|
|
||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
پرسش و پاسخ این جلسه:
وسایل لازم:۱- وردنه چوبی ۲- تخته چوبی بزرگ ۳- تخته چوبی کوچک ۲ عدد سوال: مطابق شکل دو تخته کوچک را طوری انتخاب می‌کنیم که پهنای دو سر آن باهم متفاوت باشد. مثلا یک طرف با پهنای ۵ س‌م و طرف دیگر پهنای ۷ س‌م و با یک شیب یکنواخت این دو سر به هم وصل شده‌باشند. . این دو تخته را به طور عمود روی تخته‌ی بزرگتر نصب می‌کنیم به طوری که تخته‌های عمودی با هم نا موازی باشند و دو سر کم پهنا به هم نزدیک‌تر باشند. این آرایش شبیه یک سطح شیبدار با ریل‌های ناموازی است. اکنون وردنه را در پایین سطح شیبدار و از حال سکون رها می‌کنیم. وردنه از سطح شیبدار بالا می‌رود! چرا؟  پاسخ: با توجه به انحنای وردنه و ناموازی بودن ریل‌ها، نقطه اتکای اولیه وردنه روی سطح شیبدار روی ناحیه‌ای از وردنه است که ضخامت بیشتری دارد، حال آنکه نقطه اتکای نهایی در ناحیه‌ای است که ضخامت وردنه خیلی کمتر است. همین ابر به علاوه شیب بسیار ملایم سطح شیبدار موجب می‌شود تا در هنگامی که وردنه روی سطح شیبدار بالا می‌رود، مرکز جرم آن پایین بیاید (از ارتفاع ۱۰ س‌م به ۸ س‌م ) و بنابراین پایستگی انرژی مرکز جرم باعث حرکت به طرف بالای سطح شیبدار می‌شود. خبرنشست این جلسه: جایزه نوبل فیزیک 2012 جایزه نوبل فیزیک امسال به دو فیزیکدان به نام های دیوید واینلند و سرژ هارُش برای تلاش آنها در جهت ابداع روشهای آزمایشگاهی برای کنترل و اندازه گیری ذرات منفرد کوانتمی اعطا شد. ابداعات این دو را می توان اولین گامها برای ساختن یک رایانه ی کوانتمی دانست. دیوید واینلند متولد سال 1944 در شهر میلواکی آمریکا است و اکنون عضو موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا و همچنین استاد دانشگاه ایالتی کولورادو است. دلیل اعطای جایزه نوبل به این فیزیکدان تجربه گر، توسعه روشهای به دام اندازی یونها به وسیله ی میدان های الکتریکی در شرایط خلا بالا و ابداع روشی به نام سردسازی نوار جانبی است. در این روش با تاباندن پرتوهای لیزر با فرکانس مناسب به یونهای در دام افتاده و برانگیختن درجات آزادی الکترونی و دوباره بازگشت به حالت پایه میتوان در نهایت یونها را به پایین ترین حالت نوسانی آنها برد که در این حالت انرژی جنبشی آنها کمینه است. همچنین میتوان با تنظیم فرکانس پرتو لیزر فرودی، حالات برهمنهی که عبارت است از ترکیب خطی حالت پایه و حالت برانگیخته، به وجود آورد و به عنوان بیت کوانتمی از آنها استفاده کرد. کار مهم دیگری که گروه واینلند انجام داده اند، انتقال حالات برهمنهی از درجات آزاد الکترونی به درجات آزاد نوسانی وسپس به یونهای دیگر است که اهمیت به سزایی در محاسبات کوانتمی دارد. گروه واینلند اولین گروهی هستند که توانستند یک محاسبه ی کوانتمی را با دو بیت کوانتمی انجام دهند. همچنین واینلند و همکارانش توانستند با ابداع روشی به نام بیناب سنجی منطق کوانتمی، با استفاده از در هم تنیدگی حالات کوانتمی دو گونه یون، موفق به ساخت ساعت اپتیکی شوند. ساعت های اپتیکی بر خلاف ساعتهای اتمی مبتنی بر گذارهای الکترونی اتم سزیم، که در ناحیه ريزموج کار می‌کنند، در ناحیه اپتیکی که فرکانس آن حدود صد برابر بزرگتر است کار می کنند و بنابراین دقت آنها هم به همین نسبت بهتر است. هم اکنون ساعتهای اپتیکی امکان اندازه گیری زمان با دقت یک در صدمیلیون میلیارد را به ما می دهد. با این دقت میتوان اتساع زمان در نسبیت خاص برای ساعتهایی که نسبت به با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت می کنند و همچنین در نسبیت عام برای ساعتهایی که از هم 30 سانتیمتر اختلاف ارتفاع دارند مشاهده کرد. سرژ هارُش متولد سال 1944 در شهر کازابلانکا در کشور مراکش است و هم اکنون استاد کالج فرانسه و دانشگاه عالی علوم طبیعی پاریس است. اعطای جایزه نوبل به این فیزیکدان به دلیل ابداع و توسعه روشی به نام الکترودینامیک کوانتمی کاواک است. در این روش، آنها با ساخت کاواکی متشکل از دو آیینه کروی (از جنس ابررسانا) روبروی هم با ضریب بازتاب بسیار بالا، موفق به دام اندازی فوتونهای میکرویو برای مدتی حدود 130 میلی ثانیه شدند. برای درک بزرگی این زمان کافیست آن را در سزعت نور ضرب کنید تا دریابید در این مدت فوتونها مسافتی حدود 40000 کیلومتر یعنی تقریبا برابر با محیط کره زمین را طی می کنند. برای کاوش میدان درون کاواک، هارُش و همکارانش از اتمهای روبیدیم در حالت ریدبرگ استفاده کردند. این اتمها دارای شعاع بسیار زیاد (125 نانومتر) هستند و همچنین اربیتالهای آنها شکل حلقوی شبیه پیراشکی دارند. سطح مقطع بزرگ اتمها ی ریدبرگ موجب جفتیدگی قوی آنها با میدان الکتریکی فوتونهای داخل کاواک می شود. گروه هارش ابتدا اتمهای ریدبرگ را در حالت برهمنهی بین دو حالت کوانتمی آماده کردند و آنها را با سرعت کنترل شده یکی یکی داخل کاواک فرستادند. در اثر برهمکنش با میدان درون کاواک، انتقال فازی در میدان های فوتونهای کاواک و همچنین درتابع موج اتمهای ریدبرگ ایجاد می شود. میزان این انتقال فاز به تعداد فوتونهای موجود در کاواک بستگی دارد. بنابراین با اندازه گیری این انتقال فاز برای اتمهای خارج شونده از کاواک هارُش و همکارانش توانستند که به صورت غیر مخرب تعداد فوتونهای درون آن را بشمرند. بر اساس این روش شمارش فوتون، هارُش و همکارانش روشهایی را پایه ریزی کردند که به وسیله ی آنها می توان تحول زمانی حالات کواتمی سیستمهای منفرد را به صورت گام به گام در زمان دنبال کرد و نیز فروریزش تدریجی یک حالت کوانتمی برهمنهیده به حالات کلاسیکی را مشاهده نمود. براي خواندن مطالب بيش‌تري در اين‌باره، مي‌توانيد به وب‌گاه‌هاي زير مراجعه بفرماييد. Isfahan Quantum Optics Group خبر‌نامه‌ي انجمن فيزيك ايران www.nobelprize.org
شما می‌توانید پاسخ پرسشهای مطرح شده در هریک از جلسات باشگاه فیزیک اصفهان را به نشانی پست الکترونیکی
بفرستید. لطفاً در عنوان نامه خود به شماره جلسه باشگاه اشاره کنید.
|
|||||||||||||||||
Fathianpour.pdf
|
صفحه اصلی فارسی | صفحه اصلی انگليسی اساسنامه انجمن | تاریخچه انجمن فعاليت ها | عضویت | اخبار تماس با ما | حمایت مالی تمام حقوق اين سايت محفوظ و متعلق به انجمن فیزیک ایران می‌باشد. |
||
| Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com | ||
|
