اتمام مدرسه‌ي هندسه‌ي ناجابه‌جايي

امروز سه ‌شنبه 8 ارديبهشت كنفرانس و مدرسه‌ي هندسه‌ي نابه‌جايي به اتمام رسيد. اين دوره‌ي 10 روزه و فشرده، شامل مباحث جبري روز در حيطه‌ي بسيار فعال جبرناجابه‌جايي بود.

در اين مدرسه، سخنرانان مقاله‌هاي آشنايي با جبر، طرح‌هاي پايان‌نامه، پيشرفتهاي روز، و تاريخچه‌ي اين حيطه‌ي جبر را مورد بررسي قرار دادند. همان‌طور كه مي‌دانيم، فيزيك نظري و ذرات بنيادي و ريسمان‌ بسيار از اين حيطه و بخصوص توپولوژي استفاده مي‌كنند. در بين سخنراني‌هاي رياضيات محض، جبر فون نويمن در كوانتم، نظريه‌ي ميدان‌هاي كوانتمي، ميدان‌هاي كوانتمي همديس و رياضي فيزيك به چشم مي‌خورد.

http://math.ipm.ac.ir/NCG2009/

سايت كنفرانس‌هاي بين المللي-مدرسه هاي تخصصي-دوره‌هاي دانشجويي

http://www.conference-service.com/conferences/high-energy-physics-and-accelerators.html

cernland

سايت سرن 20 سالگي خودش را با آماده سازي يك وب سايت زيباي آموزشي جشن گرفت. سايتي با لينك‌هاي كم راحت براي استفاده و بسياري از مطالب و دانلود، ويدئو و موسيقي باترانه‌‌هايي كه فرايندهاي فيزيكي را در شتابدهنده توضيح مي‌دهند!! و البته بازي كه همگي براي يادگيري با تمامي ابزار در وب، و البته واقعاً ساده و عاري از هرگونه شلوغي صفحه.
اين وب سايت بخصوص براي كودكان و نوجوانان و شايد بزرگ‌ترها مناسب باشد! مقياس‌هاي معروف ده‌تايي دنياي ماكروسكوپي تا ميكروسكپي يكي‌ديگر از اين لينك‌هاست. درباره‌ي سرن لينكي است شما را با اين تأسيسات بزرگ ذرات بنيادي آشنا مي‌كند. با پسر كوچولوي سايت به سفري در دنياي ذرات خواهيد رفت.

شكست تقارن در نيروي قوي

ابررايانه‌ها فرصتي را براي محققان فراهم كرده‌اند كه نقض تقارن را در كنش‌هاي قوي (كه عامل نگه‌داري اتم‌هاست) محاسبه كنند.
يك تيم تحقيقاتي بين‌المللي دو نظريه‌اي كه خواص «پايون‌« را توضيح مي‌دهند، با هم سازگار كردند. اين بسيار مهم است زيرا ذره‌ي زيراتمي نقش كليدي در كنش‌هاي قوي دارد- نيروي بنيادي هسته‌ي اتم‌ها را پايدار نگه مي‌دارد. «پايون» يك كوارك و يك پادكوارك دارد. به همين دليل در فهرست بندي جزو دسته‌اي قرار مي‌گيرد كه نوترون و پروتون هم هستند،‌ ولي ويژگي‌هاي متفاوتي دارند.
سنيا آووكي از دانشگاه تسوبا و مركز BNL نيويورك مي‌گويد: «يك معما اين بود كه پايون سبك‌تر از ديگر هادرون‌هاست.» پايون سبك اولين بار توسط «يوچيرو نامبو» توضيح داده شد كه جايزه‌ي نوبل 2008 را به خودش اختصاص داد. او تشخيص داد كه كنش‌هاي قوي معمولا بايد قانوني بنام «تقارن ناهمگون» (chiral symmetry) را درخود دارد ولي در خلأ اين قاعده شكسته مي‌شود.
آووكي چنين شرح مي‌دهد: «كوارك اسپين دارد كه مي‌تواند چپ‌گرد يا راست‌كرد باشد. تقارن‌ ناهمگون به اين معناست كه كوارك‌هاي سمت چپ و راست هرگز با هم تركيب نمي شوند. اگر تقارن ناهمگون هم‌زمان شكسته شود، پايون بدون جرم ظاهر مي‌شود. با اين حال اگر كوارك‌ها جرم داشته باشند، چنين قاعده‌اي درست نيست. »
در واقع پايون‌ها جرم كوچكي دارند كه به‌دليل جرم غير‌صفر كوارك، صرف‌نظر از مقياس انرژي بالاي كنش‌هاي قوي است. اثرات جرم كوارك در حضور شكست تقارن همگون لحظه‌اي، با استفاده از نظريه‌اي بنام اختلال ناهمگون به تصوير در آمده است. مهم است كه نشان دهيم شكست تقارن در نظريه‌ي بنيادي كنش‌هاي قوي، كروموديناميك كوانتمي (QCD) اتفاق مي‌افتد. اين نظريه حاكم بر رفتار كوارك‌ها و گلئون‌هاست.
تاكنون در QCD مشكل بود كه پايون با جرم كم را در مسأله‌ي معروف به «درياي كوارك‌ها» (زوج ظاهري كوارك و پادكوارك كه در ميدان گلئون ظاهر مي‌شوند) بررسي كنيم. آووكي و همكارانش از ابررايانه‌هايي در مركز شتابدهنده‌ي انرژي‌هاي بالا (KEK) در تسوبا استفاده مي‌كنند كه QCD را به ‌صورت عددي در يك شبكه تحليل مي‌كند. آن‌ها دقيقاً چگونگي بستگي جرم و واپاشي يك پايون را به جرم كوارك محاسبه مي‌كنند.
آن‌ها براي اولين بار نشان دادند كه اگر فرض كنيم كوارك جرمي بسيار كم دارد، QCD همان نتايجي را مي‌دهد كه نظريه‌ي اختلال ناهمگون مي‌دهد. آووكي اين را يك موفقيت مهم مي‌داند: «نتايجي كه بدست آورديم نشان مي‌دهد شبكه‌ي QCD و اختلال ناهمگون با هم در توافق هستند، ولي ثابت مي‌شود كه شكست تقارن ناهمگون «نامبو» در QCD هم اتفاق مي‌افتد.»
منبع: www.innovations-report.de

معرفي كتاب: مكانيك كوانتمي مرزباخر

نمي‌دانم چند كتاب كوانتم مكانيك را مي توان نام برد كه واقعاً كتاب‌هايي كامل و زيبا باشند؟ ولي اين را مي‌دانم كه در فيزيك فقط چند كتاب مرجع بزرگ داريم و البته در هر حيطه يكي!؟‌ دوره‌ي چهارگانه‌اي را با اين معرفي شروع مي‌كنيم از بهترين‌ها! سليقه‌ي ما شايد با هم فرق داشته باشد ولي گاهي سليقه جواب‌گوي نياز ما به دسترسي به مطالب جامع نيست. «اووگن مرزباخر» شايد تنها كسي باشد كه توانسته كتاب كوانتم مكانيكي جامع و به شكل عجيبي خوش ساختار و البته در مورد پيوستگي مطالب عالي بنويسد. هيچ اغراقي در كار نيست. كوانتم مكانيك مرزباخر تنها كتاب كوانتمي است كه فقط بايد در نهايت امر به آن مراجعه كرد. وقتي ويرايش 1972 اين كتاب يعني ويرايش دوم را دست گرفتم و كپي نامطلوب آن را خواندم حس عجيبي مي‌گفت بايد تمريناتش را هم كه در متن كتاب لابه لاي هر موضوع آمده حل كنم. عجيبي است نه؟ حل تمرين! كار سختي است و اراده مي‌خواهد ولي نمي‌دانم چه نكته‌ي آموزشي در اين كتاب نه چندان مقدماتي نهفته است كه خود به خود تمرين حل مي‌كنيد. مي خواهيد مقاله در كوانتم كار كنيد؟ يا ببينيد در فلان مقاله منظور از يك اصطلاح خاص چه بوده؟ گاهي مجبور مي‌شويد چند فصل را بخوانيد. اصلاً‌ ناراحت نخواهيد شد. اين كتاب به همراه 3 كتابي كه در چند حيطه‌ي ديگر از جمله الكترومغناطيس و ديناميك، مكانيك كلاسيك، اُپتيك معرفي مي‌كنم جزو بهترين‌هاهستند. از وقتي دانشجوي كارشناسي بودم تا الان كه دوباره دارم بقيه‌ي كتاب را مي‌خوانم، از اساتيد شنيده‌ام اين كتاب با مكانيسم موجي نوشته شده به درد اتمي‌ و مولكولي‌ها مي‌خورد! بعداً كه راجع به كتاب ساكورايي هم مطلبي مي‌نويسم بيش‌تر متوجه اختلاف يا تشابه كتاب‌ها خواهيد شد. جواب من به عنوان خواننده‌ي فيزيكي اين كتاب يك خير محكم است!!
شما بايد منبعي در كوانتم مكانيك در اختيار داشته باشيد تا نيازهاي علمي شما را چه در سطح كارشناسي و چه ارشد برآورده كند. بايد وقتي مقاله مي‌خوانيد و با اصطلاحي مواجه شديد يك استاد آن را براي شما توضيح دهد. خب!؟ مرزباخر يقيناً استاد بزرگي است! گرايش در مورد اين كتاب هيچ ربطي به موضوع ندارد. با خيال راحت اين كتاب را شروع كنيد تا مفاهيم كوانتم را بخوبي درك كنيد و بتوانيد كم كم به جايي برسيد كه فرابگيريد چگونه دنبال جواب سؤال‌هاي خودتان بگرديد.
هميشه به ياد داشته باشيد كه وقتي وارد زمينه‌هاي حرفه‌اي فيزيك مي‌شويد و يا روي پايان‌نامه يا پروژه‌اي كار مي كنيد بايد ياد مطالبي از يك كتاب بيفتيد.
الف. آن كتاب در اين مرحله دقيقاً جزو همان بهترين‌هاست. چرا؟ چون در همان زمان چنان تسلط داشته بر موضوع و يا خواسته كه آنچه در آينده فيزيك به دنبالش هست را نيز بياورد. چيزي كه شايد در كتاب‌هاي «واينبرگ» يكي از غول‌هاي فيزيك ذرات و كيهان‌شناسي بتوان ديد.
ب. شما دانشجوي علاقه‌مندي بوديد و وجدانتان راحت است كه كمي بيش‌تر از ديگران تلاش كرديد و خيلي بيش‌تر از ديگران مطالعه داشتيد!؟
كوتاه اينكه كوانتم را از منابع خوب بخوانيد و منتظر جزوه، كتاب ساده‌نويسي شده هم نباشيد. علت را بعداً متوجه خواهيد شد.

اطلاعيه‌ي همكاري

از تمامي دوستان و همكاران و علاقه‌مندان به ذرات بنيادي دعوت به عمل مي‌ايد تا در اينم وبلاگ و فعاليتهاي گروه ذرات بنيادي شركت نمايند. جهت اعلام آمادگي لطفاً به ايميل گروه درخواست و رزومه‌ي تحصيلي و علمي خود را بفرستيد.

ذرات زير اتمي

در ادامه‌ي بحث به ذرات زير اتمي مي‌رسيم: ذرات زير اتمي غير از كوارك‌ها و ذرات كاملا بنيادي هستند. مثل الكترون-نوترون و پروتون. چون اينها به هر حال شامل كوارك‌ها مي‌شوند. در مورد الكترون هنوز آن را بنيادي مي‌دانيم. آزمايشگاه‌هاي برخورددهنده‌ي خطي و نه مدور مثل SLAC در آينده‌اي بسيار نزديك آن‌قدر انرژي دارند تا با برخوردهاي سربه سر باعث شكافته شدن احتمالي الكترون هم بشوند. شايد واژه‌ي ذره كمي ايجاد شبه كند چرا كه قانون بلامنازع حاكم بر ابعاد ريز مكانيك كوانتمي است. و مي‌دانيم كه يك خاصيت عجيب در طبيعت وجود دارد. دوگانگي موج-ذره!! يعني بر حسب نوع آزمايش گاهي مثلاً الكترون خودش رو به‌صورت موج نشون ميده و گاهي ذره. آزمايش دوشكافي يانگ يك نمونه معروف از اثبات اين قضيه است و اثر تداخلي كه از الكترون ديده شد. و اين يعني موج!!اين خاصيت موجي در اصطلاح كوانتم با فضاي رياضياتي بنام هيلبرت معرفي ميشه كه فضا رو nبُعدي در نظر مي گيره. البته من تذكر اساسي بدم اين فضا، فضاي رياضياتي مثل مجموعه است و نه فضاي فيزيكي. اين فضاي بي‌نهايت بعدي، بي‌نهايت حالت رو در خودش جاي داده. حالت هم به معناي اون چيزي است كه ما در طيف هم مي‌بينيم. يا در آزمايش‌هايي چون اشترن كرلاخ يا امثال اينها كه فيزيكي ها در فيزيك مدرن يا جلد 4 هاليدي باهاش آشنا ميشن.اينها رو اگر دوست داشتين و متن كشش داشت در ادامه بعد از معرفي فيزيك ذرات و توضيح مي‌دم، بعد ميريم سراغ شتابدهنده‌ها. اگر بخواهيم ذرات رو و ديناميك(بررسي حالتهاي فيزيكي و شرايط فيزيكي رو بررسي كنيم) وارد حيطه‌اي بنام نظريه‌هاي ميدان‌هاي كوانتمي ميشيم. و اگر تمام ذرات رو بخواهيم با اين نوع رياضيات و فرماليسم بررسي كنيم به مدل استادارد مي‌رسيم كه نيروهاي مورد بحث در نظريه‌ي ميدان، رو ميشه وحدت داد. و فقط گرانش تا به حال نشده.در مدل استاندارد 17 ذره بدون احتساب پادذره‌ي اونهااست و البته بايد اونها رو بهم به حساب بياريم: 12 فرميون (ذراتي كه در مكانيك آماري كوانتمي از قانون فرمي تبعيت مي‌كنند و شماره‌ي اسپين اونها عدد صحيحه! باز هم مجبورم بعدا توضيح بدم)+ پادذره‌هاشون.4 بوزون برداري (اين اسم رياضياتي است به دليل اينكه حالت ما برداريه در رياضيات). و يك پادذره داره كلاً.1 بوزون اسكالرو اينها تركيب ميشن و صدهاعنصر و ماده رو بوجود ميارن! تابه حال حدود صدها ذره‌ي زير اتمي كشف شده كه براي خودشون يك جدول دارند شبيه جدول مندليف. جالب اينه كه مدل استاندارد ذرات بسيار با آزمايش‌ها تأييد شده. ولي هنوز ذرات زيادي هستند كه پيش‌بيني شدند و در انرژي هاي بالا ممكنه ظاهر بشن يا ذراتي كه هنوز در فيزيك نظري هم پيش‌بيني نكرديم كه LHC يكي از كارهاي اصليش همينه. فيزيكدانان ذرات بنيادي منتظر يك مدل بزرگتر از استاندارد هستند تا نواقص موجود رو برطرف كنه. يكي از مسائلي ممكنه كمي باعث اجبار تصحيح نظريه بشه جرم نوترينو است. در اين مدل نوتروينو نبايد جرم داشته باشه. ولي داره به تجربه. هرچند كم ولي بايد مدل آنقدر بزرگ باشه كه نظريه‌ها و رفتارهاي طبيعت رو در انرژي‌هاي مختلف فعلاً در حد ابعاد ريز جواب بده تا اينكه به مدلهاي گرانش كوانتمي هم برسيم. و نكته‌ي آخر اينكه تا كجا اين دنياي كوچك ادامه داره. ريزتر و ريزتر ميشه؟‌ آيا هرقدر انرژي رو بالاتر ببريم به ابعاد ريز تري مي‌رسيم. در فلسفه و فيزيك ذرات بنيادي اصطلاح و نوعي نگرش در اين باره وجود داره به نام كاهش پذيري.Reductionismو به نظر من نوعي صرفاً به عنوان يك فيزيكي عادي، اين كاهش پذيري فكر نمي‌كنم بي‌انتها باشه. فيزيك طبيعت نشون داده كه محدوده‌ي انرژي وجود داره. حتي اگر از حد كنوني كه دست پيدا كرديم بيش‌تر باشه. چرا؟ چون هر روز داريم باهاش كار ميكنيم.اينكه اين گفته يا هر نظري در فيزيك تغيير كنه يا عكسش ثابت بشه دليل بر ضعف فيزيك نيست. اين رو اكثرا اشتباها بر ضعف فيزيك مي‌دونن در حالي كه اين بزرگترين نقطه‌ي قوت فيزيكه!