فیزیک
-
دانش و فناوری
دانشمندان به کشف راز وجود جهان نزدیک شدند؛ ذره‌ای مرموز که همه‌چیز را تغییر داد
دانشمندان می‌گویند ممکن است دلیل این را که ما اینجا هستیم، یافته باشند. ذره‌ای باستانی که تاکنون به آن بی‌توجهی شده، ممکن است سرنخی از این باشد که چرا اصلاً کیهان وجود دارد. سال‌ها است که پرسشی اساسی ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است: اینکه ماده چگونه توانست پس از مهبانگ، بر پادماده غلبه کند. نظریه‌های کنونی حاکی از آن‌اند که آنها اصولاً باید پس از انفجاری عظیم، یکدیگر را نابود می‌کردند و کیهانی متشکل از انرژی خالص…
-
دانش و فناوری
از تعقیب نور تا پایان زمان مطلق؛ داستان تولد نسبیت خاص اینشتین
تصور کنید سوار قطاری هستید که لحظه‌به‌لحظه سرعتش بیشتر می‌شود. از پنجره بیرون را نگاه می‌کنید و پرتوی نوری را می‌بینید که در همان جهت قطار حرکت می‌کند. حالا اگر قطار می‌توانست به سرعت نور برسد، چه اتفاقی می‌افتاد؟ آیا می‌توانستید نور را به شکل موجی ببینید که در برابر چشمانتان ثابت مانده است؟ شاید این سؤال در نگاه اول عجیب به‌نظر برسد، اما آلبرت اینشتین در نوجوانی به همین موضوع فکر می‌کرد؛ سؤالی که بعدها او را به یکی…
-
دانش و فناوری
آیا گذشته واقعاً نابود شده است؟ از نسبیت اینشتین تا جهان بلوکی
شاید عجیب‌ترین حقیقت درباره گذشته این باشد که هیچ‌کس واقعاً نمی‌داند چه بر سر آن می‌آید. لحظه‌ای از کودکی‌تان را به یاد بیاورید؛ روزی که در حیاط خانه بازی می‌کردید، صدایی که شنیدید یا چهره کسی که سال‌هاست دیگر کنارتان نیست. آن لحظه اکنون کجاست؟ آیا واقعاً از جهان حذف شده و فقط خاطره‌ای از آن در مغز شما باقی مانده است؟ یا شاید هنوز در جایی از ساختار واقعیت وجود داشته باشد؟ فیزیک مدرن هنوز پاسخ قطعی به این…
-
دانش و فناوری
اخترفیزیک‌دان مشهور: سفر در زمان از نظر علمی امکان‌پذیر است
«نیل دگراس تایسون»، اخترفیزیک‌دان سرشناس، نویسنده، مجری و بازیگر که جوایز متعددی در کارنامه خود دارد و به جایگاه علمی و شهرت جهانی شناخته می‌شود، به‌تازگی دیدگاه علمی خود را درباره یکی از مباحث جذاب فیزیک مطرح کرده است. درحالی‌که عموم مردم سفر در زمان را موضوعی متعلق به دنیای کتاب‌ها و فیلم‌های علمی‌تخیلی هالیوود می‌دانند، تایسون تأیید کرده که این پدیده از نظر تئوری در دنیای واقعی امکان‌پذیر است. این مبحث در برنامه‌ای با نام Hot Ones Game Night…
-
دانش و فناوری
برنده نوبل فیزیک: ۳۵ سال قبل ایده استفاده از هوش مصنوعی در تحقیقات را مطرح کردم
«فرانسیس هالزن»، برنده جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶، در یک مصاحبه از نقش زودهنگام خود در استفاده از هوش مصنوعی در پژوهش‌های نوترینو گفت. او از پیشگام‌بودن خود در این حوزه احساس غرور و افتخار می‌کند. هالزن ۸۲ ساله و استاد دانشگاه ویسکانسین-مدیسن است. او یک روز پس از اعلام نوبل در شهر تورین ایتالیا با خبرنگاران صحبت کرد. هالزن فیزیکدانی آمریکایی-بلژیکی و طراح رصدخانه نوترینویی IceCube است. این رصدخانه ۵۴۸۴ ماژول نوری دارد. این حسگرها در اعماق یخ‌های قطب جنوب…
-
دانش و فناوری
جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ به کاشف نوترینوهای پرانرژی کیهانی اعطا شد
نوبل فیزیک امسال به «فرانسیس هالزن» رسید، فیزیکدانی که نقش اصلی را در شکل‌گیری رصدخانه IceCube و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ کیهانی داشت. این دستاورد عملاً یک راه تازه برای مطالعه خشن‌ترین و پرانرژی‌ترین بخش‌های جهان باز کرده است. چرا نوترینوها برای شناخت کیهان مهم هستند؟ نوترینو ذره‌ای بسیار سبک و بدون بار الکتریکی است که به‌سختی با ماده واکنش می‌دهد. تعداد بسیار زیادی از نوترینوها هر لحظه از بدن ما و حتی از کل زمین عبور می‌کنند، بدون…
-
دانش و فناوری
دانشمندان با قوی‌ترین لیزر جهان از پشت دیوار بتنی ۲ متری تصویربرداری کردند
پژوهشگران از قدرتمندترین لیزر جهان استفاده کردند تا یک تصویر از اشیای پشت یک دیوار بتنی با ضخامت ۱.۸ متر ثبت کنند. این دستاورد در مرکز پژوهشی ELI-NP رومانی به دست آمده است. تصاویر ثبت‌شده هنوز وضوح و جزئیات زیادی ندارند؛ اما پژوهشگران این آزمایش را پیشرفتی مهم در فناوری تصویربرداری می‌دانند. از این فناوری می‌توان در حوزه‌هایی مانند امنیت و معدن‌کاری استفاده کرد. این دستاورد با تولید ذرات «میون» محقق شد. میون‌ها ذراتی شبیه الکترون، اما بسیار سنگین‌تر از…
-
دانش و فناوری
آیا یک ذره هم‌زمان از میلیون‌ها مسیر عبور می‌کند؟ آزمایشی که ایده شگفت‌انگیز فاینمن را بازسازی کرد
اگر فوتونی را از نقطه‌ای به نقطه دیگر بفرستیم، از کدام مسیر می‌گذرد؟ فیزیک کوانتوم پاسخ عجیبی برای این پرسش دارد: شاید از تمام مسیرهای ممکن! نزدیک به ۸۰ سال پس از طرح این ایده شگفت‌انگیز توسط «ریچارد فاینمن»، دانشمندان چینی در آزمایشی با فوتون‌های منفرد، دامنه‌های احتمال بیش از ۱٫۴ میلیون مسیر را بازسازی کرده‌اند. دستاوردی که پرسشی قدیمی را دوباره زنده می‌کند: آیا مسیرهای کوانتومی صرفاً ابزاری ریاضی هستند یا ذرات واقعاً از تمام آنها عبور می‌کنند؟ نور…
-
دانش و فناوری
دانشمندان سنگاپور دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان را ساختند
مرکز فناوری‌های کوانتومی سنگاپور (CQT) از یک ساعت اتمی مبتنی بر عنصر لوتتیم رونمایی کرد که آزمایش‌ها نشان می‌دهند دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان است. این ساعت دقتی در حد ۱۹ رقم اعشار دارد و این کوچک‌ترین میزان گزارش‌شده برای یک ساعت اتمی نوری است. ساعت‌های اتمی نوری از الکترون‌ها به‌عنوان آونگ استفاده و زمان را اندازه‌گیری می‌کنند. همان‌طور که وزنه درحال نوسان درون یک ساعت پاندولی قدیمی با الگویی دقیق حرکت می‌کند، یک الکترون که مقدار مشخصی انرژی دریافت کرده…
-
دانش و فناوری
روزی که جهان لرزید؛ داستان موجی که ۱٫۳ میلیارد سال در راه بود
صبح ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵، دو آشکارساز LIGO در آمریکا تقریباً هم‌زمان سیگنالی عجیب ثبت کردند، سیگنالی بسیار کوتاه که فرکانسش به‌سرعت بالا رفت و بعد ناپدید شد. چند دقیقه بررسی کافی بود تا مشخص شود با یک نویز معمولی طرف نیستند. این موج از برخورد دو سیاهچاله در فاصله حدود ۱٫۳ میلیارد سال نوری آمده بود. برخوردی که فضاـزمان را لرزاند و اثر آن پس از بیش از یک میلیارد سال به زمین رسید. برای نخستین‌بار، انسان توانسته بود امواج…
-
دانش و فناوری
موتور ستاره‌ای؛ آیا واقعاً می‌توان خورشید را حرکت داد؟
فرض کنید میلیون‌ها سال بعد، اخترشناسان متوجه شوند منظومه شمسی در آینده به منطقه‌ای خطرناک از کهکشان نزدیک خواهد شد. شاید گذر یک ستاره، محیطی پرتراکم یا رویدادی کیهانی مسیر امن ما را تهدید کند. اولین فکری که به ذهن می‌رسد احتمالاً نجات زمین است، اما اگر به‌جای جابه‌جا کردن یک سیاره، بتوانیم خود خورشید را حرکت دهیم و کل منظومه شمسی را با آن ببریم چه؟ این ایده بیشتر شبیه طرح یک رمان علمی‌تخیلی به‌نظر می‌رسد، اما نکته عجیب…
-
دانش و فناوری
دانشمندان احتمالاً نخستین نشانه‌های ذره ماده تاریک را کشف کردند
پژوهشگران احتمالاً نخستین نشانه‌های یک ذره ماده تاریک (Dark Matter) را پیدا کرده‌اند؛ اتفاقی که اگر درستی آن به اثبات برسد، به یکی از بزرگ‌ترین و ماندگارترین دستاوردهای تاریخ فیزیک تبدیل خواهد شد. ماده تاریک نزدیک به ۸۵ درصد از کل ماده جهان را تشکیل می‌دهد، اما فیزیکدانان دهه‌هاست که نمی‌دانند جنس آن دقیقاً از چیست. نظریه‌های مختلفی از ذرات و نیروهای ناشناخته گرفته تا رفتار عجیب نیروی جاذبه مطرح شده بود، اما مهم‌ترین فرضیه دانشمندان، وجود ذره‌ای به نام…
-
دانش و فناوری
چرا جهان وجود دارد؟ سفری از بیگ‌بنگ و خلأ کوانتومی تا عجیب‌ترین مرز علم: خود وجود
فرض کنید بتوانیم همه‌چیز را از جهان حذف کنیم؛ اول انسان‌ها، زمین و خورشید، بعد همه ستاره‌ها و کهکشان‌ها، سپس تک‌تک اتم‌ها، ذرات و حتی نور. شاید فکر کنید با حذف همه چیز، درنهایت به هیچ و فضایی کاملاً خالی و تاریک می‌رسیم. اما حتی در این حالت نیز هنوز فضا وجود دارد، زمان می‌گذرد و قوانین فیزیک و میدان‌های کوانتومی برقرارند. حالا فرض کنیم خود فضا، زمان، ماده، انرژی و حتی قوانین فیزیک را نیز حذف کنیم. در این…
-
دانش و فناوری
وقتی گرانش برای لحظه‌ای پس می‌زند؛ عجیب‌ترین راه برای دیدن چهره کوانتومی جهان
گرانش را همیشه به‌عنوان نیرویی می‌شناسیم که اجسام را به‌سمت هم می‌کشد؛ از افتادن یک سیب از درخت تا حرکت یک ستاره به دور سیاهچاله. اما ایده‌ای تازه در مرز فیزیک کوانتوم و نسبیت عام می‌گوید در شرایطی خاص، ممکن است ترکیب دو اثر گرانشی معمولی در بخشی از آزمایش نتیجه‌ای شبیه دافعه ایجاد کند. البته قرار نیست از جرم منفی یا نیرویی ناشناخته حرف بزنیم. چیزی که ممکن است دیده شود، نه یک دافعه واقعی، بلکه اثری شبیه دافعه…
-
دانش و فناوری
دانشمندان اولین کریستال زمانی فوتونیک جهان را ساختند؛ فناوری پیشرفته برای کنترل نور
پژوهشگران فرانسوی و آلمانی موفق شدند اولین «کریستال زمانی فوتونیک» (PTC) جهان را بسازند. این دستاورد امکان تغییر و بازطراحی رفتار نور در فرکانس‌های تراهرتز (THz) را فراهم می‌کند و می‌تواند ما را چند قدم به کامپیوترهای نوری فوق‌سریع، سیستم‌های ارتباطی هوشمندتر، ابزارهای تصویربرداری پیشرفته و نسل جدیدی از لیزرهای قابل تنظیم نزدیک‌تر کند. به گزارش ساینس‌دیلی، این دستاورد حاصل همکاری دانشمندانی از مؤسسه علمی پلی‌تکنیک فرانسه، کلژ دو فرنس و مرکز پژوهشی HZDR در آلمان است. کریستال زمانی فوتونیک…
-
دانش و فناوری
جهان‌های موازی؛ واقعیتی آن سوی افق کیهانی یا زیباترین حدس فیزیک؟
شاید همین حالا، جایی بیرون از دسترس ما، جهانی وجود داشته باشد که در آن شما این مطلب را هرگز باز نکرده‌اید یا جهانی که در آن نسخه دیگری از شما، با همان گذشته اما آینده‌ای کاملاً متفاوت، مشغول زندگی‌کردن است. این تصویر بیشتر شبیه داستان‌های علمی‌تخیلی به‌نظر می‌رسد: دنیاهایی موازی، تاریخ‌هایی که مسیر دیگری رفته‌اند و نسخه‌هایی از ما که انتخاب‌های متفاوتی کرده‌اند. اما ماجرا فقط ساخته و پرداخته سینما نیست. بعضی از جدی‌ترین نظریه‌های فیزیک مدرن، از مکانیک…
-
دانش و فناوری
فیزیک کوانتوم به زبان ساده؛ چرا قوانین طبیعت در مقیاس اتمی در هم می‌شکنند؟
از دیدگاه روزمره، جهان قابل پیش‌بینی به‌نظر می‌رسد: اجسام سقوط می‌کنند، نور پخش می‌شود، ماده شکل خود را حفظ می‌کند و اتم‌های بدن ما از هم نمی‌پاشند. اما فیزیکدان‌ها با بررسی رفتار ماده در مقیاس اتمی و زیراتمی، متوجه شدند قوانین آشنای دنیای معمولی در آن مقیاس دیگر جواب نمی‌دهند. الکترون‌ها مثل سیاره‌های کوچک دور هسته نمی‌چرخند؛ نور در بعضی آزمایش‌ها رفتار موجی دارد و در بعضی آزمایش‌ها به شکل بسته‌های ذره‌مانند انرژی ظاهر می‌شود؛ اندازه‌گیری یک سیستم کوانتومی می‌تواند…
-
دانش و فناوری
برنده جایزه نوبل با کمک مدل Claude فرضیه پیچیده فیزیک آماری را اثبات کرد
«جورجو پاریسی»، برنده جایزه نوبل فیزیک سال 2021، به همراه همکارش «فرانچسکو زامپونی» موفق شدند به کمک هوش مصنوعی Claude آنتروپیک، فرضیه‌ای دوازده‌ساله در حوزه فیزیک سیستم‌های متراکم را اثبات کنند. برای درک اهمیت این کشف بزرگ، ابتدا باید با فرضیه علمی گذار تراکم (Jamming Transition) آشنا شد که یکی از مباحث جذاب ولی دشوار فیزیک آماری محسوب می‌شود. ساده‌ترین راه برای تجسم این پدیده فیزیکی، تصورکردن یک میز بیلیارد بزرگ است که با تعداد زیادی توپ پوشانده شده است؛ اگر…
-
دانش و فناوری
آیا گرانش از دل آنتروپی بیرون می‌آید؟ راز قدیمی‌ترین نیروی طبیعت شاید در اطلاعات پنهان باشد
سیب از درخت می‌افتد، ماه دور زمین می‌چرخد، نور ستاره‌ها کنار خورشید خم می‌شود و ساعت‌ها در نزدیکی اجرام سنگین آهسته‌تر کار می‌کنند. ما همه این‌ها را با مفهومی به‌نام گرانش توضیح می‌دهیم. اما پشت این واژه ساده، یکی از بزرگ‌ترین معماهای فیزیک پنهان شده است: چرا گرانش تا این اندازه با بقیه نیروهای طبیعت فرق دارد؟ در آخرین پژوهش‌های انجام شده، گروهی از فیزیکدانان می‌گویند شاید جواب در جایی باشد که کمتر انتظارش را داریم: آنتروپی؛ همان مفهومی که…
-
دانش و فناوری
آیا سفر در زمان ممکن است؟ پاسخ فیزیک از GPS تا کرم‌چاله‌ها
اگر ماشین زمان روزی ساخته شود، احتمالاً شبیه جعبه‌های درخشان فیلم‌های علمی‌تخیلی نخواهد بود؛ شاید بیشتر شبیه یک آزمایشگاه سرد، یک ساعت اتمی فوق‌دقیق، یک فضاپیمای نزدیک به سرعت نور یا حتی دهانه‌ای ناپایدار در بافت فضا-زمان باشد. امروز، فیزیک یک پاسخ ساده و شگفت‌انگیز به سؤال سفر در زمان می‌دهد: سفر به آینده نه‌تنها ممکن است، بلکه همین حالا در طبیعت، در ماهواره‌های GPS و حتی در ذراتی که از جو زمین عبور می‌کنند، رخ می‌دهد. اما سفر به…