Space Einstein✨

‍ بخش ششم: این استدلال چیزی نگران‌کننده دارد.به نظر می‌رسد که هدف نهایی فیزیک برای توصیف ماهیت واقعی واقعیت را زیر سوال می‌برد،اینطور نیست؟ دقیقاً همینطور است،اما اگر به تاریخ علم نگاه کنید،هدف نهایی به طور مداوم در حال تغییر بوده است.این هدف از توصیف چرخش اجرام آسمانی به دنبال کردن نیروهایی که ذرات را هدایت می‌کنند و سپس دنبال کردن تکامل میدان‌ها در فضا-زمان تغییر کرده است.من فکر می‌کنم مشکل علم این است که طرح مفهومی درستی را برای درک بهتر طبیعت همان‌طور که می‌بینیم،پیدا کند.دیدگاه رابطه‌ای ریشه در آگاهی عمیقی دارد که دانش ما درباره جهان اساساً محدود است و هر چیزی که می‌بینیم جزئی است.ما روشی بسیار قوی‌تر و صادقانه‌تر برای نزدیک شدن به واقعیت داریم بدون اینکه به این ایده گمراه‌کننده که حقیقت نهایی وجود دارد،وابسته باشیم.نباید دانش خود را با واقعیت جهان اشتباه بگیریم. اگر این موضوع باعث شود که نسبت به واقعیت احساس پوچی کنید،این قابل درک است.اما دقیقاً با دانستن اینکه دانش ما محدود است،می‌توانیم یاد بگیریم.بین یقین مطلق و نادانی،فضای جالبی وجود دارد که ما در آن زندگی می‌کنیم. شما نوشته‌اید که تغییر دیدگاه شما توسط فیلسوفان هدایت شده است. رابطه بین فلسفه و فیزیک را چگونه می‌بینید؟ این دو رشته به شدت به یکدیگر نیاز دارند.فیلسوفی که به علم فکر نکند،حاضر نیست با دانشی که داریم درگیر شود و این فقط احمقانه است و دانشمندی که از نگاه کردن به فلسفه امتناع می‌کند،در روش‌های فکری گرفتار است که ممکن است راه فراری از آن وجود داشته باشد.به طور تاریخی،رابطه بین فیزیک‌دانان و فیلسوفان بسیار قوی بوده است.همه انقلاب‌های علمی به شدت تحت تأثیر ایده‌های فلسفی بوده‌اند.کوپرنیک،گالیله و نیوتن همه خود فیلسوف بودند.اینشتین به طور صریح بینش‌های خود را مدیون فیلسوفانی مانند امانوئل کانت،ارنست ماخ و دیگران می‌دانست و اروین شرودینگر احتمالاً تحت تأثیر خواندن اوپانیشادها،متون مقدس هندو،زمانی که مکانیک موجی را مطرح کرد،قرار گرفته بود. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش پنجم: یکی از نقدهای وارد بر گرانش کوانتومی حلقه‌ای این است که با برخی پیش‌بینی‌های اینشتین،به‌ویژه اینکه سرعت نور برای همه طول موج‌ها ثابت است،در تضاد است.نظر شما درباره این نقد چیست؟ این نظریه در ۲۰ سال گذشته بسیار تکامل یافته است و نسخه کنونی آن با پیش‌بینی‌های اینشتین ناسازگار نیست؛سرعت نور در همه طول موج‌های فیزیکی واقعاً ثابت است.با این حال،برخی مسائل درباره گرانش کوانتومی حلقه‌ای هنوز نیاز به حل دارند.ما مطمئن نیستیم که نسخه‌های مختلف این نظریه چگونه معادل یکدیگر هستند.مشکلی داریم که در آن پراکندگی ذرات به نظر می‌رسد مقادیر بی‌نهایتی از تابش کم‌انرژی تولید می‌کند و حل معادلات هنوز کاری بسیار پیچیده است که در تلاشیم آن را ساده کنیم. جامعه ما زمان زیادی را صرف جستجوی ایده‌های فرضی کرده است.چیزی که به آن نیاز داریم،هضم دانشی است که هم‌اکنون در اختیار داریم. اصلی‌ترین نقطه ضعف،نبود آزمایش‌هایی است که از آن حمایت کنند.با این حال،امیدهایی در افق وجود دارد.پیشنهاداتی برای استفاده از گرانش کوانتومی حلقه‌ای برای تفسیر نشانه‌هایی در تابش زمینه کیهانی باقی‌مانده از بیگ بنگ وجود دارد و ایده جدید دیگری که من بسیار هیجان‌زده‌ام این است: اگر گرانش کوانتومی حلقه‌ای درست باشد،باید سیاه‌چاله‌های ریزی با وزن حدود ۱۰ میکروگرم وجود داشته باشند که عمر طولانی دارند و تنها به صورت گرانشی با دیگران تعامل می‌کنند. ما در حال فکر کردن به راه‌هایی برای شناسایی باد پس‌زمینه‌ای این ذرات هستیم و شاید این سیاه‌چاله‌های ریز همان چیزی باشند که ما آن را ماده تاریک می‌نامیم،پدیده‌ای اسرارآمیز و گسترده در نجوم که هنوز آن را درک نکرده‌ایم. شناسایی آن‌ها دشوار خواهد بود،اما از بازی خارج نیست.امیدوارم آزمایشی وجود داشته باشد که جامعه بزرگ‌تر را قانع کند گرانش کوانتومی حلقه‌ای توضیح طبیعی است.هنوز کاملاً روشن نیست که نتوانیم همه این پدیده‌ها را با نظریه‌های موجود که در ۱۰۰ سال گذشته بسیار موفق بوده‌اند،توضیح دهیم. اگر بخواهیم به نظریه‌های موجود پایبند باشیم، تصویر آن‌ها درباره ماهیت واقعیت وقتی با هم گرفته شوند چیست؟ بازاندیشی در فضا و زمان من را واداشت تا واقعیت را به طور کاملاً متفاوتی ببینم؛نه به عنوان جهانی ساخته شده از اشیاء با ویژگی‌های مشخص،بلکه به عنوان شبکه‌ای از تعاملات.این تفسیر رابطه‌ای مکانیک کوانتومی است.به نوعی،این ادامه روندی است که در فیزیک مدرن با نسبیت عام و مکانیک کوانتومی دیده‌ایم؛فشار قوی به سمت دیدگاه‌های نسبی. ما به سرعت نسبی عادت کرده‌ایم: سرعت این میز نسبت به من،نسبت به آن کبوتر در حال پرواز بیرون،یا نسبت به خورشید متفاوت است.اینشتین به ما نشان داد که زمان و طول نیز نسبت به ناظران مختلف نسبی هستند.مکانیک کوانتومی رابطه‌ای این ایده را یک قدم جلوتر می‌برد.استدلال می‌کند که همه ویژگی‌های یک شیء -رنگ، مکان، اندازه و غیره- اصولاً فقط در رابطه با یک سیستم دیگر قابل تعریف هستند.باید ایده وجود چیزهای مادی که ما آن‌ها را از بیرون توصیف می‌کنیم را رها کنیم.بهترین راه برای مفهوم‌سازی واقعیت در پرتو علم مدرن،بر اساس اطلاعات نسبی است که بخش‌های طبیعت درباره یکدیگر دارند. ما فقط می‌توانیم بگوییم جهان از دیدگاه محدود و جانبدارانه ما چگونه به نظر می‌رسد.این بسیار رادیکال است،زیرا دیگر نمی‌توان گفت،این فهرستی از چیزهای جهان است و این‌گونه هستند.ما باید با این فقدان توصیف کامل از واقعیت زندگی کنیم. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش چهارم: چگونه می‌توانیم تجربه مشترک خود از زمان را توضیح دهیم اگر زمان بنیادی نباشد؟ تجربه ما از جریان زمان به جلو،محصول قانون دوم ترمودینامیک است؛تمایل سیستم‌های فیزیکی به افزایش بی‌نظمی،یا آنچه ما آنتروپی می‌نامیم.اما این فقط از دیدگاه ما بنیادی به نظر می‌رسد.ما موجوداتی هستیم که به متغیرهای ماکروسکوپی خاصی متصلیم که آنتروپی نسبت به آن‌ها به طور کلی در یک جهت حرکت می‌کند. حدس من این است که جریان کلی زمان واقعاً می‌تواند مانند چرخش آسمان در هر روز باشد.این یک پدیده باشکوه و عظیم است،اما در واقع یک توهم است.این یک درک کاملاً دیدگاهی از قانون دوم ترمودینامیک است.این واقعیت دارد به همان معنایی که آسمان چرخان واقعی است،اما فقط نسبت به ما واقعی است. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش سوم: درباره رویکردی که برای پر کردن این خلأ اتخاذ کرده‌اید به من بگویید: گرانش کوانتومی حلقه‌ای. گرانش کوانتومی حلقه‌ای یک رویکرد بسیار محافظه‌کارانه با پیامدهای بسیار رادیکال است.این تلاش برای گفتن این است: بیایید آنچه از نسبیت عام و مکانیک کوانتومی آموخته‌ایم را جدی بگیریم و ببینیم ما را به کجا می‌رساند.هیچ میدان اضافی، ذرات اضافی،تغییر در معادلات اینشتین یا فرضیات دیگر درباره طبیعت وجود ندارد.این فقط تلاشی است برای منسجم کردن آنچه تاکنون می‌دانیم. اساساً،گرانش کوانتومی حلقه‌ای نشان می‌دهد که فضا بی‌نهایت قابل تقسیم نیست؛بلکه از قطعات ابتدایی تشکیل شده است که به صورت حلقه‌هایی به هم متصل شده‌اند.این نظریه مجموعه‌ای بسیار ساده از معادلات است،اما هیچ متغیر زمانی و مکانی وجود ندارد.این مفاهیم از نحوه تعامل و تحول این کوانتوم‌های گرانش پدید می‌آیند.آنچه ما فضا می‌نامیم،مقدار این حلقه‌ها است و آنچه زمان می‌نامیم،نحوه تکامل پیوسته این حلقه‌ها است. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش دوم: سؤال اصلی شما چیست و چگونه شما را به مطالعه گرانش کوانتومی سوق داد؟ سؤال اصلی من همیشه این بوده است: جهان چگونه کار می‌کند؟ ما دو نظریه اصلی داریم که در حوزه‌های مختلف به طرز شگفت‌انگیزی خوب عمل می‌کنند: نسبیت عام و مکانیک کوانتومی. وقتی در مدرسه درباره این نظریه‌ها یاد گرفتم،تحت تأثیر رادیکال بودن آن‌ها قرار گرفتم.هر دو نظریه مفاهیم بسیار بنیادی‌ای را که ما درباره جهان اطرافمان داریم به چالش می‌کشند؛فضایی که به عنوان صحنه‌ای خالی که اشیاء در آن وجود دارند تصور می‌شود و زمانی که به عنوان جریان خطی و پیوسته در نظر گرفته می‌شود.این نظریه‌ها با این ایده من که اگر واقعاً بخواهی واقعیت را درک کنی،باید آماده باشی که رادیکال باشی،هم‌صدا بودند. تمام تلاش‌ها برای رد کردن مکانیک کوانتومی و نسبیت عام شکست خورده‌اند.اما با این حال،در این تصویر،شکافی واضح وجود دارد.پدیده‌هایی وجود دارند -مانند اشیایی که به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کنند- که خارج از حوزه هر دو نظریه قرار دارند.وقتی سعی می‌کنی این دو نظریه را با هم ترکیب کنی،به نظر می‌رسد که به انواع تناقضات و پارادوکس‌ها منجر می‌شود.برای من،رابط این دو نظریه -مسئله گرانش کوانتومی- واقعاً این شکاف عمیق و بنیادین در تصویر فیزیکی اساسی ما از جهان بود. تشریح ویدیوی زیر: کارلو روولی درباره تحقیقات خود در مورد زمان و دیدگاهش که زمان نباید در نظریه کوانتومی گرانش ظاهر شود،صحبت می‌کند. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ دیدگاه رادیکال کارلو روولی درباره واقعیت فیزیکدان نظری و نویسنده پرفروش،الهام خود را از سیاست و فلسفه برای بازاندیشی فضا و زمان می‌گیرد. بخش اول: در حالی که بیرون یک کلیسای کاتولیک در ریویرا فرانسه نشسته بود،کارلو روولی سرش را به جلو و عقب حرکت می‌داد و تقلید می‌کرد از حرکت سر یک کبوتر که در حال راه رفتن بود.او به من گفت که کبوترها سرشان را تکان می‌دهند،نه تنها برای تثبیت دیدشان بلکه برای سنجش فاصله‌ها به اشیاء؛جبران دید دوچشمی محدودشان. او گفت: همه چیز نسبی است. روولی،فیزیکدان نظری وابسته به دانشگاه ایکس-مارسی،مطالعه می‌کند که چگونه ما واقعیت را از دیدگاه محدود خود درک می‌کنیم.تحقیقات او گسترده است و از اطلاعات کوانتومی تا سیاه‌چاله‌ها را در بر می‌گیرد و اغلب به تاریخ و فلسفه علم نیز می‌پردازد.در اواخر دهه ۱۹۸۰،او به توسعه نظریه‌ای به نام گرانش کوانتومی حلقه‌ای کمک کرد که هدفش توصیف پایه‌های کوانتومی فضا و زمان است.یک دهه بعد،او تفسیر جدیدی به نام روابطی از مکانیک کوانتومی پیشنهاد داد که تا آنجا پیش می‌رود که می‌گوید واقعیت عینی وجود ندارد،بلکه فقط دیدگاه‌هایی نسبت به واقعیت وجود دارد؛چه دیدگاه یک فیزیکدان باشد یا یک کبوتر. اخیراً،او به عنوان نویسنده پرفروش کتاب‌های علمی محبوب شناخته شده است،از جمله هفت درس کوتاه در فیزیک که بیش از ۲ میلیون نسخه در سراسر جهان فروخته است؛که او را در مرکز توجهی قرار داده که هنوز به آن عادت نکرده است. او گفت: من در مشهور بودن خیلی بد هستم،همیشه خودم را به دردسر می‌اندازم. (در طول بازدید من،او در حال مقابله با انتقاد رئیس انجمن فیزیک ایتالیا بود که او را به بدنام کردن انریکو فرمی به عنوان فاشیست/نازی خون‌خوار متهم کرده بود.) دیدگاه خود روولی درباره فیزیک به شدت تحت تأثیر جوانی شورشی و ضدفرهنگی او است.او در سال ۱۹۷۷ در بولونیا دانشجویی بود که در یک انقلاب سیاسی تلاش می‌کرد،در یک ایستگاه رادیویی چپ‌گرای زیرزمینی کار می‌کرد،یک منشور غیرقانونی نوشت و بعداً به دلیل امتناع از خدمت نظام وظیفه اجباری بازداشت شد.او که از هنجارهای اجتماعی ناامید شده بود،گفت: احساس می‌کردم ما درباره چگونگی تفکر درباره واقعیت اطرافمان سردرگم هستیم. در ۶۹ سالگی،او همچنان درگیر سیاسی است(و اغلب عصبانی). بخشی از من هنوز یک هیپی قدیمی است. پس از پایان ناآرامی‌های سیاسی در بولونیا،روولی نگرانی‌های عمیق خود را به بافت واقعیت منتقل کرد.او از همان تمایل به به چالش کشیدن روش‌های سنتی تفکر استفاده کرد تا مشکلات دیرینه در بنیادهای فیزیک را مواجه شود؛نه با رد نظریه‌های تثبیت شده،بلکه با پذیرش دیدگاهی جدید نسبت به آن‌ها.رویکرد او حول پذیرش رادیکال رها کردن شهودها درباره چگونگی کارکرد جهان می‌چرخد. برای مقابله با تعصبات خود،چه درباره فیزیک و چه جامعه،روولی به فلسفه روی می‌آورد.او اغلب درباره موضوعات متافیزیکی منتشر می‌کند و طرفدار گفتگوی بیشتر بین رشته‌ها است.جدیدترین کتاب او که این ماه به زبان ایتالیایی منتشر شده،بررسی عمیقی است در تقاطع فلسفه و فیزیک،ترکیبی که او آن را کلید فهم آنچه نظریه‌های موجود واقعاً به ما می‌گویند می‌داند. مجله کوانتا از روولی در خانه‌اش که مشرف به صخره‌های کاسی است دیدار کرد.در یک گفتگوی ۱۲ ساعته،در حالی که روی ایوانش لم داده بودیم،در شهر قدم می‌زدیم و با قایق بادبانی ۱۰۰ ساله‌اش گشت می‌زدیم،درباره دین،جنگ،آگاهی،رسانه،عشق،کبوترها و البته فیزیک صحبت کردیم.این مصاحبه برای وضوح خلاصه و ویرایش شده است. تشریح تصویر زیر: طبق نظر روولی،واقعیت عینی وجود ندارد؛فقط دیدگاه‌ها هستند: این بسیار رادیکال است،زیرا دیگر نمی‌توان گفت،این فهرستی از چیزهای موجود در جهان است و این‌گونه هستند. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ دیدگاه رادیکال کارلو روولی درباره واقعیت فیزیکدان نظری و نویسنده پرفروش،الهام خود را از سیاست و فلسفه برای بازاندیشی فضا و زمان می‌گیرد. بخش اول: در حالی که بیرون یک کلیسای کاتولیک در ریویرا فرانسه نشسته بود،کارلو روولی سرش را به جلو و عقب حرکت می‌داد و تقلید می‌کرد از حرکت سر یک کبوتر که در حال راه رفتن بود.او به من گفت که کبوترها سرشان را تکان می‌دهند،نه تنها برای تثبیت دیدشان بلکه برای سنجش فاصله‌ها به اشیاء؛جبران دید دوچشمی محدودشان. او گفت: همه چیز نسبی است. روولی،فیزیکدان نظری وابسته به دانشگاه ایکس-مارسی،مطالعه می‌کند که چگونه ما واقعیت را از دیدگاه محدود خود درک می‌کنیم.تحقیقات او گسترده است و از اطلاعات کوانتومی تا سیاه‌چاله‌ها را در بر می‌گیرد و اغلب به تاریخ و فلسفه علم نیز می‌پردازد.در اواخر دهه ۱۹۸۰،او به توسعه نظریه‌ای به نام گرانش کوانتومی حلقه‌ای کمک کرد که هدفش توصیف پایه‌های کوانتومی فضا و زمان است.یک دهه بعد،او تفسیر جدیدی به نام روابطی از مکانیک کوانتومی پیشنهاد داد که تا آنجا پیش می‌رود که می‌گوید واقعیت عینی وجود ندارد،بلکه فقط دیدگاه‌هایی نسبت به واقعیت وجود دارد؛چه دیدگاه یک فیزیکدان باشد یا یک کبوتر. اخیراً،او به عنوان نویسنده پرفروش کتاب‌های علمی محبوب شناخته شده است،از جمله هفت درس کوتاه در فیزیک که بیش از ۲ میلیون نسخه در سراسر جهان فروخته است؛که او را در مرکز توجهی قرار داده که هنوز به آن عادت نکرده است. او گفت: من در مشهور بودن خیلی بد هستم،همیشه خودم را به دردسر می‌اندازم. (در طول بازدید من،او در حال مقابله با انتقاد رئیس انجمن فیزیک ایتالیا بود که او را به بدنام کردن انریکو فرمی به عنوان فاشیست/نازی خون‌خوار متهم کرده بود.) دیدگاه خود روولی درباره فیزیک به شدت تحت تأثیر جوانی شورشی و ضدفرهنگی او است.او در سال ۱۹۷۷ در بولونیا دانشجویی بود که در یک انقلاب سیاسی تلاش می‌کرد،در یک ایستگاه رادیویی چپ‌گرای زیرزمینی کار می‌کرد،یک منشور غیرقانونی نوشت و بعداً به دلیل امتناع از خدمت نظام وظیفه اجباری بازداشت شد.او که از هنجارهای اجتماعی ناامید شده بود،گفت: احساس می‌کردم ما درباره چگونگی تفکر درباره واقعیت اطرافمان سردرگم هستیم. در ۶۹ سالگی،او همچنان درگیر سیاسی است(و اغلب عصبانی). بخشی از من هنوز یک هیپی قدیمی است. پس از پایان ناآرامی‌های سیاسی در بولونیا،روولی نگرانی‌های عمیق خود را به بافت واقعیت منتقل کرد.او از همان تمایل به به چالش کشیدن روش‌های سنتی تفکر استفاده کرد تا مشکلات دیرینه در بنیادهای فیزیک را مواجه شود؛نه با رد نظریه‌های تثبیت شده،بلکه با پذیرش دیدگاهی جدید نسبت به آن‌ها.رویکرد او حول پذیرش رادیکال رها کردن شهودها درباره چگونگی کارکرد جهان می‌چرخد. برای مقابله با تعصبات خود،چه درباره فیزیک و چه جامعه،روولی به فلسفه روی می‌آورد.او اغلب درباره موضوعات متافیزیکی منتشر می‌کند و طرفدار گفتگوی بیشتر بین رشته‌ها است.جدیدترین کتاب او که این ماه به زبان ایتالیایی منتشر شده،بررسی عمیقی است در تقاطع فلسفه و فیزیک،ترکیبی که او آن را کلید فهم آنچه نظریه‌های موجود واقعاً به ما می‌گویند می‌داند. مجله کوانتا از روولی در خانه‌اش که مشرف به صخره‌های کاسی است دیدار کرد.در یک گفتگوی ۱۲ ساعته،در حالی که روی ایوانش لم داده بودیم،در شهر قدم می‌زدیم و با قایق بادبانی ۱۰۰ ساله‌اش گشت می‌زدیم،درباره دین،جنگ،آگاهی،رسانه،عشق،کبوترها و البته فیزیک صحبت کردیم.این مصاحبه برای وضوح خلاصه و ویرایش شده است. تشریح تصویر زیر: طبق نظر روولی،واقعیت عینی وجود ندارد؛فقط دیدگاه‌ها هستند: این بسیار رادیکال است،زیرا دیگر نمی‌توان گفت،این فهرستی از چیزهای موجود در جهان است و این‌گونه هستند. #کارلو_روولی #فضازمان @Einstein_astronomy

فیزیکدان‌ها طول عمر کیوبیت را در تأییدیه‌ای مهم برای محاسبات کوانتومی افزایش دادند: محاسبات کوانتومی وعده داده است که ابزاری انقلابی باشد و معادلاتی را که کامپیوترهای کلاسیک به سختی می‌توانند به پایان برسانند،به سرعت حل کند.با این حال،عنصر اصلی دستگاه کوانتومی که به آن کیوبیت گفته می‌شود،شیئی حساس است که مستعد فروپاشی است.حفظ تعداد کافی کیوبیت در حالت ایده‌آل خود به مدت کافی برای انجام محاسبات تاکنون چالشی بوده است. در یک آزمایش جدید،دانشمندان توانستند یک کیوبیت را دو برابر زمان معمول در آن حالت نگه دارند. در این مسیر،آن‌ها عملی بودن تصحیح خطای کوانتومی (QEC) را نشان دادند،فرآیندی که با ایجاد فضای اضافی برای افزونگی و حذف خطا،اطلاعات کوانتومی را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کند.ایده تصحیح خطای کوانتومی از اواسط دهه ۹۰ میلادی مطرح بوده است،اما اکنون نشان داده شده که در زمان واقعی کار می‌کند.بخشی از موفقیت این آزمایش به دلیل استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی یادگیری ماشین برای تنظیم روند تصحیح خطا بود. میشل دوورِه،فیزیکدان دانشگاه ییل در کنتیکت می‌گوید: برای اولین بار نشان دادیم که افزایش افزونگی سیستم و شناسایی و اصلاح فعال خطاهای کوانتومی،باعث افزایش مقاومت اطلاعات کوانتومی می‌شود. کیوبیت‌ها اشیایی هستند که در ترکیبی از حالت‌های کوانتومی وجود دارند.در حالی که اشیای کلاسیک می‌توانند حالت‌های مطلق داشته باشند،نسخه کیوبیت از همان حالت بهتر است با احتمال توصیف شود.وقتی یک کیوبیت با کیوبیت‌های دیگر تعامل می‌کند،احتمال‌های آن‌ها به صورت مفید محاسباتی درهم‌تنیده می‌شوند. متأسفانه،فقط کیوبیت‌های دیگر نیستند که می‌توانند حالت‌های خود را با یک شیء نامشخص درهم‌تنیده کنند.همه چیز در محیط به عنوان نویز عمل می‌کند و ممکن است بر آن احتمال‌های حساس تأثیر بگذارد و زمینه‌ای برای خطاها ایجاد کند.بخشی از دلیل دشواری دانشمندان در پیاده‌سازی QEC این است که خود این فرآیند می‌تواند خطاهایی ایجاد کند.فضای اضافی که برای تصحیح خطا فراهم می‌شود،ممکن است کیوبیت را حتی بیشتر در معرض تداخل محیط اطراف قرار دهد. مانند بسیاری از آزمایش‌های فیزیک کوانتومی،این آزمایش در دماهای فوق‌العاده سرد انجام شد؛در این مورد صد برابر سردتر از فضای بیرونی.تنظیمات باید به دقت کنترل شود تا کیوبیت تا حد امکان محافظت شود.کیوبیت تصحیح‌شده خطا به مدت ۱.۸ میلی‌ثانیه دوام آورد؛فقط یک چشمک به نظر ما،اما مدت زمان چشمگیری برای یک کیوبیت در سطح کوانتومی است.اکنون تیم تحقیقاتی قادر خواهد بود این فرآیند را بیشتر بهبود بخشد. دوورِه می‌گوید: آزمایش ما نشان می‌دهد که تصحیح خطای کوانتومی یک ابزار عملی واقعی است.این فقط یک اثبات اصل نیست. در حالی که دانشمندان در توسعه کامپیوترهای کوانتومی پیشرفت‌های قابل توجهی داشته‌اند -و اکنون کامپیوترهای کوانتومی ابتدایی در حال استفاده هستند- هنوز راه زیادی باقی است تا پتانسیل کامل این فناوری محقق شود.کاهش نویز، بهبود پایداری و ارتقاء تصحیح خطا همه نقش مهمی در نزدیک‌تر شدن به کامپیوترهای کوانتومی عملی و در مقیاس کامل که همه بتوانند استفاده کنند،خواهند داشت. در این مورد،پیشرفت به دلیل چندین عامل مختلف بود،نه یک تغییر واحد.کد QEC در واقع مربوط به سال ۲۰۰۱ بود،اما بهبودهای آن و همچنین ارتقاء فرآیند ساخت مدار کوانتومی تفاوت ایجاد کرد. ولودیمیر سیواک،دانشمند پژوهشی در گوگل و پیش‌تر در دانشگاه ییل می‌گوید: هیچ پیشرفت واحدی وجود ندارد که این نتیجه را ممکن کرده باشد.در واقع ترکیبی از مجموعه‌ای از فناوری‌های مختلف است که در چند سال گذشته توسعه یافته‌اند و ما آن‌ها را در این آزمایش ترکیب کردیم.آزمایش ما فرضیه‌ای اساسی در محاسبات کوانتومی را تأیید می‌کند و این من را بسیار نسبت به آینده این حوزه هیجان‌زده می‌کند. پایان منبع: https://www.sciencealert.com/physicists-extend-qubit-lifespan-in-pivotal-validation-of-quantum-computing #مکانیک_کوانتومی #درهم_تنیدگی_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش نهم: فایده عملی و نظری: این آزمایش پیامدهایی برای درک مکانیک کوانتومی دارد.انواع دیگر اثرات مکانیک کوانتومی که در مقیاس ماکروسکوپی نشان داده می‌شوند،از قطعات کوچک فردی و خواص کوانتومی جداگانه آن‌ها تشکیل شده‌اند.اجزای میکروسکوپی سپس ترکیب می‌شوند تا پدیده‌های ماکروسکوپی مانند لیزرها،ابررساناها و مایعات ابرسیال را ایجاد کنند.با این حال،این آزمایش به جای آن،یک اثر ماکروسکوپی -یک ولتاژ قابل اندازه‌گیری- از حالتی که خود ماکروسکوپی است،به شکل تابع موج مشترک برای تعداد زیادی از ذرات ایجاد کرد. نظریه پردازانی مانند آنتونی لگت سیستم کوانتومی ماکروسکوپی برندگان جایزه را با آزمایش فکری مشهور اروین شرودینگر که شامل یک گربه در جعبه است مقایسه کرده‌اند،جایی که گربه هم زنده و هم مرده است اگر داخل جعبه را نگاه نکنیم.(اروین شرودینگر جایزه نوبل فیزیک ۱۹۳۳ را دریافت کرد.)هدف آزمایش فکری او نشان دادن پوچی این وضعیت بود،زیرا خواص ویژه مکانیک کوانتومی اغلب در مقیاس ماکروسکوپی از بین می‌روند.خواص کوانتومی یک گربه کامل را نمی‌توان در آزمایشگاه نشان داد. با این حال،لگت استدلال کرده است که سری آزمایش‌هایی که توسط جان کلارک،میشل دوورِه و جان مارتینیس انجام شده نشان می‌دهد پدیده‌هایی وجود دارند که شامل تعداد زیادی ذره هستند که با هم دقیقاً همانطور رفتار می‌کنند که مکانیک کوانتومی پیش‌بینی می‌کند.سیستم ماکروسکوپی که از جفت‌های کوپر تشکیل شده است هنوز چندین مرتبه کوچکتر از یک بچه گربه است؛اما چون آزمایش خواص مکانیک کوانتومی را که به کل سیستم اعمال می‌شود اندازه‌گیری می‌کند،برای یک فیزیکدان کوانتومی تا حد زیادی شبیه گربه خیالی شرودینگر است. این نوع حالت کوانتومی ماکروسکوپی پتانسیل جدیدی برای آزمایش‌ها با استفاده از پدیده‌هایی که دنیای میکروسکوپی ذرات را کنترل می‌کنند ارائه می‌دهد.می‌توان آن را به عنوان شکلی از اتم مصنوعی در مقیاس بزرگ در نظر گرفت؛اتمی با کابل‌ها و سوکت‌هایی که می‌توانند به آزمایش‌های جدید متصل شوند یا در فناوری کوانتومی جدید به کار روند.به عنوان مثال،اتم‌های مصنوعی برای شبیه‌سازی سیستم‌های کوانتومی دیگر و کمک به درک آن‌ها استفاده می‌شوند. مثال دیگر آزمایش کامپیوتر کوانتومی است که بعداً توسط مارتینیس انجام شد،که در آن دقیقاً از کوانتیزه شدن انرژی که او و دو برنده دیگر نشان داده بودند استفاده کرد.او از یک مدار با حالت‌های کوانتیزه به عنوان واحدهای حامل اطلاعات -یک بیت کوانتومی- استفاده کرد.پایین‌ترین حالت انرژی و اولین گام به بالا به ترتیب به عنوان صفر و یک عمل کردند.مدارهای ابررسانا یکی از تکنیک‌هایی هستند که در تلاش برای ساخت کامپیوتر کوانتومی آینده مورد بررسی قرار می‌گیرند. برندگان امسال بنابراین به هر دو فایده عملی در آزمایشگاه‌های فیزیک و ارائه اطلاعات جدید برای درک نظری دنیای فیزیکی ما کمک کرده‌اند. پایان منبع: https://phys.org/news/2025-10-nobel-prize-physics-scientists-discoveries.html #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش سوم: فرار مغزها: مانند بسیاری از برندگان جایزه نوبل،تحقیقات این سه نفر در ایالات متحده انجام شده است.کلارک در گفتگو با خبرنگاران در ایالات متحده در روز سه‌شنبه تأکید کرد که کاهش‌های عظیم بودجه برنامه‌های علمی که توسط رئیس‌جمهور دونالد ترامپ اعلام شده است،تحقیقات مهم را فلج خواهد کرد. او به خبرگزاری AFP گفت: اگر این روند ادامه یابد،فاجعه‌بار خواهد بود. مؤسسات بزرگ آمریکا معمولاً در جوایز علمی نوبل غالب هستند،که عمدتاً به دلیل سرمایه‌گذاری طولانی‌مدت آمریکا در علوم پایه و آزادی‌های دانشگاهی است. الئونور کرین،فیزیکدان کوانتومی در کالج کینگ لندن،به AFP گفت: اینکه میشل دوورِه به آمریکا رفت،نمونه‌ای از فرار مغزها است. اما در عین حال،کرین اشاره کرد که این روند هم‌اکنون با یک دولت جدید در حال بازگشت است.تلاش‌های ترامپ برای کاهش بودجه دانشگاه‌های تحقیقاتی نگرانی‌هایی را ایجاد کرده است که آمریکا ممکن است برتری علمی خود را از دست بدهد. جایزه فیزیک دومین جایزه نوبل فصل است،پس از جایزه پزشکی دوشنبه به یک گروه سه‌نفره آمریکایی-ژاپنی برای تحقیقات در سیستم ایمنی انسان.مری برانکو و فرد رمزدل از ایالات متحده و شیمون ساکاگوچی از ژاپن به خاطر شناسایی نگهبانان امنیتی ایمنی‌شناسی مورد تقدیر قرار گرفتند.برانکو همچنین روز سه‌شنبه به خبرنگاران تأکید کرد که بودجه فدرال برای ترویج و حمایت از علم چقدر مهم است. جایزه فیزیک پس از آن جایزه شیمی در روز چهارشنبه،جایزه ادبیات در روز پنج‌شنبه و جایزه صلح نوبل که بسیار مورد توجه است،در روز جمعه دنبال خواهد شد.جایزه اقتصاد فصل نوبل ۲۰۲۵ را در ۱۳ اکتبر به پایان می‌رساند.نوبل شامل یک دیپلم،یک مدال طلا و یک چک ۱.۲ میلیون دلاری است که در صورت وجود بیش از یک برنده در یک رشته،تقسیم می‌شود.برندگان ۲۰۲۵ جوایز خود را در مراسم رسمی در استکهلم و اسلو در ۱۰ دسامبر،سالگرد درگذشت دانشمند آلفرد نوبل در سال ۱۸۹۶ که این جوایز را در وصیت‌نامه‌اش ایجاد کرد،دریافت خواهند کرد. پایان منبع: https://www.sciencealert.com/quantum-tunneling-experiments-earn-team-the-nobel-prize-in-physics #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش هشتم: گروه تحقیقاتی کار خود را آغاز می‌کند: این موضوعات کاملاً با علاقه‌مندی‌های تحقیقاتی جان کلارک مطابقت داشتند.او استاد دانشگاه کالیفرنیا،برکلی در ایالات متحده بود، جایی که پس از اتمام مدرک دکتری خود در دانشگاه کمبریج انگلستان در سال ۱۹۶۸ به آنجا نقل مکان کرده بود.در دانشگاه برکلی،او گروه تحقیقاتی خود را تشکیل داد و در بررسی طیفی از پدیده‌ها با استفاده از ابررساناها و پیوند جوزفسون تخصص یافت. تا اواسط دهه ۱۹۸۰،میشل دوورِه به عنوان پژوهشگر پسادکتری به گروه تحقیقاتی جان کلارک پیوست،پس از دریافت دکترای خود در پاریس.این گروه همچنین شامل دانشجوی دکتری جان مارتینیس بود.آن‌ها با هم چالش نشان دادن تونل‌زنی کوانتومی ماکروسکوپی را پذیرفتند.مراقبت و دقت فراوانی برای محافظت از دستگاه آزمایشی در برابر هرگونه تداخل که می‌توانست بر آن تأثیر بگذارد،لازم بود.آن‌ها موفق شدند تمام ویژگی‌های مدار الکتریکی خود را به دقت اندازه‌گیری و اصلاح کنند و به این ترتیب آن را به طور دقیق درک کنند. برای اندازه‌گیری پدیده‌های کوانتومی،جریان ضعیفی به پیوند جوزفسون وارد کردند و ولتاژ را اندازه‌گیری کردند که به مقاومت الکتریکی مدار مرتبط است.ولتاژ روی پیوند جوزفسون در ابتدا صفر بود،همان‌طور که انتظار می‌رفت.این به این دلیل است که تابع موج سیستم در حالتی محصور شده است که اجازه ایجاد ولتاژ را نمی‌دهد.سپس آن‌ها مدت زمانی را که سیستم طول می‌کشد تا از این حالت تونل بزند و باعث ایجاد ولتاژ شود،مطالعه کردند.از آنجا که مکانیک کوانتومی شامل عنصر شانس است،آن‌ها اندازه‌گیری‌های متعددی انجام دادند و نتایج را به صورت نمودار رسم کردند که از آن می‌توانستند مدت زمان حالت صفر ولتاژ را بخوانند.این مشابه اندازه‌گیری نیمه‌عمر هسته‌های اتمی است که بر اساس آمار نمونه‌های متعدد واپاشی انجام می‌شود. تونل‌زنی نشان می‌دهد که جفت‌های کوپر در دستگاه آزمایشی،در رقص هماهنگ خود،مانند یک ذره عظیم واحد رفتار می‌کنند.پژوهشگران تأیید بیشتری دریافت کردند وقتی دیدند که سیستم دارای سطوح انرژی کوانتیده است.مکانیک کوانتومی به دلیل مشاهده اینکه انرژی در فرآیندهای میکروسکوپی به بسته‌های جداگانه‌ای به نام کوانتا تقسیم می‌شود،نام‌گذاری شده است.برندگان جایزه مایکروویوهایی با طول موج‌های مختلف را به حالت صفر ولتاژ وارد کردند.برخی از این امواج جذب شدند و سیستم به سطح انرژی بالاتری منتقل شد.این نشان داد که حالت صفر ولتاژ زمانی کوتاه‌تر دارد که سیستم انرژی بیشتری داشته باشد؛که دقیقاً همان چیزی است که مکانیک کوانتومی پیش‌بینی می‌کند.یک ذره میکروسکوپی که پشت یک مانع محبوس شده است،به همین صورت عمل می‌کند. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش دوم: شگفتی زندگی من: اوله اریکسون،رئیس کمیته نوبل فیزیک،در بیانیه‌ای گفت: این همچنین بسیار مفید است،زیرا مکانیک کوانتومی پایه و اساس تمام فناوری‌های دیجیتال است. کلارک،۸۳ ساله،استاد دانشگاه کالیفرنیا،برکلی است.دوورِه،۷۲ ساله،استاد دانشگاه کالیفرنیا،سانتا باربارا است و به عنوان استاد امریتوس در دانشگاه ییل نیز معرفی شده است.مارتینیس،متولد ۱۹۵۸،همچنین استاد دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا است. کلارک در گفت‌وگو با خبرنگاران از طریق تلفن در زمان اعلام جایزه درباره دریافت جایزه‌اش گفت: به طور ملایم بگویم،این شگفتی زندگی من بود. کلارک گفت دانشمندان بر فیزیک آزمایش‌های خود متمرکز بودند و در آن زمان متوجه کاربردهای عملی که می‌توانست دنبال شود،نشده بودند. کلارک گفت: قطعاً به هیچ وجه به ذهن ما خطور نکرده بود که این کشف چنین تأثیر قابل توجهی داشته باشد. وقتی درباره تأثیر کشفیاتشان بر زندگی روزمره پرسیده شد،کلارک اشاره کرد که از طریق تلفن همراه خود با مخاطبان صحبت می‌کند. کلارک گفت: یکی از دلایل اصلی کارکرد تلفن همراه،به خاطر تمام این کارها است. او در گفت‌وگو با خبرنگاران در روز سه‌شنبه تأکید کرد که چقدر بینش‌های همکارانش حیاتی و مهم بوده است: اگر آنها تمام تلاش‌های سخت خود را انجام نداده بودند،هرگز این جایزه را نمی‌گرفتیم. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش هفتم: تونل‌ها و گذرگاه‌ها: برای کمک به آن‌ها،برندگان جوایز مفاهیم و ابزارهای آزمایشی داشتند که طی دهه‌ها توسعه یافته بود.همراه با نظریه نسبیت،فیزیک کوانتومی پایه‌ای است برای آنچه که به فیزیک مدرن معروف شده است و پژوهشگران در قرن گذشته به بررسی آن پرداخته‌اند. توانایی تونل‌زنی ذرات منفرد به خوبی شناخته شده است.در سال ۱۹۲۸،فیزیکدان جورج گاموف متوجه شد که تونل‌زنی دلیل این است که برخی هسته‌های سنگین اتمی تمایل دارند به شکلی خاص واپاشی کنند.تعامل بین نیروهای موجود در هسته،مانعی اطراف آن ایجاد می‌کند که ذرات داخل آن را نگه می‌دارد.با این حال،با وجود این،گاهی یک بخش کوچک از هسته اتمی می‌تواند جدا شده،از مانع خارج شود و فرار کند و هسته‌ای که باقی می‌ماند به عنصر دیگری تبدیل می‌شود.بدون تونل‌زنی،این نوع واپاشی هسته‌ای نمی‌توانست رخ دهد. تونل‌زنی یک فرایند مکانیک کوانتومی است که به معنای نقش شانس در آن است.برخی انواع هسته‌های اتمی دارای مانعی بلند و پهن هستند،بنابراین ممکن است مدتی طول بکشد تا بخشی از هسته بیرون از آن ظاهر شود،در حالی که انواع دیگر راحت‌تر واپاشی می‌کنند.اگر فقط به یک اتم نگاه کنیم،نمی‌توانیم پیش‌بینی کنیم که این چه زمانی اتفاق می‌افتد،اما با مشاهده واپاشی تعداد زیادی هسته از یک نوع،می‌توانیم زمان مورد انتظار قبل از وقوع تونل‌زنی را اندازه‌گیری کنیم.رایج‌ترین روش توصیف این،مفهوم نیمه‌عمر است،که مدت زمانی است که طول می‌کشد تا نیمی از هسته‌های نمونه واپاشی کنند. فیزیکدانان به سرعت کنجکاو شدند که آیا امکان بررسی نوعی تونل‌زنی وجود دارد که بیش از یک ذره را درگیر کند.یکی از رویکردهای آزمایش‌های جدید از پدیده‌ای ناشی می‌شود که وقتی برخی مواد بسیار سرد می‌شوند،رخ می‌دهد. در یک ماده رسانای معمولی،جریان به این دلیل جریان دارد که الکترون‌هایی آزاد برای حرکت در سراسر ماده وجود دارند.در برخی مواد،الکترون‌های منفردی که از میان رسانا عبور می‌کنند ممکن است سازماندهی شوند و رقصی هماهنگ شکل دهند که بدون هیچ مقاومتی جریان می‌یابد.ماده به یک ابررسانا تبدیل شده و الکترون‌ها به صورت جفت‌هایی به هم پیوسته‌اند.این‌ها جفت‌های کوپر نامیده می‌شوند،به افتخار لئون کوپر که همراه با جان باردین و رابرت شرایفر،توصیف دقیقی از عملکرد ابررساناها ارائه دادند(جایزه نوبل فیزیک ۱۹۷۲). جفت‌های کوپر کاملاً متفاوت از الکترون‌های معمولی رفتار می‌کنند.الکترون‌ها بسیار مستقل هستند و دوست دارند از هم فاصله داشته باشند؛دو الکترون نمی‌توانند در یک مکان باشند اگر خواص یکسانی داشته باشند.این را می‌توان در یک اتم دید،جایی که الکترون‌ها به سطوح انرژی مختلف تقسیم می‌شوند که به آن‌ها پوسته گفته می‌شود.اما وقتی الکترون‌ها در یک ابررسانا به صورت جفت درمی‌آیند،کمی از فردیت خود را از دست می‌دهند؛در حالی که دو الکترون جدا همیشه متمایز هستند،دو جفت کوپر می‌توانند دقیقاً یکسان باشند.این بدان معناست که جفت‌های کوپر در یک ابررسانا می‌توانند به عنوان یک واحد واحد،یک سیستم مکانیک کوانتومی توصیف شوند.به زبان مکانیک کوانتومی،آن‌ها به صورت یک تابع موج واحد توصیف می‌شوند.این تابع موج احتمال مشاهده سیستم در یک حالت معین و با خواص معین را توصیف می‌کند. اگر دو ابررسانا با یک مانع عایق نازک به هم متصل شوند،یک پیوند جوزفسون ایجاد می‌شود.این قطعه به نام برایان جوزفسون نامگذاری شده است که محاسبات مکانیک کوانتومی برای این پیوند انجام داد.او کشف کرد که پدیده‌های جالبی زمانی رخ می‌دهند که توابع موج در هر طرف پیوند در نظر گرفته شوند (جایزه نوبل فیزیک ۱۹۷۳).پیوند جوزفسون به سرعت کاربردهایی پیدا کرد،از جمله در اندازه‌گیری‌های دقیق ثابت‌های فیزیکی بنیادی و میدان‌های مغناطیسی. این ساختار همچنین ابزارهایی برای بررسی اصول فیزیک کوانتومی به روشی جدید فراهم کرد.یکی از افرادی که این کار را انجام داد آنتونی لگت بود(جایزه نوبل فیزیک ۲۰۰۳)،که کار نظری او درباره تونل‌زنی کوانتومی ماکروسکوپی در پیوند جوزفسون الهام‌بخش آزمایش‌های جدید بود. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

‍ آزمایش‌های تونل‌زنی کوانتومی به تیم جایزه نوبل فیزیک را اهدا کرد: بخش اول: جان کلارک بریتانیایی،میشل دووره فرانسوی و جان مارتینیس آمریکایی روز سه‌شنبه به خاطر به کارگیری مکانیک کوانتومی و امکان توسعه انواع فناوری‌های دیجیتال از تلفن‌های همراه تا نسل جدیدی از کامپیوترها،جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. هیئت داوران نوبل اشاره کرد که کار آن‌ها فرصت‌هایی برای توسعه نسل بعدی فناوری کوانتومی،از جمله رمزنگاری کوانتومی،کامپیوترهای کوانتومی و حسگرهای کوانتومی فراهم کرده است. مکانیک کوانتومی توصیف می‌کند که چگونه چیزها در مقیاس‌های بسیار کوچک به طور متفاوتی عمل می‌کنند. برای مثال،وقتی یک توپ معمولی به دیوار برخورد می‌کند،بازمی‌گردد.اما در مقیاس کوانتومی،یک ذره در واقع از دیواری مشابه عبور می‌کند، پدیده‌ای که تونل‌زنی نامیده می‌شود. اولف دانیلسون،دبیر کمیته فیزیک نوبل و استاد فیزیک نظری در دانشگاه اوپسالا،به خبرگزاری AFP گفت: آنچه این دانشمندان توانستند انجام دهند اساساً همین کار بود،اما روی یک مدار الکتریکی. در آزمایش‌هایی که در دهه ۱۹۸۰ انجام شد،دانشمندان نشان دادند که تونل‌زنی کوانتومی می‌تواند در مقیاس ماکروسکوپی -شامل چندین ذره- با استفاده از ابررساناها نیز مشاهده شود. این جایزه به آزمایشی اهدا می‌شود که مقیاس را به مقیاس ماکروسکوپی می‌آورد،مقیاس‌هایی که ما می‌توانیم از طریق استانداردهای انسانی درک و اندازه‌گیری کنیم. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش ششم: خواص کوانتومی در مقیاس انسانی: برندگان جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۵،جان کلارک،میشل اچ. دوورِه و جان ام.مارتینیس،با استفاده از مجموعه‌ای از آزمایش‌ها نشان دادند که ویژگی‌های عجیب دنیای کوانتومی می‌تواند در سیستمی به اندازه‌ای بزرگ باشد که در دست گرفته شود،ملموس گردد.سیستم الکتریکی ابررسانای آن‌ها می‌توانست از یک حالت به حالت دیگر تونل بزند،گویی که مستقیماً از دیوار عبور می‌کند.آن‌ها همچنین نشان دادند که سیستم انرژی را به صورت دوزهای با اندازه‌های مشخص جذب و منتشر می‌کند،درست همان‌طور که مکانیک کوانتومی پیش‌بینی کرده است. یک سری آزمایش‌های پیشگامانه: مکانیک کوانتومی ویژگی‌هایی را توصیف می‌کند که در مقیاسی اهمیت دارند که شامل ذرات منفرد است.در فیزیک کوانتومی،این پدیده‌ها میکروسکوپی نامیده می‌شوند،حتی زمانی که بسیار کوچکتر از آن هستند که با میکروسکوپ نوری دیده شوند.این در تضاد با پدیده‌های ماکروسکوپی است که از تعداد زیادی ذره تشکیل شده‌اند.به عنوان مثال،یک توپ روزمره از مقدار نجومی مولکول‌ها ساخته شده و هیچ اثر مکانیک کوانتومی را نشان نمی‌دهد.ما می‌دانیم که توپ هر بار که به دیوار پرتاب شود،بازمی‌گردد.اما یک ذره منفرد گاهی اوقات از مانعی معادل در دنیای میکروسکوپی خود عبور می‌کند و در طرف دیگر ظاهر می‌شود.این پدیده مکانیک کوانتومی تونل‌زنی نامیده می‌شود. جایزه نوبل فیزیک امسال آزمایش‌هایی را به رسمیت می‌شناسد که نشان دادند چگونه تونل‌زنی کوانتومی می‌تواند در مقیاس ماکروسکوپی،شامل تعداد زیادی ذره،مشاهده شود.در سال‌های ۱۹۸۴ و ۱۹۸۵،جان کلارک،میشل دوورِه و جان مارتینیس مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را در دانشگاه کالیفرنیا،برکلی انجام دادند.آن‌ها یک مدار الکتریکی با دو ابررسانا ساختند،اجزایی که می‌توانند جریان را بدون هیچ مقاومتی هدایت کنند.آن‌ها این دو را با یک لایه نازک از ماده‌ای که هیچ جریانی را هدایت نمی‌کرد،جدا کردند.در این آزمایش،آن‌ها نشان دادند که می‌توانند پدیده‌ای را کنترل و بررسی کنند که در آن تمام ذرات باردار در ابررسانا به صورت هماهنگ رفتار می‌کنند،گویی که یک ذره منفرد است که کل مدار را پر کرده است. این سیستم شبیه ذره در حالتی گرفتار شده است که جریان بدون هیچ ولتاژی جریان دارد؛حالی که انرژی کافی برای فرار ندارد.در آزمایش،سیستم با استفاده از تونل‌زنی برای فرار از حالت بدون ولتاژ،که ولتاژ الکتریکی تولید می‌کند،ویژگی کوانتومی خود را نشان می‌دهد.برندگان جایزه همچنین توانستند نشان دهند که سیستم کوانتیده است،به این معنی که فقط انرژی را در مقادیر مشخص جذب یا منتشر می‌کند. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

بخش چهارم: این مشاهدات همچنین برای آزمایش یک ایده بنیادی که توسط استیفن هاوکینگ مطرح شده بود،به نام قضیه مساحت هاوکینگ،استفاده شدند.این قضیه بیان می‌کند که اندازه افق رویداد یک سیاه‌چاله -خطی که پس از آن هیچ چیز،حتی نور، نمی‌تواند بازگردد- تنها می‌تواند افزایش یابد.آزمایش اینکه آیا این قضیه صدق می‌کند نیازمند اندازه‌گیری‌های استثنایی از سیاه‌چاله‌ها قبل و بعد از ادغام آن‌ها است. پس از اولین شناسایی ادغام سیاه‌چاله‌ها در سال ۲۰۱۵،هاوکینگ تعجب کرد که آیا امضای ادغام می‌تواند برای تأیید قضیه‌اش استفاده شود یا خیر.در آن زمان،هیچ‌کس فکر نمی‌کرد این امکان‌پذیر باشد.تا سال ۲۰۱۹،یک سال پس از مرگ هاوکینگ،روش‌ها به اندازه‌ای بهبود یافته بودند که اولین تأیید موقتی با استفاده از تکنیک‌هایی که توسط ایزی،فار و همکاران توسعه یافته بود،به دست آمد.با وضوحی چهار برابر بهتر،داده‌های جدید به دانشمندان اطمینان بیشتری می‌دهد که قضیه هاوکینگ درست است. با تأیید قضیه هاوکینگ،نتایج همچنین به ارتباطاتی با قانون دوم ترمودینامیک اشاره دارند.این قانون بیان می‌کند که خاصیتی که بی‌نظمی یک سیستم را اندازه‌گیری می‌کند،که به آن آنتروپی گفته می‌شود،باید افزایش یابد یا حداقل در طول زمان ثابت بماند.درک ترمودینامیک سیاه‌چاله‌ها می‌تواند به پیشرفت در زمینه‌های دیگر فیزیک،از جمله گرانش کوانتومی که هدفش ادغام نسبیت عام با فیزیک کوانتومی است،منجر شود. ایزی میگوید: واقعاً عمیق است که اندازه افق رویداد یک سیاه‌چاله مانند آنتروپی رفتار می‌کند،این پیامدهای نظری بسیار عمیقی دارد و به این معناست که برخی جنبه‌های سیاه‌چاله‌ها می‌توانند برای بررسی ریاضیاتی طبیعت واقعی فضا و زمان استفاده شوند. بسیاری گمان می‌کنند که شناسایی‌های آینده ادغام سیاه‌چاله‌ها فقط اطلاعات بیشتری درباره ماهیت این اجرام آشکار خواهد کرد.در دهه آینده،انتظار می‌رود آشکارسازها ۱۰ برابر حساس‌تر از امروز شوند که امکان آزمایش‌های دقیق‌تر ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها را فراهم می‌کند. فار که همچنین استاد دانشگاه استونی بروک است،می‌گوید: شنیدن صداهای منتشر شده از این سیاه‌چاله‌ها بهترین امید ما برای یادگیری درباره ویژگی‌های فضا-زمان‌های شدید تولید شده توسط آن‌ها است،و با ساختن آشکارسازهای امواج گرانشی بیشتر و بهتر،دقت همچنان بهبود خواهد یافت. ایزی میگوید: برای مدت طولانی،این حوزه صرفاً حدس و گمان‌های ریاضی و نظری بود،اما اکنون در موقعیتی هستیم که واقعاً این فرآیندهای شگفت‌انگیز را در عمل می‌بینیم،که نشان‌دهنده پیشرفت زیادی است که در این حوزه حاصل شده و همچنان ادامه خواهد داشت. پایان منبع: https://phys.org/news/2025-09-black-hole-einstein-hawking.html #اختر_فیزیک #امواج_گرانشی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش پنجم: اعلامیه کمیته نوبل: آکادمی سلطنتی علوم سوئد تصمیم گرفته است جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۵ را به جان کلارک،دانشگاه کالیفرنیا،برکلی،ایالات متحده میشل اچ.دوورِه،دانشگاه ییل،نیو هیون،کنتیکت و دانشگاه کالیفرنیا،سانتا باربارا،ایالات متحده جان ام.مارتینیس،دانشگاه کالیفرنیا،سانتا باربارا،ایالات متحده برای کشف تونل‌زنی کوانتومی ماکروسکوپی و کوانتش انرژی در یک مدار الکتریکی آزمایش‌های آن‌ها روی یک تراشه،فیزیک کوانتومی را در عمل نشان داد: یکی از سوالات مهم در فیزیک،حداکثر اندازه سیستمی است که می‌تواند اثرات مکانیک کوانتومی را نشان دهد.برندگان جایزه نوبل امسال آزمایش‌هایی با یک مدار الکتریکی انجام دادند که در آن تونل‌زنی مکانیک کوانتومی و سطوح انرژی کوانتیده را در سیستمی به اندازه‌ای بزرگ که بتوان آن را در دست گرفت،نشان دادند. مکانیک کوانتومی به ذره اجازه می‌دهد که مستقیماً از یک مانع عبور کند،فرآیندی که تونل‌زنی نامیده می‌شود.به محض اینکه تعداد زیادی ذره درگیر شوند،اثرات مکانیک کوانتومی معمولاً بی‌اهمیت می‌شوند.آزمایش‌های برندگان نشان داد که خواص مکانیک کوانتومی می‌توانند در مقیاس ماکروسکوپی ملموس شوند. در سال‌های ۱۹۸۴ و ۱۹۸۵،جان کلارک،میشل اچ.دوورِه و جان ام.مارتینیس مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را با یک مدار الکترونیکی ساخته شده از ابررساناها انجام دادند،اجزایی که می‌توانند جریان را بدون مقاومت الکتریکی هدایت کنند.در این مدار،اجزای ابررسانا توسط یک لایه نازک از ماده غیر هادی جدا شده بودند،ساختاری که به آن پیوند جوزفسون گفته می‌شود.با بهبود و اندازه‌گیری تمام ویژگی‌های مختلف مدارشان،آن‌ها توانستند پدیده‌هایی را که هنگام عبور جریان از آن رخ می‌داد کنترل و بررسی کنند.ذرات باردار در حال حرکت در ابررسانا،سیستمی را تشکیل می‌دادند که رفتار آن مانند یک ذره واحد بود که کل مدار را پر کرده است. این سیستم ذره‌مانند ماکروسکوپی در ابتدا در حالتی است که جریان بدون هیچ ولتاژی جریان دارد.سیستم در این حالت گرفتار است،گویی پشت یک مانع است که نمی‌تواند از آن عبور کند.در آزمایش،سیستم با عبور از حالت صفر ولتاژ از طریق تونل‌زنی،ویژگی کوانتومی خود را نشان می‌دهد.حالت تغییر یافته سیستم از طریق ظاهر شدن ولتاژ تشخیص داده می‌شود.برندگان همچنین توانستند نشان دهند که سیستم به روشی که مکانیک کوانتومی پیش‌بینی کرده رفتار می‌کند؛یعنی کوانتیده است، به این معنی که فقط مقادیر خاصی از انرژی را جذب یا منتشر می‌کند. اوله اریکسون،رئیس کمیته نوبل فیزیک گفت: شگفت‌انگیز است که بتوانیم جشن بگیریم که مکانیک کوانتومی صد ساله همچنان شگفتی‌های جدیدی ارائه می‌دهد.همچنین بسیار مفید است،زیرا مکانیک کوانتومی پایه تمام فناوری‌های دیجیتال است. ترانزیستورهای موجود در ریزتراشه‌های کامپیوتری نمونه‌ای از فناوری کوانتومی تثبیت شده‌ای هستند که ما را احاطه کرده‌اند.جایزه نوبل فیزیک امسال فرصت‌هایی برای توسعه نسل بعدی فناوری کوانتومی،از جمله رمزنگاری کوانتومی،کامپیوترهای کوانتومی و حسگرهای کوانتومی فراهم کرده است. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

‍ بخش سوم: قبلاً،بازتاب‌های نهایی به سختی قابل ثبت بودند،زیرا در آن زمان، صدای زنگ‌مانند سیاه‌چاله بسیار ضعیف بود.در نتیجه،دانشمندان نمی‌توانستند صدای زنگ برخورد را از صدای زنگ خود سیاه‌چاله نهایی جدا کنند. در سال ۲۰۲۱،ایزی رهبری مطالعه‌ای را بر عهده داشت که روشی پیشرفته را نشان می‌داد که او،فار و دیگران توسعه داده بودند تا فرکانس‌های خاص یا تن‌ها را با استفاده از داده‌های ادغام سیاه‌چاله ۲۰۱۵ جدا کنند.این روش قدرتمند بود،اما اندازه‌گیری‌های ۲۰۱۵ به اندازه کافی واضح نبودند تا پیش‌بینی‌های کلیدی درباره سیاه‌چاله‌ها را تأیید کنند. با اندازه‌گیری‌های جدید و دقیق‌تر،ایزی و همکارانش اطمینان بیشتری داشتند که سیگنال چند میلی‌ثانیه‌ای سیاه‌چاله نهایی و تثبیت‌شده را با موفقیت جدا کرده‌اند.این امکان را فراهم کرد تا آزمایش‌های واضح‌تری درباره ماهیت سیاه‌چاله‌ها انجام شود. ایزی می‌گوید: ده میلی‌ثانیه زمان بسیار کوتاهی به نظر می‌رسد،اما ابزارهای ما اکنون آنقدر بهتر شده‌اند که این زمان برای تحلیل دقیق صدای زنگ سیاه‌چاله نهایی کافی است.با این کشف جدید،ما نمایی بسیار دقیق از سیگنال قبل و بعد از ادغام سیاه‌چاله داریم. مشاهدات جدید به دانشمندان اجازه داد تا یک فرضیه کلیدی که دهه‌ها پیش مطرح شده بود را آزمایش کنند که سیاه‌چاله‌ها اساساً اشیاء ساده‌ای هستند. در سال ۱۹۶۳،فیزیکدان روی کر با استفاده از نسبیت عام اینشتین،سیاه‌چاله‌ها را با یک معادله ریاضی توصیف کرد. این معادله نشان داد که سیاه‌چاله‌های اخترفیزیکی را می‌توان تنها با دو ویژگی توصیف کرد:چرخش و جرم.با داده‌های جدید و با کیفیت بالاتر،دانشمندان توانستند فرکانس و مدت زمان صدای زنگ سیاه‌چاله ادغام‌شده را دقیق‌تر از همیشه اندازه‌گیری کنند.این به آن‌ها اجازه داد تا ببینند که واقعاً سیاه‌چاله ادغام‌شده یک جسم ساده است که تنها با جرم و چرخش آن توصیف می‌شود. تشریح تصویر زیر: یک لحن ثانویه گذرا در سیگنال امواج گرانشی اخیر شناسایی شد که فرصتی نادر برای آزمایش راه‌حل کر،که یک سیاه‌چاله چرخان را تنها با جرم و چرخش توصیف می‌کند،فراهم می‌کند.هیجان‌انگیز است که مقادیر جرم و چرخش این لحن اضافی با مقادیر لحن اصلی مطابقت داشتند.اگر متفاوت بودند،به این معنا بود که ویژگی‌های اضافی برای توصیف یک سیاه‌چاله لازم است،اما تطابق آن‌ها تأیید می‌کند که -حداقل برای این سیاه‌چاله- جزئیات دیگری نیاز نیست. #اختر_فیزیک #امواج_گرانشی #فضازمان @Einstein_astronomy

‍ بخش چهارم: واکنش برندگان: کلارک به خبرگزاری آسوشیتدپرس گفت که از شنیدن خبر شوکه و تحت تأثیر قرار گرفته است.دخترش صبح زود تماس گرفت تا به او بابت پیروزی تبریک بگوید و او گفت که صدها ایمیل در صندوق ورودی‌اش دارد. کلارک به آسوشیتدپرس گفت: هرگز به ذهنم خطور نکرده بود که جایزه نوبل را ببرم.به طور ملایم بگویم،این بزرگ‌ترین شگفتی زندگی من بود. تاریخچه و دیگر برندگان نوبل ۲۰۲۵: این صد و نوزدهمین بار است که این جایزه اهدا می‌شود.سال گذشته،پیشگامان هوش مصنوعی جان هاپفیلد و جفری هینتون جایزه فیزیک را برای کمک به ایجاد بلوک‌های سازنده یادگیری ماشین دریافت کردند. روز دوشنبه،مری ای. برانکو،فرد رمزدل و دکتر شیمون ساکاگوچی جایزه نوبل پزشکی را برای کشفاتی درباره چگونگی تشخیص سیستم ایمنی برای حمله به میکروب‌ها و نه بدن ما دریافت کردند. اعلام برندگان نوبل با جایزه شیمی در روز چهارشنبه و ادبیات در روز پنج‌شنبه ادامه خواهد داشت.جایزه صلح نوبل روز جمعه و جایزه یادبود نوبل در اقتصاد در ۱۳ اکتبر اعلام می‌شود. مراسم اهدای جوایز در ۱۰ دسامبر،سالگرد مرگ آلفرد نوبل،صنعتگر ثروتمند سوئدی و مخترع دینامیت که این جوایز را تأسیس کرد،برگزار خواهد شد.این جوایز دارای اعتبار بی‌قیمت و جایزه نقدی ۱۱ میلیون کرون سوئد(نزدیک به ۱.۲ میلیون دلار)هستند. تشریح تصویر زیر: جان مارتینیس پس از برنده شدن جایزه نوبل فیزیک برای کارش در زمینه تونل‌زنی کوانتومی،در اتاق نشیمن خود ایستاده است،سه‌شنبه،۷ اکتبر ۲۰۲۵،در سانتا باربارا،کالیفرنیا. #جایزه_نوبل #تونل_زنی_کوانتومی #مکانیک_کوانتومی @Einstein_astronomy

‍ بخش دوم: دانشمندان می‌توانند امواج گرانشی را با ابزارهای ویژه در رصدخانه‌هایی مانند LIGO در ایالات متحده،Virgo در ایتالیا و KAGRA در ژاپن شناسایی کنند.این ابزارها به دقت مدت زمانی را که یک لیزر برای طی کردن یک مسیر مشخص صرف می‌کند،اندازه‌گیری می‌کنند. از آنجا که امواج گرانشی فضا-زمان را کشیده و فشرده می‌کنند،طول ابزار و در نتیجه زمان سفر نور به طور جزئی تغییر می‌کند.با اندازه‌گیری این تغییرات کوچک با دقت بالا،دانشمندان می‌توانند از آن‌ها برای تعیین ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها استفاده کنند. امواج گرانشی تازه گزارش شده ناشی از ادغامی بودند که یک سیاه‌چاله با جرم ۶۳ برابر خورشید و با سرعت چرخش ۱۰۰ دور در ثانیه را تشکیل داد.این یافته‌ها ۱۰ سال پس از اولین شناسایی ادغام سیاه‌چاله توسط LIGO منتشر شده‌اند.از آن کشف مهم،بهبود در تجهیزات و تکنیک‌ها به دانشمندان امکان داده است تا نگاه بسیار واضح‌تری به این رویدادهای لرزاننده فضا داشته باشند. ایزی می‌گوید: جفت جدید سیاه‌چاله‌ها تقریباً دوقلوهای شناسایی تاریخی اول در سال ۲۰۱۵ هستند،اما ابزارها بسیار بهتر شده‌اند،بنابراین ما قادر هستیم سیگنال را به روش‌هایی تحلیل کنیم که ۱۰ سال پیش ممکن نبود. با این سیگنال‌های جدید، ایزی و همکارانش نگاه کاملی به برخورد از لحظه‌ای که سیاه‌چاله‌ها برای اولین بار به هم برخورد کردند تا آخرین ارتعاشات زمانی که سیاه‌چاله ادغام شده به حالت جدید خود رسید،داشتند،که این فقط چند میلی‌ثانیه پس از اولین تماس اتفاق افتاد. تشریح تصویر زیر: یک اینفوگرافیک که بینش‌های جدید درباره ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها را توضیح می‌دهد. #اختر_فیزیک #امواج_گرانشی #فضازمان @Einstein_astronomy