English

Contact us

نظر دهید

تماس با ما

فارسی

Welcome to CPH Theory Siteبه سایت نظریه سی پی اچ خوش آمدید

 

 

نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.

اخبار

آرشیو مقالات

 

سی پی اچ در ژورنالها

   

 

دو دیدگاه درباره کائنات

 

 

 


در مکانیک کوانتومی جهان را میتوان به این شکل توصیف کرد:

حالات کوانتومی ذرات و انتقال آنها ، توسط انرژی پتانسیل داده شده و حل آن در معادله شرودینگر و یافتن تابع موج و انرژی حالت کوانتومی سیستم و حالات گذار مجاز در سیستم ، قابل محاسبه است ؛ و از طریق آن رفتار کل ذرات قابل پیش بینی است.

ولی در نسبیت عام وضع فرق میکند: 
چیزی که محاسبات را انجام میدهد آنست که ساختار و سیر تکاملی جهان را در یک زمان محاسبه میکند. یک روش کار آنست که مقدار ویژه کل ماده و انرژی را در جهان را حساب کنیم و از آن Tν  را بدست آوریم. با Tν داده شده ، معادلات انیشتین به معادلات دیفرانسیل غیر خطی مرتبه دوم تبدیل می شوند که راهی است برای محاسبه متریک فضا-زمان ، Gν  ، که تمام اطلاعات مربوط به ساختار جهان و سیر تکاملی آنرا در اختیار ما قرار میدهد. با توجه به اختلافات اساسی  روشهایی که مکانیک کوانتوم و نسبیت عام در پیش گرفتند ، به نظر سخت می آمد که بتوان آنها را در قالب یک نظریه واحد به نام " تئوری گرانش کوانتوم " پیوند داد و این مبارزه سختی را می طلبید.

احساس پیروزی و خاتمه فیزیک نظری که با موفقیت درخشان تئوری میدان کلاسیک همراه بود ، دوران کوتاهی داشت . تکنولوژی جدید که از وحدت الکتریسیته و مغناطیس پدید آمد ، اطلاعات زیادی درباره طبیعت نور و ماده در اختیار ما قرار داد ، ناگهان تمام فیزیک و ریاضیابی را که فیزیکدانان بدست آورده بودند تحت شعاع قرار داد. وقتی که این اطلاعات جدید درک شد و بوسیله ریاضیات شرح داده شد ، صورتِ متحد فیزیک کلاسیک به دو دید کاملا مجزا از جهان تبدیل شد :

 

دید ذره ای و دید موجی 

اولین مشکل زمانی پدیدار شد که تامسون الکترون را در سال 1897 کشف کرد . نتیجه آزمایشات ما را به مدلی از اتم که در آن ذرات منفی به دور یک هسته با بار مثبت میچرخند ، رهنمون ساخت . اما طبق معادلات ماکسول ، این سیستم نمیتوانست پایدار باشد . تئوری میدان کلاسیک قادر به توجیه و شرح دادن اطلاعاتی که از ساختار اتم بدست آمد، نبود
معمای عجیب دیگری که از معادلات ماکسول نتیجه می شد ، رفتار گرمایی نور بود ؛ اجسام گرم مانند زغال همراه با ساتع کردن نور بر افروخته می شوند و آن نور میبایست در همه فرکانسها مشاهده شود ، ولی فقط به صورت توزیع خاصی از فرکانسها دیده شده ؛ فیزیکدانانی که سعی کردند بوسیله معادلات ماکسول ، توزیع فرکانسهای مشاهده شده را توضیح بدهند همواره دچار شکست شدند.

در آغاز قرن بیستم یک فیزیکدان آلمانی جوان به نام پلانک در اثر حدسی  که خود وی آنرا "فرض به خاطر ناچاری و یاس" نامید ، طیف گرمایی مشاهده شده نور را به گسسته بودن بسته های انرژی نسبت داد ؛ فرمولها کار کردند ولی او نمیدانست چرا؟ و این آغاز نظریه " دوگانگی موج-ذره " و مکانیک کوانتومی بود . انیشتین ، نور ساطع شده و یا جذب شده بوسیله یک الکترون ، با مقدار گسسته را ، فوتون نامید که رابطه انرژی آن با طول موج چنین بود  که در آن h  ثابت پلانک و مقدار آن:


h=6.6 x 10-34 joule seconds

است. وقتی که یک موج میتواند مانند ذره رفتار کند ، آیا یک ذره نیز میتواند مانند موج رفتار کند؟ در سال 1923 یک نجیب زاده فرانسوی به نام " دوبروی " بیان کرد : الکترونی که با تکانه P  درحال حرکت است مانند یک موج پیوسته طول موجی دارد که از رابطه زیر بدست می آید:

 

تئوری کوانتوم شرح داد که حالت کوانتومی سیستم که یک ذره میتواند در آن باشد ، نه به مسیر ذره و نه به قدرت میدان بستگی دارد ، بلکه فقط تابع چیزی به نام " دامنه احتمال " میباشد. این دامنه احتمال ، مربع تابعی به نام تابع موج (Ψ(xt میباشد که از حل معادله شرودینگر بدست می آید.

 

 

حل معادله شرودینگر برای زمانی که بیش از یک ذره یکسان داریم دارای تقارن جالبی است . بعنوان مثال یک سیستم دو ذره ای را در نظر بگیربد که دو ذره را با هم تعویض میکنیم ، تابع موج در دو حالت دارای رابطه زیر میباشد:

 

 

حالت مثبت مربوط به بوزونهاست که طی آن دو بوزون میتوانند در یک زمان در یک حالت کوانتومی باشند و حالت منفی مربوط به فرمیونها است که نمیبوانند در یک زمان در یک حالت کوانتومی باشند.

 

جستجو در مورد وحدت
يکی از معماهای بزرگ کائنات ما وحدت بخشيدن به این چهار نيرو و بيان آنها در يک تئوری واحد ميباشد.
"جيمز کلارک ماکسول" با فهميدن این موضوع که الکتريسيته و مغناطيس در مجموع نيروهای مجزايی نيستند و با متحد کردن آنها در غالب الکترومغناطيس گام بزرگی در این راه برداشت.
در قرن 18 و 19 تعاریف ریاضی نیوتون درباره حرکت و مدلهای او درباره گرانش به خوبی بسط داده شد تا اینکه علم الکترومغناطیس پدیدار شد ؛ معادلات به "تئوری میدان کلاسیک" تبدیل شد.
هنگامیکه میدانهای الکترومغناطیسی به طور کامل با ریاضیات شرح داده شد ، بسیاری تصور کردند که فیزیک به پایان رسیده و دیگر چیزی برای کشف کردن باقی نمانده است. ولی بعد از آن الکترون کشف شد و فیزیک ذرات بوجود آمد ، بواسطه ریاضیات مکانیک کوانتومی و مشاهدات تجربی ، دانشمندان دریافتند که فقط دو نوع ذره در جهان وجود دارد : "بوزون"ها و "فرمیون"ها 
بوزونها ذراتی هستند که نیرو را حمل میکنند ، تعداد زیادی بوزون در یک زمان میتوانند در یک مکان (state)  باشند ولی فرمیونها نه ؛ در یک زمان فقط یک فرمیون میتواند یک مکان خاص را اشغال کند ، به همین خاطر است که فرمیونها ذراتی هستند که "ماده" را تشکیل میدهند. و به همین دلیل است که جامدات نمیتوانند از میان یکدیگر عبور کنند و یا مثلا ما نمیتوانیم از دیوار رد بشویم ، به دلیل "اصل طرد پاولی" . به عبارتی ، دو فرمیون (ماده) هرگز نمیتوانند در یک زمان ، یک مکانِ(state)  واحد را اشغال کنند ولی بوزونها (نیرو) میتوانند.

هنگامیکه فیزیک ذرات بوسیله مکانیک کوانتومی در حال پیشرفت بود ، معلوم شد که نور به عنوان یک موج الکترومغناطیسی در خلأ مستقل از جهت آن و مشاهده ناظر همیشه با سرعت ثابتی سیر میکند. این کشف و ریاضیاتی که انیشتین برای شرح آن در "نسبیت خاص" گسترش داد ، وقتی که با پیشرفتهای بعدی مکانیک کوانتومی ترکیب شدند ، " تئوری میدان کوانتومی نسبیتی" را بوجود آوردند. تئوری میدان کوانتومی نسبیتی به تئوری بنیادینی که رفتار ذرات زیر اتمی را شرح می داد تبدیل گردید.

ولی انیشتین تئوری نسبیت خاص خود را گسترش داد که شامل گرانش نیوتون میشد ، در نتیجه " تئوری نسبیت عام " خود را بیان نمود. نسبیت عام موفقیتهای بسیاری به همراه داشت که ارزش آنرا به عنوان "توصیف کننده طبیعت" بالا می برد. ولی نسبیت عام همچنین دو پدیده که تصورات عمومی و علمی را شوکه کرد نیز پیشگویی می کرد : جهان منبسط شونده  و سیاه چاله ها ؛ که هر دو آنها مشاهده و اثبات شدند و حداقل در دنیای ریاضیات باعث تجدید نظر درباره عالم هستی شدند. 
 

منبع:  مراکز سازمان ملی پرورش استعدادهای درخشان ایران


 

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

آخرین مقالات


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEIBNITZ'S MONADS & JAVADI'S CPH

General Science Journal

World Science Database

Hadronic Journal

National Research Council Canada

Journal of Nuclear and Particle Physics

Scientific Journal of Pure and Applied Science

Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آرشیو موضوعی

اختر فیزیک

اجتماعی

الکترومغناطیس

بوزونها

ترمودینامیک

ذرات زیر اتمی

زندگی نامه ها

کامپیوتر و اینترنت

فیزیک عمومی

فیزیک کلاسیک

فلسفه فیزیک

مکانیک کوانتوم

فناوری نانو

نسبیت

ریسمانها

سی پی اچ

 فیزیک از آغاز تا امروز

زندگی نامه

از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟


 

 

free hit counters

Copyright 2013 CPH Theory

Last modified 12/22/2013