مقدمه
همانطور که می دانیم در فیزیک ، کوانتوم و نسبیت دو تئوری کاملا جا افتاده می باشد که هر کدام در جای خود توانسته است بسیاری از ابهامات در فیزیک را بر طرف سازد.
اما یک مسئله مهم که بسیاری از فیزیکدانان بزرگ را به فکر واداشته این است که آیا بین این دو تئوری قدرتمند رابطه ای وجود دارد؟ و آیا می توان با استفاده از مفاهیم فیزیک بین این دو، رابطه ای بر قرار کرد؟
در این مقاله ما با استفاده از یک سری مفاهیم فیزیک سعی داریم به رابطه ای بین تئوری کوانتوم و نسبیت برسیم. قابل ذکر است با توجه به این که در طرح این مقاله چندین استاد راهنما مارایاری می کنند لذا به پیشنهاد آنان این مقاله به صورت یک فرضیه(در حال حاضر) به نام
TRS (Time Revolution and Spin )
نام گرفته است که برای رسیدن به نتیجه قطعی نیاز به مطالعات وتحقیقات بیشتری دارد.
نقطه آغاز
درتئوری نسبیت پارامتری که این تئوری را از دیگر مباحث در فیزیک متمایز می سازد زمان است.به این ترتیب که بررسی یک پدیده در چارچوب فضا- زمان مورد بررسی قرار می گیرد و زمان به عنوان بعد چهارم فضا تلقی میگردد.به طوریکه فاصله بین دو رویداد از رابطه ی زیر بدست می آید:
(1)
یعنی پارامتر زمان کمیتی است که درفاصله رخ دادن دو رویداد تاثیرمیگذارد.
در تئوری کوانتوم یک مفهوم مهم که در بسیاری از مسائل مورد بررسی قرار می گیرد، اسپین سیستم است.و می دانیم که مفهوم اسپین فقط در چارچوب کوانتوم تعریف دارد.
حال ما در اینجا یک کمیت که مشخصه تئوری نسبیت میباشد داریم وهمچنین یک کمیت از مشخصه تئوری کوانتوم .
اگر بتوان به نوعی بین این دو کمیت رابطه ای برقرار کرد پس می توان امیدوار بود که بین این دو تئوری بزرگ نیز یک رابطه برقرار شود.
الهام از طبیعت
همان طور که می دانیم یکی از پدیده هایی که بشربااستفاده ازآن به گذر زمان پی می برد پیدایش شب وروز است وپیدایش شب وروزحاصل از دوران زمین می باشد .به طوری که اگر این دوران متوقف شود گذر زمان احساس نخواهد شد.
با کمی توجه به یک ساعت مکانیکی قدیمی پی می بریم که این ساعت طوری طراحی می شود که با استفاده از دوران ناشی از چرخ دنده ها، گذرزمان نشان داده شود.
پس ما یک رابطه بین دوران و تحول زمانی در نظر می گیریم.و هر دوران را مولد یک تحول زمانی توصیف می کنیم.
با توجه به گفته های بالا ما به دنبال رابطه ای بین اسپین وزمان هستیم ،چگونه می توان با استفاده از مفهوم دوران و تحول زمانی به رابطه اسپین وزمان پی برد؟
اسپین مولد دوران
در مکانیک کوانتومی هر دوران ناشی از تاثیر یک عملگر دوران به روی سیستم است که این عملگر دوران ناشی از اسپین سیستم است ، وعملگر دوران با رابطه ی زیر تعریف می شود:
(2)
که همان عملگراسپین وترکیبی از اسپین ذاتی و تکانه زاویه ای است و جهت دوران می باشد.
حال ما یک سیستم با اسپین ذاتی را در نظر می گیریم که در جهت دوران می کند به طوریکه عملگر دوران برای این سیستم به صورت زیر تعریف می شود :
(3)
تحول زمانی یک سیستم
در مکانیک کوانتومی برای بررسی تحول زمانی یک سیستم از عملگر تحول زمانی استفاده می شود .وقتی که هامیلتونی یک سیستم معین باشد، عملگر تحول زمانی برای این سیستم به صورت زیر تعریف می شود:
(4)
به طوریکه اگر ویژه حالت سیستم در لحظه باشد برای ویژه حالت در لحظه داریم :
(5)
حال ما باید برای بررسی رابطه بین تحول زمانی یک سیستم و دوران آن سیستم، یک هامیلتونی بر اساس اسپین آن سیستم تعریف کنیم.
تحول زمانی یک سیستم اسپینی در میدان مغناطیسی
همان طور که می دانیم برای یک سیستم اسپینی با گشتاور مغناطیسی (a مقداری ثابت ) که در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد هامیلتونی به صورت زیر تعریف می شود:
(6)
که در اینجا بیشتر اسپین سیستم مورد بحث است و با ثابت a کاری نداریم.
بنابراین با توجه به رابطه(4) برای عملگر تحول زمانی سیستم داریم :
(7)
حال ممکن است این سوال پیش آید که چرا ما به سراغ یک چنین هامیلتونی رفته ایم؟
علت این است که ما به دنبال رابطه تحول زمانی و اسپین (مولد دوران)هستیم برای به دست آوردن این رابطه ،چنین هامیلتونی تعریف می کنیم و در پایان، نتیجه این تعریف ذکر میشود.
حال اگر به رابطه (3) و (7) بنگریم ، می توانیم نتیجه بگیریم که . یعنی هر دوران متناسب با یک گذر زمان است و می دانیم که دوران یک سیستم از اسپین آن سیستم ناشی می شود؛ پس دوران ناشی از اسپین سیستم ، مولد تحول زمانی است.
حال ممکن است این سوال پیش آید که پس برای یک سیستم با اسپین صفر تحول زمانی نداریم!
در پاسخ باید گفت که بررسی تحول زمانی در این عالم هستی صورت می گیرد و ما نیز تحول زمانی عالم هستی(رو به جلو)را مشاهده می کنیم، پس می توان برای عالم هستی یک اسپین در نظر گرفت که این اسپین در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار گرفته است و دوران ناشی از آن باعث تحول زمانی عالم هستی می شود و هر سیستم با اسپین صفر نیز که در این عالم قرار می گیرد تحت تاثیر این تحول زمانی است و اگر اسپین سیستم غیر صفر باشد علا وه بر تحول زمانی حاصل از اسپین عالم هستی یک تحول زمانی حاصل از دوران ناشی از اسپین خود سیستم نیز دارد.
پس ما در فرضیه TRS برای عالم هستی یک اسپین درنظر می گیریم که در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته و دوران ناشی از آن مولد تحول زمانی عالم هستی است ، که البته برای تکامل این فرضیه نیاز به مطالعات بیشتر می باشد که اسپین و میدان مغناطیسی برای عالم هستی چه معنایی دارد و آیا با تجربه می توان نشان داد که هر دوران یک تحول زمانی بوجود می آورد؟
البته به کمک چند تن از اساتید داخل و خارج ازکشور هنوز روی این موضوع کار می کنیم و تلاش یر این است که بتوان این فرضیه را به تکامل رساند.
شامل 20 صفحه word
دانلود تحقیق برداشت های جدید از نظریه سی. پی. اچ.