گالری گل(4)

برای مشاهده بیشتر بر روی "ادامه مطلب" کلیک کنید:

درباره متا فیزیک

 آنچه که انسان را به متا فیزیک جذب می کند این است که خلاف اصول حاکم بر طبیعت رفتار می شود. یعنی پدیده ای اتفاق می افتد که با قوانین حاکم بر جهان مادی نمی توان آن را توصیف کرد. برای مثال آتش دست ما را می سوزاند. ولی دیده شده است که افراد خاصی می توانند آتش را در دست بگیرند و یا از روی آن عبور  کنند. خوب اتفاق این پدیده با اصول ترمودینامیک مغایرت دارد. چگونه ممکن است؟
شاید بتوان گفت که بشر برای توصیف پدیده های جهان از روشی خاص استفاده کرده است: ریاضیات، که بر گذاره های منطقی استوار است. اما خود این گذاره ها بر اساس تفکرات و خرد بشر بیان می شود. شاید انسان ها تمام موضوعات و تمام گذاره ها  را در نظر نگرفته باشند. به هر حال بشر محدودیت دارد. این محدودیت باعث ناکامل بودن روش انسان برای توصیف قوانین حاکم بر جهان  می شود. در حال حاضر این قوانین می توانند آینده پدیده ها را پیش بینی کنند ولی به نظر می رسد که ناکامل هستند. در برخی موارد نقاط کور دارند.
از طرفی دیگر باید توجه داشت که برای بیان یک پدیده از راه های گوناگونی می توان استفاده کرد که بشر تنها یک راه را انتخاب کرده است. شاید روش های دیگری نیز باشند که بتوانند جهان پیرامون ما را کاملتر توصیف کنند. همانطور که معلوم شد مکانیک نیوتونی حالتی خاص از نسبیت می باشد و ناکامل است، شاید بتوان این نظر را به کل قوانین نیز تعمیم داد. به نظر می رسد افرادی خاص از راهی استفاده می کنند که می توانند در جهان ما اعمالی بر خلاف عادت انجام دهند. پس به نظر می رسد علت این که نمی توان پدیده های متا فیزیک را توصیف کرد ناکمل بودن بنای روش انسان برای توصیف عالم می باشد.
شاید نظریه ای وجود داشته باشد که با آن  علاوه بر اینکه بتوان پدیده های این جهان را توصیف کرد، بتوان پدیده هایی را خلق کرد که تا کنون ذهن بشر در مورد آن بررسی ای انجام نداده باشد. کسانی که دست به انجام اعمال متا فیزیکی می زنند به طور حسی و شاید هم شهودی مسیر انجام اینگونه اعمال را در یافته اند.
دلیل دیگری که می توان برای رخداد متا فیزیک گفت این است که: اگر توجه کرده باشد در تمام این پدید ه ها انسان نقش دارد. یعنی انسان است که یک کار خارق العاده انجام می دهد. بنابراین شاید انسان هنوز از تمام امکانات خودش سود نبرده است. به نظر می رسد انسان طوری قدرت دارد که در قوانین طبیعت دخل و تصرف انجام دهد. حالا سوال اساسی که بشر را به خودش مشغول کرده این است که آیا می توان این دخل و صرف را به صورت ریاضی وار نوشت؟ آیا می توان مثلا به فرمول های جهان طبیعت پارامترهای دیگری اضافه کرد که بتوانند پدیده های متا فیزیکی را هم توصیف کنند؟ این همان سوال تاریخی بشر در مورد متا فیزیک است. که ادامه بحث ما در این باره خواهد بود.

 

به کارگيري الگوريتم هاي مونت کارلو در بررسي سيستم هاي فيزيکي

به کارگيري الگوريتم هاي مونت کارلو در بررسي سيستم هاي فيزيکي

خوب، قالبا از اين الگوريتم ها براي نوشتن برنامه هاي کامپوتري جهت شبيه سازي سيستم هاي فيزيکي استفاده مي گردد. بنابراين شناخت کارکرد دقيق سيستم فيزيکي اهميت بالايي دارد. مونت کارلو الگوريتم هاي بسياري دارد. اما روند کلي در تمام آنها تقريبا يکسان است.
بگذاريد يک مثال بزنيم. فرض کنيد يک جعبه داريم که از اتم هاي يک گاز تشکيل شده است. از مکانيک آماري مي دانيم که اگر به چنين سيستمي انرژي بدهيم انرژي جنبشي اتم هاي گاز بالا رفته و دماي جعبه بيشتر مي شود. هم چنين برعکس ، اگر جعبه در ابتداء دمايي داشته باشد و سپس با يک منبع در تماس باشد که بتواند گرما را از جعبه بگيرد، دماي جعبه پس از مدتي دما کم شده و به اصطلاح سيستم بعد از مدتي به کمينه انرژي ممکن مي رسد.
هم چنين مي دانيم چنين سيستمي داراي حالتهاي بسيار زيادي است مخصوصا اگر هر اتم سه درجه آزادي داشته باشد. خوب حالا فرض کنيد بخواهيم کل حالتهاي اين جعبه يا سيستم را مرتب کنيم. يعني اگر ممکن باشد که از هر حالت يا آنسامبل عکسي گرفته باشيم، حالا مي خواهيم تمام اين عکس ها را مرتب کنيم . حالت ها بر چه اساسي بايد مرتب شوند؟ معلومه، بر اساس انرژي. هر حالت انرژي مخصوص به خودش را دارد، پس اگر سيستم بعد از مدتي دمايش را از دست دهد و انرژي کل سيستم کم شود، آنگاه مي توانيم کل حالت ها را از حالتي که بيشترين انرژي را دارد تا حالتي که کمترين انرژي را دارد مرتب کنيم.
خوب فکر مي کنيد چند تا عکس (حالت ، آنسامبل) داشته باشيم؟ معلومه خيلي زياد. اصلا نميشه مرتبشون کرد. خيلي زمان مي گيره. خوب حالا چي کار کنيم.؟!
جواب اين هست که ما براي بررسي اين سيستم لازم نيست که همه حالت ها (عکس  ها ) رو بررسي کنيم. مي توانيم روي تعداد محدودي کار کنيم. مانند سرشماري و راگيري در يک کشور. قرار نيست تمام مردم در يک راي گيري شرکت کنند. بلکه به نمونه گيري آماري اکتفاء مي کنيم و نتيجه اي که از اين نمونه گيري بدست مي آيد را به تمام جمعيت نسبت مي دهيم. الگوريتم هاي مونت کارلو هم همين کار را در سيستم هاي فيزيکي که تعداد حالته ها يا تعداد ذرات بالا هستند، انجام مي دهند.
حالا ببينيم مونت کارلو چي کار مي کنه: اول يک حالت از کل حالت هاي موجود در سيستم را به صورت تصادفي انتخاب مي کنيم. بعد بايد ببينيم اين حالت به چه حالت هاي ديگري مي تواند تغيير پيدا کند. مثلا براي يک اتم در يک جعبه، به ازاي هر تغيير در مکان اين اتم و يا انرژي آن ، حالت کل سيستم هم عوض مي شود. بايد ببينيم اين اتم چه حالت هاي ديگري مي تواند داشته باشد.( اين قسمت اساس کار شما مي باشد و به درک دست و صحيح و قوي شما از سيستم فيزيکي دارد). آنگاه با توليد يک عدد تصادفي بين صفر و يک  و رابطه رياضي که بايد شما آن را از مقاله ها پيدا کنيد، يکي از اين حالت هاي ممکن به صورت کاملا تصادفي انتخاب مي شود. مثلا اگر يک حالت ممکن داشته باشيم بايد از روابط رياضي مربوط به الگوريتم متروپليس استفاده کنيد. اگر تعدا حالت هاي ممکن از يکي بيشتر باشد بايد از روابط رياضي مربوط به الگوريتم مونت کارلو جنبشي استفاده کنيد.
بعد از انتخاب حالت نهايي، سيستم را به اين حالت تغيير مي دهيم. سپس دوباره از اين حالت به عنوان حالت اوليه استفاده کرده و مراحل قبلي را تکار مي کنيم.

پس دقت کنيد. کار اصلي به عهده شماست. شما بايد تشخيص بدهيد که بر اساس فيزيک مسئله چه اتفاقي قرار است بيفتد. سپس به دنبال نوشتن الگوريتم آن برويد.
اميدوارم مفيد بوده باشد.

 

شنل نامرئي و ابر لنزها نتايج تحقيقات در زمينه transformation optics

۱۷ اکتبر  ۲۰۰۸

شنل نامرئي و ابر لنزها نتايج تحقيقات در زمينه transformation optics

transformation optics راهي جديد براي کنترل نور در فواصلي از ابعاد ماکرو تا ابعاد نانو مي باشد و نشان دهنده الگويي جديد از شناخت نور است. امروزه تکنولوژي نور داراي محدوديت هايي است، زيرا ابزار و مولفه هايي که براي کنترل نور لازم هستند از طول موج نور بزرگتر هستند. transformation optics از اين محدوديت عبور مي کند. اين جهش بوسيله نوع جديدي از مواد موسوم به "metamaterials"صورت مي گيرد که قادرند نور را در ابعادي که شامل نانو نيز مي شود هدايت و کنترل کنند.
metamaterials موادي هستند که بوسيله اتم هاي مصنوعي "meta-atoms" ساخته و طراحي مي شوند که اندازه آنها از اندازه طول موج نور خودشان کوچکتر مي باشد. يکي از کاربرد هاي اين تکنولوژي ساخت يک شنل يا رداي مغناطيسي است که مي تواند نور را در اطراف خود دچار خمش کند. مانند شار آب در اطراف يک سنگ. اين فرآين باعث نامرئي شدن شنل و اجسامي که در پشت آن قرار دارند مي شود.
روابط رياضي براي transformation optics  شبيه رياضياتي است که برايي نظريه نسبيت عام اينيشتين به کار رفته است. نظريه اي که بيان مي کند گرانش چگونه فضا- زمان را دچار خمش مي کند. از آنجاييکه نسبيت طبيعت انحنا دار فضا و زمان را ثابت مي کند، ما نيز قادريم فضا را  براي نور دچار انحناء کنيم. با استفاده از اين تکنولوژي با انحنا دادن به نور در اطراف يک جسم ، جسم نامرئي مي شود و همچنين به صورت معکوس مي توان با  متمرکز کردن نور در يک منطقه، از انرژي خورشيدي استفاده نمود.
از metamaterials  براي غلبه بر موانعي که در صنعت نيمه رساناها وجود دارد نيز مي توان استفاده کرد. ساخت چيپ هاي سريعتر براي کامپوترها مشکل تر شده است. زيرا تکنولوژي به مرزهاي محدوديت خود رسيده است. با اين مواد مي توان کامپيوترهايي ساخت که به جاي سيگنال الکتريکي با نور کار مي کنند و هزاران بار از رايانه هاي امروزي سريعتر هستند.
 با استفاده از  transformation optics  مي توان لنزهاي ويژه اي "hyperlens " ساخت به طوري که با استفاده از آنها قدرت تفکيک نمايي و بزرگنمايي ميکروسکوپ هاي معولي ده ها برابر شود.
نتايج تحقيقات در اين زمينه در مجله  Science در 17 اکتبر به چاپ رسيده است.

 

These are graphical representations of numerical simulations depicting four potential applications of a new field called transformation optics. Clockwise from top left are: a design for optical cloaking; a light "concentrator" for sensors and solar collectors; a "planar hyperlens" and "impedence-matched hyperlens" for applications including microscopes.

برای مطالعه بیشتر به مرجع زیر مراجعه فرمایید:

sciencedaily.com

من متقاضي شرکت در دوره کارشناسي ارشد فيزيک هستم. گرايش اتمي - مولکولي

من متقاضي شرکت در دوره کارشناسي ارشد فيزيک هستم. گرايش اتمي - مولکولي

خوب اول بايد درباره اين دوره آشنايي مقدماتي را کسب کرد. دروه کارشناسي ارشد فيزيک شامل 5 ترم مي باشد .خوب. به اشتباه ممکن است گمان شود که اين گرايش با ساخت بمب اتمي ارتباط مستقيمي دارد. ولي تصور اشتباهي است. مباحث اين گرايش درباره اپتيک - ليزر- پلاسما  و يا فوتونيک مي باشد. غير از درسهاي عمومي براي دروه کارشناسي ارشد فيزيک، دانشجويان اين گرايش  معمولا درس اپتيک پيشرفته که درباره اپتيک فوريه مي باشد را مي گذرانند. در اين درس بيشتر به مباحث طيف سنجي اپتيکي و فريزهاي اپتيکي و ماره ها و يا در سطح بالاتر هولوگرافي پرداخته مي شود.
حتي ممکن است که از اپتيک غير خطي نيز مباحثي بيان شود. به هر حال تمام اين مباحث داراي رياضيات سطح بالايي هستند و ممکن است که در وسط کار سختي برخي از آنها باعث بي حوصلگي شما شود. ولي در کل مباحث اپتيکي جزو جالبترين هاي فيزيک هستند. همچنين درسي به عنوان اپتيک کوانتومي نيز ممکن است ارائه شود که بستگي به داشتن اساتيدي در اين زمينه مي باشد. اپتيک کوانتومي مبحث جديد و نويي در اين گرايش مي باشد. اطلاعات کوانتومي و ذخيره اطلاعات به صورت کوانتومي (quantum information) نيز از مباحث اين گرايش مي تواند باشد. درس ديگري که حتما ارائه مي شود، ليزر پيشرفته  و اسپکتروسکوپي ليزري  است.
شما بايد حتما در دوره ليسانس ليزر را در حد مقدماتي ياد گرفته باشيد.  ممکن است که پايان نامه اي که براي شما تعريف مي شود به فيزيک ليزر مرتبط باشد. بنابراين حتما بايد درباره فيزيک آن در سطح خوبي قرار بگيريد. درس ديگري که در گرايش  اتمي -مولکولي ممکن است ارائه شود، پلاسما مي باشد. براي آموختن و جستجو کردن در حوزه اين درس بايد در زمينه الکترومغناطيس و الکتروديناميک تبحر فراوان داشت. الکتروديناميک که نسخه پيشرفته الکترومغناطيس مي باشد از نظر سطح رياضيات بسيار بالا مي باشد. آن هم از کتابي مانند جکسون که  "انجيل دانشجويان فيزيک " لقب گرفته است. مباحثي مانند پلاسماي غبار آلود - همجوشي پلاسما - ليزر الکترون آزاد - توکامک ها و ... در اين رده هستند.
 به اين نکته توجه کنيد که شما  براي موفقيت در اين گرايش بايد از نظر دانش رياضي در سطح بالايي قرار داشته  و تحمل درگير شدن با  قسمت هاي رياضي پايان نامه را داشته باشيد.
 درسهاي عمومي مانند الکتروديناميک. مکانيک آماري- فيزيک محاسباتي - مکانيک پيشرفته و ... در کل گرايش هاي فيزيک دروه کارشناسي ارشد مشترک هستند. با توجه به علاقه مندي خود به مباحث اين گرايش بايد براي تعيين استاد راهنما و موضوع پايان نامه اقدام کنيد. براي مثال مي توانيد از دانشجويان سال  هاي بالاتر درباره موضوعات اراءه شده پرس و جو کنيد. مي توانيد از پايان نامه هاي نوشته شده استفاده کنيد. ولي بهترين راه اين است که به خود اساتيد مراجعه کرده و درباره موضوع پايان نامه سوال و جواب کنيد. شما در انتخاب استاد راهنما و موضوع آزاد هستيد. بنابراين اگر واقعا تمايل  و علاقه قلبي به ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر داريد : اولا  استادي را انتخاب کنيد قصد داشته باشد در حداقل 1 سال بعد از شما دانشجوي دروه دکتري بپذيرد.
ثانيا موضوعي را انتخاب کنيد که پرت نباشد. بتوان آن را ادامه دارد. بايد ببينيد زمينه کاري استاد راهنما چيست. آخرين مقاله هايش را پيدا کنيد تا با زمينه کاري اش آشنا شويد.

جملات با معنا

one stone is enough to break a glass. one sentence is enough to break the heart.   one secod is enough to fall in love. one friend is enough to live all life.

عشق ایستادن زیرباران و خیس شدن با هم نیست.عشق آن است که یکی برای دیگری چتری شود و او هیچ وقت درک نکند که چرا هیچ وقت خیس نشد.

give lough to all, but smile to one. give cheeks to all, but lips to one. give love to all, but heart to one. let evrey body love you, but you love one

برقص، گویا هرگز کسی تو را نمیبیند.عاشق شو،  گویا هرگز کسی دلت را نشکسته است و زندگی کن، گویا بهشت ایتجاست.

حافظه ي هيبريدي راه حلي براي محاسبه کوانتومي

۲۳ اکتبر  ۲۰۰۸

حافظه ي هيبريدي راه حلي براي  محاسبه کوانتومي

يک تيم بين المللي از دانشمندان يک حافظه مينياتوري کامپيوتر را که اطلاعات درون هسته يک اتم نگهداري ميکندرا ارائه کردند. اين فن آوري قدمي اساسي براي ساخت کامپيوتر کوانتومي که بر اساس مکانيک کوانتومي پي ريزي شده اند مي باشد.
در مکانيک کوانتومي هر جسم مانند اتم اجازه دارد که در آن واحد در دو مکان قرار داشته باشد و يا متقابلا به تعدادي خواص منحصر به فرد داشته باشد. هر قسمتي از اطلاعات يا" بيت " مي تواند در آن واحد چنيد مقدار را به خود بگيرد که اين برخلاف تکنولوژي حال حاضر مي باشد که مي تواند صفر باشد يا 1.
يک مسئله اين است که چگونه ميتوان يک بيت کوانتومي را از پارازيت هاي محيطي محافظت و ايزوله کرد. اگر اطلاعات در هر لحظه با بيرون هم برهمکنش داشته باشد، مي توان آنها را ويرايش کرد و تغيير داد. گروهي از دانشمندان شامل دانشگاه آکسفورد و پرينستون و آزمايشگاه ملي لاورنس در 23 اکتبر در مقاله اي در مجله Nature  راه حلي براي اين سوال پيشنهاد کردند. طرح اين تيم وسيله اي با سيستم هيبريدي مي باشد که از الکترون و هسته اتم phosphorous که در کريستال سيليکون جاسازي شده است بهره مي گيرد. هر کدام مانند يک آهنرباي کوانتومي که مي توانند اطلاعات را در خود ذخيره کنند عمل مي کنند. اين آزمايش بوسيله سيليکون غني شده با 28Si iso-tope که بوسيله تيم برکلي با زحمت رشد داده شده ميسر شد. بوسيله اين تکنيک اطلاعات کوانتومي ذخيره شده در حدود 1 تا 3/4 ثانيه ماندگاري دارند. در حالي که سابقا اطلاعات در حدود ميليونيوم ثانيه دوام داشتند.

برای مطالعه بیشتر به منبع زیر مراجعه فرمایید:

sciencedaily.com

سلول خورشيدي که مي تواند 40.8 درصد نور خورشيد را جذب کنند.

۳۰ سپتامبر  ۲۰۰۸

سلول خورشيدي که مي تواند 40.8 درصد نور خورشيد را جذب کنند.

دانشمندان بخش انرژي موسسه بين المللي انرژي هاي تجديدپذير NREL يک رکورد در بازدهي سلول هاي خورشيدي با ساخت سلولي از نوع photovoltaic به ثبت رساندند. اين وسيله 40.8 در صد نوري را که به آن برخورد مي کند به الکتريسيته تبديل مي کند که اين بزرگترين راندمان تاييد شده بوسيله photovoltaic ها تا کنون به حساب مي آيد.
اين دگرگوني در فن آوري سلولهاي خورشيدي با 3 پيوند گاه در   NREL طراحي و ساخته شده و به صورت مستقل مورد ارزيابي قرار گرفته است. 4.08 درصد بازدهي اندازه گرفته شده تحت شرايط نور شديد معادل 326 خورشيد، بدست آمده است. طبق تعريف 1 واحد خورشيد برابر با مقدار نوري است که در يک روز آفتابي به زمين برخورد مي کند. اين سلول جديد کاربردي جديد براي ماهواره هاي فضايي و هم چنين photovoltaic هايي است که در روي زمين براي متمرکز کردن نور خورشيد بر روي سلول هلي خورشيدي ديگر مورد استفاده قرار مي گيرد، به حساب مي آيد.
در اين فن آوري به جاي استفاده از پولک هاي ژرمانيوم از ترکيب گاليوم-اينديوم فسفايد و گاليوم-اينديوم آرسنايد براي جدا کردن طيف خورشيد به سه قسمت مساوي که براي افزايش بازدهي بوسيله هر يک از پيوندگاه هاي 3 گانه سلول ها  جذب مي شود، استفاده شده است.

 

برای مطالعه بیشتر به منبع زیر مراجعه فرمایید:

sciencedaily.com