نظريه ريسمان

[نويد قاءمي]

تئوري ريسمان

كمتر از يكصد سال است كه فيزيك براي ذرات بنيادي الگوئي در نظر گرفت است كه به كمك اين الگو بخوبي توانسته است مشكلات خود را حل نموده و به پيش بيني هاي موفقيت آميزي نيز دست پيدا كنددر اين مدل ذرات بنيادي به صورت نقاطي در نظر مي گرفته مي شود كه فاقدهرگونه گستردگي فضايي مي باشند در اين ميان تئوري ريسمان بر خلاف ايده هاي پيشين ادعا دارد كه جهان اساسا از چيز هاي يك بعدي ساخته شده اند كه به طور ساده آنها را ريسمان مي نامند.اين ريسمانها آنقدربايد كوچك باشند كه شبيه نقطه به نظر آيند در اين تئوري ذرات بنيادي توسط الگوهاي مختلف ارتعاش ريسمانها به وجود مي آيند بدين معنا كه تعداد بيشمارذرهاي كه در طبيعت ديده مي شود تنها از تشديد هاي مختلف ريسمان است .
توجه ويژه به تئوري ريسمان را بايد مربوط به ناتواني علم فيزيك در حل مشكلاتي بدانيم كه دههاست با آنها دست و پنجه نرم مي كند مشكلاتي چون نسبيت عام كه توسط اينشتين پايه ريزي شد و جهان را در مقياس بزرگ كيهاني شرح مي دهد اين نظريه به هيچ روي با نظريه مكانيك كوانتومي كه رفتار ذرات را در مقياس اتمي و زير اتمي مورد مطالعه قرار مي دهد و مدل استاندارد كه قادر است جهان را در مقياس زيراتمي تشريح كند همساز و همراه نمي شود در مدل استاندارد وجود 20 پارامتر اختياري كه شامل جرم لپتون ها و ذرات W. Z است ،
استفاده از كپي هاي سه تايي كوارك و لپتون كه تنها از نظر جرمي با هم متفاوتند نقصيهايي براي اين مدل به حساب مي آيند شايد وجود همين مشكلات موجب شده است تا نتوانيم نسبيت عام را با اين مدل آشتي بدهيم وبه تبع ان گرانش را با ساير نيروها يكي كنيم( مدل استاندارد موفق شد 3 تا از چهار نيروي بنيادي را با هم متحد سازد كه اين سه نيرو شامل نيروي الكترو مغناطيس ، نيروي ضعيف هسته اي و نيروي قوي هسته اي) در تئوري ريسمان با تبديل 20 پارامتر اختياري به يك پارامتر اين اميد را در فيزيكدانان ايجاد كرده است كه بتواند علت وجود سه نسل ذرات را هم در كوارك ها و هم در لپتون ها شرح دهد
از همه مهمتر حاميان ريسمان از اين جهت كه تئوري آنان توانسته است گراويتونها را نيز شامل شود بيسار خرسند مي باشند (گراويتون ذره عامل گرانش است )
با اين وجود اين تئوري از مشكلاتي رنج مي برد كه نخستين آن اينست كه براي ارتعاش ريسمانها 10 بعد لازم است در صورتي كه جهان چنانچه بطور معمول شاهد ان هستيم تنها در 4 بعد ساخته شده است (يك بعد زمان و سه بعد فضا )موضوع ديگر در مورد تئوري ريسمان اينست كه اين تئوري داري 5 صورتبندي متفاوت است شايد همين تعدد صورتبندي هاست كه ضرورت شكل گيري تئوري ام را فراهم كرده است تفاوت اين 5 تئوري در اين است كه تا چه حد و چگونه نوع ريسمانهايشان به آنها اجازه مي دهد تا ابر تقارن Supersymmetryتكميل شود .
وجود تقارن در نظريه ي ابر ريسمان به عقيده ي طرفداران اين نظريه عامل اصلي در موفقيت اين نظريه است چرا كه طبيعت چنانچه مشاهده مي شود متقارن نيست اما در بنيادي ترين سطح خود داراي تقارن است . كه به خاطر برجسته بودنش مورد استفاده قرار مي گيرد.
تئوري ريسمان همانطوري كه گفته شد از 5 صورتبندي مختلف تشكيل شده است كه شامل:



نوع اول(type I string ) نوع دوم( type II strings) كه نوع دوم خود به دو دسته يكي نوع 2آ (type IIA )و ديگري نوع 2بي(type IIB ) تقسيم مي شود . ودر آخرتئوري ريسمان هترو تيك (heterotic string ) كه اين نوع ريسمان نيز به دو نوع متفاوت يكي ريسمان ( (heterotic E8×E8 و ديگري ريسمان (heterotic SO(32) ) تقسيم بندي مي شود.
ريسمان E8×E8 به ريسمان پرينستون شهرت داردو در حال حاضر آنگونه كه ادعا مي شود اين نوع تئوري ريسمان در زمينه ي نامزدي نظريه ي همه چيز از سايرين مطرح تر است .اگر چه تئوري ريسمان خود را كانديداي نظريه ي همه چيز مي داند اما تنها يكي از 5 صورتبندي ارائه شده از اين نظريه مي تواند شايسته دريافت اين عنوان باشد.

عليرغم تمامي پيشرفت هايي كه در شناخت تئوري ابر ريسمان صورت گرفته است هنوز معلوم نيست كه چه تعداد كشفيات مهم ديگر ي باقي مانده است تا با دست يافتن به آنها پاسخ نهايي اين سئوال كه چرا جهان رفتاري اينگونه دارد را بيابيم به جز اين سئوال سئوالات بزرگي كه پيش روي نظريه ي ابرريسمان قرار دارد اين است كه :

1- بهترين صورتبندي از شكل هاي متفاوت ارائه شده از اين تئوري كدام است؟
2- چگونه و چرا ابر تقارن شكسته شده است
3- چرا ثابت كيهاني كه توصيف كننده ي تراكم انرژي در خلا ء است اينقدر كوچك است
4- راه حل واقعي از بي شمار راه حل هاي 4 بعدي ابر ريسمان كدام است و چگونه
بدست مي آيد
5- و مهمتر از همه اينكه چگونه مي توانيم پيشگوئي هاي انرا بيا زمائيم


منبع : پارس اسکای
نویسنده : قاسم رضايي راد

منبع====>>> سايت cph-theory

[آدم برفی]

ممنون جناب قائمی مثل همیشه جالب بود

[AliHagigat]

ارتباط ریسمان با کوارک چیه؟

[COSMOLOGIST]

ارتباط ریسمان با کوارک چیه؟

کوارک ها ذراتی بنیادین هستند .

در نظریه ریسمان ها به ازاء هر ذره ، تار مرتعشی در ابعاد tiny در نظر گرفته می شود . این ابعاد tiny در شش بعد گسترش یافته اند و با 4 بعد معمول ، فضای 10 بعدی نظریه ریسمان اولیه را می سازند .

کوارک ها به تناسب انرژی که دارند ( بهتر است بگوییم معادل انرژی ) ، در این نظریه با تار مرتعش خاصی تفسیر می شوند .

در فیزیک رد پای چنین کاری را می توان در بحث نوسانگر هماهنگ یافت .

برای مثال مراجعه شود به :
فیزیک کوانتومی گازیوروویچ - فصل 5 - نوسانگر هماهنگ


یا حق . . .

[AliHagigat]

آیا برای کوارک جرم و بار در نظر گرفته میشود؟ یعنی یک ذرهٔ مادی است؟ من تا جائیکه میدونم string از جنس انرژی است و احتمالاً باید در یک فضای محدود وجود داشته باشد، چند تا از این رشته ها داخل یک کوارک در نظر گرفته میشود؟(مجموعه ای از انرژی ماده رو میسازه؟!) آیا پروتونها هم از کوارک تشکیل می شوند؟ ممکنه مختصر شواهد تجربی که وجود کوارک رو تأئید میکنه بنویسید؟
با عرض پوزش از سؤالات زیاد، متأ سفانه فعلاً سواد من در حد فیزیک کوانتم نیست.

[COSMOLOGIST]

سلام بر شما .

آیا برای کوارک جرم و بار در نظر گرفته میشود؟

بله
به مانند هر ذره دیگر
این ذره هم دارای خواص بیادین مانند
بار
جرم
اسپین
می باشد .

در مورد جرم کوارک فعلا دو مدل جرمی در موجود است
یکی مدلی که تنها جرم کوارک را محاسبه می نماید
و
دیگری مدلی که جرم کوارک را با احتساب ذرات میدانی گلوان در نظر می گیرد .

بار کوارک هم مضرب های صحیح از بار بنیادین نیست !

بار آن ها ( بسته به نوع کوارک ) یک سوم یا دو سوم بار بنیادین است .

از لحاظ اسپین هم جزء ذرات با اسپین یک دوم دسته بندی می شوند .

یعنی یک ذرهٔ مادی است؟

بله
ذره مادی است که معادل انرژی دارد .

آیا پروتونها هم از کوارک تشکیل می شوند؟ ممکنه مختصر شواهد تجربی که وجود کوارک رو تأئید میکنه بنویسید؟

بله
پروتون ها نیز به مانند نوترون ها ذره بنیادین نیستند و از کوارک ساخته شده اند .

این موضوع یعنی بنیادین نبودن پروتون ها در سال 1968 طی یک آزمایش پراش عمیق غیر الاستیک مشخص و اثبات شد
اما
در آن زمان فقط می شد بیان کرد که این ذرات خود از ذراتی کوچکتر ساخته شده اند .

در سال 1970 خواص این ذرات ریز تر ( کوارک ها ) بررسی شد . در نوامبر 1974 بود که شواهد عینی و تجربی این ذرات هم در شتاب دهنده ها آشکار شد ( تصویر را ببینید )

کوارک های بعدی هم در سال های 1977 و 1995 آشکارسازی شدند ( به دام افتادند ! )

به یاد دارم که چند ماه پیش یکی دیگر از کوارک ها detect شد .
پس شواهد تجربی هم موجود است .

من تا جائیکه میدونم string از جنس انرژی است و احتمالاً باید در یک فضای محدود وجود داشته باشد

این ریسمان ها همان طور که گفتم در 6 بعد tiny گسترش یافته اند .

چند تا از این رشته ها داخل یک کوارک در نظر گرفته میشود؟

هر ذره تنها از یک ریسمان ساخته شده
اما
این ریسمان ها در مد های نوسانی متفاوت هستند و این وجه تمایز آن هاست .

البته بگزریم از این که 2 مدل از این ریسمان ها موجود است

ریسمان های باز
ریسمان های بسته

که هر یک نمایانگر یک خصوصیت است .



پاینده باشید .

یا حق . . .

[AliHagigat]

چند سؤال در مورد اتم:
مدار گردش الکترون بدور هسته یک دایرهٔ ریاضی است؟ مسیرش کامل تعیین شده؟ آیا مشخص شده در اتمهای مختلف الکترونهای هم تراز و در یک اوربیتال دقیقاً در یک فاصله از هسته قرار دارن یا کمی ممکنه جابجا بشن؟ همین سؤال در مورد سرعت اون ها بدور هسته یا بدور خودشون...
آیا کل اتم ارتعاش داره؟ یک تک الکترون آزاد چی؟

[COSMOLOGIST]

سلام .

مدار گردش الکترون بدور هسته یک دایرهٔ ریاضی است؟

خیر !

طبق فرضیات نظریه کوانتومی که در حال حاضر بهترین نظریه موجود در ابعاد کوچک مقیاس است ، خیر .

مدار دایره ای مربوط به نظریه رد شده ی بوهر است .

در نظریه کوانتومی تراز ها هستند که نقش ایفا می کنند و تراز ها بیان کننده حالت ها هستند ( و نه مدارز ها ! )

مسیرش کامل تعیین شده؟

با توجه به پاسخ بالا ، پاسخ این سوال هم منفی خواهد بود .

اما

یک بحث جالب می تواند به درک موضوع کمک کند .

در نظریه کوانتومی احتمال حضور مثلا الکترون ( یا هر ذره ) در اطراف هسته ( یا در هر مکان ) به دست می آید و نه مکان دقیق ذره !

آیا مشخص شده در اتمهای مختلف الکترونهای هم تراز و در یک اوربیتال دقیقاً در یک فاصله از هسته قرار دارن یا کمی ممکنه جابجا بشن؟

همان طور که گفته شد ، مکان هندسی در اینجا مطرح نیست

شاید بتوان ابر الکترونی را بهترین تمثیل در این باب فرض کرد ( هر چند که همان ابر الکترونی هم دچار نقص است ! )

اوربیتال
و
مدار الکترون
و
. . .

همه و همه به انرژی الکترون در بستگی دارند
انرژی الکترون است که تراز آن را تعیین می کند .

همین سؤال در مورد سرعت اون ها بدور هسته یا بدور خودشون...

با دانستن تکانه ،سرعت را می توانیم به دست آوریم ( و برعکس )

اما

باز هم تاکید می کنم که احتمال و نه قطعیت !!

آیا کل اتم ارتعاش داره؟ یک تک الکترون آزاد چی؟

کل شبکه بلوری مرتعش است





موفق باشید . . .

[alma]

با استفاده از آشکار ساز ها و اتفاقاتی که برای پروتون ها و نوترون ها در واپاشی ها می افته به وجود کوارک ها پی بردیم.
برای اثبات نظریه ریسمان چه دلایلی هست؟

[COSMOLOGIST]

سلام

با استفاده از آشکار ساز ها و اتفاقاتی که برای پروتون ها و نوترون ها در واپاشی ها می افته به وجود کوارک ها پی بردیم.
برای اثبات نظریه ریسمان چه دلایلی هست؟

این نظریه هنوز اثبات تجربی نشده و فعلا تنها جنبه ریاضی آن ثابت شده است.
تلاش بر این است تا در شتاب دهنده های بزرگ ذرات چون سرن و فرمی به این مهم دست یابند.

[lilipoot]

من از این مقاله چیزی نفهمیدم شما فهمیدید ؟
یعنی میشه برگردیم به گذشته و خودمون رو بکشیم ؟
یعنی ممکنه کسی از گذشته یا آینده در میان ما باشه ؟
این جهان های موازی کجا هستند ؟ چندتا هستند ؟ یعنی یکی مثل من در جهان دیگه حضور داره ؟ من چدنتا از خودم دارم ؟
آیا این اثبات شده است یا مقاله برای جلب توجه نوشته اثبات شد ؟؟


جهان موازي ثابت شد
فيزيكدانان كوانتمي دانشگاه كاليفرنيا كشف عجيبي كرده اند كه به گونه اي نشان مي دهد جسمي كه در مقابل يك فرد قرار گرفته و ديده مي شود مي تواند به صورت همزمان در جهاني موازي نيز وجود داشته باشد.

به گزارش مهر، اين كشف به واسطه ذره اي كوچك و فلزي انجام گرفته است؛ براده اي به قطر يك تار مو، جسمي كه بسيار ريز است اما در عين حال مي توان آن را با چشم غير مسلح نيز مشاهده كرد.

دانشمندان اين ذره را در كاسه اي مخروطي و تاريك سرد كرده و تمامي هواي اطراف آن را به منظور حذف ارتعاش خارج كردند. سپس محققان ذره را مانند يك دياپازون حركت داده و مشاهده كردند ذره در زماني واحد حركت كرده و متوقف مي شود.

چگونه اين پديده را درك كنيم؟

براي درك اين پديده كه كاملا غير ممكن به نظر مي رسد، بايد بسيار بسيار كوچك انديشيد، حتي كوچكتر از اتمها، الكترونهايي كه به دور هسته اتم در گردشند، در آن واحد در حالتهاي چند گانه حركت مي كنند كه ثابت كردن آنها تقريبا غير ممكن است. به بيان ساده تر مي توان گفت زماني كه فردي در شهر اكلاهاما به ديدن مادر خود مي رود در جهان موازي كه ذرات اتمي وي در آن حضور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشاي تلويزيون است.

به گفته دانشمندان شايد اين پديده كاملا غير واقعي به نظر آيد اما بر پايه علم حقيقي رخ مي دهد. بر اساس يكي از نظريه هاي فيزيكي زماني كه پديده اي در يك حالت مشاهده مي شود اين پديده جهان را به دو بخش تقسيم مي كند. نظريه چند حالتي بر اين پايه استوار است كه جهان فعلي طي مشاهده انسان متوقف شده و انسان تنها يكي از واقعيات در حال وقوع را مشاهده مي كند. براي مثال مي تواند توپ فوتبال را ببيند كه در هوا در پرواز است، اما شايد در جهان موازي اين توپ در همان لحظه سقوط كرده باشد و يا شايد اصلا فردي در آن لحظه مشغول بازي فوتبال نباشد.

بسياري از فيزيكدانان بزرگ پايه هاي علمي جهان چند حالتي را حتي اگر نتوان آن را به اثبات رساند قبول دارند. "شان كرول" از موسسه تكنولوژي كاليفرنيا يكي از اين فيزيكدانان بوده و معتقد است تا زماني كه نتوان تمدنهاي فوق پيشرفته بيگانه را تصور كرد كه پي به واقعيت اين نظريه برده اند، انسانها تحت تاثير امكان وجود جهانهاي ديگر قرار نخواهند گرفت. وي در عين حال معتقد است هرگز فردي قادر به ابداع دستگاهي نخواهد بود كه با استفاده از آن بتوان ميان اين جهانها ارتباط برقرار كرد.

درك واقعيت جهان موازي بستگي شديدي به درك انسان از زمان دارد. به گفته "كرول" ما زمان را به صورت واقعي احساس نمي كنيم، تنها شاهد گذشت آن هستيم. براي مثال گذشت زمان در هنگام يك مسابقه هيجان انگيز بسيار سريع و در سر كلاس يك درس كسل كننده كاملا كند است. يا هنگامي كه فردي تلاش دارد با تاخير در دفتر كارش حاضر نشود، دقايق براي وي با سرعتي باور نكردني مي گذرند اما چند دقيقه باقي مانده از ساعت كار به راحتي با چندين ساعت برابري مي كنند.

بازگشت به آينده

"فرد آلن ولف" از دانشمندان فيزيك كوانتم نيز معتقد است زمان به شكل يك خيابان يك طرفه به نظر مي آيد كه از گذشته به سوي حال در حركت است، اما با در نظر گرفتن نظريه هاي قابل ملاحظه اي كه در سطح كوانتمي ارائه شده اند، ذرات در آن واحد به سمت عقب و جلو در حركتند. در صورتي كه بتوانيم از بخش "جلو و عقب رفتن در آن واحد" صرف نظر كنيم، شانس درك بخشي از فيزيك را از خود گرفته ايم.

به گفته "ولف" زمان در ماشينهاي كوانتمي به صورت مستقيم حركت نمي كند بلكه حركتي زيگزاگ داشته و به همين دليل وي معتقد است امكان ساختن ماشيني كه بتواند زمان را منحرف كند، وجود دارد.

به گفته "ريچارد گات" فيزيكدان دانشگاه پرينستون "سرگئي كريكالو" فضانورد روسي كه در 6 ماموريت فضايي حضور داشته است نسبت به بقيه انسانهاي روي زمين 48/1 ثانيه جوانتر است زيرا وي در سرعتي بسيار بالا در مدار حركت كرده است و كم سن تر بودن نسبت به بقيه به معني جهش به آينده و تجربه نكردن زمان حال مشابه با ديگران است. به گفته وي از جهتي مي توان گفت اين فضانورد به سوي آينده سفر كرده و دوباره بازگشته است!

"گات" مي گويد نيوتن باور داشت زمان پديده اي جهاني است و تمامي ساعتهاي جهان به صورت يكسان حركت مي كنند. اكنون با توجه به نظريه نسبيت خصوصي اينشتين مي توان گفت سفر به آينده امكان پذير است. با در نظر گرفتن نظريه گرانش اينشتين، قوانين فيزيك از منظري كه امروز آنها را درك مي كنيم نشان مي دهند حتي سفر در زمان به سوي گذشته نيز امكانپذير است اما براي مشاهده امكان اين سفر بايد قوانين جديد فيزيكي در سطح كوانتمي فراگرفته شوند.

درك اين قوانين نيز با استفاده از ذره اي فلزي و بسيار كوچك و كاسه اي مخروطي شكل آغاز شده است. در واقع فيزيكدانان دانشگاه كاليفرنيا با ابداع خود مقياس ماشينهاي كوانتمي را به ابعاد بزرگتري تغيير دادند.

بر اساس گزارش فاكس نيوز، مسئله بعدي فراگرفتن چگونگي كنترل ماشينهاي كوانتمي و استفاده از آنها براي اجسام بزرگتر است. در اين صورت شايد بتوان با دستكاري تنها چند الكترون كوچك به جهان موازي دست پيدا كرد.

[آیاز]

کاربر عزیز lilipot:
از ارسال پست های تکراری بپرهیزید!

[garfield]

...
چاکرِ تمام نوابیغِ این مرزِ پرگهر هم هستم!

[garfield]

یه فیلم در مورد نظریه ریسمان و ابعاد اضافه (با زیرنویس فارسی)

معرفی نظریه ریسمان و ابعاد بیشتر به زبان ساده، توسط فیزیکدان نظری، برایان گرین سخنران یکی از نظریه‌پردازان «نظریه ابرریسمان» است که علت وجود ذرات بنیادی و نیروهای طبیعت را نحوه نوسان تارهای ریز مرتعش انرژی در ۱۱ بعد فضایی می‌داند. از زمان اینشتین، یافتن یک «نظریه یکپارچه» از رویاهای فیزیکدانان بوده است، و به عقیده شماری از فیزیکدانان شاید نظریه ابرریسمان کاندید خوبی برای این مقصود باشد. این فرضیه فعلا در حد معادلات ریاضیاتی است و هنوز امکان آزمون آن در جهان واقعی وجود ندارد. شاید آزمایشگاه‌ها...

http://www.youtube.com/mehbang

[kako]

سلام .
من تازه تومدم.
راستی شما که گفتید نظزیه دادید یا درباره ی تئوری ریسمان ها سوال حل کردید چرا مقالاتتون رو رو سایت نمی ذارید؟
واقعا عالیه من هر جور که بشه در نوشتن اون کتاب کمک می کنم.
اگر کاری از دستم بر می آید بگید.
راستی شما با ایت تاریخ تولد باید 1 دبیرستان باشید درسته؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟