فیزیک
-
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…
-
دانش و فناوری
برخورددهنده هادرونی بزرگ در مرکز سرن تا سال ۲۰۳۰ خاموش شد
برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC)، بزرگترین و قدرتمندترین شتابدهنده اتم جهان در سازمان CERN، وارد یک دوره خاموشی چهارساله شده است تا به کارآمدترین و قدرتمندترین نسخه خود تا به امروز تبدیل شود. این شتابدهنده ذرات در روز دوشنبه اخیر خاموش شده و طبق برنامهریزیها، در سال ۲۰۳۰ با نام «برخورددهنده هادرونی بزرگ با درخشندگی بالا» (HiLumi LHC) دوباره به چرخه فعالیت بازخواهد گشت. این ارتقا به دستگاه اجازه میدهد تا تقریباً ۱۰ برابر ذرات بیشتری نسبت به طراحی اولیه خود…
-
دانش و فناوری
آیا میتوان به گذشته پیام فرستاد؟ مرز باریک میان فیزیک کوانتوم و سفر در زمان
تصور کنید یک روز موبایلتان ناگهان روشن و پیامی کوتاه از آینده روی صفحه آن ظاهر شود؛ پیامی که میتواند مسیر زندگیتان را تغییر دهد. این تصویر هیجانانگیز هنوز به دنیای علمیتخیلی تعلق دارد، اما پژوهشی تازه در فیزیک کوانتوم، پرسشی شگفتانگیز و کاملاً جدی را پیش روی دانشمندان گذاشته است: آیا ممکن است اطلاعات، مسیر یکطرفه زمان را بشکند و از آینده به گذشته بازگردد؟ فیزیکدانان هنوز راهی برای ارسال پیام به دیروز پیدا نکردهاند، اما نشان دادهاند که…
-
دانش و فناوری
فیزیکدانان موفق به ساخت نخستین ساعتهای هستهای جهان شدند
فیزیکدانان با استفاده از اتمهای توریوم-۲۲۹ (Thorium-229)، اولین ساعتهای کاربردی هستهای جهان را ساختهاند تا بزرگترین تحول چند دهه اخیر در حوزه اندازهگیری زمان را رقم بزنند. این ساعتها بهجای تکیه بر نوسان الکترونها، براساس تغییرات رفتوآمدی انرژی در خود هسته اتم کار میکنند. نکته قابلتوجه اینکه دو تیم تحقیقاتی مستقل در اروپا و چین بهطور همزمان به این دستاورد بزرگ دست یافتهاند و جزییات کار خود را منتشر کردهاند. تیم تحقیقاتی تحت هدایت «لوکا توسکانی د کول»، فیزیکدان دانشگاه…
-
دانش و فناوری
فیزیک پشت کاشته افسانهای روبرتو کارلوس
در سال ۱۹۹۷، در بازی فرانسه و برزیل، «روبرتو کارلوس» پشت ضربهای ایستاد که ظاهراً هیچ راهی به دروازه نداشت. توپ از کنار دیوار دفاعی گذشت، به شکلی عجیب از مسیر دروازه دور شد و برای لحظهای همه فکر کردند ضربه خراب شده است. اما درست وقتی توپ باید بیرون میرفت، ناگهان پیچید، برگشت و وارد دروازه شد.آن لحظه فقط یک گل زیبا نبود، نمایشی زنده از فیزیک بود. توپ، هوا، چرخش، فشار و قوانین نیوتن دستبهدست هم دادند تا…
-
دانش و فناوری
اولین برخورددهنده ذرات مبتنیبر هوش مصنوعی اواسط دهه ۲۰۳۰ راهاندازی میشود
جهان در آستانه ورود به عصر جدیدی از فیزیک ذرات با ساخت اولین برخورددهنده ذرات مبتنیبر هوش مصنوعی است که قرار است در اواسط دهه ۲۰۳۰ میلادی به بهرهبرداری برسد. این پروژه بزرگ «برخورددهنده الکترون-یون» (EIC) نام دارد و با بودجهای بین ۱.۷ تا ۲.۸ میلیارد دلار در آزمایشگاه ملی بروکهون نیویورک درحال توسعه است. اهمیت این مرکز در این است که برخلاف پروژههای پیشین، هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی از همان مراحل اولیه طراحی در تاروپود سیستمهای شتابدهنده و…
-
دانش و فناوری
کشف دادههای جدید از فورانهای پرتو ایکس: اندازهگیری دقیق جرم ایزوتوپهای نادر
یک گروه پژوهشی از موسسه فیزیک مدرن (IMP) وابسته به آکادمی علوم چین (CAS)، موفق به اندازهگیری مستقیم جرم دو هسته اتمی بسیار ناپایدار به نامهای فسفر-۲۶ و گوگرد-۲۷ شدند. به گزارش ایتنا و به نقل از SciTechDaily، گفتنی است فورانهای نوع I پرتو ایکس، که بهطور مکرر در کهکشان رخ میدهند، انفجارهای ترمونکلئار شدیدی هستند که معمولاً در سیستمهای باینری ایکس با جرم کم رخ میدهند. در این فورانها، یک ستاره نوترونی مواد را از ستاره همراه خود جذب…
-
دانش و فناوری
آزمایش غیرممکن؛ دانشمندان راهی برای مشاهده گرما در خلأ کشف کردند
یکی از عجیبترین نظریههای فیزیک کوانتوم پیشبینی میکند که فضای خالی واقعاً خالی و سرد نیست، بلکه برای کسی که با شتاب حرکت میکند، گرم است. این پدیده که به «اثر آنرو» معروف است، دهههاست که ذهن فیزیکدانان را به خود مشغول کرده، زیرا مشاهده آن نیازمند شتابی فراتر از تواناییهای آزمایشگاهی بشر است. اما حالا پژوهشگران دانشگاه استکهلم و مؤسسه IISER هند روشی نبوغآمیز پیشنهاد دادهاند که میتواند این گرمای نامرئی را با استفاده از ابزارهای معمولی آزمایشگاهی آشکار کند. به…
-
دانش و فناوری
دانشمندان برای اولینبار اطلاعات را بین فوتونهای دور از هم تلهپورت کردند
پژوهشگران دانشگاه اشتوتگارت موفق شدند برای اولینبار حالتهای کوانتومی را بین فوتونهای حاصل از دو منبع نوری دور از هم تلهپورت کنند. این دستاورد مهم گامی اساسی بهسوی ساخت تکرارگرهای کوانتومی عملی محسوب میشود. به گزارش Scitechdaily، رمزنگاری کوانتومی بهعنوان یک راهحل نوظهور برای مقابله با جرایم سایبری مطرح شده است. این روش از اصول بنیادی فیزیک کوانتوم برای حفاظت از اطلاعات استفاده میکند و باعث میشود نفوذ و شنود دادهها بدون آشکارشدن تقریباً ناممکن باشد. اما توسعه فناوری لازم…
-
دانش و فناوری
دانشمندان MIT راهی جدید برای مشاهده درون اتمها ابداع کردند
فیزیکدانان دانشگاه MIT روش مولکولی جدیدی ابداع کردهاند که به الکترونها امکان میدهد درون هستههای اتمی را کاوش کنند. این تکنیک شگفتانگیز میتواند به دانشمندان در کشف یکی از اسرار کیهان کمک کند؛ اینکه چرا هرآنچه میبینیم ماده است و نسبت ماده به پادماده در جهان تقارن ندارد. براساس گزارش ScienceDaily، برای مطالعه ساختار داخلی هسته اتم معمولاً دانشمندان از شتابدهندههای غولپیکر (به طول چندین کیلومتر) استفاده میکنند تا پرتوهای الکترونی را با سرعت بسیار بالا به هستهها بکوبند و آنها…