مقاله‌ی خواندنی از Shohini Bhattacharya و همکارانش، که در این مقاله اولین محاسبه اثرات محیط هسته‌ای الکترودینامیک کوانتومی (QED) را تحت شرایط تجربی آزمایش‌های برخورد دهنده الکترون-یون (EIC) آینده ارائه می‌کنند.
https://arxiv.org/abs/2502.06943

https://arxiv.org/abs/2502.04900

Analytic formulae for T violation in neutrino oscillations
Osamu Yasuda

در این مقاله، عبارات تحلیلی برای نقض T در نوسانات نوترینو در حالات مختلف (نوسانات استاندارد سه طعمی، اندرکنش‌های غیر استاندارد و نقض یکپارچگی) ارائه شده و نشان داده شده که بررسی طیف انرژی نقض T می‌تواند برای کشف اثرات فیزیک جدید مفید باشد.
https://arxiv.org/abs/2502.04704

Inside the Neutron: Scientists Discover Hidden Layers of Matter
https://scitechdaily.com/inside-the-neutron-scientists-discover-hidden-layers-of-matter/

چرا لوئی دو بروی، برنده جایزه نوبل فیزیک، نظریه موج راهنمای خود را کنار گذاشت؟

این هفته صدمین سالگرد ارائه پایان‌نامه دکترای فیزیکدان فرانسوی، لوئی دو بروی است؛ کاری که بعدها برای او جایزه نوبل را به دلیل "کشف ماهیت موجی الکترون‌ها" به همراه داشت. این کشف یکی از جنبه‌های مرکزی مکانیک کوانتومی است و به نظریه معروف "موج راهنما"ی او منجر شد که راهی جایگزین برای فرمول‌بندی مکانیک کوانتومی ارائه می‌دهد. اما چرا دو بروی به‌سرعت نظریه خود را رد کرد؟

### ویژگی‌های مکانیک کوانتومی

نظریه مکانیک کوانتومی رفتار ماده را در مقیاس‌های کوچک، مانند اتم‌ها یا الکترون‌ها، توضیح می‌دهد. کشف این نظریه به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد، اما بسیاری از پرسش‌ها درباره آن همچنان مورد بحث هستند. دلیل اصلی این امر، ویژگی‌های عجیب و غریب این نظریه است.

برای مثال، ذرات کوانتومی مانند الکترون‌ها گاه رفتاری شبیه ذرات و گاه شبیه امواج از خود نشان می‌دهند.

تفسیر کپنهاگی، که در آغاز قرن بیستم توسعه یافت، نتیجه گرفت که جهان کوانتومی را نمی‌توان با مفاهیم فیزیکی کلاسیک تحلیل کرد. این دیدگاه با اعتراضات زیادی روبه‌رو شد و دانشمندان بسیاری، از جمله آلبرت اینشتین، به دنبال درک علّی و مکانیکی رفتار عجیب کوانتومی بودند. دو بروی نیز از جمله کسانی بود که تفسیر کپنهاگ را رد کرد و در سال ۱۹۲۷ نظریه موج راهنمای خود را پیشنهاد داد.

### نظریه موج راهنما

طبق این مدل، ماده از ذرات تشکیل شده است که حرکت آن‌ها توسط یک "موج کوانتومی" هدایت می‌شود و این مسئله رفتار موجی ذرات را توضیح می‌دهد.

### چرا دو بروی نظریه خود را کنار گذاشت؟

چند سال پس از کشف خود، دو بروی نظریه‌اش را رها کرد. چه عواملی باعث این تغییر نظر شدند و چگونه کار او بر جامعه علمی تأثیر گذاشت؟

#### ویژگی‌های عجیب و غریب

چند عامل باعث کنار گذاشتن نظریه موج راهنما شدند. دو ویژگی این مدل به‌ویژه آن را مشکوک جلوه می‌دادند:
1. این نظریه پیشنهاد می‌کند که حرکت یک ذره می‌تواند به حرکت ذره‌ای دیگر بستگی داشته باشد، حتی اگر فاصله بین آن‌ها بر اساس نظریه نسبیت اینشتین مانع از هرگونه تعامل شود.
2. موج راهنما فاقد یک معنای فیزیکی واضح است. برخلاف امواج معمولی مانند امواج اقیانوس یا امواج الکترومغناطیسی، این موج در فضای سه‌بعدی فیزیکی ما تحول نمی‌یابد، بلکه در فضایی ریاضیاتی و انتزاعی با تعداد زیادی بُعد گسترش می‌یابد، که تفسیر آن را دشوار می‌سازد.

این جنبه‌های نظریه موج راهنما برای دو بروی بسیار ناخوشایند بودند و او در نوشته‌های بعدی خود به‌صراحت نظریه‌اش را کنار گذاشت.

### نظریه "راه‌حل دوگانه"

دو بروی بلندپروازی عمیق‌تری برای توسعه یک رویکرد متفاوت داشت که آن را نظریه "راه‌حل دوگانه" می‌نامید. هدف اصلی این رویکرد، یک موج کمتر انتزاعی بود که در فضای آشنای ادراک ما گسترش یابد.

این مدل جایگزین می‌توانست بسیار شهودی‌تر و قابل درک‌تر باشد. با این حال، پیچیدگی ریاضی این رویکرد بسیار زیاد بود. دو بروی تا پایان عمر خود بر روی این پروژه کار کرد، اگرچه علاقه فیزیکدانان هم‌عصرش به این موضوع محدود بود.

### بازکشف نظریه موج راهنما

کار دو بروی تأثیر عمیقی بر جامعه علمی گذاشت. فیزیکدان آمریکایی دیوید بوهم به‌طور مستقل در سال ۱۹۵۲ نظریه موج راهنما را بازکشف کرد. بوم و بسیاری از پژوهشگران بعدی، به‌جای رد مدل به دلیل عجیب بودنش، تلاش کردند به آن معنا ببخشند. پرسش‌ها درباره محتوای دقیق و تفسیر این نظریه همچنان مورد بحث هستند.

علاوه بر این، نظریه راه‌حل دوگانه که دو بروی بر روی آن کار می‌کرد، کاملاً کنار گذاشته نشده است. برخی فیزیکدانان معاصر همچنان روی فرمول‌بندی آن کار می‌کنند. این رویکرد ممکن است روزی به ما کمک کند تا دنیای کوچک‌تر خود را با تأثیر کمتری بر شهود کلاسیک‌مان بهتر درک کنیم.

منبع:
https://phys.org/news/2024-11-louis-de-broglie-nobel-laureate.html

SCHOOL OF PARTICLES AND ACCELERATORS

Wednesday Weekly Seminar - Hybrid Format
Design of a high-current, low-emittance electrostatic electron gun for the Iranian Light Source Facility's electron preinjector, and investigation of its electron beam dynamics

Mr. Hossein Rafiei - Isfahan University of Technology & IPM

27 NOV 2024
11:00 - 12:00

Abstract:

The pre-injector of the Iranian Light Source Facility consists of a radiofrequency electron gun, longitudinal and transverse focusing magnets, linear accelerators, and several other ancillary parts. Since the emittance of the ILSF electron beam at the end of the linear accelerators reaches about 8 mm-mrad, we intend to achieve a lower emittance by designing an electrostatic electron gun. Also, electrostatic electron gun pre-injectors do not require alpha magnets and instead have several beam bunchers, contributing to this type's lower emittance.

Reducing the emittance in the electron pre-injector does not have much effect on reducing the emittance in the storage ring. However, the more we can minimize the beam emittance at the beginning of its production, the better. Because the beam emittance may gradually increase along the path. Reducing the emittance of the pre-injector leads to a reduction in the dimensions of the vacuum chamber and the opening of the magnets in the booster ring, and reduces the cost of the magnets and their energy consumption.
In this study, we try to design a high-current electrostatic electron gun with low emittance and investigate the electron beam dynamics and beam emittance with the SPIFFE code and GPT code.

Based on:
https://link.aps.org/pdf/10.1103/PhysRevAccelBeams.20.043403, https://doi.org/10.1016/j.nima.2023.168198

Indico Link:
https://indico.hep.ipm.ir/e/h.rafiei

Meeting Place:
Seminar Room, School of Particles and Accelerators, IPM

Link to Join Virtually:
https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/weekly-seminar

Link: https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/weekly-seminar

می دانیم که لایبنیتس، ماخ، بارکلی و شاید انیشتین، ظاهرا در مورد مکان،  زمان و خصوصا حرکت، نسبی گرا بودند:  فضای مطلقی در کار نیست و حرکت نسبت به فضای مطلق معنا ندارد و یا حداقل در فیزیک بی اهمیت است، چون ما فقط می توانیم فاصله و حرکت نسبی اشیاء را مشاهده کنیم.

اگر چنین است، بدون ارجاع به مکان مطلق ذرات، معادلات حرکت نسبی (تغییر فاصله نسبی) ذرات چیست؟ به عنوان ساده ترین حالت، جهانی شامل مثلا n ذره کلاسیک را در نظر گیریم که تنها برهمکنش گرانشی دارند: از اثرات سرعت زیاد و گرانش زیاد هم برای سادگی صرف نظر کنیم.

اگر گمان می کنیم، که نسبیت خاص کمکی به یافتن پاسخ می کند، معادلات حرکت نسبی چند ذره نسبیتی را بنویسیم، یا حتی نسبیت عام را بدون ارجاع به فضا-زمان فرمولبندی کنیم.

مثل همیشه، گفتن اش ساده تر از انجام دادن اش است.

SCHOOL OF PARTICLES AND ACCELERATORS

Journal Club: Experiment & Phenomenology – Hybrid Format
Impact of Projected EIC Data on Extraction of Parton Distribution Functions

Dr. Majid Azizi - School of Particles and Accelerators, IPM

25 NOV 2024
11:00 - 12:00

Abstract:
The Electron-Ion Collider (EIC) promises to revolutionize our understanding of Quantum Chromodynamics (QCD) by providing high-precision data over a vast kinematic range. This lecture will explore two complementary studies showcasing the transformative impact of simulated EIC data on parton distribution functions (PDFs) and the precision determination of the strong coupling constant. We will examine how EIC pseudodata significantly reduce PDF uncertainties, particularly in the large-x, addressing long-standing limitations of previous collider datasets like those from HERA. Additionally, we highlight the precision improvements in the strong coupling constant achieved by combining HERA and EIC datasets in next-to-next to-leading order QCD analyses. These advancements are pivotal for refining Standard Model predictions and probing physics beyond the Standard Model.

Based on:
https://arxiv.org/abs/2309.11269

Meeting Place:
Seminar Room, School of Particles and Accelerators, IPM

Link to Join Virtually:
https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/journal-club

Link: https://www.skyroom.online/ch/ipm-particles/journal-club

CMS Collaboration:
https://arxiv.org/abs/2411.15000

سخنرانی جایزه نوبل ریچارد فاینمن که در واقع داستان چگونه شکل گیری الکترودینامیک کوانتومی است بسیار جالب و دارای نکات زیادی است: لینک متن سخنرانی
فایل pdf

برخی نکات :
✅اهمیت دقت و پرسش گری در سوالات بنیادی مانند مفاهیم ذره، میدان
✅الکترودینامیک کلاسیک نظریه شگفت انگیز که تفکر در آن نقطه شروع بسیاری از پیشرفت های مهم علم بوده از جمله نظریه نسبیت (عنوان مقاله اصلی نسبیت اینشتین «الکترودینامیک اجسام متحرک») ، نظریه کوانتومی (غالب پدیده هایی که منجر به شکل گیری نظریه کوانتومی شدند در حقیقت مسائل الکترودینامیک بودند) و در اینجا اینکه مسیر فاینمن در رسیدن به نظریه الکترودینامیک کوانتومی با فکر کردن درباره مشکلاتی در نظریه الکترودینامیک کلاسیک مانند خود انرژی ها و خود نیروها شروع شده.
✅نقش استاد راهنما در پیشرفت و تکامل ایده ها. شاید بتوان گفت که ویلر از بهترین استادان راهنما در تاریخ فیزیک بوده که با کمک او ایده های اولیه و خام شاگردانش تکامل پیدا کرده و پخته شده اند. برخی از مهم ترین آنها: فاینمن (الکترودینامیک)، اوروت (تفسیر چندجهانی)، بکنشتاین (ایده ارتباط آنتروپی و سیاه چاله ها)
✅ اهمیت همکاری ها و بحث های علمی در علم و آگاه بودن از پیشرفت ها در حوزه های مختلف