تحقیق مطالب علمی فیزیک ص

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع :  ( قابل ویرایش اماده پرینت )

تعداد : 7 صفحه

---

 قسمتی متن : 

فیزیک دان ایرانی شگفت افرینی تازه سیاه چاله ها

یک فیزیک دان ایرانی مقیم دانشگاه میسوری کلمبیا هنگام بررسی نتایج نظریه نسبیت اینشتین ذراتی زیر اتمی که سرعت زیاد حرکتند موفق کشف اثر تازه شناخته نشده سیاه چاله شده است.

سیاه چاله که زمره عجیب اجرام کیهانی شمار اید باز شگفتی افریده اند اخترشناسان حیرت زده کرده اند. نوشته هفته نامه علمی نیوساینتیست بهرام مشحون همکارش کارمن چیکانک دانشگاه میسوری بررسی علمی خود نکته پی برده اند که سیاه چاله توانند نیروهای جزر مدی عجیبی تولید کنند که ذرات سرعت زیاد تاثیری متفاوت ذرات سرعت کم باقی گذارد. اثر پیشبینی نشده معناست که سیاه چاله که مرکز کهکشان خود ما قرار دارد تواند منبع پرتوهای کیهانی بسیار پرقدرت نادری باشد که اخترشناسان تاثیر مخرب انها جو زمین مشاهده کرده اند اما تاکنون نتوانسته اند توضیحی منشا شان پیدا کنند.

نیروهای جزر مدی اساس نظریه نیوتونی هنگامی ظاهر شوند که تاثیر نیروی جاذبه واسطه ازدیاد فاصله کم شود عنوان مثال 2 ذره که فواصل متفاوتی نسبت یک سیاه چاله قرار دارند تحت تاثیر 2 نیروی مختلف قرار گیرند یکی انها که نزدیک تر شتاب بیشتری پیدا کند. اما توضیحی که طریق فیزیک نیوتونی دست اید شرایطی که نزدیک سیاه چاله برقرار کفایت نمی کند. اخترشناسان مدت قبل نکته پی برده بودند که پلاسما(ماده دما فشار زیاد) که اطراف سیاه چاله گردش ذرات بنیادی زیر اتمی سرعت بسیار زیاد فراوانند.

مشحون همکارش تلاش محاسبه امر بودند که ذرات میدان جاذبه قدرتمند سیاه چاله چگونه رفتار کنند. 2 فیزیکدان دریافتند که تاثیر میدان جاذبه سیاه چاله ذراتی که سرعت کم میدان حرکت کنند دقیقا همان نحو که فیزیک نیوتن پیشبینی کند اما مورد ذراتی که سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کنند نتایج دست امده کاملا خلاف انتظار بود. ذراتی که سرعتی بیش 70درصد سرعت نور300هزار کیلومتر ثانیه حرکت کنند رفتارشان تابع جهت حرکتشان است.

ذرات پرسرعتی که امتداد محور چرخش سیاه چاله حرکت کنند شتاب حرکتشان نسبت ذرات کند کاسته شود اما ذرات تند سرعتی که جهت عمود محور سیر کنند شتابی بسیار زیاد انرژی حیرت انگیز عظیم کسب کنند.

نتایج بدست امده وسیله مشحون همکارش شماری رصد مشاهدات توضیح ناپذیری که اخترشناسان گذشته انجام داده بودند قابل فهم ساخته است. جمله امور افشانه بسیار پر قدرت جنس ذرات زیر اتمی که قطب اجرام کیهانی موسوم به((مایکروکازارها)) بیرون پرتاب شوند. تلقی خترشناسان که مایکروکازارها سیاه چاله درون خود پنهان ساخته اند. انچه که موجب حیرت اخنرشناسان که ذرات پر انرژی دارای شتاب کاهش یابنده هستند. علاوه تحقیقات مشحون همکارش چنین اید که رویداد حیرت انگیز دیگری جهات دیگر هنگام حرکت ذرات پر شتاب رخ دهد که هنوز مشاهده نشده است. اعتقاد مشحون نیروهای جزر مدی کند کننده تنها زاویه55 درجه محور یک سیاه چاله ظهور یابد تنها زاویه که ذرات زیر اتمی شتاب منفی پیدا کنند سرعتشان کاسته شود. همه جهت زوایای دیگر حول محور نوع ذرات شتاب مثبت بدست اورند براساس نظریه اینشتین سرعت ذرات تواند سرعت نور بالا برود. اگر نظریه مشحون همکارش درست باشد سیاه چاله که کهکشان ما قرار دارند دائما ذرات پر شتاب پر سرعتی عمدتا جنس پروتون بیرون پرتاب کنند که انرژی شان هنگامی که زمین رسند بیش از1020الکترون ولت است. گفته مشحون توان نظریه پیشنهادی او همکارش مقایسه رابطه میان جهت ورود پرتوهای کیهانی مافوق پرقدرت جو زمین موقعیت مایکروکازار کهکشان راه شیری مورد ازمایش قرار داد.

چگاله گرما

برای ساختن چگاله بوز-اینشتاین فیزیکدانان معمولا گاز اتمی چند میلیاردم یک درجه کلوین سرد کنند. تازگی گزینه جدیدی مطرح شده که توان سیستم کوانتمی درشت مقیاس دما نسبتا بالا استفاده پولاریتون کاوید.

بر اساس مکانیک کوانتمی، طبیعت موجی یک شئ اجازه دهد میان مانعی بگذرد که نظر فیزیک کلاسیک مطلقا غیر قابل نفوذ است.

پس چرا نمی توانیم تونل زنی دیگر پدیده کوانتمی زندگی روزمره مان ببینیم؟

دلیل اینست که پدیده تنها مقیاس طول موج اتم اتفاق افتد که اشیا ریز- مقیاس شکل دهند، طول موج بسیار کوچکتر انند که اثرشان دیده شود. برابر فرمول (در فرمول p اندازه حرکت برابر حاصل جرم سرعت)، طول موج دوبروی یک اتم نوعی دمای اتاق حدود است.

برای مشاهده رفتار موجی یک ذره ما باید اندازه حرکت کاهش دهیم. اگر اندازه حرکت گروهی ذرات انقدر پایین باشد که طول موج ذرات فاصله بینشان برابر شود، تابع موج منحصر فرد ذرات شروع انطباق سازنده کنند عبارتی افزایش یابند. وضعیت بسیار منظمی که حاصل شود نام چگالش بوز- اینشتاین شناخته شود که تمام ذرات همچون یک موج واحد رفتار کنند. پدیده تنها میان ذراتی نام بوزون که دارای اندازه حرکت زاویه اسپین صحیح هستند شکل گیرد.

از زمان ساخته شدن اولین چگاله بوز- اینشتاین (BEC) اتم گاز روبیدیم، 12 پیش، فیزیکدانان علاقمند بوده اند که اندازه حرکت بسیار کوچک طریق سرد کردن ذرات (کم کردن سرعتشان) برسند. اما دمای مورد نیاز فوق العاده پایین است، مجموع تنها چند میلیاردم درجه، که نیازمند تکنیک بسیار پیشرفته سرمایش جمله سرمایش لیزری باشد. گزینه دیگر که هماکنون توسط لابراتوار بسیاری سرتاسر دنیا دنبال شود، ساختن نوع خاصی ذرات بسیار سبک نام پولاریتون است. پولاریتون که بوزون هستند متشکل یک جفت حفره- الکترون یک فوتون، میلیارد بار سبک تر اتم روبیدیم هستند، بنابراین باید قادر باشند BEC دما بسیار بالاتر تشکیل دهند.

اولین نشانه چگاله پولاریتون سال گذشته زمانی که Jacek Kasprazk دانشگاه ژوزف فوریه فرانسه همکارانی سویس انگلستان، لیزر افزایش پیوسته چگالی پولاریتون یک ریز حفره نیمه رسانا که دمای نسبتا گرم 19K قرار دارد استفاده کردند، بدست امد. انها دریافتند که بالای چگالی بحرانی پولاریتون شروع کنند نشان دادن رفتار همدوس یک BEC.