Jump to content
Elmxana
  • Qeydiyyat

Bloqlar

 

Ekranlaşmanın Elektron Yürüklüyünə Təsiri

Elektron yürüklüyü onların daxil olduqları elektrik sahəsi ilə dreyf sürət  arasındakı mütənasiblik əmsalıdır. Yarımkeçiricilərin xassələrinin öyrənilməsində elektron yürüklüyü mühüm rol oynayır. Keçiricilik əmsalı daşıyıcının (elektron vəya deşiklər) yürüklüyünün onların konsentrasiyasına hasili ilə düz mütənasibdir. Beləliklə, daha yaxşı keçirici materiallar üçün onların yürüklüyünü araşdırmaq lazım gəlir. Yürüklüyün qiyməti elektrona təsir edən effektlərdən birbaşa asılıdır. Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyasının (AMEA) H. M. Abdullayev adına Fizika İnistitunun əməkdaşları M. Babayev və onun digər yoldaşları, Azerbaijan Journal of Physics (AJP) jurnalında dərc etdikləri "Modifikasiya olunmuş Pöşl-Teller potensiallı yarımkeçirici kvant çuxurunda elektronların kimyəvi potensialı və yürüklüyü " adlı məqalədə adından da göründüyü kimi xüsusi hal üçün yürüklüyün qiymətini hesablamışlar. Aldıqları nəticəyə əsasən, səpici potensialın ekranlaşması nəzərə alındıqda bu qiymət təqribən 4.5 dəfə artır.

"Yarımkeçirici kvant çuxurları, elektronların hərəkəti bir istiqamətdə məhdudlaşmış, qalan iki istiqamətdə isə qeyri-məhdud olan kvant təbəqələridir" - M. Babayev və digərləri. Bu kvant təbəqələrinin formaları dəqiq bilinmir. Ən çox istifadə edilən modellər isə düzbucaqlı və parabolik potensiallardır. Düzbucaqlı model dar kvant çuxuruna, parabolik isə nisbətən geniş kvant çuxuruna uyğun gəlir. Pöşl-Teller çuxuru isə bu iki formanın arasındadır və parametrlər düzgün təyin olunduqda hər iki halı ala bilər. Bu elmi işdə, müəlliflər modifikasiya olunmuş Pöşl-Teller potensiallı kvant çuxuru istifadə ediblər. Elektronun kimyəvi potensialını və hal sıxlığını ifadə etmək üçün ilk öncə verilən çuxurda elektronların dispersiya əlaqəsi hesablanıb. Növbəti addımda ekranlaşma nəzərə alınaraq elektronların yürüklüyünün ekranlaşmanın relaksasiya müddətindən asılı funksiyası əldə edilib. Son alınmış ifadə GaAs/AlxGa1-xAs kvant çuxuru üçün hesablanıb. Ədəbiyyatda bilinən qiymətləri və fiziki sabitləri yerinə qoyaraq uyğun Pöşl-Teller çuxurunun parametrinin ədədi qiyməti tapılıb. Son alınmış ifadə göstərir ki, temperaturun T = 1 - 20 K arası qiymətlərində yürüklüyə ən çox ionlardan səpilmə təsir edir. Aşağıdakı şəkildə, elektronların səth sıxlığı ? = 1.78 ∙ 1015 m-2 götürülərək, elektronların yürüklüyünün ionların səth sıxlığından asılılıq qrafiki verilmişdir. Müqayisə üçün, ekranlaşma nəzərə alınmadan asılılıq əyrisi də çəkilmişdir. Təqribən əyrilər arasındakı 4.5 qat fərq açıq şəkildə görünür.
Kredit: AJP jurnalı Məqalə: M.M. Babayev, X.B. Sultanova, N.B. Mustafayev, Modifikasiya olunmuş Pöşl-Teller potensiallı yarımkeçirici kvant çuxurunda elektronların kimyəvi potensialı və yürüklüyü, Azerbaycan Jornal of Physics (Az) 22, 2016 səh. 22


View the full article
 

Klassik Mexanika

Mexanika fizikanın ilk yaranmış qoludur. Tərifə əsasən, mexanika cisimlərin hərəkətini və onlara təsir edən qüvvələri öyrənən elmdir. Klassik və kvant mexanikası olaraq ikiyə ayrılır. Orta məktəbdə tədris olunan klassik mexanikadır. Kvant Dünyası olaraq sizlərə kvant mexanikasından və onun tətbiqindən söz açırıq. Klassik mexanika aşağıdakı qollara ayrılır:




Axışqanlar Mexanikası: Mayelərin hərəkətini öyrənir. Akustika : Səsi, və onun bərk, maye və qazlarda hərəkətini öyrənir. Analitik Mexanika: Nyuton Mexanikasının şəkilləndirilmiş halı. Hamilton Mexanikası: Enerjinin saxlanma qanunu əsas götürülür.  Laqranj Mexanikası: Minimum Təsir Prinsipinə əsaslanır.   Astrodinamika:   Digər adi ilə, Orbit Mexanikası. Peyklər və roketlərin hərəkətini və onların dayanıqlı orbitlərini hesablayır.  Bərk Cisimlərin Mexanikası: Adından da göründüyü kimi bərk cisimləri, onların elastikliyi, deformasiyaya uğramalarını və digər xassələrini öyrənir. Bütöv Mühit Mexanikası: Materialların xassələrini və onların kinematik analizini bütöv hissə kimi qəbul edib öyrənir Fəza Mexanikası: Göy cisimlərini və onların hərəkətini öyrənir Hidravlika: Mayelərin mexaniki xassələrini öyrənir. (Axışqanlar Mexanikasından fərqlidir) Mayelərin Statikası:  Mayelərin tarazlığını araşdırır. Nyuton Mexanikası: İlkin mexanika Kinematika: Cisimlərin hərəkətini öyrənir  Dinamika: Cisimlərə təsir edən qüvvələri öyrənir  Relyativist Mexanika: Eynşteynin Nisbilik Nəzəriyyəsi nəzərə alınaraq, işıq sürətinə yaxın hərəkətlərdə klassik mexanika qanunlarını öyrənir. Statika: Bərk cisimlərin tarazlıq hallarını araşdırır. Statistik Mexanika: Klassik mexanikanın bilinməyən hallarda ümumiləşməsi. Adətən, termodinamika qanunlarını əldə etmək üçün istifadə olunur. (Maksvell-Bolsman Statistikası) Tətbiqi Mexanika (Mühəndislər üçün Mexanika) Torpaq Mexanikası: Torpağın mexaniki xassələrini öyrənir Kvant Mexanikası üçün ayrıca məqalə yazacıq.

Klassik Mexanikanın Tarixi:
Qədim dövrlərdən günümüzə qədər mexanika həm çox ad dəyişib, həm də çox inkişaf edib. Fizikanın banisi Aristotel olduğuna görə, mexanikanın ilkin forması Aristotel Mexanikası adlanır. Burada, hərəkətin başlanğıc analizləri, efir və daha çox fəlsəfi anlayışlar yer almaqdadır. Bu üslub Hipparx tərəfindən inkişaf etdirilib və Hipparx Mexanikası da adlanır.

Orta əsrlər, klassik mexanika üçün böyük kəşflərin başlanğıcı olub. Hipparx və ondan sonra Filoponun əsərlərində üfüqə nəzərən bucaq altında atılmış cismin hərəkət analizi yer alır. Bu öz növbəsinə, kütlə, ətalər, sürət və təcil anlayışlarını elmə gətirib. Daha sonralar, Tomas Bradvardin tərəfindən hündürlükdən düşən cisimlər hərəkəti ilə bağlı yeni qanunlar ortaya atılıb. Yəhudi əsilli Ərəb alimi Əl-Bağdadi tərəfindən ilk dəfə, sabit qüvvənin sabit təcil yaratdığı qeyd edilib. Sonralar, 14-cü əsrə kimi təcilli hərəkət düsturları meydana çıxıb.

Qalileo Qaliley və İsaak Nyuton tərəfindən klassik mexanikaya çox önəmli töfhələr verilib. Piza Qülləsindən aşağı cisimlər ataraq sərbəst düşməni Qaliley öyrənmişdi. Nyuton isə törəməni inkişaf etdirib, riyazi analiz və inteqralı kəşf edərək o vaxta kimi bilinən bir çox anlayışları vahid riyazi-fiziki sistemə salıb. Özünün üç qanunu və Ümumdünya Cazibə Qanunu hal-hazırda ən məşhur və ən əhəmiyyətli qanunlardır. İndi bu anlayışlar Nyuton Mexanikası adlanır.

Kopernikus ilk dəfə olaraq Yerin deyil Günəşin mərkəzdə olduğunu və planetlərin onların ətrafında dövr etdiyini irəli sürdü. İohan Kepler isə bu ideyanı təkmilləşdirərək öz qanunları hazırladı.

Müasir dövrdə Nyuton Mexanikası şəkilləndirilməyə başladı. Fərqli baxış bucaqları yarandı. Laqranj məsələyə minimum təsir üzərindən baxdığı halda, Hamilton enerjinin saxlanma qanunu əsas götürdü. Mexanikanın yuxarıda adı çəkilən digər sahələri yaranmağa və inkişaf etdirilməyə başlandı. Ən böyük triumf mexaniki hesablamalarla Neptunun kəşfi oldu. Albert Eynşteynin Nisbilik Nəzəriyyəsi relyativist mexanikanın başlanğıcı oldu. Elə həmin illərdə kvant mexanikası yarandı və alimlər o istiqamətə yönəldilər.

Hal-hazırda klassik mexanikada daha dəqiq təcrübələr aparılaraq bilinən modellər daha təkmilləşdirilir.

Mexanika Qanunları:

Nyutonun 1-ci qanunu:
Nyutonun 2-ci qanunu:    

Nyutonun 3-cü qanunu:    
Nyutonun Ümumdünya Cazibə Qanunu:

Keplerin 1-ci qanunu


Keplerin 2-ci qanunu
Keplerin 3-cü qanunu

Birinci hissənin sonu.


View the full article
 

Qızılın Sirri İfşa Olundu!

Uzun zamandır mövcud olan qızılın elektronik xassələrinin nəzəriyyəsi və təcrübələr arasında olan uyğunsuzluq artıq aradan qalxdı.


Qızıl dəbdəbənin simvoludur. Qızıldan olan əşyalar bahalı və bənzərsiz gözəlliyə malik olur. Elektriki yaxşı keçirdiyinə görə də elektronik cihazlarda çox istifadə olunur. Halbuki, alimlər bu metalın xassələri üzərində təxmin edilən nəzəri proqnozların təcrübələrlə uyğun gəlməməsi səbəbini araşdır və bunu həll etməyə çalışırlar. Yeni elmi işdə bu təzada 5 elektron arasında olan 5-li qarşılıqlı təsirləri nəzərə alaraq görünməmiş dəqiqliklə hesablanaraq son qoyuldu.

Atomun elektronik xassələri hesablamaq heç vaxt asan olmayıb. Xüsusilə, ağır atomlarda Kulon potensialının elektronlara verdiyi relyativist enerjilər bu hesablamanı daha da qəliz edir. Qızıl üçün, relyavistik amillər 6s və 5d konfiqurasiyaları arasındakı enerji fərqindən daha az təsirə malikdir. Elə buna görə də, qızıl göy işığı udur və sarımtıl çalar qaytarır. Lakin, qızılın digər yönlərini hesablamaq çətindir. Qızılın ionlaşma enerjisi (1 elektron itirmə) və elektrona hərisliyi (1 elektron qazanma) üçün aparılan hesablamalar təcrübələrlə onlarla millielektronvolt (meV) fərqlənib.

Yeni Zellandiyanın Massey Universitetindən Peter Şverdtfeger və onun yoldaşları qızıl üzərində daha dəqiq hesablama aparıb. Onların modeli relyativist effektlərlə yanaşı elektron korrelyasiyası və kvant elektrodinamikasının təsirini də nəzərə alır. Elektron korrelyasiyası çoxelektronlu atomlarda elektronların qarşılıqlı təsiridir. Əvvəlki işlərdə qızılın 79 elektronu arasında elektron korrelyasiyasını hesablayıblar, lakin maksimum 3 elektron arasındakı (3-lü) qarşılıqlı təsiri nəzərə alıblar. (Hər elektron digərinə təsir edir). Şverdtfegerin komandası bu hesablamanı dördlü və beşli qarşılıqlı təsirləri nəzərə almaqla növbəti səviyyəyə aparıb. Beləliklə, təcrübələrdə yaşanan onlarla meV fərq  bir neçə meV-a gətirilib. Bu əvvəlkilərə nisbətən 10 qat daha dəqiq deməkdir. Bu metod digər ağır elementlərə də tətbiq oluna bilər.

Bu tədqiqat "Physical Review Letters" jurnalında dərc olunub.

Orijinalı: Synopsis: Golden Mystery Solved

Tərcümə etdi: Kvant Dünyası
View the full article
 

Anti-Hidrogen və Hidrogen: Eyni Spektral Xəttlər

Ötən həftə Nature jurnalında ALPHA qruplaşması ilk dəfə olaraq bir antimaddə atomunun optik spektral analizi üzərindəki ölçmələrin hesabatını dərc edib. Nəzərinizə çatdıraq ki, bu araşdırma CERNdə 20 il əvvəl başlayıb.



Bildiyimiz kimi, atomlar müsbət yüklü nüvədən və onun ətrafında hərəkət edən elektronlardan ibarət olur. Bu elektronlar bir orbitdən digərinə keçdikdə xüsusi dalğa uzunluğuna malik işıq şüalandırır ya da udurlar. Hər element özünə xas spektrə malikdir. Elə buna görə də, fizikada, kimyada və astrofizikada spektral analiz çox istifadə olunan texnikadır. Spektr xəttlərinin köməyi ilə atom və molekulların quruluşunu, onların xassələrini öyrənmək olur. Məsələn, astrofizikada, ulduzların tərkibi spektroskopiyanın köməyi ilə təyin olunur.
Kainatda ən geniş yayılmış və ən sadə element olan hidrogen atomunu demək olar ki, tamamilə başa düşürük. Onun spektri olduqca dəqiqliklə ölçülür. Antihidrogen atomları barədə isə geniş təsəvvürə malik deyilik. Kainatda əsas maddələr üstünlük təşkil etdiyinə görə, antihidrogenin spektr xəttlərini ölçmək üçün gərək ilk öncə onun tərkibini - antiproton və pozitronu bir araya gətirmək lazımdır. Bu əziyyətli prosesi alimlər tək ona görə çəkirlər ki, hidrogen və antihidrogen atomlarının spektr xəttlərindəki çox cüzi fərq fizikanı kökündən sirkələyər.

Standard Modelə görə atom və antiatom eyni fiziki xassələrə malik olmalıdırlar. Ən azından onların spektr xəttləri üst-üstə düşməlidir. ALPHA qruplaşmasının hesabatında da təcrübə imkanları çərçivəsində antihidrogenin ölçülən spektri hidrogenin bilinən spektri ilə fərq yaratmayıb. Bu alimləri şoka salmasa da, 20 ildən sonra axır ki, ilk dəfə bir antiatomun spektrini ölçdüklərinə görə şad-xürrəmdirlər.

Antiatomları yaratmaq və üzərində təcrübələr aparmaq üçün CERN-də təsis olunmuş Antiproton Yavaşlandırıcısıdan (Antiproton Decelerator)  istifadə olunur. Burada, ALPHA təcrübəsində yaranmış antihidrogenlər xüsusi dizayn edilmiş maqnit tələlərdə saxlanılır. Təxminən 90000 antiproton plazmasını pozitronlarla qarışdırdıqda hər cəhdə 25000 antihidrogen atomu yaranır. Bir cəhddə isə ən yeni metodla 14 atomu tələyə salmaq mümkün olur. Bu antiatomlara, müəyyən tezlikdə verilən lazer şüalarla tərkibindəki pozitronlar 1s konfiqurasiyasından 2s konfiqurasiyasına həyəcanlanır(udulma hadisəsi).  Hidrogen atomunun 2s halı daha uzunömürlü olduğundan bu halın üzərində daha dəqiq təcrübələr aparmaq mümkündür.

Hal-hazırki nəticə onu göstərir ki, antihidrogen və hidrogen spektr xəttləri milyardda bir dəqiqliklə eynidir. Deməli, çox dərinlərdə fundamental simmetriya mövcuddur.

Əlavə oxu: M. Ahmadi et al. Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen, Nature (2016). DOI: 10.1038/nature21040
View the full article
 

İlin Ən Yaxşı Fizika Kitabları: Top 3-lük

Günümüzdə yüksək texnologiyaların inkişafı özünü elm və təhsil sahəsində də göstərir. Elə bunun təsiridir ki, elektron təhsil portalları, öyrənmək üçün mənbələr, Youtube-da məşhur elmi kanalların saysız-hesabsızdır. Biz də Şamilov Akademiyası və bu bloqumuzla oxşar trendi ana dilimizə inteqrasiya edirik. Düzdür, atalarımız deyib ki: "Çox oxuyan deyil, çox gəzən çox bilər", lakin fizika aləmində elmi-bədii nəşrlərin rolu daha böyükdür. Odur ki, 2016-cı ilin ən yaxşı fizika kitablarını seçib sizinlə bölüşürük. Bu yazıda bizə görə ən yaxşı 3 kitab yer alır. 


1. The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning, and The Universe Itself Şon Kerroll, Kaltek Texnologiyalar İnistitutu Fizika Departamentinin tədqiqatçı professoru, son illərin məşhur kosmoloqu, şəxsi Preposterous Universe bloq sahibi, bu kitabında elmi və fəlsəfi suallarla oxuyucuya kainatın sirlərindən danışır. 
İlk üç bölmədə, özünün 4 illik idrak elmində təcrübələrinindən, aldığı nəticələrdən söz açır. Səbəb və təsir, kosmos, cisimlərin necə hərəkət etməsi, momentin saxlanması prinsipini və inanc sistemlərimizi necə qəbullandığımızı izah etdikdən sonra "Nə bildiyimizi necə bilirik?" sualına cavab axtarmağa başlayır. Cavab tapmaq üçün bir neçə filosoflardan söz açır. İdrak Elmi və Epistemelogiya və Fəlsəfəni birləşdirərək, Dekart və Bohemiya Şəhzadəsi Elizabetin, və Deniel Kaneman-ın təbiətin reallığı haqqında nə düşündüklərini dərk etməyə çalışır.  Əsas soruşulan suallar bunlardır: "Nə bildiyimi necə bilərəm?", "Nəyin var olduğunu necə bilərəm?", "İnanclarımın həqiqəti əks etdirməsini necə bilərəm?". 
Dördüncü bölmədə Kerroll, başına gələn həyatın mənşəyini araşdıran Mayk Rassl-la təyyarədə yanaşı oturması ilə bitən yumorik əhvalatdan danışır. Bu bölmədə Darvinin təkamül nəzəriyyəsindən, hüceyrə formalaşmasından, yaranış, mürəkkəblik, ATF (Adenozin Trifosfat) sintezindən bəhs edilir. Bədəninizin necə işlədiyini öyrənmək üçün gözəl şansdır. Termodinamika qanunları haqqında yazımızı oxumusunuzsa, daha da həzz alacaqsınız. (Sonsuz enerjinin alınma üsullarını yada salın) 
Beşinci bölmədə isə ancaq fəlsəfi debatlardan söz açılır. Bəlkədə çoxlarından agahsınız. Lakin, Şon Kerrollun xülasəsini oxusanız, vaxt itirməzsiniz. "Çin otağı", "Mariyanın otağı", "Yarasa olmaq necə hissdir?" və s. fəlsəfi baxışlar. Həqiqətən maraqlıdır.
Kitab müəllifin essesi ilə yekunlaşır. Əsas mövzu Yum problemidir və əgər bundan xəbərdarsınızsa, bu bölmə sizə daha da maraqlı gələcək. 
Şon Kerrollun digər kitablarını, bloq yazılarını və zaman haqqında fikirlərini oxumağınızı tövsiyə edirik.

2. The Pope of Physics: Enrico Fermi and the Birth of Atomic Age Enriko Fermi sözsüz fizikada ən böyük iz qoymuş alimlərdəndir. Fermiyonlar, Fermi-Dirak statistikası, Fermi səthi, Fermi sahəsi, Fermi laboratoriyası və s. Kütləvi dağıdıcı gücə malik nüvə silahlarının kəşfi də, milyonlarla insanı sağaldan NMR cihazı da Fermiyə dayanır. İlk nüvə reaktoru lahiyəsinə Fermi başçılıq edib. Elə buna görə də, yoldaşları onu Papa adlandırırdı. Bütün papalar kimi, Enriko da italyandır. Özü 1938-ci ildə, daha sonralar isə 6-dan çox tələbəsi Nobel Mükafatına layiq görülüb. Bu kitabın müəlliflərindən biri - Gino Secre, həmin tələbələrdən Emillio Segre-nin qardaşı oğludur. (Emillio antiprotonun kəşfinə görə Nobel alıb) Məncə, artıq sözə ehtiyac yoxdur. Şübhəsiz Enriko Ferminin həyatını onu yaxından tanıyanın və tələbəsinin sözlərindən oxumaq daha maraqlı olardı. 
Kitabın ilk 3 bölməsi Ferminin qısa həyat tarixçəsidir. Növbəti bölmələrdə, atom əsri və bunda Ferminin rolu əsas tutulur. Beləki, Ferminin Los Alamosa köçü, ordakı lahiyələri, Manhattan lahiyəsi və kitabın geri qalanında nüvə reaktorlarının taleyi yer alır. Tarixi xoşlamayanlara sıxıcı gələ bilər bu kitab. Hətta, Manhattan proyekti üçün digər kitabları oxumaq daha ürək açandır. Lakin, bu kitabda mövzuya Ferminin həyatından baxılır.
3. Seven Brief Lessons on Physics
Biri sizə desə ki, əslində zaman anlayışı yoxdur? Cəfəngiyyat deyib keçərsiniz. Bəs bunu deyən fizik olsa? Hətta, qravitasiyanın kvant modelini axtaran biri? Hətta o şəxs ki, zaman haqqında demək olar ki, bilinən hər şeyi bilir. Siz ona inanardınız? 
Karlo Revelli "Fizikada 7 Qısa Dərs" kitabında ən klassik fizikadan ən müasir fizikaya kimi əsas mövzulara oxuculara təqdim edir. GPS məkan təyinetmə peyklərinin Yer ətrafında hərəkət etdiyi bir dövrdə Yerin hələ də müstəvi formasında olduğuna inanlar və bunu iddia edənlər var. Halbuki, Nikolay Kopernikus orta əsrlərdə Günəşin mərkəzdə, Yer və planetlərin onun ətrafında fırlandığını heliosentrik sistemi irəli sürüb. Bəlkə də, insanlar fizikanı anlamır. Məhz buna görə də, Karlo belə bir kitab yazmağı özünə borc bilib.
Kitab əslində 6 dərs və 1 fəlsəfi nəticədən, cəmi 78 səhifədən ibarətdir. Bu bölmələrin ardıcıllığı belədir: 

1. Ən gözəl nəzəriyyələr Bu bölmədə Nyutonun klassik qravitasiya nəzəriyyəsinindən fərqli olaraq, Eynşteynin müasir nisbilik nəzəriyyəsində olduğu kimi, qravitasiya sahəsinin fəzada yayılan sahə kimi deyil, fəzaının özünün olması kimi qələmə verilir.  2. Kvant 
Heyzenberqə görə elektron həmişə mövcud olmur. Nə vaxt ki, müşahidə edirik, onda əmin olarıq ki, elektron var. Daha dəqiq desək, nəsə ilə təsirdə olanda özləri üzə çıxarırlar. Kvant mexanikasında, cisimlərin  toqquşmadıqları müddətcə müəyyən mövqeyə sahib olmurlar. 3. Kosmosun arxitekturası
Bu bölmə, qədimdən bu yana fəzanın quruluşundakı kəşflərlə bağlıdır. Ay və Günəşin çıxması və batması, fəsillərin növbələşməsi hər üç cismin kürəvi olduğunu deyir. (Aristotel deyir) Sonralar, bu sistemin mərkəzində Yer yox, Günəş olması müəyyənləşir. (Kopernikus). Hal-hazırda isə qalaktikalar və daha geniş ölçüdə quruluşlara aid təsəvvürümüz var. 4.Zərrəciklər
Elə bir vakuum yoxdur ki, orda kvant dalğalanması baş verməsin. Hər yerdə zərrəciklər var. Bu bölmə zərrəcikləri və Standard Modeli izah edir.  5. Fəzanın dənələri
Böyük ulduzlar vaxt gəlir partlayır və öz kütləsinin yığılması ilə qara dəliklərə çevrilir. Onlar da öz növbəsində sıxılır, sıxılır, və sonunda partlayır. Partlamazdan bir öncəki çatdıqları ölçü ən kiçik fəza quruluşudur. 6. Ehtimal, Zaman və Qara dəliyin istisi
İstilik alış-verişi baş verməyən sistemdə keçmişlə gələcəyin fərqi yoxdur. Sürtünmə olmasa riyazi rəqqas sonsuza kimi rəqs edər və zaman anlayışının fərqi olmaz. Sürtünmə olanda istilik ayrılır. Və biz dərhal keçmişi gələcəkdən ayırıq. (gələcək rəqqasın yavaşlaması istiqamətindədir) 7. Özümüz
Müəllif burda inanır ki, bizim nəslimiz tezliklə məhv olacaq, bütün yaxın əcdadlarımız kimi. İnsanlar zərər vurur. Ən son nəsil yeni şeyləri öyrənmək üçün can atır. Fəzanın quruluşunu, kosmosun mənşəyini, zamanın təbiətini, qara dəlik mövhumatını və öz şüurumuzu tamamilə dərk etməyə az qalıb. "Artıq, bilinməyən okeanın sahilində bildiklərimizin ucundayıq, sirrləri və dünyanın gözəlliyi parıldayır. Və bu nəfəs kəsicidir"!


Unutmayın, bu yalnız bizə görə top 3-lükdür. Daha onlarla gözəl kitablar elmi mövzuları oxuyucalara sadə və anlaşıqlı dildə çatdırır. Kitab oxumağı dayandırmayın.
View the full article
 

Termodinamika və 3 qanunu

Elm günü-gündən inkişaf edərək, özünü durmadan yeniləyir. Müasir texnologiyanın yaranmasına təkan verir, alimlər tərəfindən yeni nəzəriyyələr ortaya qoyulur və ya bir başqa nəzəriyyə yalnışlanaraq “arxivə” qoyulur. Artıq kvant fizikası, sim nəzəriyyəsi, M nəzəriyyəsi və başqa nəzəriyyələr dillər əzbərinə çevrilmişdir. Kvant fizikasının adını uşaqdan-böyüyə demək olar ki, hər kəs eşidir. Ölkəmizdə iş daha geniş “vüsət” almaqdadır. Belə ki, Youtube platformasından kvant fizikasına aid sənədli film izləyənlər belə sosial şəbəkələrdə buna aid status yazaraq özünü fizikanın, xüsusən kvant fizikasının bilicisi kimi göstərir. Bu yaxşı haldır, təbii ki, izləmək, öyrənmək yaxşıdır, ancaq daha özünü sanki illərdir CERN-də təcrübə aparan fiziklər kimi qələmə vermək düzgün deyil. Bir də əsas məsələ budur ki, təməl nəzəriyyələri bir kənara qoyaraq, ancaq Kvant, Sim və sair şeylərdən danışmaları məni düşündürməyə vadar et və bu yazını yazmağa qərar verdim. Bu yazıda sizlərə fizikanın ən təməl və gözəl, bir o qədərdə ağır qolu olan Termodinamika haqqında məlumat verəcəyəm. Yazıma başlamazdan əvvəl Termodinamikanın ağırlığını sizlərə bu cümlələrlə çatdırmaq istəyirəm: “Əgər siz gənc fiziksizsə, sizin əlinizdə yeni bir nəzəriyyəniz varsa və sizin nəzəriyyəniz Maksvel Elektrodinamikası ilə uyğun gəlmirsə, sizin haqlı olma ehtimalınız haradasa mümkündür. Ola bilsin, Maksvel səhv edib. Ancaq sizin nəzəriyyəniz Termodinamika ilə üst-üstə düşmürsə, ona ziddirsə, sizin haqlı olma ehtimalınız 0-a bərabərdir. Siz nəzəriyyənizi heç üzə çıxarma zəhmətinə belə qatlanmayın”. İndi isə termodinamikaya daxil olaraq onun sirrini açmağa başlayaq. Termodinamika nədir? Hərfi mənası istilik qüvvəsi (termo, diamika) deməkdir. Termodinamika temperaturla bağlı olan prosesləri öyrənən fizika sahəsidir. Daha dəqiq tərifini versəm, Termodinamika enerjinin və qanunların bir növdən digərinə çevrilmələrini öyrənən elm sahəsidir. İşçi maddələrin köməyi ilə istilik və mexaniki enerjilərin qarşılıqlı çevrilməsinə baxılan hissəsi texniki termodinamika adlanır. Bir-biri ilə və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi olan cisimləri göstərən termodinamik sistem texniki termodinamikanın əsaslarından biridir. Termodinamik sistemlərə misal olaraq silindirdə porşenin hərəkəti ilə genişlənən və ya sıxılan qazları göstərmək olar. Termodinamika istilik hadisələri bağlı olduğu üçün bu hadisələri analiz edərkən bir neçə parametrlərdən istifadə edilir. Bu parametrlərə hal göstəriciləri də deyilir. Hal göstəriciləri – istilik, təzyiq və xüsusi çəki ilə müəyyən edilir. Bu parametrlər bəzən sistemin funksiyası adlanır. İstilik – makroskopik sistemin termodinamik tarazlıq halını xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir. Termodinamik fizika inkişaf etdirildikcə artıq aksiom halını alan qanunlar ortaya qoyuldu. Belə ki, əvvəlcə qanun olaraq ortaya atılan daha sonra fiziki-riyazi metodlarla isbatlanan qanunlar o qədər dəqiq bir şəkildə işlədi ki, artıq o qanunlar aksiom halını aldı. Termodinamikanın 3 qanunu Termodinamikanın 1-ci qanunu Termodinamikanın birinci qanunu enerjinin saxlanma qanununun həm də istilik hadisələrinə tətbiqindən ibarətdir. Bu qanunu ifadə etməzdən əvvəl mexanikada enerjinin saxlanma qanununu bir daha yada salaq: daxilində yalnız konservativ qüvvələr təsir göstərən qapalı sistemin tam mexaniki enerjisi sabitdir. Bəs sistem daxilində həm də qeyri-konservativ, məsələn, sürtünmə qüvvəsi təsir göstərdikdə hansı hadisələr baş verir ki, mexaniki enerjinin saxlanma qanunu pozulur? Bu zaman mexaniki enerjinin bir hissəsi sürtünmə nəticəsində istiliyə çevrilir. Enerjinin istiliyə çevrilən hissəsini (sürtünmə nəticəsində ayrılan istilik miqdarını) də nəzərə alsaq, bu halda da tam enerjinin saxlandığını deyə bilərik. Mexanika bəhsində istilik miqdarı anlayışı olmadığına görə enerjinin saxlanma qanununun təsir dairəsi məhdudlaşır. Bu məhdudluq istilik hadisələri də nəzərə alındıqda aradan qaldırılır. Məlum olduğu kimi, qazın daxili enerjisinin dəyişməsi, onun üzərində görülən, yaxud qazın özünün gördüyü işlə bağlıdır. Deməli, sistemin daxili enerjisi və görülən makroskopik iş bir-biri ilə əlaqədar kəmiyyətlərdir. Bəs sistemə xarici istilik mənbəyindən müəyyən istilik miqdarı verdikdə, sistemdə hansı dəyişikliklər baş verir? Termodinamikanın birinci qanunu bilavasitə bu sualla əlaqədardır. Həmin qanunun məzmunu belədir: sistemə verilən istilik miqdarı (δQ), onun daxili enerjisinin artmasına ( dE ) və sistem tərəfindən xarici qüvvələrə qarşı görülən işə (δA) sərf olunur. Riyazi olaraq termodinamikanın birinci qanunu belə ifadə olunur: ΔQ = ΔU + ΔA
ΔQ – İstilik miqdarı (cismə kənardan verilən istilik miqdarı)
ΔU – Cismin daxili enerjisinin artması
ΔA – Enerjinn sərf olunduğu iş Termodinamikanın 1-ci qanunundan belə bir maraqlı nəticə alınır. Ətraf cisimlərdə heç bir dəyişiklik etmədən heçdən iş görmək olmaz. Heçdən iş görə bilən belə bir qurğu olsaydı, onu daimi mühərrik adlandırmaq olardı. Bunu nəzərə alaraq daimi mühərrikə belə tərif vermək olar: Yeganə nəticəsi heçdən iş görməklə nəticələnən proses əsasında işləyən qurğu birinci növ daimi mühərrik adlanır. Birinci növ daimi mühərrik yaratmaq üçün göstərilən çoxlu sayda cəhdlərə baxmayaraq bu qurğu termodinamikanın birinci qanuna zidd olduğundan həmin cəhdlərin hamısı iflasa uğramışdır. Termodinamikanın birinci qanununu şərh və təhlil edərkən onun tətbiq olunduğu sistem üzərinə heç bir şərt qoymadıq. Bu səbəbdən termodinamikanın birinci qanunu istənilən termodinamik sistem üçün doğrudur. Xüsusi halda sistem qapalı (izolə olunmuş) olarsa, onun xariclə heç bir əlaqəsi olmadığından dQ=0 və dA=0 olur. Bunları yuxarıdaki formulda nəzərə alsaq, dE=0 və buradan, E=sabit alırıq. Deməli, qapalı sistem daxilində hansı proseslərin getməsindən asılı olmayaraq onun daxili enerjisi dəyişmir. Bu ifadə qapalı sistemlər üçün termodinamikanın birinci qanunudur. Unutmamaq lazımdır ki, termodinamika yalnız çoxlu sayda zərrəciklərdən ibarət sistemləri öyrənə bildiyindən birinci qanunu ayrı-ayrı atom, yaxud molekullara tətbiq etmək olmaz. Bu mənada termodinamikanın birinci qanunu mexanikada enerjinin saxlanma qanununa nəzərən məhduddur. Bundan fərqli olaraq ayrılıqda götürülmüş atom və molekullara, həmçinin az sayda zərrəciklərdən ibarət sistemlərə mexaniki enerjinin saxlanma qanununu tətbiq etmək olar. Birinci qanunun izahının sonunda enerjinin saxlanma qanununun tarixinə çox qısa nəzər salaq. Bu qanun üç böyük alimin adları ilə bağlıdır. Bunlar Mayer, Helmhols və Couldur. Məşhur yapon fizikaşünası R. Kubo bu 3 alim haqqında deyir: “Yulius Robert Mayer (1814-1878) həqiqətən dahidir. O, bizim dünyaya yeganə bir məqsədlə – belə böyük kəşf etmək məqsədilə təşrif buyurdu. German Lüdviq Ferdinand Helmhols (1821-1894) bu qanunu “Erhaltung der Kraft”, yəni enerjinin saxlanma qanunu adlandırdı. Mayer kim o, da fəaliyyətə həkim olaraq başladı, mənalı ömrünü isə o zamanın böyük fizioloqu və fizikaşünası kimi yaşadı. Ceyms Preskott Coul (1818-1889) 40 ildən çox müddət ərzində iş və istiliyin ekvivalentliyini eksperimental tədqiq etməklə məşğul oldu. Bu üç nəhənglərdən həmin qanunu müəyyənləşdirməyə müyəssər olan birinci şəxs və bu sahədəki fəaliyyəti etiraf olunan sonuncu şəxs Mayer olmuşdur.” Termodinamikanın 2-ci qanunu Bu qanun sistemin entropiyasının yüksəlməsi qanunu kimi də bilinir. Mahiyyəti budur ki, qapalı sistemdə baş verən bütün istilik prosesləri üçün entropiyanın artması zəruridir, qapalı sistemin entropiyasının mümkün maksimum qiyməti (kəmiyyəti) istilik tarazlığında əldə olunur. Termodinamikanın II qanununun kəşfi fransız alimi S.Karlo (1796-1832), ingilis fiziki U. Tomson və R. Klauzisin işləridir. Bu kəşf 19-cu əsrin 50-ci illərində baş vermişdir. Qeyri-taraz proseslərin termodinamikasının banilərindən biri Belçika alimi İ.R. Priqojin (1917-2003) özünün mühazirələrindən birində (1977-ci ildə) demişdir: Elm tarixində termodinamikanın II qanunu izah etməli olduğu hadisələr çərçivəsindən kənara çıxaraq elmdə görkəmli rol oynadı. Onu demək yetər ki, Bolsmanın kinetik nəzəriyyə sahəsindəki işləri, M.Plankın şüalanmanın kvant nəzəriyyəsi və A. Enşteynin spontan emissiya nəzəriyyəsinin əsasında termodinamikanın II qanunu durur. Termodinamikanən 2-ci qanunu bir çox alimlər başqa cürə tərif etmişdilər, ancaq ümumi məna eynidir.
Klauzius: İstilik özbaşına soyuq cisimdən isti cismə keçə bilməz.
Kelvin: Yeganə nəticəsi istilik mənbəyinin daxili enerjisinin azalması hesabına iş görmək olan dairəvi dövri proses mümkün deyildir.
Plank: Yeganə nəticəsi istilik mənbəyinin soyuması hesabına yük qaldıran dövri işləyən maşın düzəltmək olmaz. Fiziki qanunların şərh formalarının xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, oradakı sözlərdən hər birinin öz yeri və mənası var – onlardan biri atılarsa qanunun mahiyyəti ya itər, ya da təhrif olunar. Bu baxımdan Kelvin və Plankın ifadələrində işlədilən “yeganə nəticəsi” ifadəsinin dərin fiziki mənasına nəzər salaq. Əvvəla, onu qeyd edək ki, bu ifadəni tərifdən çıxarsaq məna tamamilə itər. Mənanın itməməyi şərti ilə həmin ifadəni mənaca ona ekvivalent olan “ətraf mühitdə heç bir dəyişiklik yaratmadan” ifadəsi ilə də əvəz edə bilərik. Hər iki halda mahiyyət ondan ibarətdir ki, qurulacaq maşının istilik çənindən aldığı enerji hesabına onun periodik işləməsi yalnız bir nəticəyə gətirməlidir – iş görülməlidir. Bu dediklərimi sadə misalla izah edim: bildiyimiz kimi məişətdə istifadə olunan soyuducular onun içərisinə qoyulmuş ərzaqı otaq temperaturundan başlayaraq soyudur. Bu o zaman mümkündür ki, ərzaqdan istilik miqdarı alınıb temperaturu daha yüksək olan ətraf mühitə verilsin. İlk baxışda elə görünə bilər ki, istilik özbaşına olaraq soyuq cisimdən isti cismə keçir – termodinamikanın ikinci qanunu üçün Klauziusun verdiyi tərif ödənmir. Lakin, unutmamalıyıq ki, istiliyin soyuq cisimdən isti cismə keçməsi özbaşına olmur. Bu prosesi reallaşdıran elektrik şəbəkəsinə birləşdirilmiş soyuducunun həmin şəbəkədən aldığı elektrik enerjisidir. Bu enerji ətraf mühitdən (kənar mənbədən) alındığına görə, soyuducunun işləməsi nəticə- sində təkcə soyuq cisim (soyuducudakı ərzaq) soyumaqda davam etmir, həm də ətraf mühitdə dəyişiklik baş verir – oradan enerji alınır. Deməli, bu prosesdə də termodinamikanın ikinci qanunu ilə ziddiyyət təşkil edən heç bir hadisə baş vermir, tərsinə soyuducuda baş verən hadisə – ərzağın soyuması termodinamikanın ikinci qanununa tam uyğun şəkildə baş verir. Yuxarıda adı çəkilən İstilik Maşını – Sadi Karnonun əsas fəalliyət sahəsi olan “İdeal İstilik” və Karno Maşınıdır. Yəni tarixi faktlara nəzər salsaq görərik ki, Karnonun işlərindən alınan dərin mənalı nəticələr nə onun özü, nə də müasirləri tərəfindən yetərincə başa düşülmədiyinə görə onun işlərinin nəticəsi termodinamikanın ikinci qanunu şəklində ifadə oluna bilməmişdir. Bu nəticə yalnız Karnonun vəfatından xeyli sonra, 1850-ci ildə İsveç alimi Vilyam Tomson (1824-1907-ci illərdə yaşamış, elmdəki müstəsna əhəmiyyətli xidmətlərinə görə sonralar ona lord Kelvin adı verilmişdir) və alman alimi Rudolf Klauzius (1822-1888) tərəfindən qanun şəklinə salınmışdır. Daha sonralar isə entropiya anlayışı ilə daha da umumiləşdirilmişdir Bu hissədə S.Karnonun İstilik Maşınına-Karno Maşınına və entropiyaya toxunmayacam. Termodinamikanın 3-cü qanunu. Termodinamikanın birinci və ikinci qanunları üzərində ətraflı dayandıq. Birinci qanunun atom və molekulların istilik hərəkətləri və bununla əlaqədar meydana gələn istilik enerjisi də nəzərə alınmaqla enerjinin saxlanma qanununu ifadə etdiyini söylədik. Həmin qanuna görə istiliyin soyuq cisimdən isti cismə keçməsi mümkündür. Vacib olanı odur ki, iki cisimdən ibarət sistemdə soyuq cisimdən alınan istilik miqdarı isti cismə verilən istilik miqdarına bərabər olsun. Bu qanuna görə enerjinin saxlandığı bütün hallarda prosesin istənilən istiqamətdə getməsi üçün heç bir qadağa yoxdur. Deməli, birinci qanun prosesin real getmə istiqaməti haqqında heç bir məlumat vermir, daha doğrusu verə bilmir. İkinci qanun bu qüsuru aradan qaldırdı. O prosesin getmə istiqamətini müəyyən edən qanundur. İkinci qanundan çıxan mühüm nəticələrdən biri də mütləq sıfır temperaturun varlığıdır, lakin praktik olaraq bu temperaturu əldə etmənin qeyri-mümkünlüyüdür. Bununla yanaşı, ikinci qanun mütləq sıfır temperaturun bilavasitə yaxınlığında və mütləq sıfır temperaturda fiziki kəmiyyətlərin dəyişmə xarakterləri haqqında heç nə deyə bilmir. Qarşıya çıxan çətinlik bununla bitmir. Məlum olduğu kimi entropiya onun diferensialı (dS) vasitəsilə hesablanır. Bu səbəbdən S kəmiyyəti müəyyən sabit (məsələn: S0 ) dəqiqliyi ilə təyin olunur. Bizi adətən müxtəlif hallardakı entropiyalar fərqi maraqlandırdığından haqqında danışdığımız qeyri-müəyyənlik əhəmiyyət kəsb etmir. Lakin elə hal funksiyaları vardır ki, onlar ST hasili vasitəsilə təyin olunur. Buna misal Helmholsun (F=E-ST) və Qibbsin (H=E-ST+pV) sərbəst enerjilərini göstərmək olar. Bu hallarda qeyri-müəyyənlik S0 ilə deyil, T*S0 hasili ilə əlaqədardır. Ona görə də, iki müxtəlif temperatura uyğun gələn belə hal funksiyalarının fərqini təyin edərkən ( xüsusilə də, kimyəvi proseslərin təhlili zamanı), sıfırdan fərqli olan (T2 –T1) S0 həddi meydana gəlir. Deməli, entropiyanın sabit dəqiqliyi ilə təyin olunan qiymətini deyil, mütləq qiymətin təyin etməyi bacarmaq lazımdır. Əks halda, yəni S0 kəmiyyətini konkretləşdirməsək, ST hasili daxil olan hal funksiyalarının termodinamikada işlədilməsi mənasız olur. Qarşıya çıxan bu problem termodinamikanın üçüncü qanunu vasitəsilə həll olunmuşdur. Termodinamikanın üçüncü qanunu Nernst tərəfindən empirik üsulla müəyyənləşdirilmişdir. Ona görə bir çox ədəbiyyatlarda bu qanun “Nernstin istilik teoremi” adlandırılır. Termodinamikanın üçüncü qanununu Nernstin ifadə etdiyi kimi təqdim etmək bəsit olmadığından onun Plank tərəfindən ifadə olunmuş formasını şərh etmək daha məqsədəuyğundur: Mütləq sıfır temperaturda sistemin ola biləcəyi bütün tarazlıq hallarında entropiya dəyişməz qalır. Ancaq ədəbiyyatlarda Nernst nəzəriyyəsi olaraq daha çox qarşıla bilərsiz. Nernstin dili ilə ifadə edəsi olsaq: Tarazlıqda olan sistemin entropiyası temperaturun mütləq “0”-a yaxınlaşması ilə “0”-a can atır. Bu, “istilik nəzəriyyəsi” adlanır. Artıq yazımda Termodinamikaya, onun qanunlarına mümkün qədər dərin bir formada toxundum və çalışdım ki, termodinamikanın önəmini sizlərə çatıdırım. Termodinamika özü-özlüyündə böyük bir nəzəriyyədir. Hətta fizikanın bütün sahələrində keçərli olan entropiya kimi anlayışlar da buraya daxildir ki, onun haqqında başqa yazılarda məlumat verəcəyəm. Qıaca deyə bilərəm ki, entropiya ümumilikdə kainata baxış bucağını dəyişən bir kəmiyyət - mövhum oldu. İnanıram ki, termodinamikanın önəmini, ağırlığını və gözəlliyini izah edə bildim.
View the full article
 

Mezonik Atomlar

CERN-dəki DIRAC qruplaşması ilk statistik əhəmiyyətli π (pi) və K mezonlarından ibarət atomun müşahidəsinin raportunu veriblər.
DIRAC Collaboration, Phys. Rev. Lett. (2016)


Normalda bir atom nüvə və onun ətrafında hərəkət edən elektronlardan ibarət olur. Lakin, fiziklər  fərqli zərrəciklər (Məsələn, 2 kvarklı zərrəciklərdən) təşkil olunan bir neçə eqzotik atomları müşahidə ediblər . İlkin tapıntılara əsasən, CERN-dəki DIRAC təcrübəsinin datalarının analizi ilk dəfə olaraq π (ud) və K (us) mezonundan ibarət atomun birbaşa dəlilini tapır. Bu cür ikimezonlu sistemlər üzərində ətraflı axtarış kvarkların aşağı enerjidə necə əlaqəyə girdiyi haqqında təsəvvürlər yaradacaq.

Mezon tərkibli atomlar, məsələn, kaonik hidrogen (proton + K ) və pionium (iki əks yüklü π mezonları), elektromaqnetik qüvvə hesabına tarazlaşır. Lakin, kvarklar arasındakı güclü qüvvə təsiri bu atomların parçalanmasına gətirir. Bu parçalanma ömürləri üzərində dəqiq ölçmələr aşağı enerjidə kvark səpilmə ehtimallarında ciddi sərhədlər qoya bilər ki, bunu adi hesablamalarla tapmaq çox çətin və hətta imkansızdır.

DIRAC təcrübəsi πK və ππ atomlarını aşkar etmək və xarakterizə etmək üçün tikilib. Bu bağlı halları yaratmaq üçün tədqiqatçılar yüksək enerjili proton şüasını nazik metal lövhə üzərinə yönləndirdilər. Protonların metal nüvələri ilə toqquşmaları nəticəsində arabir πK atomları yaranır, və bu atomların digər nüvələrlə toqquşması zamanı sərbəst πK cütləri ayrılır. DIRAC təcrübəsi bu müstəqil cütləri ikiqollu kütlə spektrometri ilə üzə çıxarmaq üçün dizayn edilib. Öncəki nəticələr πK atomlarının varlığını isbat edirdi, lakin statistik əhəmiyyətin çox aşağı olması bu atomların aşkarını söyləməyə yetmirdi. DIRAC qruplaşması müxtəlif metal lövhələr istifadə edilən cəhdlərin məlumatlarını topladı. Komanda 300-dən artıq πK atomlarının aşkarını qeyd edir. Əlavə analizlər πK yaşama müddətini çıxarmaq üçün davam edir.

Bu araşdırma Physical Review Letters jurnalında dərc edilib.

Tərcümə etdi: Kvant Dünya 
Mənbə: AIPS Physics
View the full article
 

Mayorana Neytrinoları Axtarışında

mənbə: KamLAND-Zen qruplaşması
Ettore Mayorananın yürütdüyü fərziyyədəki kimi, neytrinolar və antineytrinolar eynidir? Əgər bu doğrudursa, neytrinoların Mayorana təbiəti neytrinoların niyə kütləyə sahib olduqlarını və kainatda maddənin niyə antimaddədən çox olduğunu açıqlaya bilər. Yaponiyada yeraltı neytrino detektorundan istifadə edərək, KamLAND-Zen qruplaşması Mayorana fərziyyəsini doğrulaya biləcək indiyə kimi bilinən ən həssas neytrinosuz ikiqat beta parçalanma hadisəsini araşdırıblar. Əldə olunan nəticələr Mayorana neytrinolarının mümkün xassələrində ciddi sərhədlər qoyur.

İkiqat beta parçalanması iki neytronun iki antineytrino şüalandıraraq iki protona (və ya tərsi) çevrildiyi nüvə prosesidir. Əgər neytrinolar Mayorana fermionlarıdırsa, onda şüalanan iki antineytrino bir-birini islah edərək, heç bir antineytrinosuz çevrilmə baş verəcək. Lakin, belə neytrinosuz ikiqat beta çevrilmələri çox nadir prosesdir. Yüksək miqdarda ikiqat beta çevirlməyə məruz qalan 35 təbii izotoplardan istifadə edilən araşdırmalar hələ ki, heç bir nəticə verməyib.

KamLAND-Zen qruplaşması cihazlarının həssaslığını neytrinosuz ikiqat beta çevrilmələrinə qarşı bir neçə qat artırıb. Tədqiqatçılar çox zəif fon səsküylü təmiz detektorları artıq quraşdırıblar. Onlar görünməmiş miqdarda ksenon-136 işlədiblər. Eyni zamanda, bu maddə detektorlarda arzu olunmaz siqnallar verə biləcək bütün radioaktiv tərkibdən təmizlənib. Bir neçə ilin araşdırmalarını birləşdirdikdə, bu təcrübə ötən illərdəkilərə nisbətən neytrinosuz ikiqat beta çevrilmə ehtimalını 6 dəfə artırılıb. Bu ehtimal çevrilmənin ömrünə uyğun gəlir (1026 il). Bu təcrübə tədqiqatçılara Mayorana neytrinoların kütləsinə ciddi üst sərhədlər təyin etməyə imkan verdi (61-165 meV-dan az).

Bu tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc edilib.


Məqalə physic.aps.org saytından tərcümə olunub.

Tərcümə etdi: Kvant Dünya
View the full article
 

Kvant Kseroks Maşını

Klonlanmış qoyunlar: Debbie, Denise, Dianna və Daisy
Təbiətin ən əhəmiyyətli qanunlarından biri də kvant informasiyasını çoxaltmağın namümkünlüyüdür. Başqa bir deyişlə, bunun mümkün olduğu maşını düzəltmək imkansızdır. Belə maşın Kvant Kseroks Maşını adlanır, və uyğun olaraq bu prinsipin adı Kvant Kseroks Prinsipidir.*

Giriş(sol) və Çıxışlı (sağ) Kvant Kseroks Maşını
Gəlin, bir anlıq fərz edək ki, biz həmin maşından düzəltmişik. Təxmini sxemi yuxarıdakı kimi olsun. Bu sxemdə soldan gələn kvant məlumatı klonlanaraq sağ hissədə original və əlavə bir nüsxə ilə çıxır. Bunun mümkün olmadığını sadə yolla isbat edə bilərik. İlk öncə, yuxarı spinli kvant halını bu maşına daxil edək:

|↑ > → |↑> |↑>  
Gözlədiyimiz kimi, daxil olan məlumat duplikat olundu. İndi isə aşağı spinli məlumat daxil edək:
|↓ > → |↓ > |↓ >
Yenə də nəticə istədiyimiz kimidir. Kvant fizikasında ən geniş yayılmış anlayışlardan biri də superpozisiya prinsipidir. Elə isə, bizim kseroks maşınına bərabər ehtimallı yuxarı və aşağı spindən ibarət yeni kvant məlumatı daxil edək. 
Bunu iki ayrı məlumatın cəmi kimi hesabladıqda onda bizim kvant maşınımız aşağıdakı nəticəni verməlidir:

İndi isə, bizim maşının klonlama prinsipi ilə yanaşaq:

Göründüyü kimi, alınan nəticələr üst-üstə düşmür. Deməli, biz maşının riyazi əsaslarla (xəttilik prinsipi və superpozisiya) mümkün olmadığını sübut etdik. Əgər belə maşınlar mövcud olsa, klonlanmış halların müşahidəsi zamanı Heyzenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipini də pozmuş olardıq.
* Bu prinsip eyni zamanda No Cloning Theorem də adlanır.
View the full article
 

Maqnetik təkqütb

Maksvell tənlikləri elektromaqnetizm hadisəsini izah edən ən gözəl klassik modeldir. Bu tənliklərə əsasən elektrik və maqnit sahələri bir-birindən asılıdır və elektromaqnetik dalğalar işıq sürəti ilə hərəkət edir (boşluqda). Lakin, Maksvellin bu modeli maqnetik təkqütblərin olmadığını qəbul edir. Yəni, elektrik sahəsi üçün Qauss tənliyinin (I) həmin tənliyin maqnit sahəsi üçün olanından  (II) fərqli olmasının səbəbəi elektrik yüklərinin var olması, maqnit yüklərinin isə olmamasıdır. 



Yuxarıda Maksvell tənliklərinin differensial forması verilmişdir. I və II tənliklər Qauss tənliyi, III Faradey tənliyi, IV isə Amper tənliyidir. Bu tənliklər elmi-kütləvi sferada çox məşhurdurlar. Hətta. "Tanrı (Maksvell tənlikləri) dedi və işıq yarandı" kimi bənzətmələr də mövcuddur. Təbii ki, hər modeldə olduğu kimi Maksvell tənliklərinin də izah edə bilmədiyi vəya mövcud təcrübə məlumatlarıyla üst-üstə düşmədiyi hallar var. Məsələn, elektromaqnetik dalğalarını kəsilməz qəbul etdiyi halda fotonları izah edə bilmir. Daha doğrusu fotonlara bu modeldə yer yoxdur. Bu vəya digər kvant effektlərinin də nəzərə alındığı klassik elektrodinamikanın inkişaf etmiş modeli elektrodinamikanın kvant nəzəriyyəsidir.
İlk öncə qeyd etdiyimiz kimi, Maksvel tənlikləri maqnetik təkqütblərin varlığı təkzib edir. Maqnetik təkqütb dedikdə ilk dəfə Pol Dirak tərəfindən proqnozlaşdırılan hər tərəfi eyni maqnit qütbünə malik hipotetik zərrəcik nəzərdə tutulur. Elektrik sahəsini yaradan müsbət və mənfi yüklər olduğu kimi, maqnit sahəsinin də onu yaradan özünəxas şimal və cənub qütbləri var. Məişətdə də tez-tez tapılan maqnit çubuqlarının yarısı şimal, digər yarısı isə cənub qütblü olur. Bu çubuğu ikiyə böldükdə şimal və ya cənub təkqütb əvəzinə yenə ikiqütblü oxşar çubuq əldə edərsiniz. Lakin, alimlər nəzəri olaraq maqnetik təkqütblərin varlığını iddia edirlər. 


MoEDAL təcrübəsi belə təkqütblərin varlığını aşkar etmək üçün CERN-də LHCb-nin yanında yer alır. Maqnetik təkqütblər yüksək ionlaşdırıcı olduqları üçün keçəcəyi plastik detektorlarda mütləq iz buraxacaq. Təkqütblər eyni zamanda tez enerji itirdikləri üçün yavaşıyan hərəkətlə növbəti quraşdırılmış 0.8 kq-lıq aluminum tələdə ilişib qalacaqlar. Bu kütlənin maqnetik dəyərlərinə daim nəzarət edən maqnetometr ən kiçik dəyişiklikdə bazaya siqnal göndərəcək.
MoEDAL birliyi LHC-in ilk yürüşündə yığılmış verilər üzrə analizi barədə məqalə dərc edib. Bu sınaq yürüşündə tələ detektorları prototip mərhələsindədir. Ilk mərhələdə heç bir maqnetik təkqütb siqnalı qeydə alınmayıb. Lakin, bu nəticə MoEDAL birliyinə yeni axtarış sərhədlərini müəyyən etməyə imkan verib. Bundan əlavə, bütün gücü ilə MoEDAL əməkdaşları plastik detektordakı məlumatı analiz etməklə məşğuldur. Əgər bu zərrəciklərin müşahidəsi gerçəkləşərsə Maksvell tənlikləri başda olmaqla bir çox fizika düsturları yenidən yazılacaq. 
Əlavə məlumat üçün: G. Aad et al. Search for magnetic monopoles and stable particles with high electric charges in 8 TeVcollisions with the ATLAS detector, Physical Review D (2016). DOI: 10.1103/PhysRevD.93.052009
View the full article
 

Standard Modelin tənliyi. IZAHLI

Fizikanın ən qabaqcıl, eyni zamanda ən çətin nəzəriyyələrindən biri də Standard Modeldir. Nəzəriyyə demək doğru olmaz, çünki bu modeldir. Yəni, zərrəciklərin hal-hazırki bilinən xüsusiyyətlərini ən yaxşı izah edən model. Bu modelin 40 ildən artıq yaşı var. Hələ o zamanlarda Peter Higgs yeni irəli sürülən kvarkların, məlum olan leptonların və bozonların niyə və necə kütləyə sahib olduqlarını izah edən, onları xassələrinə görə qruplaşdıran bir model haqqında fikirləşirdi. 2012-ci ildə Hiqqs bozonunun tapılması bu modelə əlavə prestij və modelin banislərinə Nobel Mükafatı qazandırdı. "Elementar zərrəciklər haqqında" bloq yazımızda Standard Modelə görə zərrəciklərin təsnifatını ətraflı izah etmişik*. Bu yazımızda isə sizlərə bu gözəl tənliyi hissə-hissə izah edəcik. 

Böyük mənzərə Aşağıdakı tənlik Standard Modelin Laqranjıdır. Laqranj tənliklərin köməyi ilə sistemin halını və ala biləcəyi maksimum enerjini təyin etmək olur. Texniki olaraq, Standard Modeli bir çox tənliklərlə göstərmək olar. Lakin, Laqranj ən sadəsi olar






1-ci Bölmə  Bu tənliyin ilk 2 sətri güclü qüvvə daşıyıcıları qlüonları təsvir edir. Öz aralarında təsirə girən və rəng yükünə malik qlüonlar 8 növdə olur.



2-ci Bölmə Təxminən tənliyin yarısını tutan 2-ci hissə, əsasən W və Z bozonları olmaqla, bozonlar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni izah edir.
Bozonlar qüvvə daşıyıcılarıdır, 4 tipə malikdirlər və bir-biriləri ilə 3 qüvvənin köməyi ilə təsirdə olurlar. Fotonlar elektromaqnetizmi, qlüonlar güclü qüvvəni,  W və Z bozonları zəif qüvvəni ötürür. Ən son kəşf olunan Hiqqs bozonu isə növbəti hissədə yer alır. 



3-cü Bölmə Tənliyin bu hissəsi maddə zərrəciklərinin (fermiyonlar) zəif qüvvə ilə necə qarşılıqlı təsirdə olduğunu açıqlayır. Bu fikrə əsasən maddə zərrəcikləri üç nəsildə olur və hər birinin kütləsi fərqlidir. Zəif qüvvə ağır kütləli zərrəciklərin daha yüngül zərrəciklərə parçalanmasına kömək edir. 

Elementar zərrəciklərə kütlə verən Hiqqs sahəsi ilə sadə təsirlər də bu hissədə qeyd olunub.

Son araşdırmalara görə neyrtinoların kütləsi 0dan fərqlidir. Lakin bu tənlikdə bütün neytrinoların kütləsi 0 qəbul edilib. (Xəta yoxsa boşluq?)


4-cü Bölmə Kvant mexanikasında zərrəciyin izləyəcəyi heç bir tək trayektoriyadan bəhs edilə bilməz. Bu cür tənliklərdə mütləq artıq lazımsız effektlər olur. Bu effektlər ruh adlandıracağımız virtual zərrəciklərin hesabına aradan qaldırılır.
Bu hissədə Hiqqs sahəsinin virtual əsəri Hiqqs ruhunun fermiyonlarla necə əlaqəyə girdiyi təsvir edilib.

5-ci Bölmə Nəhayət, gəldik son bölməyə. Bu son bölmədə daha çox ruhlar əlavə olunub. Bunlar zəif qüvvə ilə təsirdə yarana biləcək artıq lazımsız effektləri aradan qaldırmaq üçün istifadə olunan Faddeyev-Popov ruhları adlanır.


Bu tənliyi təqdimat üçün hazırlayanda kompüterə köçürmək 4 saatdan çox vaxt alıb. Siz neçə dəqiqəyə oxuyarsınız? 

* Zərrəciklərin siyahısı, təsnifatı və onların xassələri haqqında daha çox məlumatı Zərrəciklər adlı mobil tətbiqetməmizdən istifadə edərək öyrənə bilərsiniz. (yalnız Android platformalı istifadəçilər üçün)
View the full article
 

Xromodinamika

Kvant Xromodinamikası güclü nüvə qarşılıqlı açıqlayan bir nəzəriyyədir. Birləşdiklərində hadronlar, proton, neytron, mezonları təşkil kvarklar və gluonlar arasındakı qarşılıqlı təsiri izah edir. Kvant Xromodinamikası təməldə 6 növ kvark olduğu və bunların müxtəlif yollarla qarşılıqlı təsirdə olduqları üzərinə quruludur. Kvarklar, güclü nüvə qüvvəsi yaradan gluonlar vasitəsilə qarşılıqlı. (Gluonlar kvarklar olmadan da birləşə, bu strukturlar glueballs olaraq adlandırılır)
Kvant Xromodinamika nəzəriyyəsi 1950 və 1960 illəri arasında inkişaf etdirildi. Bu nəzəriyyəni inkişaf etdirən Murray Gell-Man 1969-cu ildə Nobel Fizika Mükafatı almışdır. O zamandan bu zamana təcrübi araşdırmalar nəzəriyyəni inkişaf və nəzəriyyə tərəfindən nəzərdə tutulan 6 növ kvark, laboratoriya şəraitində təcrübi olaraq təsbit edildi.
Kvant Xromodinamikasının adı kvarkların rəng olaraq adlandırılan (elektrostatikadaki yükdən fərqli olaraq) müxtəlif yüklərə malik olmasından gəlir. Burada rənglərin gördüyümüz rənglərlə əlaqəsi yoxdur. Xromo Yunancada(xrom : [yun. chroma – rəng) rəng mənasını gəlir.
Xromodinamikada baş vermiş yenilikləri, müasir tapıntıları və xəbərləri izləmək üçün Quantized tətbiqetməsini yükləyə bilərsiniz: https://play.google.com/store/apps/details?id=hundredthirtythree.quantized

View the full article
 

5 Əsas Qaranlıq Maddə Namizədləri

Hər dəfə səmaya baxdıqda, əslində orada gördüklərimizdən daha çox səma cismini görə bilmirik. Bununla yanaşı, kainatın hər nöqtəsində bilinəndən 5 dəfə çox bilinməyən maddələr var. Bu bilinməyən maddələr qaranlıq maddə adlanır.

Onların var olduğunu bilirik. Çünki, onların yaratdığı qravitasional linzalanmaları müşahidə edə bilirik. Onlar olmasayı, bu qədər səma cismi qalaktikaları, daha böyük sistemləri bir arada tuta bilməzdi. Onların var olduğunu bilirik, amma nə olduqlarını yox.

Qaranlıq maddələrə təsir edə biləcəyimiz 4 fundamental təbiət qüvvəsi var. Güclü qüvvə atom nüvəsinin dağılmağının qarşısını alır; zəif qüvvə isə tam əksi, zərrəciklərin və atomların parçalanmasında iştirak edir; elektromaqnetik qüvvə yüklü zərrəciklər arasında təsiri ötürür; cazibə qüvvəsi isə kütləsi olan bütün maddə növləri arasında əlaqəni təmin edir. Qaranlıq maddəyə elektromaqnetik təsir göstərmək lazımdır ki, işıq və ya digər dalğa geri qaytarsın. Qayıdan elektromaqnetik dalğaları teleskoplarla toplayıb onlarda şifrələnən məlumatları aça bilərik. 

Artıq kifayət qədər çoxlu qaranlıq maddə namizədləri var. Onların hərəsinin yuxarıdakı qüvvələrlə özünəməxsus təsir növləri və onları izah edən nəzəriyyələr mövcuddur. Bəziləri digərlərindən daha çox fiziki hadisələri izah edə bilir, bəziləri isə daha reallığa uyğundur. Sizlərə ən qabaqcıl 5 qaranlıq maddə namizədlərini təqdim edirik. 

1. WIMP (Zəif təsirli kütləvi zərrəciklər)         İngiliscə açılışı weakly interacting massive particles zəif təsirli kütləvi zərrəciklər perspektivli görünən hipotetik zərrəcikdir. O bildiyimiz maddə növlərindən fərqli olardı. Elektromaqnetik qüvvə ilə fərqli təsir növü niyə kainatda görünməz olduğunu açıqlayır. Hər saniyə yalnız ətrafındakı cisimlərlə zəif və cazibə əlaqəsinə girən Yerin hər kvadrat santimetrindən yüz minlərlə belə zərrəcik keçməlidir.         Əgər WIMPlər mövcuddursa, onda onların miqdarı normal materiyanınkından 5 dəfə çox olmalıdır ki, bu da kainatdakı qaranlıq maddələrin nəzəri miqdarı ilə örtüşür. Bu bizə onların toqquşmalarından əmələ gələn yüklü zərrəcikləri Yerdə toplayıb, yaydıqları işıq şüalarını müşahidə etməyə imkan verir. Elə XENON100 təcrübəsi də bunu etməyə çalışır.         WIMPlər bir çox geniş tədqiqatların mövzusu olmuşdur. Əsasən də, heç əlaqəsi olmayan Standard Model sonrası fizikanın  da belə zərrəciklərin varlığını önə sürməsi təsadüfü WIMP möcüzəsi adlanır.
2. Aksionlar         Aksionlar aşağı kütləli, yavaş hərəkət edən, yükü olmayan, digər maddələrlə zəif təsirdə olan, və bu da onların aşkar edilməsini çətinləşdirən zərrəciklərdir. Yalnız xüsusi kütləli aksionlar qaranlıq maddələrin görünməzliyini izah edə bilər. Biraz yüngül və ya ağır aksionlar birbaşa görünə bilər. Aksionlar bir cüt işıq kvantlarına - fotonlara parçalandığına görə, belə foton cütlərinə baxıb onların varlığını isbat etmək olar. Axion Dark Matter Experiment kimi təcrübələr bu üsulla onları axtarır.
3. MACHO (kütləvi sıx halo cisimlər)         MACHO massive astrophysical compact halo object sözlərinin abbreviaturasıdır. Tarixən ilk təklif edilən qaranlıq maddə namizədlərindən biridir. Halo cisimlər, yəni neyrton ulduzlar, ağ və boz cırtdanlar adi maddədən ibarətdir. Bəs onlar necə görünməz ola bilər? Cavabı, bu cisimlər olduqca az yox səviyyəsində işıq saçırlar.         Onları müşahidə etməyin bir üsulu ulduzların parlaqlığını ölçməkdir. Ağır kütləli cisimlər qravitasional linzalanma hadisəsi yaratdığı üçün, bu hadisə zamanı arxadakı ulduzlar və obyektlərin parlaqlığı arta bilər. Ölçülən parlaqlıq onu linzalaşdıran kütlənin miqdarını ölçməyə imkan verir. Hal-hazırkı qənəatə görə, bu tip cisimlərin kütləsi bilinən qaranlıq maddə miqdarına uyğun gəlmir.
4. Kaluza-Klein zərrəciyi         Kaluza-Klein nəzəriyyəsi bilinən 3 fəza ölçüləri (en, uzunluq, hündürlük,) və zamandan əlavə fəzada qıvrılan görünməz beşinci ölçü barədədir. Sim nəzəriyyəsinin ilkin növü olan bu nəzəriyyənin proqnoz verdiyi 550-650 proton kütləsində olan zərrəcik qaranlıq maddəni təşkil edə bilər.         Bu tip zərrəciklər həm elektromaqnetik, həm də cazibə ilə təsir edə bilər. Lakin, fəzada 5-ci ölçüdə qıvrıldıqlarına görə biz müşahidə edə bilmirik. Xoşbəxtlikdən, neytrino və protonlara parçalandığından, onları təcrübələrdə axtarmaq daha rahat olardı. Böyük Hadron Toqquşdurucu kimi güclü zərrəcik sürətləndiriciləri hələ də aşkar edə bilməyiblər. 5. Qravitino        Ümumi nisbilik və supersimmetriya nəzəriyyələrini birləşdirərkən yeni qravitino adlanan zərrəcik proqnozlaşdırılır. Çoxsaylı təcrübələri müvəffəqiyyətlə izah edən supersimmetriya nəzəriyyəsinə əsasən bütün bozon zərrəciklərin onlardan yarım-tam spin ədədi ilə fərqlənən superşərikləri olmalıdır. Məsələn, fotonun fotino adlı superşəriyi olmalıdır. Bu məqsədlə, cazibə qüvvəsini ötürdüyü fikirləşilən hipotetik qraviton zərrəciyin də qravitio adlı superşəriyi olmalıdır. Qravitinonun yüngül hesab edildiyi bəzi superqravitasiya modellərinə əsasən o elə qaranlıq maddə ilə eynidir.
Mənbə: The Conversation             
View the full article
 

Tapmaca: Protonun radiusu nə qədərdir?

Fizikanın bu qədər inkişaf etdiyi bir zamanda çoxları elə fikirləşir ki, yük və ölçü anlayışı artıq çoxdan həll olunub. Məsələn, elektronun yükü məlumdur. Lakin, protonun radiusu bir çox təcrübələrlə ölçülsə də hər dəfə yeni problemlər ortaya çıxır. Diqqət etdinizsə, elektronun radiusu demədik. Çünki, elektron ən fundamental nöqtəvi cisim kimi qəbul olunur. Protonun isə daxilində 3 kvark olduğuna görə bunları bir arada tutan həcm nəzəri olaraq protonun həcmidir. Elə oxşar mülahizələrə görə də bu kəmiyyət yük radiusu adlanır. Fizika kəmiyyət və sabitlərinin bazası olan CODATA-ya əsasən ən son dəqiqliklə protonun yük radiusu r =  0.8751 ± 0.0061 femtometr nəzərdə tutulur. 


Daha dəqiq desək, bu qiymət mərkəzdə proton, ətrafında bir elektron olan Hidrogen atomu üzərində aparılan təcrübələrlə əldə edilib. Elə bu hesablama modeli və qiyməti Standard Modelin bir çox öngörüşləri ilə üst-üstə düşür. Fəqət, yeni aparılan təcrübələrə görə bu radiusun ala biləcəyi qiymətlərin bilinən əsası yoxdur. Məsələn, protonun ətrafında elektron deyil, yükü mənfi, çəkisi elektronun 200 qatı olan müon olarsa, protonun radiusunun qiyməti əvvəlkindən fərqli alınır. Bu nəticə ilk öncə ölçmədə xəta var deyə qarşılandı. Lakin, təcrübələr təkrarlandıqca alimlər inanmağa məcbur oldular. Son 6 ildə bu araşdırmaların deyə bildiyi tək şey, hardasa Standard Modeldə xəta var.


Bu yaxınlarda aparılan bir başqa təcrübədə, proton bu dəfə həm elektron, həm də neytron ilə birgə ölçülüb. Deyterium atomu üzərində aparılan bu təcrübələr göstərir ki, yeni alınan qiymət də rəsmi proton radiusundan kəskin fərqlənir. Öz nəticələrini Science jurnalında paylaşan alimlər heç bir yeni fərziyyə irəli sürməyiblər.


Belə araşdırmalar Standard Modeldən kənar kəşf edilməmiş yeni fizikanın olması ideyasını dəstəkləyir. Bu ideyanın doğruluğunu isbat etməzdən əvvəl, protonun radiusunu izah edəcək daha dəqiq elmi nəzəriyyəyə ehtiyac var.


Dərc olunan məqalə: R. Pohl et al, Laser spectroscopy of muonic deuterium, Science (2016). DOI: 10.1126/science.aaf2468




View the full article
 

Nikola Tesla: Cərayan Müharibəsi

Tarixin unutmadığı dahi şəxsiyyətlər çox olub. Ancaq bu şəxsiyyətlərin içində Nikola Tesla və Tomas Alva Edisonun xüsusi yeri var. Elektrik dedikdə ağla ilk bu iki şəxsiyyət gəlir. Zaman irəlilədikcə bu iki ixtiraçının yolları kəsişəcək və sözün əsl mənasında aralarında “Cərəyan müharibəsi” baş verəcək. Bir tərəfdə Tomas Edisonun Sabit cərəyanı (DC), digər tərəfdə isə Nikola Teslanın  Dəyişən cərəyanı (AC)... Gəlin zamanda keçmişə gedək və hadisələrin axışına qoşularaq görək bu “müharibə”nin qalibi kim acaq... Əvvəlcə “müharibə”nin şərtləri ilə tanış olaq və hər iki tərəfi qısaca tanıyaq, daha sonra “qoy, savaş başlasın”. Tomas Alva Edison - dünya şöhrətli amerikalı ixtiraçı və sahibkar. Amerika Birləşmiş Ştatlarında onun adına 1098, xaricdə isə 3 min patent mövcuddur. O teleqrafı, telefonu, kino aparatını təkmilləşdirmiş, elektrik lampasının sənaye üsulu ilə istehsalını təşkil etmişdir. O həmçinin elektrovoz istehsalına başlamış, fonoqraf kəşf etmişdir. Edison daim oxuyur, elm və texnikanın bütün nailiyyətlərindən və tələblərindən xəbərdar olurdu. O, 1869-1876-cı illərdə bir sıra orijinal cihazlar ixtira edib, patent almışdı. 1877-ci ildə Edison səsləri plastinkaya yazan fonoqrafı və sonra yazılmış səsləri yenidən “canlandıran” cihazı ixtira edir. Bu ixtirasına görə onu “Menlo-parklı sehrbaz” adlandırırlar. Edisonun bu ixtirası indiki səs texnikasının əcdadı olur. 1879-cu ildə Edison Lodıginin lampasını təkmilləşdirərək onu praktika üçün yararlı edir, lampaya sokol, patron əlavə edib, müasir səviyyədəki şəklə salır. Sonra o, öz dövrünün ən güclü generatorlarının layihəsini yaradır. 1882-ci ildə dünyada birinci olaraq istilik elektrik stansiyasını qurur və ictimaiyyətin istifadəsinə verir. Edison teleqrafı təkmilləşdirərək bir cüt məftillə eyni vaxtda iki, hətta dörd teleqram vermək üsulunu ixtira edir. O, Bille telefonunu təkmilləşdirib, səsin telefonda təmiz, aydın və uca olmasına nail olur. Dünyada birinci elektrik dəmir yolunu o çəkir, qələvili akkumulyatoru ixtira edir, dəmir filizin maqnitlə seperasiyası üsulunu verir. Elektrik enerjisinin hər evdə sərf olunmasını miqdını hesablamaq üçün Edison dünyada ilk sayğacı qurur. Əriyən qoruyucu ixtira edir, radio lampaları yaratmağın əsası olan termoelektron hadisəsini - Edison effekti - 1883-cü ildə kəşf edir, kino sahəsində bir çox mühüm ixtiraların müəllifi olur. Edison həyatı boyu öz laboratoriyasında minlərlə təcrübələr aparmış və ixtiralarını praktikaya, məişətə çıxartmaq üçün iri zavodlar yaratmışdır. İxtiraçı-kapitalist olan Edisonun əməyi bütün bəşəriyyətə xidmət edib. Onun kimya, mədən işləri, hərbi texnika sahəsində də mühüm kəşfləri vardır. Tomas Edison 1927-ci ildə Milli ABŞ EA-nın, 1930-cu ildən isə SSRİ EA-nın üzvü olur. (Mənbə: Fərhad Hacıyev Görkəmli fiziklər kitabı). Ancaq bütün bunlarla birlikdə Edison sabit cərəyan (DC) istifadə edirdi ki, bu da böyük güc itkisinə səbəb olurdu. Sabit cərəyanın daşınması üçün iri radiuslu naqillər lazım gəlirdi və hər mil başına elektrik stansiyası qurulmalı idi. O dövr üçün bu sistemlər ideal hesab olunurdu. Ancaq özü də bu problemləri düzəltmək üçün gecə-gündüz işləsə də heç nəyə nail ola bilmirdi. Çünkü sabit cərəyan genaratorlarında problemlər var idi və bu böyük mühəndislik problemi idi... Nikola Tesla - müasir dəyişən cərəyan elektrik enerji şəbəkəsinin layihələndirilməsi üçün öz töhfələri ilə daha çox məşhurlaşan serb əsilli Amerika futuroloqu, elektriki və maşın mühəndisi, ixtiraçısı. Tesla ixtiralarına görə təxminən 300 patent alıb. Teslanın patentlərinin bəziləri nəzərə alınmayıb və müxtəlif mənbələr patent arxivlərində gizli yatan bəzi patentləri aşkar ediblər. İzah üçün qeyd etmək olar ki, Teslanın 26 ölkədə buraxılmış ən azı 278 patenti var. Teslanın patentlərinin çoxu ABŞ, Britaniya və Kanadadadır, ancaq bir çox digər patentləri bütün dünyada ölkələrində təsdiqlənib. Tesla tərəfindən kəşf olunmuş bir çox ixtiraya patent himayəsi qoyulmayıb. Teslanı digər alimlərdən ayıran şey onun ağlı və yaradıcı  düşünmə qabiliyyəti idi. Bəzən o saatlarla labaratoriyada çalışır, fərqli nəzəriyyələri müqayisə edirdi. Hətta bəzi qaynaqlara görə Tesla bir dəfə 84 saat labaratoriyadan çıxmadan işləmişdir. Teslanın əsas hədəfi naqilsiz elektrik enerjisi ötürücülüyü idi. O yerin özünü keçirici kimi istifadə edərək elektrik enerjisi uzaq məsafələrə öz adını verdiyi Tesla Bobini vasitəsilə ötürmək istəyirdi. Ancaq burda bəzi problemlər üzə çıxdı və çıxmalı idi də... Onun əsas gördüyü işlər elektrik stansiyalarının layihələndirilməsi oldu və elektrik mühərriklərini inanılmaz bir səviyyədə inkişaf ettirdi. Bu elektrik mühərrikinin (maşının) növu Asinxron maşın idi. Mühərrikin fırlanması üçün maşın fırlanan maqnit sahəsi hasil edən üçfazlı cərəyan istifadə edirdi (Tesla prinsipcə 1882-ci ildən düşündüyünü irəli sürmüşdü). Beləliklə, qığılcımların olmaması, daima işinin yüksək səviyyədə saxlanması və mexaniki fırçaların əvəzlənməsi kimi üstünlükləri ilə yanaşı kollektora ehtiyac olmadan öz-özünə işə başlayan kimi layihələndirilən bu innovativ elektrik mühərriki 1888-ci ilin mayında patentləşdirildi. Bunların yanında bir çox ixtiralara imza atan Tesla tarixin yaddaşında zamanın ötəsində olan dahi kimi qalmışdır. Çünki onun düşündüyü yaradıcı fikirlər yaşadığı dövr üçün heçdə qəbul edilən deyildi... İndi hər iki tərəflə qısa tanışlıqdan sonra baxaq görək “Müharibə” necə başladı və kim qalıb oldu. Bir tərəfdə  yeni və üstün Dəyişən Cərəyanla sistemi ilə Tesla və Vestinqhaus , digər tərəfdə isə daha geniş yayılmış sabit cərəyan sistemi ilə Tomas Edison və General Electric. Çikaqo Dünya Sərgisində güc kimdə olacaqdı? Teslanın mı sistemi daha güclü idi, yoxsa Edisonun mu? Əvvəlcə Edisonun sabit cərəyan sisteminin problemlərinə nəzər salaq. Yuxarıda da qeyd etdiyim kimi, sabit cərəyanın daşınması üçün böyük radiuslu naqillər lazım idi ki, çünki burada naqilin cərəyana qarşı göstərdiyi müqavimətdən ötrü daşınan enerjinin böyük bir qismi itkiyə gedir. Bu  hal həm dəyişən cərəyanda həm də sabit cərəyanda da var idi, ancaq dəyişən cərəyanda bunu aradan qaldırmaq daha sadə idi nəinki, sabit cərəyanda. Belə ki, sabit cərəyanlı sistemləri inkişaf etdirmək üçün böyük sürətdə hərəkətli və böyük həcmə malik olan genaratorlar lazımdır. Bunların istifadəsi həm zəhmətli həm də nasazlıq zamanı təmiri çox baha başa gəlirdi. Amma dəyişən cərəyan isə çox ucuz qiymətə həm inkişaf etdirilə bilərdi, həm də sistemlər nasazlıq zamanı yenindən təmir edilə bilərdi.  Həm də Edisonun Sabit Cərəyanında gərginliyi dəyişdirmək çox zəhmətli bir iş oldugundan genaratordan alınan gərginliyi istifadiçilərə qədər eyni şəkildə ötürürdü.  Cərəyan kiçik gərglinlik genaratorlarından istifadiçilərə çatana qədər yolda böyük itkiyə məruz qalırdı. Edison bunu hər 2 km bir yeni genarator qoyaraq həll etmək isdəyirdi, ancaq bu yenə də iqtisadi baxımdan bahalı və zəhmətli bir həll idi. Ancaq Teslanın Dəyişən Cərəyan sistemlərində isə gərginliyi çox asan bir şəkildə dəyişdirmək mümkün idi. Dəyişən cərəyan şəbəklərindən gərglinlik istifadəçilərə gələnə qədər yolda böyük gərginliklə gəlirdi və istifadiçələrə çatdıqda isə transformatorlar sayəsində kiçildilib istifadəyə verilirdi. Beləcə, daşınan enerjidə itkilər minimuma enirdi və çox az itki ilə elektrik enerjisi daşınaraq istifadəyə verilirdi. Beləliklə, çox az sayda naqil və bir neçə dirəklə enerjini daha uzun mənzillərə minimum itkilə daşımaq mümkün olurdu.
Edisonun öz “Avtoriteti”ni qorumaq üçün heçdə xoş olmayan yollara əl atmağa başladı, çünkü artıq Teslanın Dəyişən Cərəyan sistemləri Edisonun Sabit Cərəyan sistemlərini qabaqlayırdı, ona üstün gəlirdi. Edison bütün simpoziumlarda, sərgilərdə, hətta adi söhbətlərdə belə Teslanın Dəyişən Cərəyanını pisləyərək nüfuzdan salmağa çalışırdı. Çünkü AC (Dəyişən Cərəyan) sistemləri çox böyük sürətlə yayılırdı və Edison bundan narahat idi. Edisonun yanında işləyən iki elektrik mühəndisi - Artur Kennli və Harold Broun küçədən topladıqları pişik və itlərlərlə xalqa AC-nin təhlükələrini göstərmək üçün bir neçə təcrübə nümayiş etdirirlər. Yüksək platformaya çıxaraq pişik və itlərə canlı-canlı elektrik verirlər və yüzlərlə izləyicinin gözləri önündə heyvanları öldürürlər. Zamanla böyükbaş heyvanlarada elektrik verərək onların ölümü ilə AC sistemlərin necə “təhlükəli” oldugunu xalqa göstərdilər. Bununla da qane olmayan Edison daha da çirkin yola əl ataraq bir filə elektrik verərək xalqın gözü önündə heyvanı öldürmək istəyir. Nyu York sirkinin məşhur fili Topsy 3 nəfərin ölümünə səbəb olduğu üçün Fil ölümə məhkum edilir. Edison isə bu fürsətdən yararlanaraq filin elektrik verilərək öldürülməsini təklif edir. Yazıq fil 4 yanvar 1903-cü ildə dəyişən cərəyan mənbəyindən 6000 V gərginlik verilərək 1500 izləyicinin gözü önündəcə öldürülür...


Bütün bunları kamera ilə qeydə alan Edison gələcəkdə davam ettirdiyi anti-AC propaqandalarında bu qeydlərdən istifadə edir. Nəhayət, Cərəyan Müharibəsi artıq sonuna doğru yaxınlaşırdı. Artıq qalıb bəlli olmalı idi. 1893-cü il  Tesla və Vestinqhaus üçün bir dönüş nöqtəsi olacaqdı. Çikaqoda Kristof Kolombun Amerika qitəsini kəşf etməsinin 400-cü ilini qeyd etmək üçün o günə qədər misli görülməmiş bir sərgi təşkil edilir. Sərgidə Amerikanı təmsil edən son texnoloji yeniliklər də yer alacaqdı və bunların öncülü də elektrik olmalı idi. Həm Vestinqhaus, həm de Edisonun şirkəti ilə birləşmiş olan General Electric firması sərginin aydınlanma işləri üçün layihəyəyə qatılırlar. General Electric və Edisonun təklifi 1 milyon dollardan çox idi, halbuki Vestinqhaus daha az məbləq - 400 min dollar təklif etmişdi. Aradakı qiymət fərqi General Electric və Edisonun acgözlüyünün deyil, bu cür böyük bir sahəni  işıqlandırmaq üçün DC sistemin ehtiyacı olan əlavə kabel və generator  yuvalarınən qoyulmasından qaynaqlanmaqdadır. Ən sonda layihəni  Vestinqhaus qazanır. Bu Tesla üçün çox böyük bir fürsət idi. Sonunda dünyaya AC-nin üstünlüklərini, Edisonun propaqanda kampaniyası olmadan göstərə biləcəkdi. Tenderi itirməkdən heç də xoşbəxt olmayan General Electric qrupu isə son olaraq işi axsatmaq  üçün Vestinqhaus və Teslanın sərginin işıqlandırılmasında patenti Edisonun olan közərən telli lampanın istifadəsini qadağan edir. Vestinqhaus qrupu sürətlə bu qadağadan yaxa qurtarmaq üçün iki pinli yeni bir lampa icad edirlər. Çikaqo Dünya sərgisi 1 May 1893 tarixində açılır. Açıldığı günün axşamında hava qaraldıqda o zamanki ABŞ başçısı olan Qlover Çlevlend işıqları bəsləyən ana mənbənin açarını qapadı, birdən sərgi sahəsindəki neoklasik binalar yüz minlərlə közərən lampa sayəsində işığa boğuldu . Bu, sərgiyə qatılan hər kəsin nəfəsini kəsən, möhtəşəm bir mənzərə ortaya çıxardı. Bu işıq şəhəri Teslanın ana sərgi salonuna yerləşdirdiyi on iki generator sayəsində işləyirdi. Ziyarətçilər həm AC generatorları, həm sərginin parıldayan işıqlarını, həm də AC ilə çalışan Vestinqhausun istehsal etdiyi fərqli elektrik alətlərini görmə fürsəti əldə etdilər. Tesla bu müsbət havanın gətirdiyi müdhiş fürsəti qaçırmadan sərgi sahəsində AC-nin etibarlı olduğunu göstərən və izləyənlərə sehrli görünən nümayişlər təşkil edərək  AC-nin əslində etibarlı və möhtəşəm olduğunu nümayiş etdi. Qara smokin, ağ köynək və qalstuk, melon şapkası və altı rezin ilə örtülü botları ilə AC cərəyandan istifadə etməklə əllərindən qığılcımlar çıxardaraq, əlində tutduğu kabelsiz lampaları yandırdı  və gələnləri ovsunladı.


Bu sərgiyə 27 milyon insan gəlmişdi və demək olar ki, hər kəs Teslanın AC (Dəyişən Cərəyan) sistemini görmüş ondan təsirlənmişdi... Beləliklə, bu müharibənin qalıbı artıq bəlli idi. Nikola Teslanın AC sistemləri Tomas Alva Edisonun DC sistemlərini məğlubiyyətə uğratmışdı. Bu qaçınılmaz sonluq Edison üçün üzücü idi. Çünkü artıq əvvəlki nüfuzu elədə qalmamışdı. Tesla daha önə keçmişdi. Cərəyan Müharibəsi Dünyanın Dəyişən Cərəyanın üstünlüyünü və  Teslanın dahiliyini tanımaqla bitir. Bu Tesla üçün böyük bir zəfər idi. Tesla isə müharibədən qalib çıxmanın verdiyi güvənlə yeni layihələrə yönəlir. Sonrakı illərdə radiodan rentgen şüalarına, uzaqdan idarə sistemlərindən radar texnologiyasına qədər bir çox yeni texnologiyaya imza ataraq tarixə öz adını qızıldan hərflərlə yazdırır. Boş yerə Teslaya “zamanının ötəsindəki dahi” deməyiblər. Həmişə illər sonranı, əsrlər sonranı düşünərək hər kəsi qabaqlamağı bacaran şəxs müharibədən qalib ayrıldı.
View the full article
 

Spintronika

Spin və Elektronika sözlərinin birləşməsindən meydana gələn Spintronika, elektronların eynilə kütləsi və elektrik yükü kimi təməl bir anlamı olan spinlərin də əhəmiyyət daşıdığı, hətta üzə çıxardığı fiziki təsirlər, hadisələr və maddələrlə , bunların praktiki istifadəsini təməl alaraq inkişaf etdirilən texnologiyanı təmsil etməkdədir. Spin elektronikasında ən önəmli mövzulardan biri metal və yarımkeçiricilərdə spin daşınması və spin qütblü cərəyanların yaradılması və ölçümüdür. GMR (GİANT MAGNOTORESİSTANCE) olaraq adlandırılan, ferromaqnit və maqnit olmayan metalların qatlı strukturlarında elektrik müqavimətinin, maqnit laylarda maqnitləşmə yönlərinə bağlı olaraq dəyişmə bilgilərinə dayanan sistemlər indidən istehsal edilməyə başladılmışdır və istifadədir. Bu gün bütün kompüterlerdə maqnit bilgi saxlama disklərinin, oxuma/yazma beyinlərində GMR texnologiyası istifadə edilməkdədir. Yaxın gələcəkdə spintronika ilə istehsal olunacaq MRAM( MAGNETORESİSTİVE RANDOM ACCES MEMORY) uzun müddətli yaddaş tutucularında da önəmli yer tutacaqdır.


Bu günə qədər istehsal olunan və inkişaf etdirilən spintronika, elektronika məhfumlarının, spinlərə tətbiqi ilə əldə edilmişdir. Spintronika maddə və sistemlərin istehsalında aşağıdan yuxarıya, yəni atomsal və molekulyar ölçülərdən, iş görə biləcək sistemlərin yaradılması üsulları hələ də hər kəs tərəfindən yayğın olaraq bilinməməkdədir. Molekulyar Elektronikanın məqsədi, elektronik tətbiqlərdə molekulların istifadə edilməsidir. Molekulyar elektronikaya misal olaraq, Molekulyar tranzistoru misal göstərmək olar. Ancaq bu molekulyar elektronika da spinin iş görmə qabiliyyətindən yararlanılmamışdır.. çünki burada təməl problem, spinin qütbləşməsi, spin cərəyanlarının yaradılması və ölçülməsidir. Belə bir birləşmə yaradılsa əgər, elektronikada ucuza kimyəvi metodlardan yararlanaraq, molekulları öz-özlüyündən tətikləmə cəhdləri, bahalı böyütmə və işləmə texnologiyalarının yerini ala biləcək, daha kiçik ölçülü sistemlər, həcmli metal və yarımkeçiricilərə görə daha önəm kəsb edə bilər. 

Spintronikada zamanla yavaş-yavaş olsada bir neçə nəticə əldə edilmişdir. İndi isə spin-tranzistoru üzərində işlər gedir. spin-tranzistorunun necə yaradılacağı haqqında uzun illərdir müxtəlif nəzəriyyələr və fikirlər test edilir. Tək çəpərli bir karbon nanoboru ferromaqnit PdNi elektrodlara bağlandığında nanoboru içindəki elektron vəziyyətləri uc nöqtələrdəki faz fərqi səbəbilə spinlərə bağlı olaraq ayrılırlar. Başqa dildə desək, karbon nanoboru içində eynicinsli enerji dağılımlarına sahib aşağı və yuxarı spinli elektronlar, ferromaqnitlər elektrotlardakı spin tarazsızlığından təsirlənərək spin vəziyyətlərinə görə fərqli enerjilərə sahib ola bilərlər. 

Spintronikadakı və molekulyar elektronikadakı inkişaflar xəyalını qurduğumuz ,gələcəyin üstün elektronik sistemlərini inkişaf ettirmə yolunda ən önəmli addımdır

View the full article
 

Standard Model

Higgs bozonu, "Standard Model" olaraq adlandırılan zərrəcik fizikası modelinə görə fermionlara kütləsini qazandıran zərrəcikdir. Var olduğuna çox insan əmin olsada amma hələdə varlığı tam isbat edilməyib. Ancaq bilavasitə olduğuna dair dəlillər əldə edilmişdir. Mediada "Tanrı zərrəciyi" olaraq da tez-tez xatırlanır. Ancaq gerçəkdə bu ad, zərrəciyi tam tapa bilmədiklərinə görə "Tanrının cəzası hissəcik" verilən addan qaynaqlanır. Cəmiyyətdə daha çox tutması üçün adı, "Tanrı zərrəciyi " olaraq dəyişdirilmişdir. Əslində "Tanrı zərrəciyi " olaraq xatırlanmasında yatan digər bir səbəb də bu hissəciyin əhəmiyyəti və Standart Model'də olduğu mərkəzi nöqtədir. 
Kütləsini qazandırdığı fermionlardan danışsaq əgər, fermion maddənin quruluş daşı olaraq adlandıra bilər. İki növ təməl fermion qrupu var. Bunlar kvarklar və leptonlardır.
Kvarklar maddənin əsas komponentləri olub protonları və neytronları meydana gətirirlər. 6 növ kvark vardır. Ancaq mövzu çox dağılmasın deyə bunların detallarına girməyəcəyəm. Kvarklar haqqında ətraflı məqaləyə baxa bilərsiniz.
Leptonlar qrupunda isə; elektron, müon və tau parçacıqları, bunların neytrinolar - antineytrinoları və antizərrəcikləri yer alır.
Fermionlardan sonra bozonlara gəlsək, bozonları qüvvət daşıyıcı hissəciklərdir.
Standart modelə görə hissəciklər arasında 3 təməl qarşılıqlı qüvvə var. Bu qüvvələri sıralayaq: 1) Güclü Nüvə qüvvələri: 
Atomun nüvəsini bir arada tutan qüvvətdir. Bilindiyiniz üzrə protonlar müsbət (+) yüklü hissəciklərdir və bir arada dayana bilməzlər. Ancaq yüksüz hissəciklər olan neytronlar bir araya gəldiklərində bir arada dayana bilərlər. Bu da güclü nüvə qüvvəsi sayəsində olur. Daha dərinə ensək güclü nüvə qüvvəsi kvarklar arasındakı qarşılıqlı təsirin yaranmasına imkan verir. Bu da yapışqan vəzifəsi görən qlüonlar vasitəsiylə baş verir. Qlüonlar kvarkları bir arada tutan güclü qüvvə daşıyıcılarıdır.

2) Zəif nüvə qüvvələri:
Nüvədə qərarsızlığa səbəb olan qüvvədir. Zəif qüvvətin təsir etdiyi parçacıq təsirlənərək özüylə qohum olan parçacığa çevrilir. Zəif qüvvət sonradan elektromaqnit qüvvə ilə birləşdirilərək Elektrozəif qüvvət adını da almışdır.
Zəif qüvvət, W +, W- və yüksüz Z bozonları ilə daşınır.
3) Elektromaqtik qüvvələri :
Elektromaqtik qüvvət yüklü hissəciklərin maqnit sahəsindən keçərkən üzərinə təsir edən qüvvədir. Mənzili çox yüksək olmaqla bərabər bu qüvvənin daşınması fotonlar vasitəsilə həyata keçirilir. Fotonlar bu an üçün kütləsi 0 qəbul edilən hissəciklərdir. Bu səbəblə çox uzun məsafələri qət edə bilirlər.
Xülasə bozonları bu qüvvələrin daşınmasında rol alırlar. Bunların yanında bir digər bilinən qüvvət də cazibə qüvvəsidir. Ancaq standard model cazibə qüvvəsinə bir şərh verə bilmir. Qraviton adı verilən hissəciyin qravitasiya qüvvəsinin daşıyıcıları olduğu düşünülməkdədir. Ancaq hələ müşahidə edilməmişdir . Çünki cazibə qüvvəsi çox zəifdir və bunların təcrübi isbatı olduqca çətindir. Qravitonun bilinən hissəciklərə görə çox kiçik olduğu düşünülməkdədir.
Standart modeldə bütün hissəciklər Higgs mexanizminə görə kütlə qazanmaqdadır. Mexanizm Higgs sahəsi tələb edir. Higgs sahəsinin də bütün kosmos-zamanı örtdüyü düşünülməkdədir. Hissəciklər kosmos-zamanda hərəkət edərkən Higgs sahəsini deformasiya edərlər və hissəciyin Higgs sahəsi tərəfindən əhatə olunması nəticəsində kütlə qazanırlar. Böyük partlayışdan sonra bütün parçacıqların kütləsiz olduğu, kainat soyuduqca Higgs sahəsinin bütün kainatı örtdüyü və hissəciklərin da bu sahədə üzərkən kütlə qazandığı düşünülür. W, Z bozonlarının, leptonların və kvarkların Higgs sıxlaşması ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində necə kütlə qazandığı müvəffəqiyyətli bir şəkildə elm adamları tərəfindən açıqlanır.


View the full article
 

Nikola Tesla

7 Yanvar, 1943-çü ildə elektrikin atası Nikola Tesla dünyasını dəyişmişdir. Gəlin Nikola Teslanı daha yaxından tanıyaq. Məqalə uzundur. Amma ümid edirəm bu cür dahi şəxsiyyət üçün ömrünüzdən 15 dəqiqə sərf edəcəksiniz.


Nikola Tesla, 10 iyul 1856-cı ildə Avstriya İmperiyasının Similian kəndində (hal-hazırda Xorvatiya) Serb ailəsində dünyaya gəlib. Onun atası Milutin Tesla Ortodoks keşiş idi. Teslanın anası Duka Tesla Serb epik poemalarını əzbərləmək bacarığına, mexaniki cihazlar və ev işi vasitələri hazırlamaq kimi istedadlara malik idi. Duka heç vaxt rəsmi təhsil almamışdı. Tesla eidetik yaddaşın və kreativ bacarıqların ona anasından keçdiyinə inanırdı.Teslanın ulu-babası Montenoqronun yaxınlığından - qərbi Serbiyadan idi.
1875-ci ildə Tesla Avstriyanın Qras şəhərində hərbi sərhəd təqaüdü zamanı Qras Texnologiya Universitetində təhsil alıb. Birinci il ərzində Tesla bütün mühazirələrdə iştirak edib, mümkün ən yüksək qiymətləri qazanıb və doqquz imtahandan keçib (təxminən tələb olunandan iki dəfə çox). Hətta Teslanın atası texniki fakultənin dekanından təşəkkür məktubu da almışdı. Məktubda qeyd edilirdi:
"Sizin oğlunuz birinci dərəcəli ulduzdur." 
Tesla bəyan edir ki, o bazar günləri və bayramlar istisna olmamaqla, günorta 3-dən axşam 11-ə kimi işləyirdi. 1879-cu ildə atası öldükdən sonra, Tesla atasına professordan olan xəbərdarlıq məktublarını tapdı. Bu xəbərdarlıqda deyilirdi: 
"Nə qədər ki , oğlunuz məktəbdən kənarlaşdırılmayıb, o həddən artıq işləməkdən ölə bilər." 
Universitetin ikinci ilində Tesla Qramm maşınınında kollektorun lazım olmadığını deyəndə bu məsələdə Professor Poesçl ilə mübahisəsi oldu. İkinci ilin sonunda təqaüdü itirdi və qumar oyunlarına aludə oldu. Universitetin üçüncü ilində Tesla təhsil haqqı pulunu və cib xərcliyini qumarda uduzdu. Sonradan o, qumarda ilk uduzduqlarını geri qaytarıb və ailəsinin vəziyyətini nisbətən yaxşılaşdırıb. Tesla deyirdi ki, o bu ehtirasını fəth edə bilib, ancaq sonralar Teslanın ABŞ-da bilyard oynaması məlumdur. İmtahan vaxtı çatanda, Tesla hazırlıqsız idi, ona görə də hazırlaşması üçün möhlət istəyib, ancaq rədd cavabı alıb. O heç vaxt sonuncu semestri uğurla başa vuraraq, universiteti bitirə bilmədi.
1878-ci ilin dekabrında Tesla Qras Universitetini tərk etdi və o universitetdən kənarlaşdırılmaq faktını gizlətmək üçün ailəsi ilə bütün əlaqələri kəsdi. Onun dostları elə fikirləşdi ki, o Mur çayında boğulub.Tesla Maribora (hal-hazırda Sloveniyanın ərazisidir) getdi və ayda 60 florin məbləğində maaşla çertyojçu kimi işləməyə başladı. O boş vaxtlarını küçələrdə yerli insanlarla kart oynamaqla keçirirdi. 1879-cu ilin martında Mulitin Tesla Maribora getdi və oğluna evə dönməsi üçün yalvardı, ancaq Tesla evə dönməkdən imtina etdi. Tesla təxminən həmin vaxtlarda əsəb xəstəliyindən əziyyət çəkirdi.
1881-ci ildə Tesla Budapeşt Telefon Stansiyası teleqraf şirkətində Ferents Puşkaşın başçılığı altında işləmək üçün Budapeştə köçdü. Bura gəldikdən sonra Tesla başa düşdü ki, şirkətin quruluşu operativ deyil  Beləliklə, o, Mərkəzi Teleqraf ofisinin yerinə çertyojçu kimi işlədi. Bir neçə ay müddətində Budapeşt Telefon Stansiyası operativ oldu və Tesla baş elektrik vəzifəsinə təyin edildi. İşlədiyi müddətdə Tesla Mərkəzi Stansiyaya avadanlıqlarının bir çoxunda irəliləyişlər edib və heç vaxt patentləşdirilməyən, nə də açıq şəkildə adlandırılmayan telefon təkrarlayıcısı və ya səsgücləndiricisi vasitələrini təkmilləşdirib.
1882-ci ildə Tesla elektrik avadanlıqlarının təkmillədirilməsi və lahiyələndirilməsi üzrə Fransada Kontinental Edison Şirkətində işləməyə başladı.1884-cü ilin iyununda o Nyu-Yorka yerini dəyişdi və Edison Maşınqayırma Zavodunda işləmək üçün Tomas Edison tərəfindən işə götürüldü. Edison üçün Teslanın işi sadə elektrik mühəndisliyi ilə başladı və tezliklə daha çətin problemlərin həlli səviyyəsinə kimi inkişaf etdi.
Tesla Edison Şirkətinin sabit cərəyan elektrik generatorlarının tamamilə yenidən layihələndirilməsini təklif etdi. 1885-ci ildə o dedi ki, Edisonun səmərəsiz motor və generatorlarını həm iş, həm də iqtisadi cəhətdən təkmilləşdirərək, yenidən layihəsini verə bilər. Teslanın sözlərinə görə Edison qeyd edib ki, "əgər sən bunu edə bilsən, sənə əlli min dollar verəcəm".Bu Edisondan qəribə bəyanat kimi qeyd edilmişdir belə ki, Edisonun şirkətinin bu qədər pulu nağd ödəyəcək qədər imkanı yox idi. Aylarla işləyəndən sonra, Tesla tapşırığı tamamilə yerinə yetirdi və ödəniş ilə maraqlandı. Edison dedi ki, o yalnız zarafat edib və sonra cavab verdi: 
"Tesla, siz bizim Amerika yumorunu başa düşmürsüz" 
Bunun əvəzinə Edison həftəlik maaşını 10$ dollardan 18$ dollara qədər artırmağı Teslaya təklif edib. Tesla bu təklifdən imtina edir və vəzifəsini tərk edir.
Teslanın predmentlərindən biri 1887-ci ildə laboratoriyada hazırlanmış, uzun məsafəyə yüksək gərginliklə ötürmədəki üstünlüklərinə görə ABŞ və Avropada tikilməsinə başlanan enerji sistemi nümunəsi - dəyişən cərəyanla işləyən asinxrom maşın idi. Mühərrikin dönməsi üçün maşın fırlanan maqnit sahəsi hasil edən üçfazlı cərəyan istifadə edirdi (Tesla prinsipcə 1882-ci ildən düşündüyünü irəli sürmüşdü). Beləliklə, qığılcımların olmaması, daima işinin yüksək səviyyədə saxlanması və mexaniki fırçaların əvəzlənməsi kimi üstünlükləri ilə yanaşı, kollektora ehtiyac olmadan öz-özünə işə başlayan kimi layihələndirilən bu innovativ elektrik mühərriki 1888-ci ilin mayında patentləşdirildi.
1888-ci ildə Elektrik Dünyası jurnalının (ing. Electrical World magazine) redaktoru Tomas Commerford Martin (dostu və publisist) Amerika Elektrik Mühəndisləri İnstitutunda (indi İEEE) dəyişən cərəyan sisteminin, o cümlədən də asinxron maşının nümayişini Tesla üçün təşkil etdi. Westinghouse Electric & Manufacturing Company üçün işləyən mühəndislər Teslanın real dəyişən cərəyan mühərriki və bununla bağlı elektrik enerjisi sisteminin olmasını Corc Vestinqauza xəbər verdilər. Vestinqauz İtalyan fiziki Qalileo Ferraris tərəfindən 1888-ci ilin martında göstərilmiş asinxron maşın əsasında oxşar kollektorsuz fırlanan maqnit sahəsində patentin alınmasına baxdı, ancaq qərara gəldi ki, Teslanın patenti çox güman ki, satış bazarına nəzarət edəcək. 
Teslanın dəyişən cərəyan üzərində işləri Cərəyanlar müharibəsi adlanan müharibənin əsasını qoydu. Buna kimi elektrik standartları üzərində mübarizə Tomas Edison və Corc Vestinqauz arasında gedirdi.Vestinqauz şirkəti digərləri ilə birlikdə Teslanın patentlərini əldə etdi və işləyib hazırladı. Bu Vestinqauza Tomas Edisonun sabit cərəyan sistemi ilə rəqabət apara biləcək dəyişən cərəyan sistemini hazırlamağa imkan yaratdı.
1893-cü ildə Corc Vestinqauz Çikaqoda Ümumdünya sərgisində Edisonun sərgidə sabit cərəyanla elektrikləşdirmə təklifini qabaqlayaraq, dəyişən cərəyanla elektrikləşdirmə təklifi ilə qalib gəldi. Bu Dünya Sərgisi elektrik eksponantlarının nümayişinə həsr olunmuşdu. Bu dəyişən cərəyan enerjisinin tarixində mühüm bir hadisə idi, çünki Vestinqauz Amerika ictimaiyyəti üçün dəyişən cərəyanın təhlükəsiz, etibarlı və səmərəli nümayişini göstərmişdi. Sərgidə Tesla məftilsiz qaz boşalma lampasını yandırmaq üçün yüksək gərginlikli, yüksək tezlikli cərəyanın istifadəsi daxil olan əvvəl Avropa və Amerikanın hər yerində həyata keçirilməsi nəzərdə tutulmuş elektrik təsirinin bir sıra nümayişlərini göstərmişdi.Müşahidəçi qeyd etdi:
"Otaqda qalay folqa ilə örtülmüş iki sərt rezinli lövhə asıldı. Bunlar əsas naqillərin terminalı vəzifəsinə yerinə yetirib və trasformatordan təxminən 4.5 metr aralı idi. Cərəyan verilən zaman, lampalar işıqlanırdı. Lampalar arasında heç bir naqil əlaqəsi yox idi, ancaq asılmış lövhələr arasında masanın üstünə qoyulmuşdu (və ya demək olar ki, otağın istənilən hissəsində əldə saxlana bilərdi). Bunlar təxminən iki il əvvəl Londonda Tesla tərəfindən nümayiş olunan eyni qurğular və eyni təcrübələr idi"
Tesla həmçinin Kolumb yumurtası kimi adlanan qurğudan istifadə etməklə, necə mis yumurtanın dimdik dayanmasını nümayiş etdirərək, asinxron maşın və fırlanan maqnit sahəsinin prinsiplərini izah etdi.

1894-сü ildən başlayaraq, Tesla əvvəlki təcrübələrdə öz laboratoriyasında zədələnmiş fotoplyonka gördükdən sonra, "görünməyən" növlü şüalanma enerjisi üzərində tədqiqlərə başladı (daha sonralar Rentgen şüaları kimi müəyyənləşdirildi). Onun ilk təcrübələri soyuq katodlu elektrik yüklənnə borusu və Crokes borusu ilə olub. Bir müddət sonra Teslanın ilk elmi tədqiqatlarının böyük qismi - yüzlərlə ixtira modelləri, planlar, qeydlər, laboratoriya məlumatları, alətlər, fotoşəkillər, $ 50,000 məbləğində pul 1895-ci ilin martında 5-ci Avenyu laboratoriyasında yanaraq məhv oldu. The New York Times qəzetinə müsahibəsində Tesla deyir: 
“Mən həddindən artıq məyusam. Mən nə deyə bilərəm?”
Tesla qaz boşalma borusunun daha öncəki növlərindən olan Geissler borusu ilə Mark Tvenin işıqlandırılmış fotoşəklini almağa cəhd edən zaman təsadüfən rentgen təsvirlərini almışdı (1895-ci ilin dekabrında Vilhelm Rentgenin bir neçə həftəyə rentgen şüalarının kəşfi xəbərini verməzdən əvvəl). Təsvirdə alınmış bircə şey kamera fotoobyektivində bağlanmış metal vitn idi.
1901-ci il iyulun 2-sində Rentgen Teslaya məktub yazır. Məktubda deyilir:
" Əziz Cənab! Siz qəribə dərəcələrdən gözəl fotoşəkillərlə məni olduqca təəccübləndirmisiniz. Mən bunun üçün sizə çox böyük təşəkkürümü bildirirəm. Kaş ki mən bilərdim ki, siz belə şeyləri necə edirsiniz! Xüsusi hörmət ifadəsi ilə mən sizə sadiq yanaşıram, V. K. Rentgen." 
(Tesla Muzeyinin izni ilə, Belqrad, Serbiya; sənəd no. MNT, CXLIV, 152.)

17 may 1899-cu ildə Kolorado Sprinqsə köçdü və tezliklə burda onun yüksək tezlikli və yüksək gərginlikli təcrübələri aparmaq üçün otağı oldu. Onun lobarotoriyası Foot Avenyu və Kirova küçələrinin yaxınlığında yerləşirdi. Onun lobarotoriyasını bu yerdə seçməsinə səbəb bütün enrjiyə olan təlabatını təmin edəcək köməkçi birləşmələrin burada olaması idi. O, üçfazlı dəyişən cərəyan enerji paylaşdırıcı sistemini burada təqdim etmişdi. Məruzələrində birdirib ki, o bura gəldikdən sonra Payks Pikdən Parisə siqnalların ötürülməsi , simsiz teleqrafiya eksperimentlərini aparır. Kalorado Sprinqs Qeydləri 1899-1900 (ing. Colorado Springs Notes, 1899–1900) kitabında Nikola Teslanın buradakı təcrübələri təsvir olunur.
1899-cu il 15 iyunda Tesla öz Kolorado Sprinqs lobarotoriyasında birinci təcrübələrini apardı. O beş düymə uzunluğunda ilk qığılcımları qeydə aldı, ancaq onlar çox xırıltılı və səs-küylü idi.
Tesla öz qəbulediciləri vasitəsilə ildırım siqnallarını müşahidə edərək, atmosfer elektrik enerjisini tədqiq etmişdir. Tesla bəyan edib ki, bu müddət ərzində o stasionar dalğaları müşahidə edib.
Tesla süni ildırım yaratdı (135 fut uzunluğuna qədər və milyonlarla voltdan ibarət boşalmalar ilə) Buraxılmış enerjiyə əsasən, şimşək Kripple Krikdən 15 mil aralıda eşidildi. Küçə boyu gəzişən insanlar torpaq və ayaqları arasında atılan qığılcımları müşahidə etdilər. Qığılcımlar toxunan zaman su xətti kranlarından sıçradı. Elektrik lampaları lobarotoriyanın 100 fut məsafəsində işıldayandan sonra söndü. Sabit geyimdə atların metal ayaqlarının (nallar) içərisindən təkanlar keçəndən sonra parterdən qorxub qaçmağa başladılar. Kəpənəklər qanaqlarının ətrafında Müqəddəs Elmo atəşinin mavi şəfəqli dairələri üzrə burulğanlaşma ilə elektikləşdirdi.
Tesla 86 yaşında 7 yanvar 1943-cü ildə Nyu Yorker Otelinin 3327-ci otağında vəfat etdi. İki gün əvvəl Tesla qapıya əhəmiyyət verməyərək "narahat etməyin" nişanı qoymuşdu. Onun meyiti sonradan Teslanın otağına daxil olarkən qulluqçu Alisa Monaxan tərəfindən tapılıb. Tibbi ekspert köməkçisi H.W. Wembly Teslanın bədəninə baxdıqdan sonra qərar çıxarıb ki, ölümə səbəb koronar tromboz olub. Teslanın meyiti Medisonda Frank E. Kempbel Dəfn Evinə yerləşdirilib. Teslanın köhnə dostu və tərəfdaşı Huqo Qernsbeq ölüm maskasının yaradılması üçün heykəltəraşa tapşırıq vermişdi. Həmin maska bu gün Nikola Tesla Muzeyində nümayiş olunur.
Tesla ixtiralarına görə təxminən 300 patent alıb. Teslanın patentlərinin bəziləri nəzərə alınmayıb və müxtəlif mənbələr patent arxivlərində gizli yatan bəzi patentləri aşkar ediblər. İzah üçün qeyd etmək olar ki, Teslanın 26 ölkədə buraxılmış ən azı 278 patenti var.Teslanın patentlərinin çoxu ABŞ, Britaniya və Kanadadadır, ancaq bir çox digər patentləri bütün dünyada ölkələrində təsdiqlənib. Tesla tərəfindən kəşf olunmuş bir çox ixtiraya patent himayəsi qoyulmayıb.
Teslanın şərəfinə adlandırılıb: 1956-ci ildə təsis edilmiş Tesla Cəmiyyəti Tesla, ayın görünməyən tərəfində 26 kilometr enliyində krater 2244 Tesla, kiçik planet Tesla (ölçü vahidi), maqnit indujsiyasının Beynəlxalq Sistemlərdə törəmə vahidi TPP Nikola Tesla, Serbiyada ən böyük elektrik stansiyası Tesla (şirkət), keçmiş Çexoslovakiyada elektrotexniki konqlomerat Tesla Motors, elektrik maşın şirkəti Nikola Tesla Belqrad Hava Limanı Nikola Tesla Mükafatı Nikola Tesla Muzey Arxivi, Belqrad 10 iyul, Xorvatiyada Nikola Tesla günü 2008-ci ildə Xorvatiyada Nikola Teslanın şərəfinə ümumilikdə 128 küçə adlandırılmışdı.



View the full article
 

Mariya Sklodovskaya-Küri

1867-ci il 7 Noyabr dünya ilə bir adı olan fizik və kimyagər Mariya Sklodovskya-Küri doğulmuşdur.
Rəsmdə :Mariya və Pyer Küri.
Polyak əsilli fransız kimyagəri və fiziki olan bu qadın iki dəfə Nobel mükafatı laureatı (fizika (1903) və kimya (1911)) olmuşdur. 
Mariya Kyürinin elmi fəaliyyətində həyat yoldaşı Pyer Kürinin də böyük rolu olmuşdur.

Onların 1895-ci ildə baş tutan evliliyi tezliklə dünya əhəmiyyətli nəticələr əldə edən əməkdaşlığın təməlini qoydu. 1896-cı ildə A. Anri Bekkerel təsadüf nəticəsində xarici işıq mənbəyi (Günəş və ya süni işıq) olmadan uran duzlarının şüalanmasını kəşf etdi. Bu, fiziklər üçün əsl sürpriz idi. Sonralar Mariya Bekkerelin bu kəşfini “radioaktivlik”adlandırdı. Fiziklər və kimyaçılar qarşısında əlavə sual meydana çıxdı: görəsən, bu xassə yalnız urana və onun duzlarınamı məxsusdur, yoxsa bu başqa elementlərdə də var? Mariya Küri məhz bu sual ətrafında əri Pyer Küri ilə birlikdə uranda aşkarlanan radioaktivliyin digər elementlərdə mövcud olmasını araşdırmağa qərar verdi və toriumda da radiovtivlik olmasını aşkarladı.

Pyer Kürinin özünü əsasən yeni radiyasiyanın fiziki cəhətdən öyrənilməsinə həsr etdiyi halda, Mariya Küri metal halında saf radium əldə etməyə çalışırdı. O, bu işə ərinin şagirdlərindən biri olan kimyaçı Andre-Lui Debirin köməyi ilə nail oldu. Mariya bu tədqiqatın nəticələrinə əsasən elmlər doktoru adını qazanmışdı və 1903-cü ildə Mariya və Pyer Bekkerel ilə bərabər radioaktivliyin kəşfinə, "radiasiya hadisəsinin tədqiqindəki əvəzedilməz müştərək fəaliyyətlərinə görə" görə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşlər.

1906-cı ildə Pyer Küri nəqliyyat qəzasında həlak oldu. Lakin Mariya Küri ona təyin olunan pensiyadan imtina edir. Həyat yoldaşının qəfil ölümü Mariya Küriyə ağır zərbə oldu, lakin həmçinin bu hadisə onun karyerasında dönüş nöqtəsi idi: bundan sonra o, bütün enerjisini Pyer Küri ilə başlatdıqları elmi işi təkbaşına tamamlamağa həsr etdi. O, 13 may 1906-cı ildə həyat yoldaşının ölümündən sonra vakant qalan professorluq vəzifəsinə təyin edildi və bununla da Sobon Universitetində dərs deyən ilk qadın professor oldu. Onun sonrakı təcrübələri radiumu metal şəklində almaqdan ibarət olmuşdur. Xanım fizik bu nəticəyə 1910-cu ildə Anri Debirinlə birgə nail olmuşdur. O, həmçinin Beynəlxalq Çəki və Ölçü vahidləri Bürosuna radioaktiv maddələrin ilk etalonunu hazırlayıb təqdim edən alim kimi də məşhurdur. Mariya Kürinin digər fundamental nailiyyəti kimya sahəsinə aiddir. O, 1911-ci ildə "kimyanın inkişafındakı əvəzedilməz fəaliyyətinə: radium və polonium elementlərinin kəşf edilməsi, saf halda radiumun ayrılması və bu möhtəşəm elementin təbiətinin öyrənilməsinə görə" kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür. Bununla da o, Nobel mükafatını iki dəfə alan ilk şəxs kimi elm tarixinə düşmüşdür.

4 iyul 1934 -cü ildə Mariya Küri radioaktiv şüalanmanın yaratdığı qan xərçəngindən dünyasını dəyişdi.





View the full article
 

Ümumdünya Cazibə Qanunu Haqqında

Ümümdünya Cazibə Qanununa qarşı tarix boyu bir çox etirazlar olmuşdur. Bunlardan mənə maraqlı gələni və xatırladığımı sizinlə paylaşıram.
Ümumdünya Cazibə Qanunu. Kredit: Vikipediya

Aparılan dəqiq müşahidələrlə müəyyən olunmuşdur ki, Uran planetinin trayektoriyası Ellipsis deyildir. Əgər Saturn və Yupiterin də təsirini nəzərə alsaq, doğrudan da trayektoriyanın ellipsis olmaması nəticəsinə gələrik. Lakin Saturn və Yupiterin cazibə qüvvələri də nəzərə alındığından Uran planetinin hərəkətində Ümumdünya Cazibə qanunu ilə izah edilə bilməyən qəribəliklər müşahidə olunur. Bundan dolayı cazibə qanunun doğruluğu şübhə altına alındı. 



İngilis alimi Adams və fransalı alim Leverye bir-birindən asılı olmayaraq bu fikrə gəlmişlər ki, Uranın qəribə hərəkəti cazibə qanununun doğru olmaması ilə deyil, indiyədək müşahidə olunmayan yeni bir planetin təsiri ilə əlaqəli ola bilər. Onlar belə bir naməlum planetin Uranı cəzb etməsini nəzərə alaraq, Ümümdünya Cazibə Qanununa əsaslanmaqla Uran planetinin məlum trayektoriyasina görə naməlum planetin yerini hesablama vasitəsilə müəyyən etmişlər. Hesablamadan sonra Leverye aldığı nəticəni bir neçə rəsədxanaya göndərmişdir:


"Cənablar Teleskopunuzu filan yerə yönəldin, orada yeni planet görəcəksiniz"
Belə məktubu alan alimlərdən biri olan Qalle 1846-cı il sentyabrın 23-də Leveryenin göstərdiyi yerdə yeni bir planet: 8-ci planeti(Neptunu) teleskopla müşahidə etdi. Beləliklə Leveryenin qələm-kağızda tapdığı planeti Qalle teleskopla tapdı. 

Qəribədir, deyil mi? Cazibə qanunun doğruluğuna şübhə yarandığı halda bu qanunun doğru olduğu isbat edildi, üstəlik yeni bir planetdə kəşf olundu.


View the full article
 

Kvant Fizikasını Necə Öyrənməli?

Bu dəfə ki, yazıda hər hansısa Kvant Fizikasına aid olan sahədən, kvant texnologiyasından, zərrəciklərdən, tənliklərdən deyil, təmamilə başqa mövzu olan Kvant Fizikasını necə öyrənməli mövsuna toxunacam. 
Kvant fizikası dedikdə, hamıda bir təşviş, qorxu, bir çoxlarında isə həyəcan yaranır. Bu təbii haldır. Çünki kvant fizikası ortaya çıxdığı andan bu ana qədər öz mükəmməliyini qoruyub saxlamışd və daha da təkmilləşərək bütün testlərdən uğurla çıxmışdır. Ancaq insanlarda qorxu oyandıran tərəfi isə, qarışıq və çətin görsənən riyazi düsturlardır. İnsanlar bu tənlikləri görəndə istər-istəməz təşvişə düşərək kvant fizikasından soyuyurlar. Ancaq məsələyə heç də elə yanaşmaq lazım deyil. Kvant fizikası əsrlər boyu inkişaf edərək, həm fəlsəfədə öz yerini tutub, həm də psixologiya da. Kvant düşüncə texnikası, Kvant fəlsəfəsi də kvant fizikası qədər özünü doğrultmuşdur. 
İndi isə gələk Kvant Fizikasını öyrənməyin yollarına. İlk əvvəl seçmək lazımdır kvant fizikasının hansı tərəfini öyrənəcəksən. Konkret kvant mexanikası, riyazi formullarla sırf kvant fizikasının özünü, yoxsa sadəcə nəzəriyyələri və onun fəlsəfəsinimi?! 
Əgər kvant mexanikası və ya kvant fizikasını dərindən öyrənmək istəyirsinizdə ilk öncə bu sahəni sevməlisiniz! Çünki, bir çox insan bu sahəyə başlayıb və yarıda qoyub. Daha sonra isə xəyal gücünüz yaxşı olmalıdır ki, hadisələri təsəvvür edə biləsiz. Bunlardan əlavə isə, riyazi qabiliyyətiniz yaxşı olmalıdır. Yəni inteqralı, differensial tənlikləri, törəməni, matrisləri normal şəkildə bilməyiniz lazımdır. Bunları bilməsəniz formulları sərbəst şəkildə çıxarmaq sizə mümkünsüz görsənəcək. Ancaq normal və ya biraz daha yaxşı riyazi biliyə maliksinizsə, o biliyi fizika ilə birləşdirib kvant fizikasının möhtəşəmliyindən zövq ala bilərsiniz. Əgər zəifdirsə biliyiniz , onda onu daha da yaxşıya doğru təkmilləşdirin! Bu sizə ümumi mənada çox kömək olacaq. Daha sonra isə o bilikləri kvant formullarına tətbiq edərək, sadədən başlayaraq , addım-addım işə başlayın. Sadə formulları öyrənin, qavrayın, çıxarmağa çalışın. Bir müddət sonra artıq özünüz də hiss edəcəksiniz ki, böyük yol qət etmisiz. İşin püf nöqtəsi isə səliqəli və nizamlı çalışmaqdır. Mövzulari bir-birinə qatmadan ard-arda çalışsaz çox gözəl nəticələr əldə edərsiniz. Bunu da qeyd edim ki, səhifədə bir çox kvant formullarının çıxarılışı var. Ancaq işin kökündə sevgi və maraqolmalıdır. Qorxu sadəcə sizi geri salır. Özünüzə inanaraq addımlayın.
Yuxarıda qeyd etdiyim ikinci sahə isə kvant nəzəriyyələri, fəlsəfəsi və ya psixologiyasıdır. Bu artıq sizin seçiminizdir. Burda isə formullara gərək yoxdur deyə riyazi biliklər elə də əsas rol oynamır. Burda əsas rolu düşünmə qabiliyyətiniz oynayır və bununla yanaşı xəyal gücünüz. Oxudugunuz mövzunu, fikri özünüzdə sorğu-sual edərək qavraya bilərsiz. Ancaq oxuyub fikir olsun deyə üzərindən keçsəz sadəcə o mövzu haqqında bilginiz olar, düşüncəniz vəya fikriniz yox. Kvant isə insanları düşünməyə səsləyir.
Ümumi olaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki, kvant fizikasını, kvant fəlsəfəsini və kvant psixologiyasını öyrənmək üçün ilk lazım olan sevgi, xəyal gücü və böyük maraqdır. Zamanla digər sadaladığım şeylər yerinə otura bilər.
Sizin hər birinizə bu yolda bol-bol uğurlar.

Sadig Şamilov.
View the full article
 

Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi

Ümumi nisbilik Nəzəriyyəsi kütlə çəkimini, kosmos zaman əyriliyinin bir nəticəsi olaraq görür. Kosmos-zaman əyriliyi isə maddənin varlığının təbii bir nəticəsində ortaya çıxar. Kosmos-zaman əyriliyi eyni zamanda maddənin hərəkətinə təsir edir. Xülasə: Kosmos-zaman əyrisinin  maddəyə necə hərəkət edəcəyini, maddə də kosmos-zamanda necə büküləcəyini söyləyər. Bir-birlərini tamamlamışcasına...
Ümumi nisbilik Kəlmsəi, Xüsusi Nisbiliyin ümümiləşdirilməsini  ehtiva edir. Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsində, işıq sürətinin bütün inersial sistemlərdə sabit olduğunu qəbul etsəniz, mütləq bir zaman anlayışı olmadığı nəticəsini əldə edərsiniz. Zaman müşahidəçidən müşahidəçiyə nisbi olaraq dəyişəcək. Bənzər şəkildə üç ölçülü kosmosda iki nöqtə arasındakı məsafə də müşahidəçidən müşahidəçiyə fərqli ölçüləcəkdir. Einstein kütlə çəkimini izah edərkən  olduqca əhəmiyyətli anlama gələn bir şeyin fərqinə vardı . Əslində kütlə nəticəsində yarana cazibə  ilə təcil təməldə eyni şeydi. Bunu anlamaq üçün, təməllərinin postulatların  olduğu Bərabərlik qaydalarına  baxmalıyıq.
Bərabərlik Prinsipləri

Bərabərliyin Zəif prinsipi

Bu prinsip  bir cismin inersial kütləsi olan mi'nin kütləçəkimin öz  kütləsi olan mg'yə bərabər olduğunu söyləyir. φ kütlə çəkim potensialı altında cismə təsir edən qüvvə:



Kimi ifadə edə bilərik. Bunun yanında Nyutonun ikinci qanunundan bildiyimiz üzrə :


Tənlikləri bərabərləşdirdiyimizdə aşağıdakı nəticəni əldə edərik: Bu tənliyin bizə izah etdiyi şey, eyni kütləçəkimi  sahəsində  olan cisimlərin hamısının eyni sürətdə təcillənəcəyidir. Ümumi nisbilik baxımından bu vəziyyəti şərh edəsi olsaq, kütlə çəkimi  sahəsinin təsiri altında təcil alan  bir cismin əyri kosmos-zamanda jeodezik olan bir kainat xəttinə sahib olduğunu anlayarıq (Geodezik əyri: bir səth üzərindəki iki nöqtə arasındakı ən qısa yolu ifadə edən əyri deməkdir. Məsələn bir müstəvidə iki nöqtə arasındakı ən qısa məsafə bir düz xətt ilə ifadə edilir. Bir kürə üzərində iki nöqtə arasındakı məsafə isə, mərkəzi kürənin başlanğıcı  olan və bu iki nöqtədən keçən böyük çevrə yayıdır).

Bərabərliyin Güclü prinsipi
Yerli inersial istinad sistemində (ya da sərbəst düşmə edən bir sistemdə), bütün fiziki hadisələrin xüsusi nisbilik ilə “razılığa” gəldiyi aydın olmuşdur. Bu vəziyyətin iki əhəmiyyətli nəticəsi var. Birincisi, işığın kütlə cazibə sahəsindən təsirlənərək yolunun büküləcəyini,  İkincisi isə kütləçəkimli qırmızıya sürüşmənin reallaşacağını Müşahidə edə bilərik.
İşığın Kütlə Çəkimi Sahəsi Altında bükülməsi
Tək Düz istiqamətdə  bir kütlə çəkimi sahəsi ələ alaq və bu sahədə içərisində bir lift sərbəst düşməkdə olsun... İki ədəd ayrı müşahidəçimiz olsun. Sərbəst düşmə edən liftdə olan A müşahidəçisi və çöldə olan B müşahidəçisi. Lift tam düşməyə başlayanda A müşahidəçisinin də olduğu liftin bir ucundan bir foton çıxsın. Foton bir müddət sonra qarşı divarla toqquşacaq . A müşahidəçisinin bu müddət ərzində gördüyü şey fotonun dümdüz irəliləyərək qarşı divara vurduğudur . Lakin bu müddət ərzində  lift bir miqdar aşağı düşdüyü üçün B müşahidəçisi üçün vəziyyət eyni olmayacaq...




Liftdə olan A müşahidəçisi, fotonun çıxdığı nöqtənin tam qarşısındakı yerə vurduğunu görür. Yəni foton tamamilə üfüqi bir hərəkət edərək irəliləyər. Liftdə müşahidə olunan bu məsafənin uzunluğu L olsun , işıq sürəti c olduğuna görə keçən zaman X = V.t düsturundan də bildiyimiz üzrə t = L / c olacaq. Bu müddət ərzində lift,  B müşahidəçisi üçün  qədər şaquli oxda aşağı sürüşmüş olacaq. Yəni B müşahidəçisi işığı başladığı nöqtədən  qədər aşağıda bir yerdə görəcəkdir.
Bərabərlik qanunundan yola çıxacaq olsaq A-nın müşahidəsi doğru olduğuna görə, bu vəziyyət ancaq B'nin kütlə cazibə sahəsinin işığın yolunu büktüyünü qəbul etməsiylə aydın ola bilər. Yəni bu vəziyyətdə A kütlə çəkimli bir sahə təcrübə etməzkən, B kütlə çəkimli  sahəni istəmədən belə olsa təcrübə etmiş olacaq.
Kütlə Çəkimli Qırmızıya Sürüşmə
Bu səfər eyni nümunəni bir az daha dəyişdirərək ələ alacağıq. Yenə sərbəst düşmə edən bir lift və içərisində olan A müşahidəçisi olacaq, lakin bu səfər B liftin üstündə olan  bir platformada iştirak edəcək və örnəyimizə daxil olacaq . A müşahidəçisinin olduğu liftin döşəməsindəki bir nöqtədən tavana doğru bir foton yola çıxdığını fərz edək. Tam bu sırada lift sərbəst düşmə etməyə başlasın. Bir müddət sonra foton liftin tavanı ilə toqquşmuş olacaq. Buradakı problem A-nın və B'nin bu fotonun tezliyini nə olaraq gördüyüdür. 

A yerli inersial sisteme daxil olduğu üçün, fotonu buraxdıldığı tezliklə,  eyni tezlikdə görəcək. Yaxşı bəs B nə görür? Bu nöqtədə B, fotondan v = gh / c sürətiylə uzaqlaşır. Bu səbəbdən qırmızıya sürüşməsi v / c = gh/c2 Olar. B , mənbədən uzaqlaşdığı üçün A, vəziyyəti Doppler keçid olaraq şərh edəcəktir. B isə bu vəziyyəti kütlə cazibə sahəsində dırmaşan bir fotonun enerji itirməsi nəticəsində qırmızıya sürüşməsinə aid edəcəkdir. Elə isə qırmızıya sürüşmə, kütlə çəkim  potansiyalındakı (φ) dəyişməsi  olaraq da ifadə edilə bilər. (gh = -δφ) Bu səbəbdən qırmızıya sürüşmə Δλ / λ = -δφ / -dır. Bu təsir ağ cücələrin tayf xəttlərində müşahidə edilməkdədir. Xülasə edəcək olsaq, Müşahidəçilərin hansı hesablama sisteminə daxil olmasına görə, hadisələrdə fərqli şərhlər alacaqdır. Yuxarıda( A müşahidəçisi və B müşahidəçisi) verdiyim örnəkdə də bunun izahını gördünüz. 
View the full article
 

Qravitasiya dalğaları necə kəşf edildi - LIGO

Təşəkkürlər Eynşteyn!

Albert Eynşteyn Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsini irəli sürdükdən sonra belə bir ön görmə də ortay atmışdır ki, kosmos-zaman əyriliyi kütlədən qaynaqlanır. Əgər bu kütlə sabit qalmazsa, “çalxalanarsa” nə olar? Eynşteyn belə bir iddia ilə cavab vermişdir: Əgər kütlə sabit qalmazsa, kosmos-zamanın titrəyəcək və işıq sürətində dalğalar yaradacaq. Bu açıqlamadan sonra fiziklər araşdırmaya başladılar. Uzun çəkən bu araşdırma nəhayət 11 Fevral 2016-cı ildə LİGO araşdırmaçıları tərəfindən ölçüldü. İndi gəlin bu ölçüm necə aparılır birlikdə baxaq.
Kütlə çəkim dalğalarının gerçək olduğuna inanan fizik Cozef Weber, 1969-ci ildə, bu dalğaları kəşf edəbilmək üçün bir dedektor icad etdi. Etdiyi icad, iki metr uzunluğunda və bir metr genişliyindəki alüminium silindr, bir kütlə cazibə dalğası ilə qarşılaşdığında titrəyərək səs çıxardacaqdı. Nəticələri Weber xaric heç bir fizikaçı tərəfindən qəbul görmədi və təkrar edilə bilmədi.

Daha sonra bir çox testlər olsada birbaşa ölçmə gözləmlənə bilməmişdi. Lakin birbaşa təsbit üçün arayış yenə uzun zaman aldı. 70-ci illərdə lazer ölçücülər   (interferometer-İnterferensiya hadisəsini ölçən cihaz) ilə kütlə çəkimi dalğaların təsbit edilə biləcəyi aydın olmuşdu. 1990-cı ilə gəlindiyində MIT və Caltech'ten fiziklər kütlə cazibə dalğalarının təsbiti üçün nəhəng lazer girişim  ölçü detektorları inşa etmə fikrini ortaya atdılar. Bir çox fizikaçı, o biri araşdırma sahələrinə ayrılacaq ciddi miqdarda pulu azaldıb qarşılığında heç bir nəticə götürə bilməyəcəklərini düşündüklərindən ciddi bir şəkildə qarşı çıxdılar. Lakin Kip Thorne, Ronald Drever və Rainer Weiss liderliyindəki kütlə cazibə dalğaları tapmaq üçün lazer ölçü rəsədxanası -LİGO-nun  layihəsinə təsdiq verildi. ABŞ Milli Elm Fondu, Birləşmiş Krallıq Elm və Texnologiya Şurası, Almaniyadan Max Planck Dərnəyi və Avstraliya Araşdırma Dərnəyi bu layihəyə dəstək verdilər və LIGO'nun xərci 2015-ci il etibarilə $620 milyon tutdu.



1999-ci ildə istehsalı bitən və 2001-ci ildə fəaliyyətə başlayan LIGO'da indiyə qədər 900-dən çox elm adamı çalışdı. 2010-ci ilə qədər kütlə cazibəsi dalğalarını təsbit edə bilmədi və bağlanılıb daha inkişaf etmiş detektorlar yerləşdirilməsi qərarı alındı. Köhnəsinə görə dörd qat daha həssas olan inkişaf etmiş detektorlar ilə 2015-ci il sentyabr ayında LİGO təkrar araşdırma etməyə başladı. Köhnə qurğu minimum 40Hz olan dalğaları qəbul edə bilirdi, yenisi isə 10Hz-ə qədər həssaslaşdırılmışdı. İşə başladıqdan çox qısa bir müddət sonra, 14 sentyabr 2015 tarixində kütlə cazibə dalğalarıtəsbit edildi. 11 Fevral 2016-cı ildə isə  isə kəşf Physical Review Letters adlı elmi jurnalda nəşr olunduqdan sonra mətbuat konfransıyla elanı edildi.




LİGO kütlə cazibə dalğalarının dünyanı nanometrin 100 mində biri qədər genişlədib daraltdığını ölçdü. Eynşteynin Ümumi Nisbilik nəzəriyyəsinə əhəmiyyətli bir sübut olmasının yanında qara dəliklərin də həqiqətən olduğuna dair dəlil təqdim etdi.

Bəs bu ölçmə necə aparılır?
Kosmosdakı çox kiçik bir genişləməyi yüksək dəqiqliklə qeyd edə bilmək üçün İnterferensiya ölçü adı verilən L şəklində, iki ədəd 4 km uzunluğunda boru istifadə edildi.



Bu qolların uclarına qoyulan güzgülər sayəsində, bir lazer şüası göndərildiyi zaman, dörd kilometrlik yüksək vakuumlu yəni içində hava olmayan borular boyunca lazer eyni yerdə bir irəli bir geri gedərək aynalardan qırılaraq bu prosesi yerinə yetirirlər. Hər qolda, lazer şüaları 400 dəfə irəli-geri gettikdən sonra boruların birləşmə yerindəki şüa ayırıcıya dönərək  kəsişirlər. Bu səbəbdən şüalar üst-üstə minmədən əvvəl cəmdə 1600 km-lik yol qət etmiş olurlar və dedektorun həssaslığı yüzlərlə qat artır.



Bir-birlərinə 90 dərəcə bucaqla dayanmaqda olan bərabər uzunluqdakı bu iki tuneldə lazer şüası normalda eyni dalğa boyunda hərəkət etməkdədir. Bu səbəbdən 400 gediş -gəlişdən sonra şüa ayırıcıda kəsişib fotodedektora gəlirlər. İki dalğada da bir dəyişiklik olmasa altdakı rəsmdə olduğu kimi üst-üstə minib birlərini söndürürlər.




Əgər iki borudan birində uzunluq qısalması olsaydı, bu hadisə kəsişmə zamanı dalğaların birlərini söndürməyəcək  şəkildə üst-üstə minməsinə mane olacaqdı və interferensiya mənzərəsi meydana gətirəcəkdi. Qurğu borulardakı qısalma boyunu ölçmür, işıqların meydana gətirəcəyi interferensiyanı fotodedektorler tərəfindən təyin edir... 14 Sentyabr 2015-ci ildə LİGO, həm Louisianada həm də Vaşinqtondakı qurğuda, simulyasiyalarda nəzərdə tutulan bu siqnalı 1.3 milyard işıq ili uzaqlıqda təsbit edirlər. Saniyədə 35 dövr ilə, yəni 35Hz ilə başlayıb, 250Hz-ə qədər çıxan siqnal 0.25 saniyə davam edir və sonra itir. Siqnaldakı getdikcə artan tezlik bir-birləri ətrafında yaxınlaşaraq dönən iki yüksək kütləli cismə işarə etməkdədir. Louisiana və Vaşinqtonda təsbit edilən siqnalların arasında 0,007 saniyəlik gecikmə olması isə işıq sürətindəki dalğanın iki dedektor arasındakı qət edilən məsafənin müddətinə bərabər gəlməkdədir. Siqnal 5.1 siqma dəyərini keçir və bu fiziklərin kəşf etdiklərini söyləyə biləcəkləri statistik dəyəri keçdiyi mənasını verir.



Bir-biriləri ətrafında dönən bu iki göy cismindən gələn dalğa, simulasiyalarla müqayisə edildiyi zaman, bu cisimlərin Günəşdən 29 və 36 qat daha çox kütləli olduqları və birləşmədən əvvəl 210 km məsafə içində bir-birləri ətrafında döndükləri ortaya çıxmışdır. Bu məlumatların çox əhəmiyyətli bir mənası daha var. Kainatda bu qədər kiçik sahədə içində beləsinə kütlələri olan şeylərə nəzəriyyədə qara dəliklər deyirik. Bu müşahidə dataları kütlə cazibə dalğalarına dair bizə birbaşa məlumat təmin etdiyi qədər qara dəliklərə dair də yenə birinci əldən məlumat təmin etməkdə idi... Nəticədə Albert Eynşteynin ön gördüyü iddiada haqlı çıxmışdı və Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsinə daha bir sübut əlavə edilmişdi.

Təşəkkür A. Eynşteyn!
View the full article
×