تغطية شاملة

النسبة الذهبية المكتشفة في عالم الكم: تناظر خفي يُلاحظ لأول مرة في الحالة الصلبة

اكتشف العلماء تناظرًا خفيًا للنسبة الذهبية الشهيرة في المقاييس النانوية باستخدام التأثيرات الكمومية

قطة شرودنغر. من ويكيبيديا
قطة شرودنغر. من ويكيبيديا

لاحظ علماء من مركز هيلمهولتز في برلين (HZB)، بالتعاون مع زملاء من جامعتي بريستول وأكسفورد، وعلماء من المملكة المتحدة، لأول مرة تناظرًا خفيًا في المقاييس النانوية. وقاموا بقياس توقيع التناظر الذي يشير إلى النسبة الذهبية الشهيرة من الفن والعمارة.

نشر فريق البحث النتائج في عدد 8 يناير من مجلة Science.

على المستوى الذري، لا تتصرف الجسيمات بطريقة بديهية ومألوفة من العالم الكلي. تظهر خصائص جديدة الآن من التأثير المعروف لمبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ. ومن أجل فهم التأثيرات الكمومية على مقياس النانو، ركز العلماء على المادة المغناطيسية الكوبالت نيوبات. تحتوي المادة على ذرات مرتبطة مغناطيسيًا، والتي تشكل سلسلة بعرض ذرة واحدة. لذلك تعتبر المادة نموذج فعال لوصف المغناطيسية الحديدية في المادة النانوية في الحالة الصلبة.

يؤدي إنشاء مجال مغناطيسي بالزاوية المناسبة إلى تدوير السلسلة المغناطيسية ويسبب حالة تعرف باسم "الحالة الحرجة الكمومية". ويوضح البروفيسور آلان تانانات، الباحث الذي يرأس مجموعة معهد هيلمهولتز-زينتروم، أن "النظام يصل إلى حالة عدم اليقين الكمي - أو حالة قطة شرودنغر. وهذا ما فعلناه في تجارب كوبالت نيوبات. لقد قمنا بضبط النظام بدقة لخلق الأهمية الكمومية."

من خلال توجيه النظام وخلق حالات كمومية إضافية من عدم اليقين، توقع العلماء أن تتصرف سلسلة الذرات مثل وتر الغيتار على مقياس النانو. ويوضح الدكتور رادو كولديا من جامعة أكسفورد، مدير الدراسة: "هنا يأتي التوتر من التفاعل بين السبينات التي تسبب لها صدى مغناطيسيا. بالنسبة للتفاعلات وجدنا نسبة مثالية بينهما. التردد هو النسبة 1.618... وهي النسبة الذهبية الشهيرة في الفن والعمارة".

التأثير الملحوظ في المادة هو عرض مختبري درامي للطريقة التي تجد بها النظريات الرياضية في فيزياء الجسيمات تطبيقات في علوم النانو والتقنيات المستقبلية.

رابط للأخبار

تعليقات 35

  1. للسؤال
    شكرا على الشرح. ولكن ما زلت لم أفهم
    في المقال باللغة الإنجليزية يقول شيئًا يتعلق بالرقم 8. أعتقد أنها كانت العلاقة بين النحاس وشيء لا أعرفه وكما فهمت في هذه العلاقة بين المادتين تنشأ ظاهرة وصفها الباحثون بأنها مثيرة للاهتمام من حيث الموصلية الفائقة ووفقًا للمقال باللغة العبرية فقد كتب أن "التغيرات الكمومية في المظهر تنتج حصريًا عن التقلبات الكمومية". لذلك اعتقدت أنه ربما يختلط هذا الرقم الذهبي في مكان ما عندما يحدث تغيير في مثيل konti في ظاهرة حيث توجد مثل هذه العلاقة بين المواد.

  2. شبح القمر :
    لا أعرف إذا كان هناك أي فائدة من الإجابة لأنه تم حذفها هنا لسبب ما.
    1: 8 = 0.125
    النسبة الذهبية هي حل X**2-X-1=0
    =0.5 *(0.5**5 + 1)=1.618... عدد غير نسبي.
    إذن الأمر ليس بالضبط ولكن 8 هو الرقم الخامس في سلسلة فيبوناتشي والنسبة بين معكوسه أي 1:8 إلى النسبة الذهبية هي 13 تقريبًا وهو الرقم السادس بعده في سلسلة فيبوناتشي.
    ومن المعروف أن النسبة بين أي رقمين متجاورين في المتسلسلة تتقارب مع النسبة الذهبية.
    وبالمناسبة، فإن الرقم 5، الذي ينتمي أيضًا إلى السلسلة، يظهر في العديد من السياقات فيما يتعلق بقسم الذهب.
    لاحظ أن حل المعادلة يحتوي على الجذر التربيعي لـ 5 وهو في حد ذاته عدد غير نسبي.
    المجموعة E8 المذكورة في المقال تنتمي إلى التناظر في نظرية الكم. يشكل متعدد الأضلاع الذي يتقارب مع الاثني عشر وجهًا والإيكوساهيدرون اللذين يتكونان من خماسيات بطرق مختلفة.
    ويخلق النجم الخماسي هذه العلاقة بين أضلاعه وكل قاعدة من قواعد الشكل الخماسي التي تسده.
    والنسبة بين زوايا هذه المثلثات ومجموع زوايا المثلث هي خمس أو خمسان.

  3. יעל
    عندما تحدثت عن علم الأعداد كنت أقصد ميل الناس/العلماء إلى إسناد معنى سحري لأرقام معينة. وقد وصفها فاينمان بشكل جيد عندما قال في إحدى محاضراته: "في طريقي إلى هنا رأيت سيارة تحمل رقم ترخيص مذهلاً
    82-745-79 تخيل - ما هو احتمال حدوث شيء كهذا عن طريق الصدفة؟" كان من الممكن أن يصادف فاينمان الرقم 88-888-88 أيضًا، ولن يكون هناك أي شيء غير عادي بشأنه.

    الشيء المثير للدهشة في العمل الذي وصفته في المقال لم يكن أنه تم الحصول على نسبة مساوية للنسبة الذهبية بين الترددات المنخفضة للإثارة المتسلسلة. والأمر المثير للدهشة هو أنه عبارة عن تناظر خفي، وقد تم تطوير النظرية الخاصة بالجسيمات الأولية.
    إن الانطباع بوجود نمط معين أو عدد ما هو العلم في أبسط أشكاله. إن فهرسة الظواهر بالوسائل الكمية هي الخطوة الأساسية في بناء النظرية أثناء وجودنا هنا
    هناك نظرية مذهلة تصف التجربة ونتائجها. إن حقيقة إمكانية الحصول على تحولات الطور الكمي في نظام الحالة الصلبة أمر مدهش! حقيقة أن هذه حالات قطة كمومية وتمكنت من إنتاجها في المختبر أمر مدهش. كما يمكنك أن تفهم من اسمها، تشير مواقف القطط إلى كون القطة حية وميتة في نفس الوقت (تجربة شرودنغر الفكرية)، حاول أن تتخيل مدى صعوبة إنتاج مثل هذه المواقف في المختبر!

    מיכאל
    شكرا على الرابط لمقالتك التي هي رائعة. بالنسبة لي، الأشياء المدهشة ليست الأنماط، بل القدرة على استخدام النظريات التي تم تطويرها لغرض مختلف تمامًا في نظام تجريبي مذهل في تعقيده. في رأيي هذا ليس اكتشافا علميا مبهرا، فهم لم يكتشفوا نظرية جديدة هنا، بل قدرة مبهرة على تمثيل نظرية معروفة باستخدام نظام الحالة الصلبة.

  4. وأعتقد أيضًا أن الاكتشافات من هذا النوع مهمة للغاية وتعزز فهمنا للعالم بشكل كبير.
    في الواقع، أعتقد أن إيهود يعتقد ذلك أيضًا، على الرغم من أنه أعرب عن ازدراءه لما كشفه باي والثوابت الأخرى.
    الأشياء الأخرى التي وصفها بأنها سببت له الصدمة هي أيضًا عناصر التعرف على الأنماط.
    https://www.hayadan.org.il/meta-beuty-2911082/

  5. أولاً، لا علاقة للأمر بعلم الأعداد. ثانيًا، نعم، يجب أن نندهش في كل مرة نجد فيها فاي وأس أو أي ثابت آخر في الطبيعة. إلى جانب كونها جميلة، فإن الغرض الأساسي من العلم هو العثور على نمط. للعثور على شيء مألوف ومفهوم في هذه الفوضى، لإدخال الطبيعة في المعادلة.

    ظهرت E8 في الأخبار الأصلية، لكنني قررت عدم تضمينها هذه المرة.

  6. ليل، شكرا لك على جلب هذه المادة الرائعة.

    في رأيي، العثور على النسبة الذهبية هو التفاصيل الأقل إثارة للاهتمام في المقالة. هل يجب أن نكون متحمسين جدًا في كل مرة يظهر فيها pi وe في النتائج التجريبية؟

    إن الشيء المذهل في التجربة هو كيفية ربط الحالة الصلبة بفيزياء الجسيمات الأولية. فكرة التناظر الخفي هي فكرة مذهلة تم اكتشافها في سياق قياس الجسيمات
    في مجال الجسيمات الأولية ويصف الحالة التي يكون فيها النظام أكبر من التماثل الذي لوحظ تجريبيا في النظام المقاس. ويشير الباحثون فيها إلى المجموعة E8 باعتبارها مجموعة التناظر التي لها العديد من الروابط المثيرة للاهتمام في مجال الجسيمات. أضف إلى ذلك حالات قطة شرودنغر وانتقالات الطور الكمي وحصلنا على مجموعة
    كمية مذهلة من النظريات والتأثيرات الكمومية المطلوبة لفهم تجربة واحدة. في التجربة المذكورة أعلاه، يتم إخفاء الفيزياء الغنية والمذهلة، بغض النظر عن أعداد النسبة الذهبية.

  7. لا، أنت على حق، إنها ليست قريبة حقًا، ولكني قصدت المزيد حول ما إذا كان هناك ارتباط بين هذه المواقف الحرجة التي تمت مناقشتها هنا وفي المقالة، وما إذا كان هناك ارتباط بين النسبة الذهبية والظاهرة المسببة في المادة الثانية

  8. قرأت في مقال نشر هنا في نفس يوم هذا المقال، أنه كان مكتوبًا عن "التذبذبات الكمية في الموصلات الفائقة" وقد كتب هناك، من بين أمور أخرى:
    "...تظهر الحرجية بالقرب من نقطة النهاية التي تمر من خلالها المادة عندما تغير مظهرها. تحدث العديد من التغيرات في الظواهر - مثل ذوبان الجليد في الماء - نتيجة التقلبات الحرارية (الحرارية). ومع ذلك، فإن الأهمية الكمومية وتغيرات المثيل الكمي تنشأ حصريًا من التقلبات الكمومية.

    وجدت في هذا المقال:
    http://www.sciencedaily.com/releases/2008/12/081202115205.htm

    كان ترانكوادرا وزملاؤه يدرسون مادة ذات طبقات مصنوعة من اللانثانم والباريوم والنحاس والأكسجين (LBCO) حيث تكون نسبة الباريوم إلى ذرات النحاس بالضبط من 1 إلى 8. وفي مجموعة من التركيبات ذات مستويات أقل وأعلى من الباريوم، يعمل LBCO كموصل فائق "عالي الحرارة"، مع درجة حرارة تشغيل قصوى تبلغ 32 كلفن. ولكن عند النسبة الغامضة 1:8، تنخفض درجة الحرارة الانتقالية التي تنخفض فيها الموصلية الفائقة نحو الصفر المطلق.

    1 إلى 8 قريب جدًا من 1.618، أليس كذلك؟ هل هناك علاقة بين الأمرين في المقالات؟ أم أنني فقط أربك عقلي وهذا ليس علميًا؟
    أنا أطلب إجابة جدية لأني أسأل بجدية، لا أفهمها

  9. يُذكر في ويكيبيديا أن أحد علماء الرياضيات الإيطاليين الذين عاشوا منذ زمن طويل كتب كتابًا عن النسبة الذهبية وأطلق عليه اسم "النسبة الإلهية". ومن قال لا إله في العلم؟

  10. تابع - للنسبة الذهبية أيضًا معاني رياضية إضافية تتجاوز كونها النسبة في سلسلة فيبوناتشي. بالنسبة لي، كل هذه الأشياء وعجائب الرياضيات الأخرى والروابط بينها وبين العالم المادي - تثير الدهشة.

  11. قرأت قبل بضعة أيام في مجلة The Epoch Times الأسبوعية (وهي دورية تحتج على مظالم النظام الصيني، وهي ذات طبيعة عصر جديد تمامًا، بما في ذلك قسم علمي لا يفهم كتابه العلم تمامًا) مقالًا عن الموضوع أعلاه وحتى هناك لقد كتب أن الأمر يتعلق بعلاقة بين الترددات وليس "التردد هو النسبة 1.618" كما هو مكتوب أعلاه.
    في رأيي، كان من الأفضل أن أكتب أنه رقم ذو معنى رياضي - تطمح إليه النسبة بين عضوين متعاقبين في سلسلة فيبوناتشي وليس مجرد "النسبة الذهبية" التي يُنظر إليها ببساطة على أنها نسبة جمالية .

  12. + الفرق بين حركات النحل، الفرق بين الدوائر في عباد الشمس، النسبة الذهبية، هل هي صناعية أم أنها موجودة بالفعل في الطبيعة، أود الجمع بين الاثنين

  13. نقطة:
    ليس كل رقم يسمى "ثابت رياضي".
    تُمنح هذه الألقاب فقط للأرقام التي تبين أن لها صفات خاصة - أي تلك التي لها ما يبرر الابتهاج حولها.
    هذه هي الأرقام e و π وهذه هي النسبة الذهبية.
    تظهر النسبة الذهبية في العديد من الأماكن ومن أكثر الأماكن المدهشة التي واجهتها كانت عندما كنت أحاول العثور على استراتيجية رابحة للعبة التالية - وهي لعبة يشارك فيها لاعبان:
    هناك مجموعتان من أعواد الثقاب وكل لاعب - بدوره - يأخذ عددًا من أعواد الثقاب من الكومة الأولى أو عددًا من أعواد الثقاب من الثانية - أو نفس عدد أعواد الثقاب من كلا الكومتين.
    الفائز هو اللاعب الذي يحتفظ بالمباراة الأخيرة.

  14. تصحيح إجابتي على "السؤال":
    في المقال المترجم يقول (حتى هذه اللحظة - ربما سيتم تصحيحه في المستقبل) "من خلال توجيه النظام وخلق حالات كمومية إضافية من عدم اليقين، توقع العلماء أن تتصرف سلسلة الذرات مثل وتر الغيتار على مقياس النانو"
    أي أنه يعني بوضوح أن الباحثين توقعوا هذه الظاهرة مسبقًا انطلاقًا من اعتبارات رياضية.
    وهذا كان أساس ردي وبناء على هذا النص ردي صحيح تماما.
    ماذا بعد؟ عندما قرأت النص الأصلي رأيت أن الترجمة خاطئة وأن النص الأصلي يقول في الواقع أن الباحثين لاحظوا (في وقت لاحق) أن السلسلة تتصرف (وليس "سوف تتصرف") مثل السلسلة.
    ولذلك فإن ردي يعكس بالفعل ما هو مكتوب في الترجمة ولكنه لا يعكس ما هو مكتوب في الأصل.
    ومع ذلك - ولا ينبغي للمرء أن يبالغ - لم تتم صياغة السؤال أيضًا على أساس المصدر، بل فقط على أساس سوء فهم الترجمة.
    ولو أنه قرأ "السؤال" في الأصل لوجد فيه أن مدير الدراسة يقول، من بين أمور أخرى، إنه متأكد من أن الأمر ليس مصادفة.

  15. لا معنى لذلك، تحقق من نتائجك مرة أخرى...لول...

    المقال ليس الأوضح في العالم، بصراحة، هو قصير جدًا وغير مفصل بما فيه الكفاية:
    ماذا يعني "ضبط النظام لخلق حالات كمية من عدم اليقين" وكيف يرتبط بالتوتر...

    ومن ثم نسبة التكرار....غير واضحة على الإطلاق....لا يمكنك تعلم أي شيء منها.

  16. سؤال:
    صدفة؟!
    توقع ذلك رياضيا!

    فيما يتعلق بالأسطورة الحضرية حول قطع الذهب في الفن (وفيما يتعلق بالقضايا الأخرى المتعلقة بقطع الذهب) يوصى بقراءة كتاب ماريو ليفيو "النسبة الذهبية"

  17. التكامل غير الحقيقي

    النسبة الذهبية، أو النسبة الذهبية، هو رقم يظهر كثيرًا في الطبيعة.
    وهو في المثلث الذهبي، في النسبة بين طول الساق والقاعدة.
    يظهر في سلسلة فيبوناتشي. وفي العديد من الأماكن غير المتوقعة في الطبيعة.
    اكتشف ليوناردو دافنشي حينها أن العين البشرية "تحب" التناظر الفني الذي يستخدم هذه النسبة، لذلك تظهر النسبة الذهبية أيضًا في أعماله.

  18. هل يمكن لأي شخص أن يشرح بمزيد من التعمق ما يعنيه قطع الذهب وأين يمكنك العثور على مثال أبسط عليه

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.