم قرار داشتند، شروع کردند به «تیک‌تاک» کردن با یک ریتم واحد! ⏱️
این هماهنگی تا حدود ۴۰ میکرومتر ادامه داشت، اما وقتی فاصله بیشتر شد، همگام‌سازی از بین رفت.
🔹 چه چیزی باعث ارتباط آن‌ها می‌شود؟
پژوهشگران نتیجه گرفتند که عامل اصلی، پخش‌شدن اسپین الکترون‌ها درون نیمه‌رسانا یا همان spin diffusion است.
الکترون‌های آزاد می‌توانند قطبش اسپینی را در ماده جابه‌جا کنند و به این ترتیب، نواحی مختلف را به‌صورت غیرمستقیم به یکدیگر مرتبط کنند.
در نتیجه، تعداد بسیار زیادی نوسانگر می‌توانند به جای نوسان مستقل، وارد یک حالت جمعی و هماهنگ شوند.
🤯 چرا این نتیجه مهم است؟
این پژوهش نشان می‌دهد که می‌توان رفتار جمعی و هماهنگ را در مجموعه‌ای از نوسانگرهای کوانتومیِ جدا از هم ایجاد کرد.
پژوهشگران همچنین نشان دادند که این همگام‌سازی باعث پایداری بیشتر نوسان‌ها می‌شود و می‌تواند در آینده برای ساخت شبکه‌های اسپینی و فناوری‌های اسپینترونیکی مورد استفاده قرار بگیرد.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا این باشد:
در این آزمایش، چیزی شبیه چند «ساعت کوانتومی» در نقاط مختلف یک ماده وجود دارد؛ هرکدام می‌توانند ریتم خودشان را داشته باشند، اما وقتی به اندازه‌ی کافی به یکدیگر نزدیک می‌شوند، ریتم مشترکی پیدا می‌کنند.
⏳ شاید در دنیای کوانتومی، حتی «زمان» هم بتواند به یک پدیده‌ی جمعی تبدیل شود.
📅 تاریخ انتشار مقاله: ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۶
📍 دانشگاه دورتموند | Nature Communications
📄 عنوان مقاله: Non-local synchronization of continuous time crystals in a semiconductor
🔗 منبع:
Nature Communications
🆔 @BASU_Physics
🔬 شواهدی تازه از همگام‌سازی کوانتومی در یک نیمه‌رسانا
فیزیکدانان دانشگاه دورتموند در پژوهشی منتشرشده در Nature Communications نشان داده‌اند که نوسانگرهای کوانتومیِ مبتنی بر اسپین‌های الکترون و هسته در یک نیمه‌رسانا می‌توانند، حتی وقتی از یکدیگر فاصله دارند، نوسان‌هایشان را با هم هماهنگ کنند. این همگام‌سازی تا فاصله‌ای حدود ۴۰ میکرومتر مشاهده شد.
اما این نتیجه دقیقاً یعنی چی؟
🔹 بلور زمان چیست؟
در یک بلور معمولی، اتم‌ها در فضا آرایش منظمی دارند؛ مثلاً ساختار منظم الماس.
اما در یک «بلور زمان»، نظم در زمان ظاهر می‌شود. یعنی سیستم می‌تواند بدون اینکه به یک ساعت خارجی نیاز داشته باشد، به‌صورت پایدار و خودکار نوسان کند.
در این آزمایش، پژوهشگران از یک نیمه‌رسانا استفاده کردند که در آن سیستم‌های متشکل از اسپین الکترون‌ها و هسته‌ها می‌توانند چنین نوسان‌های پایداری ایجاد کنند.
🔹 قسمت عجیب ماجرا اینجاست...
پژوهشگران دو ناحیه‌ی جدا از هم را با نور تحریک کردند. هر ناحیه در ابتدا فرکانس مخصوص خودش را داشت.
اما وقتی فاصله‌ی آن‌ها به اندازه‌ی کافی کم بود، این دو نوسانگر به‌تدریج روی یک فرکانس مشترک قفل شدند.
یعنی دو سیستم که جدا از هم قرار داشتند، شروع کردند به «تیک‌تاک» کردن با یک ریتم واحد! ⏱️
این هماهنگی تا حدود ۴۰ میکرومتر ادامه داشت، اما وقتی فاصله بیشتر شد، همگام‌سازی از بین رفت.
🔹 چه چیزی باعث ارتباط آن‌ها می‌شود؟
پژوهشگران نتیجه گرفتند که عامل اصلی، پخش‌شدن اسپین الکترون‌ها درون نیمه‌رسانا یا همان spin diffusion است.
الکترون‌های آزاد می‌توانند قطبش اسپینی را در ماده جابه‌جا کنند و به این ترتیب، نواحی مختلف را به‌صورت غیرمستقیم به یکدیگر مرتبط کنند.
در نتیجه، تعداد بسیار زیادی نوسانگر می‌توانند به جای نوسان مستقل، وارد یک حالت جمعی و هماهنگ شوند.
🤯 چرا این نتیجه مهم است؟
این پژوهش نشان می‌دهد که می‌توان رفتار جمعی و هماهنگ را در مجموعه‌ای از نوسانگرهای کوانتومیِ جدا از هم ایجاد کرد.
پژوهشگران همچنین نشان دادند که این همگام‌سازی باعث پایداری بیشتر نوسان‌ها می‌شود و می‌تواند در آینده برای ساخت شبکه‌های اسپینی و فناوری‌های اسپینترونیکی مورد استفاده قرار بگیرد.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا این باشد:
در این آزمایش، چیزی شبیه چند «ساعت کوانتومی» در نقاط مختلف یک ماده وجود دارد؛ هرکدام می‌توانند ریتم خودشان را داشته باشند، اما وقتی به اندازه‌ی کافی به یکدیگر نزدیک می‌شوند، ریتم مشترکی پیدا می‌کنند.
⏳ شاید در دنیای کوانتومی، حتی «زمان» هم بتواند به یک پدیده‌ی جمعی تبدیل شود.
📅 تاریخ انتشار مقاله: ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۶
📍 دانشگاه دورتموند | Nature Communications
📄 عنوان مقاله: Non-local synchronization of continuous time crystals in a semiconductor
🔗 منبع:
Nature Communications
اگر به خواندن مقاله‌ی کامل این پژوهش علاقه‌مندید، می‌توانید آن را از اینجا مطالعه کنید.
🆔 @BASU_Physics
🔥3
🔵 🏆 نوبل فیزیک ۲۰۲۶؛ وقتی یک کیلومتر یخ، چشم بشر به کیهان شد! ❄️🌌
جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ به فرانسیس هالزن (Francis Halzen)، فیزیکدان دانشگاه ویسکانسین-مدیسن، اهدا شد؛ به پاس نقش تعیین‌کننده او در ساخت رصدخانه IceCube و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی.
اما داستان این جایزه فقط درباره یک آشکارساز بزرگ در قطب جنوب نیست؛ داستان درباره ذراتی است که تقریباً نامرئی‌اند و می‌توانند اطلاعاتی را از دورترین و خشن‌ترین نقاط جهان تا زمین با خودشان حمل کنند.
🔬 نوترینو چیست؟
نوترینو یکی از ذرات بنیادی طبیعت است؛ ذره‌ای بدون بار الکتریکی و با برهم‌کنش بسیار ضعیف با ماده. همین ویژگی باعث می‌شود تعداد بسیار زیادی از نوترینوها بتوانند از میان ماده عبور کنند، بدون اینکه تقریباً هیچ اثری از خود باقی بگذارند.
حتی همین حالا نیز تعداد بسیار زیادی نوترینو از بدن و زمین عبور می‌کنند، بدون اینکه ما متوجه حضورشان شویم!
اما یک مشکل بزرگ وجود دارد:
چطور می‌توان ذره‌ای را آشکار کرد که تقریباً با هیچ‌چیز برهم‌کنش نمی‌کند؟
❄️ پاسخ هالزن: یخ‌های قطب جنوب!
هالزن در سال ۱۹۸۸ پیشنهاد کرد که می‌توان از حجم عظیم و شفاف یخ‌های قطب جنوب برای شکار نوترینوها استفاده کرد.
ایده ساده به نظر می‌رسید، اما اجرای آن فوق‌العاده دشوار بود.
در پروژه IceCube، هزاران حسگر نوری در عمق یخ‌های قطب جنوب قرار گرفتند و یک آشکارساز غول‌پیکر را در دل یخ ساختند.
وقتی یک نوترینو، در موارد بسیار نادر، با هسته یکی از اتم‌های موجود در یخ برخورد می‌کند، ذرات دیگری تولید می‌شوند که می‌توانند فلاش بسیار ضعیفی از نور ایجاد کنند.
حسگرهای IceCube این نور را ثبت می‌کنند و دانشمندان از روی زمان و الگوی رسیدن نور می‌توانند مسیر و انرژی ذره را بازسازی کنند.
🌌 اما این کشف چه چیزی به ما می‌گوید؟
نوترینوهای پرانرژی فقط ذراتی عجیب و کوچک نیستند؛ آن‌ها می‌توانند پیام‌رسان‌های کیهانی باشند.
برخی از این نوترینوها در محیط‌های بسیار پرانرژی جهان، مانند اطراف اجرام کیهانی فعال، تولید می‌شوند. از آنجا که نوترینوها بار الکتریکی ندارند، مسیر حرکتشان مانند ذرات باردار به‌سادگی توسط میدان‌های مغناطیسی منحرف نمی‌شود.
یعنی وقتی یک نوترینوی پرانرژی به زمین می‌رسد، می‌توانیم از مسیرش سرنخ بگیریم که از کجای کیهان آمده است.
به این ترتیب، IceCube راه تازه‌ای برای مطالعه جهان باز کرده است؛ راهی که در آن به جای نور مرئی، پرتوهای ایکس یا امواج رادیویی، از نوترینوها برای نگاه کردن به کیهان استفاده می‌کنیم.
🔭 این یعنی تولد یک نوع جدید از نجوم؟
تا مدت‌ها بیشتر اطلاعات ما درباره جهان از طریق نور به دست می‌آمد. اما امروز دانشمندان از پیام‌رسان‌های مختلفی برای مطالعه کیهان استفاده می‌کنند.
نوترینوها یکی از این پیام‌رسان‌های جدید هستند.
آن‌ها می‌توانند از مناطقی در جهان عبور کنند که نور یا سایر ذرات در آن‌ها به‌راحتی جذب یا منحرف می‌شوند. بنابراین هر نوترینوی آشکارشده می‌تواند تکه‌ای از یک پازل بزرگ کیهانی باشد.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا همین باشد:
برای کشف بعضی از خشن‌ترین و دورترین پدیده‌های جهان، دانشمندان به آسمان نگاه نکردند؛ بلکه به اعماق یخ‌های قطب جنوب نگاه کردند.
و این دقیقاً همان چیزی است که فیزیک را شگفت‌انگیز می‌کند؛ گاهی یک کیلومتر یخ می‌تواند تبدیل به پنجره‌ای رو به میلیاردها سال نوری دورتر شود. ❄️🌌
🆔 @BASU_Physics
جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ به فرانسیس هالزن (Francis Halzen)، فیزیکدان دانشگاه ویسکانسین-مدیسن، اهدا شد؛ به پاس نقش تعیین‌کننده او در ساخت رصدخانه IceCube و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی.
اما داستان این جایزه فقط درباره یک آشکارساز بزرگ در قطب جنوب نیست؛ داستان درباره ذراتی است که تقریباً نامرئی‌اند و می‌توانند اطلاعاتی را از دورترین و خشن‌ترین نقاط جهان تا زمین با خودشان حمل کنند.
🔬 نوترینو چیست؟
نوترینو یکی از ذرات بنیادی طبیعت است؛ ذره‌ای بدون بار الکتریکی و با برهم‌کنش بسیار ضعیف با ماده. همین ویژگی باعث می‌شود تعداد بسیار زیادی از نوترینوها بتوانند از میان ماده عبور کنند، بدون اینکه تقریباً هیچ اثری از خود باقی بگذارند.
حتی همین حالا نیز تعداد بسیار زیادی نوترینو از بدن و زمین عبور می‌کنند، بدون اینکه ما متوجه حضورشان شویم!
اما یک مشکل بزرگ وجود دارد:
چطور می‌توان ذره‌ای را آشکار کرد که تقریباً با هیچ‌چیز برهم‌کنش نمی‌کند؟
❄️ پاسخ هالزن: یخ‌های قطب جنوب!
هالزن در سال ۱۹۸۸ پیشنهاد کرد که می‌توان از حجم عظیم و شفاف یخ‌های قطب جنوب برای شکار نوترینوها استفاده کرد.
ایده ساده به نظر می‌رسید، اما اجرای آن فوق‌العاده دشوار بود.
در پروژه IceCube، هزاران حسگر نوری در عمق یخ‌های قطب جنوب قرار گرفتند و یک آشکارساز غول‌پیکر را در دل یخ ساختند.
وقتی یک نوترینو، در موارد بسیار نادر، با هسته یکی از اتم‌های موجود در یخ برخورد می‌کند، ذرات دیگری تولید می‌شوند که می‌توانند فلاش بسیار ضعیفی از نور ایجاد کنند.
حسگرهای IceCube این نور را ثبت می‌کنند و دانشمندان از روی زمان و الگوی رسیدن نور می‌توانند مسیر و انرژی ذره را بازسازی کنند.
🌌 اما این کشف چه چیزی به ما می‌گوید؟
نوترینوهای پرانرژی فقط ذراتی عجیب و کوچک نیستند؛ آن‌ها می‌توانند پیام‌رسان‌های کیهانی باشند.
برخی از این نوترینوها در محیط‌های بسیار پرانرژی جهان، مانند اطراف اجرام کیهانی فعال، تولید می‌شوند. از آنجا که نوترینوها بار الکتریکی ندارند، مسیر حرکتشان مانند ذرات باردار به‌سادگی توسط میدان‌های مغناطیسی منحرف نمی‌شود.
یعنی وقتی یک نوترینوی پرانرژی به زمین می‌رسد، می‌توانیم از مسیرش سرنخ بگیریم که از کجای کیهان آمده است.
به این ترتیب، IceCube راه تازه‌ای برای مطالعه جهان باز کرده است؛ راهی که در آن به جای نور مرئی، پرتوهای ایکس یا امواج رادیویی، از نوترینوها برای نگاه کردن به کیهان استفاده می‌کنیم.
🔭 این یعنی تولد یک نوع جدید از نجوم؟
تا مدت‌ها بیشتر اطلاعات ما درباره جهان از طریق نور به دست می‌آمد. اما امروز دانشمندان از پیام‌رسان‌های مختلفی برای مطالعه کیهان استفاده می‌کنند.
نوترینوها یکی از این پیام‌رسان‌های جدید هستند.
آن‌ها می‌توانند از مناطقی در جهان عبور کنند که نور یا سایر ذرات در آن‌ها به‌راحتی جذب یا منحرف می‌شوند. بنابراین هر نوترینوی آشکارشده می‌تواند تکه‌ای از یک پازل بزرگ کیهانی باشد.
✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا همین باشد:
برای کشف بعضی از خشن‌ترین و دورترین پدیده‌های جهان، دانشمندان به آسمان نگاه نکردند؛ بلکه به اعماق یخ‌های قطب جنوب نگاه کردند.
و این دقیقاً همان چیزی است که فیزیک را شگفت‌انگیز می‌کند؛ گاهی یک کیلومتر یخ می‌تواند تبدیل به پنجره‌ای رو به میلیاردها سال نوری دورتر شود. ❄️🌌
🆔 @BASU_Physics
❤4👏3
Forwarded from سی‌وسومین کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران
🔬 سی‌وسومین کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران و نوزدهمین کنفرانس مهندسی و فناوری فوتونیک ایران
انجمن اپتیک و فوتونیک ایران با همکاری دانشگاه شهید بهشتی برگزار می‌کند:
این رویداد علمی با هدف فراهم‌سازی بستری برای ارائه و بررسی آخرین دستاوردهای پژوهشی، تبادل دانش و تجربیات تخصصی و توسعه تعاملات علمی در حوزه‌های اپتیک، فوتونیک، لیزر و فناوری‌های وابسته برگزار می‌شود.
این کنفرانس میزبان استادان، پژوهشگران، دانشجویان و متخصصان خواهد بود تا ضمن ارائه نتایج تحقیقات و فعالیت‌های علمی خود، زمینه گسترش همکاری‌های پژوهشی و تقویت ارتباط میان دانشگاه، مراکز تحقیقاتی و صنعت را فراهم آورند.
📅 زمان برگزاری: ۳۰ آذر و ۱ دی‌ماه ۱۴۰۵
📍 محل برگزاری: دانشگاه شهید بهشتی
از پژوهشگران و علاقه‌مندان دعوت می‌شود برای کسب اطلاعات بیشتر درباره محورهای کنفرانس، شیوه ارسال مقالات و شرایط ثبت‌نام، به درگاه رسمی رویداد مراجعه کنند.
🌐 وب‌سایت کنفرانس و ثبت‌نام:
https://icop.ir/
🌐 پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی:
https://lapri.sbu.ac.ir/
📢کانال اطلاع‌رسانی:
@icop2026_lapri
انجمن اپتیک و فوتونیک ایران با همکاری دانشگاه شهید بهشتی برگزار می‌کند:
این رویداد علمی با هدف فراهم‌سازی بستری برای ارائه و بررسی آخرین دستاوردهای پژوهشی، تبادل دانش و تجربیات تخصصی و توسعه تعاملات علمی در حوزه‌های اپتیک، فوتونیک، لیزر و فناوری‌های وابسته برگزار می‌شود.
این کنفرانس میزبان استادان، پژوهشگران، دانشجویان و متخصصان خواهد بود تا ضمن ارائه نتایج تحقیقات و فعالیت‌های علمی خود، زمینه گسترش همکاری‌های پژوهشی و تقویت ارتباط میان دانشگاه، مراکز تحقیقاتی و صنعت را فراهم آورند.
📅 زمان برگزاری: ۳۰ آذر و ۱ دی‌ماه ۱۴۰۵
📍 محل برگزاری: دانشگاه شهید بهشتی
از پژوهشگران و علاقه‌مندان دعوت می‌شود برای کسب اطلاعات بیشتر درباره محورهای کنفرانس، شیوه ارسال مقالات و شرایط ثبت‌نام، به درگاه رسمی رویداد مراجعه کنند.
🌐 وب‌سایت کنفرانس و ثبت‌نام:
https://icop.ir/
🌐 پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی:
https://lapri.sbu.ac.ir/
📢کانال اطلاع‌رسانی:
@icop2026_lapri
❤5
🔵⚛️ ذره‌ای که بدون عبور از میدان مغناطیسی، اثرش را حس می‌کند! 🌀
🔬 شبیه‌سازی یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های فیزیک کوانتومی با رایانه‌ای کوانتومی هیبریدی
تصور کن ذره‌ای در مسیری حرکت کند که از میدان مغناطیسی عبور نمی‌کند، اما همچنان اثر آن میدان را تجربه می‌کند! 🤯
این اتفاق عجیب، موضوع پژوهشی است که فیزیکدانان دانشگاه آکسفورد با استفاده از یک رایانه کوانتومی هیبریدی بررسی کرده‌اند. نتایج این پژوهش در مجله معتبر Nature Physics منتشر شده است. 🔭 �
🔹 ماجرا از کجا شروع می‌شود؟
در سال ۱۹۵۹، فیزیکدانان «یاکیر آهرونوف» و «دیوید بوهم» پدیده‌ای را پیش‌بینی کردند که بعدها به نام اثر آهرونوف–بوهم (Aharonov–Bohm Effect) شناخته شد.
در این پدیده، یک ذره باردار می‌تواند هنگام حرکت در مسیری پیرامون ناحیه‌ای دارای شار مغناطیسی، تغییر قابل‌اندازه‌گیری در فاز کوانتومی خود تجربه کند؛ حتی اگر از ناحیه‌ای که میدان مغناطیسی در آن حضور دارد عبور نکند.
این اثر نشان می‌دهد که در دنیای کوانتومی، توصیف پدیده‌های فیزیکی ظرافت‌هایی دارد که با شهود روزمره ما متفاوت‌اند. ⚛️ �
🔹 دانشمندان چه کردند؟
پژوهشگران دانشگاه آکسفورد از یک سامانه کوانتومی هیبریدی استفاده کردند که از دو بخش اصلی تشکیل شده بود:
🔸 کیوبیت‌ها، برای نمایش میدان‌های پیمانه‌ای
🔸 نوسانگرهای کوانتومی، برای نمایش میدان‌های ماده
آن‌ها با ساخت یک حلقه کوانتومی و ایجاد شار مغناطیسی شبیه‌سازی‌شده در آن، رفتار ذره را بررسی کردند.
نتیجه شگفت‌انگیز بود: در نبود شار مغناطیسی، ذره می‌توانست میان دو نقطه تونل‌زنی کند؛ اما با حضور شار، دو مسیر ممکن با یکدیگر تداخل ویرانگر پیدا کردند و تونل‌زنی سرکوب شد. در نتیجه، سامانه در حالت اولیه خود باقی ماند! 🌀 �
🔹 اهمیت این کشف چیست؟
شبیه‌سازی نظریه‌های پیمانه‌ای روی رایانه‌های کلاسیک، با افزایش پیچیدگی سامانه دشوارتر می‌شود. رایانه‌های کوانتومی می‌توانند راه تازه‌ای برای بررسی چنین پدیده‌هایی فراهم کنند.
این آزمایش گامی در جهت مطالعه بهتر برهم‌کنش میان ماده و میدان‌هاست و می‌تواند به توسعه روش‌های شبیه‌سازی مسائل بنیادی فیزیک ذرات و میدان‌های کوانتومی کمک کند. البته این دستاورد به معنای حل کامل این مسائل یا برتری قطعی رایانه‌های کوانتومی در همه کاربردها نیست. �
💭 پرسش امروز: آیا در جهان کوانتومی، برای تأثیر گذاشتن بر یک ذره، لازم است حتماً از ناحیه‌ای که میدان در آن حضور دارد عبور کند؟
گاهی عجیب‌ترین رازهای طبیعت، درست جایی پنهان شده‌اند که شهود روزمره ما دیگر پاسخ‌گو نیست! 🌌
📚 منبع علمی:
University of Oxford | Nature Physics
🆔 @BASU_Physics
🔬 شبیه‌سازی یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های فیزیک کوانتومی با رایانه‌ای کوانتومی هیبریدی
تصور کن ذره‌ای در مسیری حرکت کند که از میدان مغناطیسی عبور نمی‌کند، اما همچنان اثر آن میدان را تجربه می‌کند! 🤯
این اتفاق عجیب، موضوع پژوهشی است که فیزیکدانان دانشگاه آکسفورد با استفاده از یک رایانه کوانتومی هیبریدی بررسی کرده‌اند. نتایج این پژوهش در مجله معتبر Nature Physics منتشر شده است. 🔭 �
🔹 ماجرا از کجا شروع می‌شود؟
در سال ۱۹۵۹، فیزیکدانان «یاکیر آهرونوف» و «دیوید بوهم» پدیده‌ای را پیش‌بینی کردند که بعدها به نام اثر آهرونوف–بوهم (Aharonov–Bohm Effect) شناخته شد.
در این پدیده، یک ذره باردار می‌تواند هنگام حرکت در مسیری پیرامون ناحیه‌ای دارای شار مغناطیسی، تغییر قابل‌اندازه‌گیری در فاز کوانتومی خود تجربه کند؛ حتی اگر از ناحیه‌ای که میدان مغناطیسی در آن حضور دارد عبور نکند.
این اثر نشان می‌دهد که در دنیای کوانتومی، توصیف پدیده‌های فیزیکی ظرافت‌هایی دارد که با شهود روزمره ما متفاوت‌اند. ⚛️ �
🔹 دانشمندان چه کردند؟
پژوهشگران دانشگاه آکسفورد از یک سامانه کوانتومی هیبریدی استفاده کردند که از دو بخش اصلی تشکیل شده بود:
🔸 کیوبیت‌ها، برای نمایش میدان‌های پیمانه‌ای
🔸 نوسانگرهای کوانتومی، برای نمایش میدان‌های ماده
آن‌ها با ساخت یک حلقه کوانتومی و ایجاد شار مغناطیسی شبیه‌سازی‌شده در آن، رفتار ذره را بررسی کردند.
نتیجه شگفت‌انگیز بود: در نبود شار مغناطیسی، ذره می‌توانست میان دو نقطه تونل‌زنی کند؛ اما با حضور شار، دو مسیر ممکن با یکدیگر تداخل ویرانگر پیدا کردند و تونل‌زنی سرکوب شد. در نتیجه، سامانه در حالت اولیه خود باقی ماند! 🌀 �
🔹 اهمیت این کشف چیست؟
شبیه‌سازی نظریه‌های پیمانه‌ای روی رایانه‌های کلاسیک، با افزایش پیچیدگی سامانه دشوارتر می‌شود. رایانه‌های کوانتومی می‌توانند راه تازه‌ای برای بررسی چنین پدیده‌هایی فراهم کنند.
این آزمایش گامی در جهت مطالعه بهتر برهم‌کنش میان ماده و میدان‌هاست و می‌تواند به توسعه روش‌های شبیه‌سازی مسائل بنیادی فیزیک ذرات و میدان‌های کوانتومی کمک کند. البته این دستاورد به معنای حل کامل این مسائل یا برتری قطعی رایانه‌های کوانتومی در همه کاربردها نیست. �
💭 پرسش امروز: آیا در جهان کوانتومی، برای تأثیر گذاشتن بر یک ذره، لازم است حتماً از ناحیه‌ای که میدان در آن حضور دارد عبور کند؟
گاهی عجیب‌ترین رازهای طبیعت، درست جایی پنهان شده‌اند که شهود روزمره ما دیگر پاسخ‌گو نیست! 🌌
📚 منبع علمی:
University of Oxford | Nature Physics
متن پژوهش در مجله Nature Physics:
https://www.nature.com/articles/s41567-026-03400-6
🆔 @BASU_Physics
❤4
انجمن علمی و دانشجویی فیزیک دانشگاه بوعلی‌سینا برگزار می‌کند:
🌌 راه ارشد🎓✨
اگر دانشجوی فیزیک هستی و به ادامه‌ی مسیر علمی‌ات فکر می‌کنی، در این نشست همراه ما باش تا درباره‌ی چالش‌ها، فرصت‌ها و مسیر پیش روی دانشجویان فیزیک صحبت کنیم؛ از آمادگی برای کنکور ارشد تا فرصت‌های تحصیلی در ایران و جهان و آینده‌ی شغلی این رشته.
🎙 سخنران: دکتر راضیه بیرانوند
📅 زمان: شنبه، ۲ آبان | ساعت ۱۱
📍 مکان: آمفی‌تئاتر دانشکده علوم پایه
🔭 گاهی برای پیدا کردن مسیر درست، فقط به یک گفت‌وگوی خوب و یک قدم شجاعانه نیاز داریم.
💛 انجمن علمی فیزیک دانشگاه بوعلی‌سینا از شما دعوت می‌کند در این مسیر همراه ما باشید.
#راه_ارشد
#انجمن_علمی_فیزیک
#دانشگاه_بوعلی_سینا
🆔@BASU_Physics
🌌 راه ارشد🎓✨
اگر دانشجوی فیزیک هستی و به ادامه‌ی مسیر علمی‌ات فکر می‌کنی، در این نشست همراه ما باش تا درباره‌ی چالش‌ها، فرصت‌ها و مسیر پیش روی دانشجویان فیزیک صحبت کنیم؛ از آمادگی برای کنکور ارشد تا فرصت‌های تحصیلی در ایران و جهان و آینده‌ی شغلی این رشته.
🎙 سخنران: دکتر راضیه بیرانوند
📅 زمان: شنبه، ۲ آبان | ساعت ۱۱
📍 مکان: آمفی‌تئاتر دانشکده علوم پایه
🔭 گاهی برای پیدا کردن مسیر درست، فقط به یک گفت‌وگوی خوب و یک قدم شجاعانه نیاز داریم.
💛 انجمن علمی فیزیک دانشگاه بوعلی‌سینا از شما دعوت می‌کند در این مسیر همراه ما باشید.
#راه_ارشد
#انجمن_علمی_فیزیک
#دانشگاه_بوعلی_سینا
🆔@BASU_Physics
❤8🔥2