دانستنی های علمی
نازم به ناز آن کس که ننازد به ناز خویش ما را به ناز فروشان نیاز نیست تا خدا بنده نوازست به بنده چه نیازست.
جمعه 15/6/1387 - 21:34
آموزش و تحقيقات
در شكل بالا الكترونی در راس Aیك قوتون مجازی تولید كرده و می فرستد والكترون دوم آنرا در راس Bدر می آشامد.انرژی و اندازه حركت هر یك از الكترون های واكنش كننده در اثر تبادل فوتون تغییر می كند. غیر قابل مشاهده بودن فوتون مجازی امكان عدم بقای انرژی و اندازه حركت را در طول بازه ی زمانی بین گسیل و در آشامیدن فوتون فراهم می كند. اصل عدم قطعیت انرژی فرض شده را كه توسط آن بقای انرژی نقض می شود به مقدار زیر محدود می كندdE=h/dtكه در آن dt برابر است با بازه ی زمانی بین گسیل و در آشامیدن فوتون مجازی استذرات تبادلی در نظریه سی. پی. اچ. قسمت بالا گفته شد در نظریه سی. پی. اچ. بارهای الكتریكی با استفاده از بار – رنگهای مجود در محیط به تولید و انتشار فوتونهای مجازی كه حامل نیروی الكتریكی هستند، می پردازند. الكترون فوتون منفی و پروتون فوتون مثبت تولید و در فضا منتشر می كنند و بدین ترتیب در اطراف خود میدان الكتریكی ایجاد می كنند. حال دو ذره (پروتون و الكترون ) را با بار الكتریكی مثبت و منفی در نظر بگیرید. پروتون یك فوتون مثبت ارسال می كند. فوتون مثبت بسمت الكترون حركت كرده و جذب آن می شود. الكترون كه دارای بار پایه الكتریكی منفی است، فوتون مثبت را جذب می كند. اما بمحض اینكه فوتون مثبت با الكترون تركیب می شود، موجودیت الكترون را دچار اختلال می كند و الكترون برای برطرف كردن اختلال ایجاد شده، فوتون مثبت را تجزیه كرده و به بار – رنگهای مثبت تبدیل و از ساختمان خود می راند. بار – رنگهای مثبت كه با سرعتی بالاتر از سرعت نور بحركت در می آیند، الكترون را بدنبال خود می كشند. این عمل موجوب می شود كه الكترون بسمت پروتون كشیده شود. بار – رنگهای مثبت نیز در فضا پخش می شوند. به همین ترتیب در مورد فوتون منفی و پروتون می توان توضیح داد. الكترون با تولید و انتشار فوتون منفی، پروتون را بسمت خود می كشد و پروتون نیز با متلاشی كردن فوتون منفی بار – رنگهای منفی در فضا پخش می كند و این بار - رنگهای منفی پروتون را بطرف الكترون می كشند. همچنانكه ملاحظه می شود هیچ نیازی به استفاده از اصل عدم قطعیت برای توضیح وجود و كنش های الكترومغناطیسی نیست. علاوه بر آن نگراش فیزیك مدرن به گراویتون كه آن را ذره ای بدون خواص الكتریكی در نظر می گیرد، نمی تواند با واقعیت سازگار باشد. بهمین دلیل تمام تلاشها برای یكسان سازی نیروهای الكترومغناطیسی و گرانش با شكست مواجه شده است
جمعه 15/6/1387 - 21:30
آموزش و تحقيقات
در این فرایند نكات قابل توجهی وجود دارد:یك : گرانش از ذراتی تشكیل شده كه دارای خواص الكتریكی و مغناطیسی هستند (بار – رنگ و مغناطیس – رنگ).دو : بار – رنگ ها با یكدیگر جمع شده و بارهای الكتریكی ایجاد می كنندسه : بار – رنگ ها دارای دو علامت مختلف مثبت و منفی هستند كه در ساختمان فوتون وجود دارند. در فرایند تولید زوج ماده – پاد ماده، بار رنگ های منفی در كنار هم قرار می گیرند و بار الكتریكی منفی را ایجاد می كنند. بار – رنگ های مثبت نیز با هم تركیب شده و بار الكتریكی مثبت را بوجود می آورند. شكل زیر چهار : علت تركیب گراویتونها با یكدیگر خاصیت بار – رنگی آنهاست. بهمین دلیل خلا می تواند انرژی تولید كند. پنج : بارهای الكتریكی دارای میدان الكتریكی هستند و بطور دائم ذرات حامل نیروی الكتریكی منتشر می كنند.شش : بارهای الكتریكی علاوه بر میدان الكتریكی دارای یك میدان مغناطیسی ضعیف نیز هستند. با استفاده از این موارد می توانیم به توضیح بار الكتریكی و میدان الكتریكی بپردازیم بار الكتریكی و نیروی الكتریكی از دیدگاه سی. پی. اچ. از الكترومغناطیس كلاسیك می دانیم كه شدت میدان مغناطیسی امواج الكترومغناطیسی نسبت به شدت میدان الكتریكی آن بسیار ضعیف است و رابطه ی زیر بین آنها بر قرار است با توجه به مقدار سرعت نور بخوبی مشاهده می شود كه شدت میدان الكتریكی تا چه اندازه از شدت میدان مغناطیسی قوی تر است. بار دیگر به تولید زوج الكترون – پوزیترون برگردیم. مشاهده شد كه یك كوانتوم انرژی (یك فوتون گاما) در شرایطی به دو ذره ی باردار مثبت و منفی واپاشیده می شود. قبل از تولید زوج، تنها دو میدان الكتریكی و مغناطیسی وجود داشت (بار الكتریكی وجود نداشت، بعد از تولید زوج دو بار الكتریكی وجود دارد كه میدان الكتریكی و گشتاور مغناطیسی تولید می كنند. این فرایند نشان می دهد كه میدان الكتریكی (كه از نظر بار الكتریكی نیز خنثی است) از دو سری بار – رنگ مثبت و منفی تشكیل می شود و در هنگام تولید زوج، بار-رنگهای منفی یكطرف جمع شده، با هم تركیب می شوند و الكترون (با بار منفی) را بوجود می آورند. همچنین بار – رنگهای مثبت نیر یكطرف جمع شده، با هم تركیب می شوند و پوزیترون (با بار مثبت) را بوجود می آورند. شكل زیر در طرف چپ میدان الكتریكی متشكل از بار – رنگهای مثبت و منفی و یك میدان مغناطیسی ضعیف وجود دارد.در سمت راست دو بار الكتریكی مثبت و منفی وجود دارد، كه میدان الكتریكی و میدان مغناطیسی ایجاد می كنند. چگونگی ایجاد میدان الكتریكی در فرآیند تولید زوج، بعد از آنكه الكترون و پوزیترون شكل گرفتند، خواص بار الكتریكی از خود نشان می دهند. این خواص از طریق میدان الكتریكی اطراف آنها كه با انتشار فوتون (ذرات حامل نیروی الكتریكی) ایجاد می شود، قابل مشاهده است. حال الكترون تولید شده را در نظر بگیرید كه مجموعه ای از بار – رنگهای منفی است كه با هم تركیب شده اند. این الكترون در دریایی از بار – رنگها (گراویتونها) غوطه ور است. الكترون مانند یك ماشین بار – رنگهای منفی را متراكم كرده و بصورت فوتون (حامل بار الكتریكی منفی) منتشر می كند و بدین ترتیب میدان الكتریكی منفی اطراف خود را بوجود می آورد. بنابراین الكترون ماشینی است كه ورودی آن بار – رنگهای منفی و خروجی آن فوتون منفی است. روند تولید فوتون مثبت توسط پوزیترون (یا پروتون) نیز بهمین ترتیب است. بوتونهای منفی (ذرات حامل نیروی الكتریكی منفی) بطرف بارهای مثبت حركت می كنند و فوتونهای مثبت بسوی بارهای منفی بحركت در می آیند. ذرات تبادلی در مكانیك كوانتوم نخستین گام برای توجیه نیروهای هسته ای قوی در سال 1932 توسط هایزنبرگ برداشته شد. وی نظر داد كه پروتونها به وسیله ی نیروهای تبادلی در كنار یكدیگر قرار می گیرند. به این ترتیب می توان تصور كرد كه دو ذره، به تبادل ذره ی سوم می پردازند و ذره ی تبادلی دو ذره را به سوی هم می راند. نظریه هایزنبرگ، همه ی نیروهای جاذبه و دافعه نتیجه ی ذرات تبادلی هستند. به شكل زیر توجه كنید در مورد جاذبه و دافعه ی الكترومغناطیسی، ذره ی تبادلی فوتون است. فیزیكدانان به وجود دو نوع فوتون اعتقاد دارند، یكی فوتونهای حقیقی كه قابل مشاهده هستند و دیگری فوتونهای مجازی است كه نمی توان آنها را مشاهده كرد. فوتون مجازی نیز با سرعت نور حركت می كند. در شكل زیر نمودار فضا-زمان ذرات تبادلی بین دو الكترون كه اثر آن دافعه است و یك الكترون و یك پروتون كه اثر آن جاذبه است، نشان داده شده است
جمعه 15/6/1387 - 21:30
آموزش و تحقيقات
هنگام سقوط فوتون، شدت میدان الكتریكی نسبت به زمان افزایش می یابد و به همان میزان از تعداد بار-رنگهای موجود در میدان گرانش كاسته می شود. جدول زیر را كه با توجه به شكل بالا تنظیم شده ملاحظه كنیدPoint A; Photon contains k1 CPHPoint B; Photon contains k2 CPHk2 > k1لذا به همین مقدار كه بر تعداد سی. پی. اچ. های فوتون افزوده می شود، از تعداد بار-رنگهای میدان گرانشی كاسته می شود. اما این تمام فرایند انجام شده نیست، زیرا میدان الكتریكی تغییر می كند و این تغییر میدان الكتریكی موجب تغییر میدان مغناطیسی نیز می شود، یعنی لذا به همین میزان نیز كه بر شدت میدان مغناطیسی افزوده می شود، از تعداد گراویتوننهای میدان گرانشی كاسته می شود. در حالت كلی اگر بخواهیم معادلات ماكسول را برای فضای واقعی كه در آن آثار گرانشی نیز وجود دارد بنویسیم، باید معادلات شش گانه ی زیر را بكار ببریم هر فضایی كه آثار گرانشی داشته باشد و امواج الكترومغناطیسی از آن عبور كند، شدت میدانهای گرانشی و مغناطیسی و در نتیجه انرژی آن تغییر خواهد كردگرانش در نظریه سی. پی. اچ دقیقاً نظیر گلوئون ها(گلوئون به معنی چسب است) كه موجب كشیده شدن كواركها بطرف یكدیگر می شود. با توجه به اینكه پروتونها خود نیز از كواركها با بار الكتریكی كسری ساخته شده اند، در واقع بار – رنگ های ورودی (گراویتونها) با كواركها كنش خواهند داشت. در مورد الكترون نیز بحث مشابهی می توان ارائه دادفوتون و بار الكتریكی می دانیم یك فوتون حامل دو میدان الكتریكی و مغناطیسی عمود بر هم است. اما این تنها كافی نیست كه بتوانیم به نتیجه مورد نظر برسیم، بلكه باید تاثیر میدان گرانشی را بر فوتون نیز مد نظر قرار دهیم و آنگاه با دیدی متفاوت همه ی این موارد را جمع بندی كرده و نتیجه گیری كنیمبیایید یكبار دیگر به رفتار فوتون در میدان گرانشی توجه كنیم. در فصل دوم دیدیم كه یك فوتون دارای جرمی برابرm=hv/c2است. بنابراین وزن این فوتون در میدان گرانشی زمین برابر خواهد شد باmg=(hv/c2)gفرض كنیم فوتون در سقوط قائم بطرف زمین به فاصله yسقوط كند. در اینصورت طبق قانون بقای انرژی خواهیم داشت hv"=hv+mgyشكل زیر حركت فوتون در حال سقوط در یك میدان گرانشی را نشان می دهد كه با ورود گراویتونها به آن انرژی (جرم)، فركانس و شدت میدانهای الكتریكی و مغناطیسی آن افزایش می یابد اگر رابطه ی hv"=hv+mgy را تنها در میدان گرانشی زمین در نظر بگیریم، با توجه به مقادیر عددی ثابت پلانك و شدت میدان گرانشی تغییر قابل توجهی برای انرژی فوتون مشاهده نخواهد شد. اما سئوال این است كه در میدانهای گرانشی بسیار قوی آیا این تغییرات قابل توجه نخواهد بود؟در هر صورت آزمایش های انجام شده روی زمین هم نشان می دهد كه با سقوط فوتون در میدان گرانشی، انرژی آن افزایش می یابد و همین انرژی در تولید زوج الكترون – پوزیترون به دو بار الكتریكی مخالف می گردد. حال فراین را از این منظر نگاه كنید انرژی الكترومغناطیسی <= كار انجام شده توسط گرانشانرژی الكتریكی + انرژی مغناطیسی = انرژی الكترومغناطیسیبار الكتریكی مثبت + بار الكتریكی منفی <= انرژی الكترومغناطیسی
جمعه 15/6/1387 - 21:29
آموزش و تحقيقات
اما اشاره كوتاهی در مورد اصطلاح سی. پی. اچ. را لازم می دانم. امیدوارم مفید واقع شود. بنابراین مقدار سرعت آن تنها روی محور های y, zتغییر می كند و شتاب روی محور x صفر است، یعنیax=0تنها روی دو محور دیگر شتاب خواهد داشت بطوریكه:vyj+vzk=0هنگامیكهvy=0 => vz is maximum. And vy is maximum when vz=0فرض كنیم یك بار- رنگ در ساختمان فوتون همراه با یك پرتو الكترومغناطیسی روی محور y در حركت است. این بار-رنگ تحت تاثیر میدان مغناطیسی موجود (مغناطیس-رنگها) دائماً در حال شتاب روی این محور است. بهمین دلیل اسپین بار-رنگها دائماً در حال تغییر است و این تغییرات از مقدار سرعت آنها روی همین محور تامین و تبدیل می شود. با افزایش اسپین، از مقدار سرعت روی محور y كاهش می یابد و با كاهش اسپین بر مقدار سرعت روی همین محور افزوده می شود و در صورتی كه شدت میدان گرانشی ثابت باشد، مانند فضای بین ستارگان، سرعت نور ثابت خواهد ماند. بهمین دلیل مشاهده می كنیم كه همانطور كه نسبیت خاص تصریح كرده، مقدار سرعت نور در فضای تهی نسبت به همه ی دستگاه های لخت ثابت و برابر c است.به همین ترتیب حركت و اسپین مغناطیس – رنگها روی محور z قابل توجیه است. توجه شود كه این تغییرات در در مورد بار – رنگها و مغناطیس – رنگها هماهنگ هستند. اگر به شكل انتشار امواج الكترومغناطیسی توجه فرمایید، مشاهده خواهید كرد كه هم زمان دامنه ی میدانهای الكتریكی و مغناطیسی ماكزیمم و صفر می شوندحال می توان معادله حركت بار – رنگ را نوشت. با توجه به شكل بالا، سی. پی. اچ. ی كه بصورت بار رنگ ظاهر شده حركتی متناوب دارد كه معادله ی حركت آن را می توان بصورت زیر نوشت.Ec=EcmCosw(t-x/c)كه در آن Ec مقدار بار-رنگ است و Ecmمقدار مازیمم بار-رنگ است. Bc=BcmCosw(t-x/c)كه در آن Bc مقدار مغناطیس-رنگ است و Bcm مقدار ماكزیمم مغناطیس رنگ است. فرض كنیم یك فوتون شامل n بار – رنگ و mمغناطیس – رنگ است كه معادله میدانهای الكتریكی و مغناطیسی آن بصورت زیر خواهد شد E=nEcmCosw(t-x/c)B=mBcmCosw(t-x/c)هنگامیكه یك فوتون در حال سقوط در یك میدان گرانشی است، تعداد بار – رنگها و مغناطیس – رنگهای آن افزایش می یابد و در نتیجه جابجایی بسمت آبی خواهیم داشت. و هنگام صعود فوتون در میدان گرانشی، از تعداد آنها كاسته می شود و شاهد جابجایی بسمت قرمز خواهیممعادلات الكترومغناطیس در گرانشهمجنانكه در بالا تشریح شد، هنگام سقوط فوتون در میدان گرنشی، گراویتون ها خواص بار-رنگی و مغناطیس-رنگی از خود نشان می دهند. بهمین دلیل بر شدت میدانهای الكتریكی و مغناطیسی فوتون افزوده می شود. بنابراین یك رابطه ی تنگاتنگ بین گرانش و امواج الكترومغناطیسی وجود دارد. اما می دانیم كه امواج الكترومغناطیسی از معادلات ماكسول پیروی می كنند. لذا وابستگی گرانش و امواج الكترومغناطیسی نیز باید از معادله ای شبیه معادلات معادلات ماكسول تبعیت كند. سئوال این است كه این معادله را چگونه می توانیم به دست آوریم؟یكبار دیگر سقوط فوتون را در میدان گرانشی مورد بررسی قرار می دهیم. محور قائم را در جهت شتاب گرانش در نظر می گیریم. جهت حركت نور بطرف پایین و با شتاب گرانش همجهت است. بنابراین جهت میدان الكتریكی افقی (عمود بر جهت حركت فوتون) خواهد بود. با سقوط فوتون، شدت میدان الكتریكی افزایش می یابد و بنابر نظریه سی. پی. اچ. همان مقدار تغییرات روی میدان گرانش ایجاد خواهد شد. یعنی تعدادی بار-رنگ از میدان گرانش وارد ساختمان فوتون خواهند شد(شكل زیر). توجه شود كه مجموع انرژی فضایی كه فوتون در آن حركت می كند و انرژی فوتون مقدار ثابتی است. بنابراین هر تغییری روی یكی از آنها برابر است با همان مقدار تغییر روی دیگری با علامت مخالف در اینجا دو تابع برداری داریم. یكی شدات میدان گرانشی و دیگری شدت میدان الكتریكیg and Eحال اگر عملگر را بصورت ضرب برداری روی میدان برداری گرانش اعمال كنیم، نتیجه یك میدان برداری عمود بر جهت حركت فوتون به دست می آید و خواهیم داشت
جمعه 15/6/1387 - 21:28
آموزش و تحقيقات
به اندازه y سقوط می كند و انرژی آن به اندازه ی mgy افزایش می یابد و به مقدار می رسد انرژی و جرم فوتون افزایش میابد. شكل زیر حركت یك فوتون در حال سقوط در یك میدان گرانشی را نشان می دهد كه با ورود گراویتونها به آن انرژی (جرم)، فركانس و شدت میدانهای الكتریكی و مغناطیسی آن افزایش می یابد بنابراین یك فوتون از تعدادی گراویتون تشكیل می شود كه دارای اسپین هستند. شكل زیر همچنین فوتون دارای اسپین است. بنابراین هنگامیكه فوتون با سرعت نور حركت می كند، گرایتون هایی كه فوتون را تشكیل داده اند دارای حركتهای زیر می باشند:حركت انتقالی برابر سرعت نور، زیرا فوتون با سرعت نور منتقل می شود و اجزای تشكیل دهنده آن نیز الزاماً با همین سرعت منتقل می شوند.حركت دورانی (اسپین)، زیرا طبق اصل سی. پی. اچ. مقدار سرعت سی. پی. اچ. بیشتر از سرعت نور است و هنگامیه سی. پی. اچ. ها با یكدیگر ادغام می شوند و سایر ذرات را تشكیل می دهند، مقداری از سرعت انتقالی آنها به اسپین تبدیل می شود. و حركت ناشی از اسپین فوتون، زیرا گراویتون ها در ساختمان فوتون هستند و از حركت اسپینی فوتون سهم می برندزیر كوانتوم انرژی، جرم و نیرو در فرآیند بالا نشان داده شد كه چگونه گراویتونها وارد ساختمان فوتون شده و انرژی آنرا افزایش می دهند. از طرفی دیگر می دانیم كه گراویتونها حامل نیروی گرانشی هستند. لذا بسادگی مشاهده می شود كه نیرو قابل تبدیل به انرژی است. گراویتونهایی كه به این ترتیب تبدیل به انرژی می شوند. در یك میدان گرانشی، هنگامیكه فوتون بسمت آبی جابجا می شود، گراویتون ها تبدیل به انرژی می شوند و زمانیكه فوتون بسمت قرمز جابجا می شود، انرژی فوتون به گراویتون تبدیل می شود و و سرانجام با تباه شدن انرژی ، ماده و پادماده پدید می آید. شكل زیر در حقیقت سی. پی. اچ. یك زیر كوانتوم هستی در طبیعت است كه همه ی ذرات از آن ساخته شده اندCPH is Sub Quantum of existence in Natureاین زیر كوانتوم دارای جرم است، پس جلوه ی ماده است، دارای اندازه حركت است كه بیان كننده ی انرژی است. همچنین دارای خواص بار-رنگی و مغناطیس – رنگی است. یك كوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشكیل می شود و امواج الكترومغناطیسی ظاهر می شوند. بدین ترتیب مشخص است كه چرا نمی توان فوتون را در حالت سكون مشاهده كرد، زیر یك فوتون در شرایط سرعت نور و از تعدادی ذرات زیر فوتون (بار-رنگها و مغناطیس-رنگها) تولید می شود كه خود این ذرات زیر فوتونی با مقدار سرعتی بیشتر از سرعت نور حركت می كنند بار-رنگ و مغناطیس رنگ در امواج الكترومغناطیس معادلاتفرض كنیم دو سی. پی. اچ. نسبت به یك دستگاه لخت با سرعت خطی Vc حركت می كنند كه به دلیل خواص بار-رنگی و مغناطیس - رنگی با یكدیگر تركیب شده و فوتون تولید می شود. چونgradVc=0دارای اسپین خواهند شد و می توان نوشتgradVc=0 => axi+ayj+azk=0یعنی مجموع شتاب ها روی سه محور برابر صفر استفرض كنیم كه سی پی. اچ. ( در پرتو الكترومغناطیسی) روی محور xحركت انتقالی برابر با سرعت امواج الكترومغناطیسی(سرعت نور) دارد.
جمعه 15/6/1387 - 21:28
آموزش و تحقيقات
در اینجا دو میدان داریم، یكی میدان الكتریكی و دیگری میدان مغناطیسی كه با توجه یه نظریه هیگز، این میدانها توسط ذرات هیگز ایجاد می شوند. اما در اینجا میدانها متفاوتند، یكی میدان ابكتریكی كه توسط ذراتی ایجاد می شوند كه از خود، خواص الكتریكی بروز می دهند و با سرعت خطی برابر سرعت نور منتقل می شوند. اما علاوه بر سرعت خطی كه در موج الكترومغناطیسی دارد، روی محور عمود بر آن نیز دارای حركت است. لذا مجموع مسیری كه این ذرات در واحد زمان طی می كند، بیشتر از سرعت نور استدر اینجا سه نكته كاملاً مشهود و قابل تعمق است1 – این ذرات خواص الكتریكی دارند. چون به اندازه بار الكتریكی پایه (بار الكتریكی الكترون یا پروتون) نیستند، لذا آنها را بار – رنگ می نامیم. بطور مشابه در مورد میدان مغناطیسی و ذرات تشكیل دهنده ی آن میتوان چنین تعبیری داشت كه میدان مغناطیسی اطراف فوتون از مغناطیس – رنگ تشكیل شده است2 – حركت این ذرات را می توان شامل سه نوع حركت دانست، یكی سرعت خطی كه برابر سرعت انتقال موج الكترومغناطیسی (برابر سرعت نور)، دوم سرعتی كه در میدان دارند (در شكل بالا مشخص شده است) و سوم اسپین این ذرات. لذا مجموع مقادیر سرعتها برابر مقدار سرعت این ذرات است كه آن را با Vc نشان می دهیم. بطور وضوح مشخص است كه Vc > c كه در آن Vc, c بترتیب مقدار سرعت نور و مقدار سرعت بار – رنگ و مغناطیس – رنگ هستند3 – میدان گرانشی از ذراتی (گراویتون) تشكیل می شود كه دارای خواص - بار رنگی و مغناطیس – رنگی می باشند. زیرا همچنانكه در فصل قبل مشاهده شد، هنگامیكه فوتون در میدان گرانشی در حال سقوط است، انرژی و در نتیجه شدت میدانهای الكتریكی و مغناطیسی آن افزایش می یابد (جابجایی بسمت آبی)، لذا ورود گراویتونها (بار – رنگ و مغناطیس – رنگ) به ساختمان فوتون موجب افزایش انرژی آن می شود با توجه به این اطلاعات به تعریف سی. پی. اچ. پرداخته و اصل سی. پی. اچ. را بیان می كنیم. لازم به ذكر است كهبرای سی. پی. اچ. از كلمه ی ذره استفاده شده است، منظور از ذره همان نقطه ی مادی نیست و در فارسی كلمه ای كه گویای مفهوم سی. پی. اچ. باشد ندیدم. بهمین دلیل از لغت ذره استفاده شد. همچنین توجه شود كه در مورد شكل آن نیز هیچ نظر خاصی وجود ندارد. لذا هر كس بنا بر برداشت و سلیقه ی خود می تواند برای آن شكل مورد نظر خویش را تجسم كندCPH تعریففرض كنیم یك ذره با جرم ثابتm وجود دارد كه نسبت به هر دستگاه لختی با مقدار سرعت ثابت Vcحركت می كند. و Vc>c c, is speed of lightبنابراین سی. پی. اچ. دارای اندازه حركت خطی برابر mVc می باشد. شكل زیر CPH اصل پی. اچ. یك ذره بنیادی با جرم ثابت است كه با مقدار سرعت ثابت حركت می كند. این ذره داری لختی دورانی است. در هر واكنش بین این ذره با سایر ذرات یا نیروها در مقدار سرعت آن تغییری داده نمی شود، بطوریكهgradVc=0 in all inertial frames and any spaceتوجه: هنگامیكه نیروی خارجی بر آن اعمال شود، قسمتی از سرعت انتقالی آن به سرعت دورانی (یا بالعكس ) تبدیل می شود، بطوریكه در مقدار Vc تغییری داده نمی شود. یعنی اندازه حركت خطی آن به اندازه حركت دورانی و بالعكس تبدیل می شود. بنابراین مجموع انرژی انتقالی و انرژی دورانی آن نیز همواره ثابت است. تنها انرژی انتقالی آن به انرژی دورانی و بالعكس تبدیل می شودهنگامیكه سی. پی. اچ. دارای حركت دورانی حول محوری كه از مركز جرم آن می گذرد است، یعنی زمانیكه سی. پی. اچ. دارای Spin است،آن را گراویتون می نامیمWhen CPH has Spin, It calls Graviton تشریحهنگامیكه یك سی. پی. اچ. وجود سی. پی. اچ. دیگری را احساس می كند. دارای اسپین می شوند كه گراویتون نامیده می شود. علت ایجاد اسپین در اصل موضوع سی. پی. اچ. نهفته است كه باید با مقدار سرعت ثابت Vc حركت كند بطوریكهgradVc=0 in all inertial frames and any space بنابراین هر مقدار كه از سرعت آن روی یك محور مختصات كاسته می شود، به همان میزان بر مقدار سرعت روی دو محور دیگر افزوده می شود. یعنی بعبارت دیگر مجموع مقدار شتاب های سی. پی. اچ. روی سه محور مختصات برابر با صفر است. حال دو سی. پی. اچ. را در نظر بگیرید كه متوجه بار- رنگی و مغناطیس – رنگی یكدیگر شده اند. شكل زیر شكل بالا نشان می دهد كه دو گراویتون با جرم m و اندازه حركت p=mVc ، درفاصله r تحت تاثیر بار – رنگی و مغناطیس رنگی یكدیگر قرار گرفته، با هم تركیب می شوند، اما چون مقدار سرعت آنها ثابت است، حركت انتقالی آنها به حركت دورانی Spinتبدیل می شود. فاصله ی بین آنها تا جایی می تواند كاهش یابد كه باهم برخورد نكنند. در صورت برخورد به دلیل اسپینی كه دارند، از یكدیگر دور می شوند. لذا تراكم (چگالی) آنها تا زمانی می تواند افزایش یابد كه به حالت تماس نرسند. در صورت تماس طی برخوردی شدید یكدیگر را می رانند و به اطراف پراكنده می شوند یكبار دیگر جابجایی بسمت آبی را به خاطر آورید كه طی آن یك فوتون در حال سقوط در میدان گرانشی است. (اثر مسبوئر و آزمایش پوند – ربكا). فوتونی با انرژی
جمعه 15/6/1387 - 21:27
آموزش و تحقيقات
فوتون مقدمهشواهد تجربی بسیاری وجود دارد كه گرانش، انرژی الكترومغناطیسی تولید می كند. به همین دلیل از زمانی كه نیروهای الكتریكی و مغناطیسی مورد توجه و آزمایش قرار گرفت، فیزیكدانان به وابستگی شدید نیروهای الكترومغناطیسی و گرانشی پی بردند. فارادی نخستین كسی است كه این وابستگی را متذكر شد. پلانك نیز نظری مشابه داشت. اینشتین نیز مدت 35 سال تلاش كرد تا روابطی مشابه وابستگی الكتریسیته و مغناطیس، بین گرانش و الكترومغناطیس ارائه دهد. اما این كوششها بی نتیجه ماند. اما سئوال این است كه چرا با تمام شواهد تجربی موجود و تصریح فیزیكدانان بزرگی نظیر فارادی و پلانك هنوز نتیجه ی قابل قبولی به دست نیامده است؟ برای یافتن پاسخ اجازه دهید یكبار دیگر وابستگی الكتریسیته و مغناطیس را بررسی كنیم شاید بتوانیم علت این شكستها را دریابیم. همچنانكه می دانیم در اطراف یك بار ساكن میدان مغناطیسی احساس نمی شود. اما اگر بار حركت كند، ما شاهد ایجاد یك میدان مغناطیسی خواهیم بود. همچنین تغییر میدان مغناطیسی نیز موجب تولید جریان القایی می گردد. در این تجربه ما شاهد ایجاد پدیده هایی هستیم كه قبلاّ وجود نداشت. در اطراف یك سیم (كه جریانی از آن نمی گذرد) هیچگونه اثری از میدان مغناطیسی دیده نمی شود. اما به محض عبور جریان الكتریكی از سیم، در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود. یا در مورد سیملوله اگر میدان مغناطیسی ثابت باشد، جریان الكتریكی در سیم بوجود نمی آید، اما با تغییر شار مغناطیسی، جریان الكتریكی ایجاد می شود اما در مورد گرانش مسئله بسیار پیچیده تر است. زیرا گرانش همواره وجود دارد و ما نمی توانیم شرایطی بوجود آوریم كه آثار گرانشی نباشد و بعد آزمایشی ترتیب دهیم كه ببینیم چه پدیده ای می تواند میدان گرانشی تولید كند. از طرف دیگر چگونه می توانیم ببینیم هنگامیكه نیروی گرانش روی یك جسم كار انجام می دهد، خود گرانش دستخوش چه تغییری می شود؟ اگر ما می توانستیم این تغییرات را به تجربه درآوریم و بصورت كمی مورد بررسی قرار دهیم، آنگاه می توانستیم بسادگی وابستگی گرانش را به سایر پدیده ها نظیر الكترومغناطیس یا كار انجام شده بیان كنیم. اما چنین امری اگر ناممكن نباشد، بسیار مشكل و یا از حد فناوری موجود خارج است. زیرا در شرایطی كه ما آزمایش می كنیم، اگر از مقدار گرانش موجود در محل آزمایش كاسته شود، فوری از اطراف آن این كسری جبران می شود. به عنوان مثال سنگی را از ارتفاع دلخواه رها كنید تا بطرف زمین سقوط كند. آنچنانكه در فیزیك مطرح است، انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. آیا در اینجا از مقدار گرانش اطراف زمین كاسته می شود؟ اگر جواب منفی باشد آنگاه این سئوال پیش می آید كه كدام اندازه گیری موجب این جواب منفی شده است؟حال آزمایش دیگری را در نظر بگیرید. یك گلوله ی فلزی را از ارتفاعی رها كنید تا بطرف زمین سقوط كند. در محل رسیدن گلوله به سطح زمین یك صفحه ی فلزی قرار دهید. هنگامیكه گلوله به زمین می رسد و با صفحه برخورد می كند، مقداری گرما تولید می شود و حتی ما شاهد جرقه یعنی امواج الكترومغناطیسی خواهیم بود. عادت شده این پدیده را با اینكه انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود و انرژی ها به یكدیگر قابل تبدیل هستند، توجیه كنند. همین توجیه موجب می شود كه ماهیت این فرایند كمتر مورد توجه و بررسی موشكافانه ی علمی قرار گیرد. اما اجازه دهید یك دید متفاوت به این تجارب داشته باشیماهمیت توجه به ساختمان فوتونارتباط و اطلاعات ما از اجسام فرازمینی اعم ماه و خورشید كه جزئی از منظومه ی شمسی هستند تا ستارگان و كهكشانهای دور، تنها از دو طریق امكان پذیر است. یكی آثار گرانشی این اجرام و دومی نوری است كه از آنها به ما می رسد. اما اطلاعات مربوط به آثار گرانشی اجرام آسمانی نیز از طریق مشاهدات و در نتیجه نور دریافتی از آنها قابل مشاهده است. بنابراین تنها پیام آوران فرازمینی امواج الكترومغناطیسی كه نور بخش كوچكی از آن است می باشد. لذا توجه و شناخت نور از اهمیت منحصر به فردی برخوردار است. بنابراین شناخت هرچه بیشتر نور به منزله ی استحكام بینش جهان شناختی و درك واقعی تر از فیزیك جهان است. چگونه می توان به اطلاعات دریافتی از كهكشانها اطمینان داشت، در حالیكه حامل این اطلاعات را بخوبی نشناخته باشیم؟آنچه كه تا به حال در فیزیك مورد توجه بوده است، رفتار نور در محیط های مختلف و كنش آن با سایر ذرات از جمله الكترون است. اثر دوپلر، اثر فوتوالكتریك، اثر كمپتون، اثر موسوئر، انحنای فضا ... همه و همه بدون توجه به ساختمان فوتون تجزیه و تحلیل می شود. هرچند كه ظاهراً برای بررسی اینگونه پدیده ها توجه به ساختمان فوتون ضروری به نظر نمی رسد، اما برای یك سفر میلیارد سالی كه فوتون طی می كند تا از كهكشانی دور به زمین برسد، توجه به ساختمان فوتون بسیار مهم است. زیرا باید دید آیا خود فوتون در این مسافرت چند میلیارد سالی (تحت شرایط داخلی) دچار دگرگونی می شود یا نه؟آنچه در این زمینه مورد توجه و پذیرش فیزیكدانان قرار گرفته این است كه به گفته ی دیراك فوتون یك ذره ی بنیادی است كه نمی توان به ساختمان آن پرداخت. و تنها چیزی كه در اختر فیزیك و كیهان شناختی مورد توجه و بررسی قرار گرفته، اثر دوپلری نور و جابجایی بسمت سرخ گرانش است. مشاهدات هابل نشان داد نوری كه از كهكشانها به ما می رسد، جابجایی بسمت سرخ از خود نشان می دهد مشاهدات وی نشان داد كه كهكشانها در حال دور شدن از ما هستند و هرچه فاصله ی آنها از زمین بیشتر باشد، و هرچه فاصله ی آنها از ناظر (در این حالت ما) بیشتر باشد، سرعت دور شدون نیز بیشتر می باشد این مشاهدات فیزیكدانان را به ارائه ی نظریه انبساط فضا و بیگ بنگ رهنمون گردید. در اواخر قرن بیستم مشاهدات كیهانی نشان داد كه انبساط جهان دارای شتاب است و در نتیجه مسئله ی انرژی تاریك مطرح گردید كه هنوز از رموز حل نشده ی فیزیك است. اگر همانطور كه دیراك تصریح كرده، فوتون را بدون ساختمان در نظر بگیریم، راهی نداریم بجز اینكه تنها با استفاده از اثر دوپلر مشاهدات خود را در مشاهدات خود را بررسی كنیم و به نتایج جدیدی دست یابیم كه ما را در درك بهتری از جهان یاری كند زمانی می توانیم به درستی اطلاعات دریافتی باور داشته باشیم كه یقین داشته باشیم كه علائم حامل اطلاعات در طول مسیر دستخوش هیچگونه تغییری نشده باشند. آیا حقیقتاً خود فوتون بدون هیچ اثر خارجی در یك سفر میلیاردها سالی دستخوش هیچگونه تغییری نمی شود؟ آیا فوتونهای دریافتی از یك كهكشان دور است، همانی است كه كهكشان را ترك كرده است؟ بنابراین بدون شناخت ساختمان فوتون، نمی توان به صحت اطلاعات دریافتی اعتماد كامل داشت. لذا تلاش برای شناخت و توضیح ساختمان فوتون یك ضرورت انكار ناپذیر است. بهمین دلیل نظریه سی. پی. اچ. براساس تعریف ساختمان فوتون شكل گرفته است. برای تعریف ساختمان فوتون از كجا و چگونه می توان شروع كرد؟ چنین تعریفی الزاماً بایستی از دو پشتوانه ی منطقی برخوردار باشد، یكی نظریه های معتبر و دیگری تجاربی كه این نظریه ها را به اثبات رسانده است از كدام نظریه می توان كمك گرفت؟ نسبیت یا مكانیك كوانتوم؟ هر یك از این دو نظریه به تنهایی از چنان اعتباری برخوردارند، كه استناد به آنها نیز اعتبار دارد. اما خوشبختانه این نظریه ها دارای زمینه های مشتركی نیز هستند كه استناد به این زمینه های مشترك می تواند ما را در تركیب این دو نظریه یاری رساند. لذا كار را از همین زمینه های مشترك پی می گیریمبار - رنگ و مغناطیس-رنگاجازه دهید یك نگاه جدید به رفتار الكترومغناطیسی در میدان گرانشی بیندازیم، این نگرش می تواند در حل این معما كه فوتون از چه ذراتی تشكیل شده، مفید واقع گردد. همچنانكه می دانیم یك موج الكترومغناطیسی از دو میدان الكتریكی و مغناطیسی عمود بر هم تشكیل شده است كه با سرعت خطی برابر با سرعت نور حركت می كنند. با توجه به توصیف امواج الكترومغناطیسی و نظریه هیگز و تركیب این دو نظریه به نتیجه بسیار جالبی خواهیم رسید.
جمعه 15/6/1387 - 21:26
کامپیوتر و اینترنت
کامپیوترها نقش محوری و تکامل را در اقتصاد، صنعت، دولت، پزشکی، تحصیل، تفریح و اجتماع دارند. مهندسین نرم افزار آن هایی هستند که با مشارکت مستقیم یا آموزش، در تحلیل، تعیین مشخصات، طراحی، توسعه، تائید، نگهداری و تست سیستم های نرم افزاری دخالت دارند. به دلیل نقش آن ها در توسعه سیستم های نرم افزاری، مهندسین نرم افزار فرصت ارزشمندی دارند تا کار خوب یا بد انجام دهند و یا دیگران را وادار کنند تا کار خوب یا بد را انجام دهند. برای این که تضمین شود کار آن ها خوب است، مهندسین نرم افزار باید متعهد شوند که مهندسی نرم افزار را یک شغل محترم و پرفایده جلوه دهند. بدین ترتیب، مهندسین نرم افزاراز اصول زیر پیروی خواهند کرد. این اصول حاوی هشت قاعده در مورد رفتار و تصمیماتی است که توسط مهندسین نرم افزار اتخاذ می شود، از جمله شرکا، مدرسین، مدیران، سرپرستان ، سیاست گذاران و دانشجویان. این قواعد، روابط مسئولیت اخلاقی را مشخص می کنند که در آن ها، افراد، گروه ها و سازمان ها شرکت می کنند. بخش هایی از هر قاعده، راجع به وظایف موجود در این روابط شرح می دهند. این وظایف در انسانیت مهندسی نرم افزار وجود دارند و افرادی را شامل می شود که تحت تاثیر مهندسی نرم افزار قرار می گیرند. اصول اخلاقی مهندسی نرم افزار (ACM/IEEE-1999) مشاهده نسخه اصلی این نسخه از اصول، امیدها را در سطح بالایی از انتزاع خلاصه می کند. مواردی که در نسخه اصلی آمده اند، شامل مثال های متعددی است. مهندسین نرم افزار متعهد هستند که تحلیل، تعیین مشخصات، طراحی، توسعه، تست و نگهداری نرم افزار را به یک حرفه محترم و پر فایده تبدیل کنند. برای این منظور باید از قواعد زیر پیروی نمایند : Public : مهندسین نرم افزار به نفع عموم کار می کنند. Client and Employer : مهندسین نرم افزار طوری عمل می کنند که به نفع کارکنان و مشتریان باشد و با نفع عمومی سازگاری داشته باشد. Product : مهندسین نرم افزار تضمین می کنند که محصولات و اصلاحات آن ها از بالاترین استاندارد تخصصی پیروی می کنند. Judgement : مهندسین نرم افزار جامعیت و استقلال را در قضاوت تخصصی خود حفظ می کنند. Management : مدیران و رهبران مهندسین نرم افزار، توسعه و نگهداری نرم افزار را بر اساس اصول اخلاقی انجام می دهند. Profession : مهندسین نرم افزار جامعیت و شهرت را مطابق با منافع عموم گسترش می دهند. Colleagues : مهندسین نرم افزار حامی همکاران خود هستند و با آن ها با عدالت برخورد می کنند. Self : مهندسین نرم افزار سعی در آموزش بیشتر در حرفه خود دارند و اخلاقیات را نیز رعایت می کنند. حالا به من بگید چند تا مهندس نرم افزار با مشخصات بالا سراغ دارید؟
جمعه 15/6/1387 - 14:13
کامپیوتر و اینترنت
مسئولیت های تخصصی و اخلاقی یک مهندس نرم افزار یک مهندس نرم افزار، همانند سایر مهندسین باید بپذیرد که مسئولیت های شغلی اش فراتر از مهارت های تکنیکی و تخصصی و کاری اوست. کارش در یک چارچوب معتبر و اجتماعی انجام می شود. مهندسی نرم افزار از قوانین محلی، ملی و بین المللی پیروی می کند. یک مهندس نرم افزار باید مسئولانه و با توجه به اخلاق اجتماعی رفتار کند. بدیهی است که مهندسین باید استانداردهای عادی صداقت و جامعیت را رعایت کنند. آن ها نباید از مهارت ها و توانایی های خود سوء استفاده کنند یا طوری عمل کنند که منجر به عدم اعتماد و بی آبرو یی مهندسین رشته نرم افزار شوند. ولی مواردی وجود دارند که استانداردهای قابل قبول توسط قانون محدود نمی شوند، بلکه تحت کنترل مسئولیت حرفه و شغل است. بعضی از این ها عبارتند از : محرمانگی : یک مهندس نرم افزار، بدون توجه به این که آیا توافق هایی بر سر میزان محرمانگی حاصل شده است یا نه، باید به کارکنان و مشتریان خود احترام بگذارد. صلاحیت : یک مهندسن نباید سطح صلاحیت خود را متفاوت از آن چه که واقعیت دارد، نشان دهد. نباید کارهایی را بپذیرد که در حد صلاحیت او نیست و قادر به انجام آن ها نخواهد بود. حقوق معنوی : یک مهندس نرم افزار باید از قوانین دولتی در استفاده از حقوق معنوی مثل کپی رایت، حق انحصاری اختراع و غیره با خبر باشد (البته در ایران فعلاً صادق نیست). باید توجه داشته باشد که حقوق معنوی مشتریان و کارکنان محفوظ است. عدم سوء استفاده از کامپیوتر : یک مهندس نرم افزار نباید با استفاده از تخصص و تکنیک ها و مهارت های خود از کامپیوتر های دیگران سوء استفاده کند. مثل استفاده از منابع سیستم دیگران و یا ویروسی کردن آن ها. بدین ترتیب، موسسات و سازمان های تخصصی نقش مهمی دارند. سازمان هایی مثل ACM ، IEEE و BCS دستورالعمل های اخلاقی و رفتاری را منتشر کرده اند و اعضای این سازمان ها هنگام عضویت، تعهد می دهند که این اصول را رعایت کنند. ACM و IEEE سعی کردند دستورالعمل های اخلاقی و تخصصی را بوجود آورند. هدف این دستورالعمل را در زیر شرح می دهیم.
جمعه 15/6/1387 - 14:12
