کوانتوم و فیزیک جدید,حتمال کشف یک ماده جدید در سرن
حتمال کشف یک ماده جدید در سرن کوانتوم و فیزیک جدید
دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی در مرکز سرن بر این باورند که آزمایشات آنها احتمالا منجر به ایجاد یک گونه جدید از ماده شده است. به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا،به گفته دانشمندان، برخوردهای میان پروتونها و یونهای سرب در این برخوددهنده منجر به یک رفتار شگفتانگیز در برخی از ذرات ایجاد شده توسط این برخوردها شده است. این امر نشان میدهد که برخوردها ممکن است یک گونه جدید از ماده موسوم به چکیده رنگ شیشهای شده باشد. هنگامی که پرتوهای ذرات در سرعت بالا با یکدیگر برخورد میکنند، این تصادم منجر به ایجاد صدها ذره جدید شده که بیشتر آنها از نقطه برخورد با سرعت نزدیک به نور دور میشوند. با این حال این محققان متوجه شدند که در دو میلیون برخورد سرب و پروتون، برخی از جفتذرات، در جهتهای مرتبط، از یکدیگر دور میشوند. به گفته محققان موسسه فناوری ماساچوست که در این پژوهش همکاری داشتهاند، این ذرات تا حدی در یک جهت پرواز کرده اگرچه هنوز مشخص نیست که چگونه این جهت را با یکدیگر هماهنگ میکنند. پژوهشهای پیشین این دانشمندان در دو سال قبل نشان دهنده الگوی مشخص مشابهی در برخوردهای پروتون با پروتون بود. این الگوی پروازی مشابه همچنین در زمان برخورد یونهای سرب و دیگر فلزات سنگین مانند طلا و مس با یکدیگر دیده شده است. این برخوردهای یون سنگین باعث ایجاد یک موج از پلاسمای کوارک گلئون میشود. در برخورددهنده بزرگ هادرونی، این موج برخی از ذرات ایجاد شده را ارسال میکند که مسؤول هماهنگ شدن مسیر پروازی این ذرات است. طبق فرضیهها، برخوردهای پروتون با پروتون ممکن است یک موج مایع مانند از گلئون را ایجاد کند که به چکیده رنگ شیشهای موسوم است. این گروه متراکم گلئون همچنین ممکن است باعث ایجاد الگوی برخورد غیرمتعارف شود که در برخوردهای پروتون با یون سرب دیده شده است. محققان پیش از مشاهده مسیر مرتبط ذرات در برخوردهای پروتون با پروتون، وجود این ماده جدید را فرضیهسازی کرده بودند. درحالیکه پروتونها در سطوح انرژی عادی از سه کوارک برخوردارند، در سطوح بالاتر انرژی به دستیابی به یک خوشه همراه گلئون گرایش پیدا میکنند. این گلئونها هم در ذرات و هم در موج وجود داشته و عملکرد موجی آنها با یکدیگر قابل هماهنگی است. این درهم تنیدگی کوانتومی نشان میدهد که چگونه ذراتی که از محل برخورد دور شدهاند، میتوانند از اطلاعات مشترک مانند جهت پرواز برخوردار باشند. به گفته دانشمندان، اگرچه این هماهنگی یک تاثیر بسیار کوچک بوده اما به مسائل بنیادیتر در چگونگی چیدمان فضایی کوارکها و گلئونها در یک پروتون اشاره دارد. محققان تجربه CMS مرکز سرن در اصل قصد داشتند که از برخوردهای سرب و پروتون به عنوان یک سیستم مرجع برای مقایسه با برخوردهای سرب با سرب استفاده کنند اما تاثیرات پلاسمای کوارک گلئون آنها را شگفتزده کرد. این تجربه تنها چهار ساعت بطول انجامید اما این محققان قصد دارند در ماه ژانویه برای چندین هفته این برخوردهای سرب و پروتون را تکرار کنند که به آنها اجازه خواهد داد تا امکان ایجاد یک مایع را توسط این برخوردها بسنجند. این امر میتواند توضیحات احتمالی را واقعیتر کرده و نشان دهد که آیا تاثیرات دیده شده در برخوردهای پروتون با پروتون، سرب و پروتون و سرب با سرب با هم ارتباط دارند. این پژوهش در مجله Physical Review B منتشر شده است. علم پرس
دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی در مرکز سرن بر این باورند که
آزمایشات آنها احتمالا منجر به ایجاد یک گونه جدید از ماده شده است.
به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا،به گفته دانشمندان، برخوردهای میان
پروتونها و یونهای سرب در این برخوددهنده منجر به یک رفتار شگفتانگیز در
برخی از ذرات ایجاد شده توسط این برخوردها شده است.
این امر نشان میدهد که برخوردها ممکن است یک گونه جدید از ماده موسوم به چکیده رنگ شیشهای شده باشد.
هنگامی که پرتوهای ذرات در سرعت بالا با یکدیگر برخورد میکنند، این تصادم
منجر به ایجاد صدها ذره جدید شده که بیشتر آنها از نقطه برخورد با سرعت
نزدیک به نور دور میشوند.
با این حال این محققان متوجه شدند که در دو میلیون برخورد سرب و پروتون،
برخی از جفتذرات، در جهتهای مرتبط، از یکدیگر دور میشوند.
به گفته محققان موسسه فناوری ماساچوست که در این پژوهش همکاری داشتهاند،
این ذرات تا حدی در یک جهت پرواز کرده اگرچه هنوز مشخص نیست که چگونه این
جهت را با یکدیگر هماهنگ میکنند.
پژوهشهای پیشین این دانشمندان در دو سال قبل نشان دهنده الگوی مشخص مشابهی
در برخوردهای پروتون با پروتون بود. این الگوی پروازی مشابه همچنین در
زمان برخورد یونهای سرب و دیگر فلزات سنگین مانند طلا و مس با یکدیگر دیده
شده است. این برخوردهای یون سنگین باعث ایجاد یک موج از پلاسمای کوارک
گلئون میشود.
در برخورددهنده بزرگ هادرونی، این موج برخی از ذرات ایجاد شده را ارسال میکند که مسؤول هماهنگ شدن مسیر پروازی این ذرات است.
طبق فرضیهها، برخوردهای پروتون با پروتون ممکن است یک موج مایع مانند از گلئون را ایجاد کند که به چکیده رنگ شیشهای موسوم است.
این گروه متراکم گلئون همچنین ممکن است باعث ایجاد الگوی برخورد غیرمتعارف شود که در برخوردهای پروتون با یون سرب دیده شده است.
محققان پیش از مشاهده مسیر مرتبط ذرات در برخوردهای پروتون با پروتون، وجود این ماده جدید را فرضیهسازی کرده بودند.
درحالیکه پروتونها در سطوح انرژی عادی از سه کوارک برخوردارند، در سطوح
بالاتر انرژی به دستیابی به یک خوشه همراه گلئون گرایش پیدا میکنند.
این گلئونها هم در ذرات و هم در موج وجود داشته و عملکرد موجی آنها با یکدیگر قابل هماهنگی است.
این درهم تنیدگی کوانتومی نشان میدهد که چگونه ذراتی که از محل برخورد
دور شدهاند، میتوانند از اطلاعات مشترک مانند جهت پرواز برخوردار باشند.
به گفته دانشمندان، اگرچه این هماهنگی یک تاثیر بسیار کوچک بوده اما به
مسائل بنیادیتر در چگونگی چیدمان فضایی کوارکها و گلئونها در یک پروتون
اشاره دارد.
محققان تجربه CMS مرکز سرن در اصل قصد داشتند که از برخوردهای سرب و
پروتون به عنوان یک سیستم مرجع برای مقایسه با برخوردهای سرب با سرب
استفاده کنند اما تاثیرات پلاسمای کوارک گلئون آنها را شگفتزده کرد.
این تجربه تنها چهار ساعت بطول انجامید اما این محققان قصد دارند در ماه
ژانویه برای چندین هفته این برخوردهای سرب و پروتون را تکرار کنند که به
آنها اجازه خواهد داد تا امکان ایجاد یک مایع را توسط این برخوردها بسنجند.
این امر میتواند توضیحات احتمالی را واقعیتر کرده و نشان دهد که آیا
تاثیرات دیده شده در برخوردهای پروتون با پروتون، سرب و پروتون و سرب با
سرب با هم ارتباط دارند.
این پژوهش در مجله Physical Review B منتشر شده است.
علم پرس
مطالب بیشتر از سایت ما
بافتهای کوانتومی کایرال بافتهای کوانتومی کایرال
ابداع شیوهای برای تبدیل ابر برخورد دهنده سرن به سریعترین کرنومتر جهان کوانتوم و فیزیک جدید
شمارش فوتونها در پلاسمای کوارکگلوئونی کوانتوم و فیزیک جدید
فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
قویترین مغناطیس رکوردزن جهان آغاز به کار کرد الکترومغناطیس
آیا میتوانیم میدانهای مغناطیسی را ببینیم الکترومغناطیس
کاربرد لیزر در هولوگرافی الکترومغناطیس
مغناطیس کره زمین الکترومغناطیس
دانلود جزوه فیزیک سال سوم دبیرستان ، مبحث القای الکترومغناطیسی تست های درس فیزیک
کوانتوم و فیزیک جدید,بافتهای کوانتومی کایرال
بافتهای کوانتومی کایرال بافتهای کوانتومی کایرال
آزمایشهای منچستر به ساختارهای گردابی مربوط است که اسکیرمیون نامیده میشوند و در اصل ترکیب و شکل میدان پیوستهِ پیچشی در نظریه میدان کوانتومی را نشان میدهند که اولین بار توسط اسکایرمی توضیح داده شد [6]. در 3He-A اسکیرمیونهای گردابی اشیاء خطی در گردشی هستند که درون یک شبکه یا دیوار دایرهای به صورت ورقههای گردابی محصور شدهاند (به شکل توجه کنید). گردش کوانتیده آنها به عدد وایندینگ توپولوژی بافت اسکیرمیون مربوط است که توسط دیوید مرمین و جیسون هو توضیح داده شده است [7]. شبکههای اسکیرمیون همچنین در مواد مغناطیسی کشف شدهاند [8]. هم در 3He-A و هم در سیستمهای مغناطیسی کایرال، یک الکترودینامیک مؤثر پدید آمده است هرچند از منابع مختلف اما در هر دو مورد منجر به یک نیروی اضافی شده است که روی اسکیرمیونها اثر میگذارد. در 3He-A این نیرو باعث باریوجنسیس آنالوگ میشود. مشاهده اسکیرمیون همچنین در میعانات بوز-انیشتینِ تشکیل شده در ابرهای گازی اتمی سرد، گزارش شده است. و آنها در زمینه اثر هال کوانتمی کسری در بسیاری از مواد و اخیراً در گرافین مورد بحث قرار گرفتهاند. وامزلی و گولو از ویژگیهای بافتهای اسکیرمیون جهت کنترل خاصیت کایرالی استفاده کردند. در 3He-A، جفتهای کوپر هرکدام اندازه حرکت زاویهای ħ دارند که تمایل دارد به طور فرومغناطیسی منظم شود. جهت مشترک اندازه حرکت در این فرومغناطیسِ چرخشی با بردار l̂ نمایش داده میشود. اینها با هم ترکیب شده و اندازه حرکت زاویهای L را به وجود میآورند. همانطور که در فرومغناطیسها و همچنین در 3He-A تقارن وارون زمانی شکسته میشود، عمل وارون زمانی جهت اندازه حرکت مداری را به سمت مخالف تغییر میدهد. زمانی که 3He-A در هندسه تیغهای، بین دو دیوار محصور شده است، به عنوان مثال در آزمایش نوسانگر پیچشی منچستر، بردار l̂ در مرزها عمود است l=+-z. در غیاب چرخش، این دو حالت همارز هستند. آنها به وسیله عمل وارون زمانی به یکدیگر تبدیل میشوند. در چرخش تبهگنیِ دوگانه برداشته میشود به طوری که دو بافت تفاوت انرژی جزئی دارند. بنابراین زمانی که در چرخش از طریق دمای Tc خنک میشوند، تنها یکی از این دو حالت تشخیص داده میشود. حالتی که از نظر انرژی برتری دارد. برای حل و فصل حالتی که پدید میآید، تیم منچستر سرعتهای چرخشی بحرانی را مورد مطالعه قرار داد تا ببیند l کجا شروع به انحراف از مقدار +-z میکند. آنها این کار را در ابتدا با چرخش آزاد گردابی انجام دادند و سپس با تشکیل گردابها. این وابستگی به سرعت زاویهای زمانی که چرخش در جهتهای مختلف بکار رود متفاوت است. ثابت میشود حالت پایه جایی قرار دارد که l با چرخش بایاس اولیه Ω در جایی که گذار ابرشاره را قطع میکند، ناموازی است. این نتیجه با آنچه که انتظار میرفت متفاوت است چرا که پیشبینی میشد اندازه حرکت زاویهای کل،L ، در امتداد سرعت زاویهای Ω جهتگیری کند. با این وجود با نگاه کردن به بافتهای اسکیرمیون گردابی (شکل بالا) که تحت چرخش پدید آمدهاند، تفاوتهای کوچکی در انرژی کل پیشبینی میشود و حالت l̂ ∥−Ω از اسکیرمیونهای دایرهای نشان داده شده در دیسک که انرژی پایینتری دارند ناشی میشود. در مقابل، معرفی اسکیرمیونهای هذلولوی، تمایل شکافت نمونه تکدامنه را با دیوارههای محدود به ساختار چنددامنه در چرخشهای بعدی بهبود میبخشد. دیوارههای محدود به راحتی چرخش بیشتری را به دام میاندازند به گونهای که نمونههای چنددامنه سرعت بحرانی کمتری را نشان میدهند و اغلب به علت ساختار ورقه گردابی با افزایش یا کاهش چرخش تقریباً رفتار غیرهیسترتیک نشان میدهند (سمت راست شکل). اندازهگیریهای نوسانگر پیچشی دارای وضوح بالای وامزلی و گولو [4] (با حساسیت تشخیص تقریباً یک گرداب)، نشان داده که ممکن است حالتهای کوانتومی همدوس با خاصیت کایرالی تعیین شده ایجاد کنند. این، انتظارهای قبلی بدست آمده از محاسبات عددی را تایید میکند و به مطالعههای بعدی پدیده جدید منسوب به طبیعت کایرالی 3He-A یا آنالوگ الکترون Sr2RuO4 – یک ابررسانا با اسپین سهگانه و موج p کایرال کمک میکند [5]. اندازهگیری و کنترل بهتر بافتها به منظور حل و فصل کردن اختلاف طولانی مدت در مورد اندازه حرکت زاویهای کل در سیستم همدوس ماکروسکوپی مهم است یا همچنین برای حل و فصل کردن فرمیونهای ویل، ماجورانا و دیراک که اساساً در فیزیک ذرات معرفی شدهاند. نمونه آزمایشگاهی منچستر به عنوان مثال اجازه کاوش فرمیونهای ماجورانا را میدهد که تنها در حالتهای سطحی دیواره جانبی استوانهای وجود دارند و طیف انرژی آنها به شکل یک قوس فرمی میباشد. سایر فرمیونهای ماجورانا انتظار میرود در مرکز اجسام با توپولوژی جدید وجود داشته باشد مانند گرداب نیمهکوانتومیِ هنوز مشاهده نشده که رشته آلیس در فیزیک ذرات نامیده میشود و طیف انرژی فرمیونی آن هیچ پراکندگی ندارد
حالتهای کوانتومی همدوس کایرالِ متفاوتی در فاز A ابرشاره هلیوم-3 تشکیل
و مشخص شده است که پیشبینیهای نظری قبلی را تأیید میکند. مواد کایرال
که در آن تقارن بازتاب آینهای شکسته میشود، در طبیعت در همه جا وجود
داردند. حتی خلاء کوانتومی مدل استاندارد فیزیک ذرات، کایرال است [1]. به
طوری که رفتار ذرات بنیادی چپگرد و راستگرد (کوارکها و لپتونها) اساساً
متفاوت است. یکی از پیامدهای آن اختلال کایرال است. این اختلال عدم بقای
غیرعادی جریان کایرال میباشد که نخستین بار توسط آدلر، بل و جک توضیح داده
شده است [2]. اختلال کایرال توضیحی برای باریونزایی در جهان اولیه و
کثرت ماده بر پادماده در جهان کنونی به وجود میآورد. یک مثال نوعی از
مواد کایرال، کریستال مایع کلستریک است که از مولکولهای کایرال، ذراتی که
با تصویر آینهای خود همانند نیستند، تشکیل شده است. به طور مشابه
آهنرباهای کایرال خاصیت کایرالی به وجود میآورد.
در ابرشاره هلیوم-3 که اغلب به اتم هیدروژن ماده چگال نسبت داده میشود
[3]، خاصیت کایرالی پدیده پیچیدهای به نظر میرسد. هلیوم-3 مایع یک سیستم
همگن از اتمهای کروی است. گروهی از اتمهای هلیوم-3 در فاز A ابرشاره
ناهمسانگرد هلیوم-3 یک حالت کوانتومی همدوس ماکروسکوپی تشکیل میدهند که
مشابه خلاء کوانتومی، شکست تقارن آینهای و همچنین شکست تقارن معکوس
زمانی را تجربه میکنند. حالتهای پارامتری نظم مداری یا بافت کایرالی
متفاوتی با ابعاد میلیمتر انتظار میرفت در این مایع کوانتومی وجود داشته
باشد، اما به طور موثق و تجربی شناسایی نشده بود. اکنون پل والمزلی و آندری
گولو از دانشگاه منچستر انگلستان گزارشی را در مجله Physical Review
Letter منتشر کردهاند مبنی بر اینکه اندازهگیریهای نوسانگرهای پیچشی
آنها بین حالتهای کایرالی ایجاد شده در یک حجم استوانهایشکل به قطر
10mm تمایز قائل میشود [4]. در اصل یک وضعیت مشابه ساختارهای کایرال
همچنین در ابررساناهای غیرمعمول مانند Sr2RuO4 نیز انتظار میرود که
وجود داشته باشد [5]. اما به دلیل نقصها و ساختار کریستالی غیر ایدهآل،
شناسایی تجربی بافتهای گسترده مداری کایرالی دشوار است.
درسیستمهای همدوس با ویژگی کایرالی خواص فیزیکی میتواند عجیب و غریب
باشد. برای مثال در حالت پایه یک ابرشاره کایرال، یک جریان ابرشاره
خودبهخود در امتداد مرز وجود دارد. برای ابررساناهای کایرال این به معنی
یک جریان الکتریکی پایدارِ حالت پایه، در امتداد سطح بدون هیچ مقاومتی
است. چنین ابرسطحی بار الکتریکی را تنها در یک جهت عبور میدهد که توسط
ویژگی کایرالی مشخص میشود. این مشابه اثر هال کوانتومی است که بدون میدان
مغناطیسی خارجی اتفاق میافتد. در اندازهگیریهای نوسانگر پیچشی منچستر،
جهت این جریان سطحی هنوز مشخص نشده است. مثال دیگری از پیامدهای غیرمعمول
ویژگی کایرالی نیروی ذاتی مگنوس، یک نیروی بالابر که روی جسم در حال حرکت
در یک ابرشاره اثر میکند، است. بنابراین حباب الکترونی که تحت تاثیر
میدان مغناطیسی در این ابرشاره سوق پیدا میکند، به طور متفاوتی منحرف
میشود. این به جهت بافت چرخشی بستگی دارد حتی اگر هیچ میدان مغناطیسی وجود
نداشته باشد.
این واقعیت که شناسایی تجربی ویژگی کایرالی در بافتهای چرخشی سیستمهای
کوانتومی همدوس برای نخستین بار در ابرشاره 3He-A ایجاد میشود،
تعجبآورنیست. فازهای A و B ابرشاره هلیوم-3 جزء جهانیترین نمایندگان
فیزیک ماده چگال هستند. آنها ویژگیهایی مشابه آنچه که در بسیاری از مواد
وجود دارد اعم از خاصیت آهنربایی تا کریستال مایع را نشان میدهند. به
سبب این تطبیقپذیری، از آنها برای شبیهسازی پدیدههای مختلفی در فیزیک
انرژی بالا و اخترفیزیک استفاده میشود [3]. یک مثال، آزمایشهای آنالوگ
روی سازوکار باریونزایی در جهان اولیه است که همانطور که گفته شد از
اختلال کایرالی نتیجه میشود. با این وجود ابرشارههای هلیوم-3 تنها در
دماهای خیلی پایین از مرتبه میلیکلوین وجود دارند که اینة آزمایشها را
چالشبرانگیز میکند مخصوصاً زمانیکه چرخش به کاربرده میشود. چرخش برای
افزایش اندازه بافتها و مشخص کردن جهت آن بکار میرود. مخصوصاً برای
مطالعه ساختار نقصهای توپولوژیک مانند بافتهای گردابی (شکل زیر) چرخش
ضروری است. اندازهگیریهای والمزلی و گولو در یک مبرد چرخشی انجام شده
است. و در آن طرحی بکار رفته بود تا اندازه ماکروسکوپی دو بافت تکدامنه
متفاوت را افزایش دهد.
بافتهای گردابی اسکیرمیونِ بردار
ناهمسانگرد مداری l در حجم چرخشی ابرشاره 3He-A. بردار واحد l جهت اندازه
حرکت زاویهای جفت کوپر را نشان میدهد. توزیع فضایی جهتگیریهای آن بافت
نامیده میشود که باعث تولید حالت گردابی ابرشاره میشود. در اینجا جهت
بردار l در صفحه افقی نشان داده شده است. در جهت عمود، موازی با سرعت
زاویهای چرخشی Ω، بافتها به طور انتقالی ناوردا هستند. (سمت چپ) سلول
واحد میدان مغناطیسی صفر شبکه اسکیرمیون است شامل 4 شیء که مرون نامیده
میشوند. دوتا از آنها دایروی و دوتا هذلولوی هستند. در گرداب مرونی
دایروی در مرکز، l̂ ∥Ω در حالیکه در گرداب مرونی هذلولوی در مرکز، l̂ ∥-Ω.
(سمت راست) سلول واحد ورقه گردابی است با یک زنجیره خطی متغیر از مرونهای
دایروی و هذلولوی که در یک دیواره محدود شدهاند.
آزمایشهای منچستر به ساختارهای گردابی مربوط است که اسکیرمیون نامیده
میشوند و در اصل ترکیب و شکل میدان پیوستهِ پیچشی در نظریه میدان
کوانتومی را نشان میدهند که اولین بار توسط اسکایرمی توضیح داده شد [6].
در 3He-A اسکیرمیونهای گردابی اشیاء خطی در گردشی هستند که درون یک شبکه
یا دیوار دایرهای به صورت ورقههای گردابی محصور شدهاند (به شکل توجه
کنید). گردش کوانتیده آنها به عدد وایندینگ توپولوژی بافت اسکیرمیون مربوط
است که توسط دیوید مرمین و جیسون هو توضیح داده شده است [7]. شبکههای
اسکیرمیون همچنین در مواد مغناطیسی کشف شدهاند [8]. هم در 3He-A و هم در
سیستمهای مغناطیسی کایرال، یک الکترودینامیک مؤثر پدید آمده است هرچند از
منابع مختلف اما در هر دو مورد منجر به یک نیروی اضافی شده است که روی
اسکیرمیونها اثر میگذارد. در 3He-A این نیرو باعث باریوجنسیس آنالوگ
میشود. مشاهده اسکیرمیون همچنین در میعانات بوز-انیشتینِ تشکیل شده در
ابرهای گازی اتمی سرد، گزارش شده است. و آنها در زمینه اثر هال کوانتمی
کسری در بسیاری از مواد و اخیراً در گرافین مورد بحث قرار گرفتهاند.
وامزلی و گولو از ویژگیهای بافتهای اسکیرمیون جهت کنترل خاصیت کایرالی
استفاده کردند. در 3He-A، جفتهای کوپر هرکدام اندازه حرکت زاویهای ħ
دارند که تمایل دارد به طور فرومغناطیسی منظم شود. جهت مشترک اندازه حرکت
در این فرومغناطیسِ چرخشی با بردار l̂ نمایش داده میشود. اینها با هم
ترکیب شده و اندازه حرکت زاویهای L را به وجود میآورند. همانطور که در
فرومغناطیسها و همچنین در 3He-A تقارن وارون زمانی شکسته میشود، عمل
وارون زمانی جهت اندازه حرکت مداری را به سمت مخالف تغییر میدهد. زمانی که
3He-A در هندسه تیغهای، بین دو دیوار محصور شده است، به عنوان مثال در
آزمایش نوسانگر پیچشی منچستر، بردار l̂ در مرزها عمود است l=+-z. در غیاب
چرخش، این دو حالت همارز هستند. آنها به وسیله عمل وارون زمانی به
یکدیگر تبدیل میشوند. در چرخش تبهگنیِ دوگانه برداشته میشود به طوری که
دو بافت تفاوت انرژی جزئی دارند. بنابراین زمانی که در چرخش از طریق دمای
Tc خنک میشوند، تنها یکی از این دو حالت تشخیص داده میشود. حالتی که از
نظر انرژی برتری دارد.
برای حل و فصل حالتی که پدید میآید، تیم منچستر سرعتهای چرخشی بحرانی را
مورد مطالعه قرار داد تا ببیند l کجا شروع به انحراف از مقدار +-z میکند.
آنها این کار را در ابتدا با چرخش آزاد گردابی انجام دادند و سپس با
تشکیل گردابها. این وابستگی به سرعت زاویهای زمانی که چرخش در جهتهای
مختلف بکار رود متفاوت است. ثابت میشود حالت پایه جایی قرار دارد که l با
چرخش بایاس اولیه Ω در جایی که گذار ابرشاره را قطع میکند، ناموازی است.
این نتیجه با آنچه که انتظار میرفت متفاوت است چرا که پیشبینی میشد
اندازه حرکت زاویهای کل،L ، در امتداد سرعت زاویهای Ω جهتگیری کند. با
این وجود با نگاه کردن به بافتهای اسکیرمیون گردابی (شکل بالا) که تحت
چرخش پدید آمدهاند، تفاوتهای کوچکی در انرژی کل پیشبینی میشود و حالت
l̂ ∥−Ω از اسکیرمیونهای دایرهای نشان داده شده در دیسک که انرژی
پایینتری دارند ناشی میشود.
در مقابل، معرفی اسکیرمیونهای هذلولوی، تمایل شکافت نمونه تکدامنه را
با دیوارههای محدود به ساختار چنددامنه در چرخشهای بعدی بهبود میبخشد.
دیوارههای محدود به راحتی چرخش بیشتری را به دام میاندازند به گونهای که
نمونههای چنددامنه سرعت بحرانی کمتری را نشان میدهند و اغلب به علت
ساختار ورقه گردابی با افزایش یا کاهش چرخش تقریباً رفتار غیرهیسترتیک نشان
میدهند (سمت راست شکل).
اندازهگیریهای نوسانگر پیچشی دارای وضوح بالای وامزلی و گولو [4] (با
حساسیت تشخیص تقریباً یک گرداب)، نشان داده که ممکن است حالتهای کوانتومی
همدوس با خاصیت کایرالی تعیین شده ایجاد کنند. این، انتظارهای قبلی بدست
آمده از محاسبات عددی را تایید میکند و به مطالعههای بعدی پدیده جدید
منسوب به طبیعت کایرالی 3He-A یا آنالوگ الکترون Sr2RuO4 – یک ابررسانا با
اسپین سهگانه و موج p کایرال کمک میکند [5]. اندازهگیری و کنترل بهتر
بافتها به منظور حل و فصل کردن اختلاف طولانی مدت در مورد اندازه حرکت
زاویهای کل در سیستم همدوس ماکروسکوپی مهم است یا همچنین برای حل و فصل
کردن فرمیونهای ویل، ماجورانا و دیراک که اساساً در فیزیک ذرات معرفی
شدهاند. نمونه آزمایشگاهی منچستر به عنوان مثال اجازه کاوش فرمیونهای
ماجورانا را میدهد که تنها در حالتهای سطحی دیواره جانبی استوانهای وجود
دارند و طیف انرژی آنها به شکل یک قوس فرمی میباشد. سایر فرمیونهای
ماجورانا انتظار میرود در مرکز اجسام با توپولوژی جدید وجود داشته باشد
مانند گرداب نیمهکوانتومیِ هنوز مشاهده نشده که رشته آلیس در فیزیک ذرات
نامیده میشود و طیف انرژی فرمیونی آن هیچ پراکندگی ندارد
psi.ir
مطالب بیشتر از سایت ما
ابداع شیوهای برای تبدیل ابر برخورد دهنده سرن به سریعترین کرنومتر جهان کوانتوم و فیزیک جدید
شمارش فوتونها در پلاسمای کوارکگلوئونی کوانتوم و فیزیک جدید
فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
قویترین مغناطیس رکوردزن جهان آغاز به کار کرد الکترومغناطیس
آیا میتوانیم میدانهای مغناطیسی را ببینیم الکترومغناطیس
کاربرد لیزر در هولوگرافی الکترومغناطیس
مغناطیس کره زمین الکترومغناطیس
دانلود جزوه فیزیک سال سوم دبیرستان ، مبحث القای الکترومغناطیسی تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل مغناطیس تست های درس فیزیک
کوانتوم و فیزیک جدید,ابداع شیوهای برای تبدیل ابر برخورد دهنده سرن به سریعترین کرنومتر جهان
ابداع شیوهای برای تبدیل ابر برخورد دهنده سرن به سریعترین کرنومتر جهان کوانتوم و فیزیک جدید
شیوه ابداعی محققان دانشگاه فناوری وین در نگه داشتن زمان میتواند برخورد دهنده مرکز سرن را به دقیقترین کرنومتر جهان تبدیل کند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در حوزه اندازهگیری بازههای زمانی بسیار کوتاه، دانشمندان از پالسهای لیزری فرابنفش استفاده میکنند؛ در حال حاضر امکان تشخیص طول پالس در حدود یک اتوثانیه وجود دارد، اما به نظر می رسد که برخورد دهنده مرکز سرن بتوانند این رکورد را تغییر دهند. این پالسهای نوری در حال حاضر قابل اندازهگیری نیستند، اما تجهیزات جدید که تا سال 2018 در مرکز سرن نصب خواهند شد، امکان اندازهگیری زمان در کوتاهترین بازه زمانی ممکن را فراهم میکند. دکتر «آندراس ایپ» از محققان موسسه فیزیک نظری دانشگاه تکنولوژی وین (TU) تأکید میکند: هسته اتمی در برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) مرکز سرن یا برخورددهنده یونهای سنگین نسبیتی (RHIC) قادر به تولید پالسهای نوری یک میلیون بار کوتاهتر هستند. این ساعت، زمان را بر اساس پالسهای نوری بسیار کوتاه، هنگامی که هسته متعلق به اتمهای سنگین مانند سرب با سرعت بسیار زیاد درون برخورد دهنده با یکدیگر تصادم میکنند، نگه میدارد. هنگامی که هسته اتم برخورد داده میشود، سوپ زیر اتمی «پلاسما کوارک - گلوئون» بین اتم ها بوجود میآید که از این پلاسما، پالسهای نوری بسیار کوتاه ساطع میشود. تکنیکهای اندازهگیری فعلی برای سنجش نور در مقیاس سپتیلیون ثانیه کارآیی ندارند، اما محققان امیدوارند که با تجهیز مرکز سرن به ابزار جدید، این ساعت قادر به اندازهگیری زمان در یک سپتیلیون ثانیه یا (10-24) 10 به توان منفی 24 ثانیه باشد. روش جدید در شبیهسازیهای رایانهای بارها مورد آزمایش قرار گرفته است، اما آزمایش عملی این ساعت تا شش سال آینده و نصب تجهیزات جدید در مرکز سرن بطول میانجامد. نتیجه دستاورد محققان در مجموعه مقالات فیزیک انجمن فیزیک آمریکا منتشر شده است. ایسنا
شیوه ابداعی محققان دانشگاه فناوری وین در نگه داشتن زمان میتواند برخورد دهنده مرکز سرن را به دقیقترین کرنومتر جهان تبدیل کند.
به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در حوزه
اندازهگیری بازههای زمانی بسیار کوتاه، دانشمندان از پالسهای لیزری
فرابنفش استفاده میکنند؛ در حال حاضر امکان تشخیص طول پالس در حدود یک
اتوثانیه وجود دارد، اما به نظر می رسد که برخورد دهنده مرکز سرن بتوانند
این رکورد را تغییر دهند.
این پالسهای نوری در حال حاضر قابل اندازهگیری نیستند، اما تجهیزات جدید
که تا سال 2018 در مرکز سرن نصب خواهند شد، امکان اندازهگیری زمان در
کوتاهترین بازه زمانی ممکن را فراهم میکند.
دکتر «آندراس ایپ» از محققان موسسه فیزیک نظری دانشگاه تکنولوژی وین (TU)
تأکید میکند: هسته اتمی در برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) مرکز سرن یا
برخورددهنده یونهای سنگین نسبیتی (RHIC) قادر به تولید پالسهای نوری یک
میلیون بار کوتاهتر هستند.
این ساعت، زمان را بر اساس پالسهای نوری بسیار کوتاه، هنگامی که هسته
متعلق به اتمهای سنگین مانند سرب با سرعت بسیار زیاد درون برخورد دهنده با
یکدیگر تصادم میکنند، نگه میدارد.
هنگامی که هسته اتم برخورد داده میشود، سوپ زیر اتمی «پلاسما کوارک -
گلوئون» بین اتم ها بوجود میآید که از این پلاسما، پالسهای نوری بسیار
کوتاه ساطع میشود.
تکنیکهای اندازهگیری فعلی برای سنجش نور در مقیاس سپتیلیون ثانیه کارآیی
ندارند، اما محققان امیدوارند که با تجهیز مرکز سرن به ابزار جدید، این
ساعت قادر به اندازهگیری زمان در یک سپتیلیون ثانیه یا (10-24) 10 به توان
منفی 24 ثانیه باشد.
روش جدید در شبیهسازیهای رایانهای بارها مورد آزمایش قرار گرفته است،
اما آزمایش عملی این ساعت تا شش سال آینده و نصب تجهیزات جدید در مرکز سرن
بطول میانجامد.
نتیجه دستاورد محققان در مجموعه مقالات فیزیک انجمن فیزیک آمریکا منتشر شده است.
ایسنا
مطالب بیشتر از سایت ما
شمارش فوتونها در پلاسمای کوارکگلوئونی کوانتوم و فیزیک جدید
فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
قویترین مغناطیس رکوردزن جهان آغاز به کار کرد الکترومغناطیس
آیا میتوانیم میدانهای مغناطیسی را ببینیم الکترومغناطیس
کاربرد لیزر در هولوگرافی الکترومغناطیس
مغناطیس کره زمین الکترومغناطیس
دانلود جزوه فیزیک سال سوم دبیرستان ، مبحث القای الکترومغناطیسی تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل مغناطیس تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی فیزیک سال چهارم ، فصل اول سینماتیک تست های درس فیزیک
کوانتوم و فیزیک جدید,شمارش فوتونها در پلاسمای کوارکگلوئونی
شمارش فوتونها در پلاسمای کوارکگلوئونی کوانتوم و فیزیک جدید
به تازگی در مقالهای که توسط گوکچه بشار (Gökçe Başar) و همکارانش از دانشگاه استونی بروک ( Stony Brook University) نیویورک در فیزیکال ریویو لترز (Physical Review Letters) چاپ شده است، سازوکاری برای تولید فوتونها در پلاسمای کوارک-گلوئونی بر اساس یکی از ویژگیهای شناخته شده کرومودینامیک کوانتومی (QCD) به نام «ناهنجاری همدیس» پیشنهاد شده است. نظریه QCD به عنوان یک سیستم کلاسیک از نوعی تقارن ویژه (ناوردایی همدیس) برخوردار است که این تقارن توسط اثرات کوانتومی در هم شکسته میشود. بشار و همکارانش نشان دادهاند که در هم شکستن غیرعادی این تقارن در حضور میدانهای مغناطیسی قوی نظیر میدانهایی که در پلاسمای کوارک-گلوئونی وجود دارند، میتواند منجر به سازوکارهای جدیدی برای تولید فوتون شود. آنها همچنین نشان دادهاند که تعداد فوتونهای تولید شده در این سازوکار را میتوان با استفاده از علائم تجربی شناخته شده تخمین زد. با ین حال تحلیلهای مفصل بیشتری برای درک نقش سازوکار پیشنهادی در مورد پلاسمای کوارک-گلوئونی نیاز است و ما همچنان مشتاقانه در انتظار انتشار نتایج این تحلیلها هستیم. psi.ir
مطالعه پلاسمای کوارک-گلوئونی (QGP) کار چندان سادهای نیست. حتی تعیین میزان داغی این نوع پلاسما نیز با دشواریهایی همراه است. اما محصول فوتونی به دست آمده از مراحل ابتدایی شکلگیری پلاسمای کوارک-گلوئونی، «دماسنج» مناسبی به شمار میرود و در سالهای اخیر نیز اندازهگیریهای دقیقی به طور مشترک توسط آزمایشگاه ملی بروکهاون و شتابدهنده هادرونی بزرگ (LHC) در این رابطه انجام گرفته است. با این حال درک نظری سازوکارهای فیزیکی که منجر به تولید این فوتونها میشوند هنوز در پردهای از ابهام قرار دارد.
به تازگی در مقالهای که توسط گوکچه بشار (Gökçe Başar) و همکارانش از
دانشگاه استونی بروک ( Stony Brook University) نیویورک در فیزیکال ریویو
لترز (Physical Review Letters) چاپ شده است، سازوکاری برای تولید فوتونها
در پلاسمای کوارک-گلوئونی بر اساس یکی از ویژگیهای شناخته شده
کرومودینامیک کوانتومی (QCD) به نام «ناهنجاری همدیس» پیشنهاد شده است.
نظریه QCD به عنوان یک سیستم کلاسیک از نوعی تقارن ویژه (ناوردایی همدیس)
برخوردار است که این تقارن توسط اثرات کوانتومی در هم شکسته میشود. بشار و
همکارانش نشان دادهاند که در هم شکستن غیرعادی این تقارن در حضور
میدانهای مغناطیسی قوی نظیر میدانهایی که در پلاسمای کوارک-گلوئونی وجود
دارند، میتواند منجر به سازوکارهای جدیدی برای تولید فوتون شود. آنها
همچنین نشان دادهاند که تعداد فوتونهای تولید شده در این سازوکار را
میتوان با استفاده از علائم تجربی شناخته شده تخمین زد. با ین حال
تحلیلهای مفصل بیشتری برای درک نقش سازوکار پیشنهادی در مورد پلاسمای
کوارک-گلوئونی نیاز است و ما همچنان مشتاقانه در انتظار انتشار نتایج این
تحلیلها هستیم.
psi.ir
مطالب بیشتر از سایت ما
فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
قویترین مغناطیس رکوردزن جهان آغاز به کار کرد الکترومغناطیس
آیا میتوانیم میدانهای مغناطیسی را ببینیم الکترومغناطیس
کاربرد لیزر در هولوگرافی الکترومغناطیس
مغناطیس کره زمین الکترومغناطیس
دانلود جزوه فیزیک سال سوم دبیرستان ، مبحث القای الکترومغناطیسی تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل مغناطیس تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی فیزیک سال چهارم ، فصل اول سینماتیک تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل ترمودینامیک تست های درس فیزیک
کوانتوم و فیزیک جدید,فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز فروکش هیجان دانشمندان درباره بوزون هیگز
ذره بنیادی «بوزون هیگز» که کشف آن در ماه ژوئیه توسط دانشمندان مرکز سرن به تمام دنیا اعلام شد، ممکن است از هیجان کمتری نسبت به آنچه انتظار میرفت، برخوردار باشد. به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، دانشمندان در گزارش روز پنجشنبه خود در نشستی در کیوتو که در آن آخرین اطلاعات از برخورد دهنده بزرگ هادرونی ارائه شد، اظهار کردند که به احتمال زیاد ذره کشف شده در ماه ژوئیه همان ذره گریزان بوزون هیگز است که جرم ماده را تامین میکند. با این حال آنها تاکید کردند که اطلاعات بدست آمده نشان داده که این ذره یک چیز عجیب و غریب با یک قلمرو جدید در کیهانشناسی نبوده بلکه یک «هیگز مدل استاندارد» متناسب با مفهوم علمی رایج از جهان است. این دانشمندان از ظهور شواهد بیشتر از بوزون هیگز بودن این ذره جدید در روند تحقیقات خود خبر دادهاند اما هنوز هیچ نشانهای از غیرمعمولی بودن این ذره نسبت به پیشبینیهای اولیه مشاهده نشده است. وظیفه اولیه برخورددهنده بزرگ هادرونی ۱۰ میلیارد دلاری مرکز سرن، شناسایی هیگز بوده که بدون آن بقایای ذرات در حال پرواز پس از انفجار بزرگ در ۱۳٫۷ میلیارد سال پیش نمیتوانستند به شکل ستارگان، سیارات و یا کهکشانها در بیایند. وجود این ذره در سال ۱۹۶۴ توسط پیتر هیگز، فیزیکدان انگلیسی فرض شد که میتوانست شکاف مدل استاندارد را پر کند. دانشمندان از دهه ۱۹۸۰ به دنبال این ذره بودند تا دو سال پس از آغاز کار برخورددهنده بزرگ هادرونی در سال ۲۰۱۰ متوجه چیزی شبیه به آن شدند. اما این محققان همچنان به پژوهشهای خود برای اثبات وجود آن با قطعیت سیگما-۵ ادامه دادند. دانشمندان همچنین امید داشتند که این پژوهش بتواند به آنها شواهد بیشتری را برای مفاهیم دیگری مانند ابرتقارن، ماده تاریک و انرژی تاریک که آنها را جزء حوزه «فیزیک نوین» خواندهاند، ارائه کند. ابر تقارن در نظریه می تواند در توضیح ماده تاریک که طبق باورها حدود ۲۵ درصد جهان شناخته شده را تشکیل داده، کمک کند اما طبق گزارشات روز پنجشنبه هنوز هیچ نشانهای از آن شناسایی نشده است. این در حالیست که دانشمندان هنوز امید خود را برای کشف یافتههای عجیبتر از دست ندادهاند؛ چرا که این ذره شبیه به هیگز برای گواهی دادن ابرتقارن باید حداقل در پنج نوع مختلف باشد. به گفته محققان، چالش کنونی، سنجش دقیق تمام ویژگیهای ذره جدید بوده و درک درست از ذرات پنهان آن زمان میبرد. دانشمندان اکنون به سالهای پس از ۲۰۱۴ چشم دوختهاند که در آن زمان قدرت این برخورددهنده مدور دوبرابر شده یا یک برخورددهنده خطی که طرح آن برای ژاپن ریخته شده، آماده شود. ایسنا
ذره بنیادی «بوزون هیگز» که کشف آن در ماه ژوئیه توسط دانشمندان مرکز سرن
به تمام دنیا اعلام شد، ممکن است از هیجان کمتری نسبت به آنچه انتظار
میرفت، برخوردار باشد.
به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، دانشمندان در گزارش روز پنجشنبه خود
در نشستی در کیوتو که در آن آخرین اطلاعات از برخورد دهنده بزرگ هادرونی
ارائه شد، اظهار کردند که به احتمال زیاد ذره کشف شده در ماه ژوئیه همان
ذره گریزان بوزون هیگز است که جرم ماده را تامین میکند.
با این حال آنها تاکید کردند که اطلاعات بدست آمده نشان داده که این ذره
یک چیز عجیب و غریب با یک قلمرو جدید در کیهانشناسی نبوده بلکه یک «هیگز
مدل استاندارد» متناسب با مفهوم علمی رایج از جهان است.
این دانشمندان از ظهور شواهد بیشتر از بوزون هیگز بودن این ذره جدید در
روند تحقیقات خود خبر دادهاند اما هنوز هیچ نشانهای از غیرمعمولی بودن
این ذره نسبت به پیشبینیهای اولیه مشاهده نشده است.
وظیفه اولیه برخورددهنده بزرگ هادرونی ۱۰ میلیارد دلاری مرکز سرن، شناسایی
هیگز بوده که بدون آن بقایای ذرات در حال پرواز پس از انفجار بزرگ در ۱۳٫۷
میلیارد سال پیش نمیتوانستند به شکل ستارگان، سیارات و یا کهکشانها در
بیایند.
وجود این ذره در سال ۱۹۶۴ توسط پیتر هیگز، فیزیکدان انگلیسی فرض شد که میتوانست شکاف مدل استاندارد را پر کند.
دانشمندان از دهه ۱۹۸۰ به دنبال این ذره بودند تا دو سال پس از آغاز کار
برخورددهنده بزرگ هادرونی در سال ۲۰۱۰ متوجه چیزی شبیه به آن شدند. اما این
محققان همچنان به پژوهشهای خود برای اثبات وجود آن با قطعیت سیگما-۵
ادامه دادند.
دانشمندان همچنین امید داشتند که این پژوهش بتواند به آنها شواهد بیشتری
را برای مفاهیم دیگری مانند ابرتقارن، ماده تاریک و انرژی تاریک که آنها را
جزء حوزه «فیزیک نوین» خواندهاند، ارائه کند.
ابر تقارن در نظریه می تواند در توضیح ماده تاریک که طبق باورها حدود ۲۵
درصد جهان شناخته شده را تشکیل داده، کمک کند اما طبق گزارشات روز
پنجشنبه هنوز هیچ نشانهای از آن شناسایی نشده است.
این در حالیست که دانشمندان هنوز امید خود را برای کشف یافتههای عجیبتر
از دست ندادهاند؛ چرا که این ذره شبیه به هیگز برای گواهی دادن ابرتقارن
باید حداقل در پنج نوع مختلف باشد.
به گفته محققان، چالش کنونی، سنجش دقیق تمام ویژگیهای ذره جدید بوده و درک درست از ذرات پنهان آن زمان میبرد.
دانشمندان اکنون به سالهای پس از ۲۰۱۴ چشم دوختهاند که در آن زمان قدرت
این برخورددهنده مدور دوبرابر شده یا یک برخورددهنده خطی که طرح آن برای
ژاپن ریخته شده، آماده شود.
ایسنا
مطالب بیشتر از سایت ما
قویترین مغناطیس رکوردزن جهان آغاز به کار کرد الکترومغناطیس
آیا میتوانیم میدانهای مغناطیسی را ببینیم الکترومغناطیس
کاربرد لیزر در هولوگرافی الکترومغناطیس
مغناطیس کره زمین الکترومغناطیس
دانلود جزوه فیزیک سال سوم دبیرستان ، مبحث القای الکترومغناطیسی تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل مغناطیس تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی فیزیک سال چهارم ، فصل اول سینماتیک تست های درس فیزیک
دانلود جزوه آموزشی گام اول گزینه ۲ درس فیزیک ۳ , فصل ترمودینامیک تست های درس فیزیک
دانلود جزوه کامل فیزیک ۱ فصل چهارم ، نور و بازتاب نور تست های درس فیزیک