ثبت‌نام

یک کِرم میکروسکوپی ممکن است به چگونگی درک ما از گرانش کمک کند

درحالی‌که انسان، برای حفظ تعادل و جهت‌یابی، به گرانش وابسته است، مکانیسمی که ما، به‌واسطهٔ آن، نیروی بنیادی گرانش را حس می‌کنیم تا حد زیادی ناشناخته مانده است؛ حتی عجیب‌تر از آن، ارگانیسم مدل کرم سی. الگانس (یک کرم میکروسکوپی) نیز می‌تواند جهت گرانش را حس کند؛ گرچه هیچ دلیل زیست‌محیطی برای این امر شناخته نشده است.

گروهی از محققان مهندسی پن، با مدیریت هایم بائو استاد مهندسی مکانیک و مکانیک کاربردی و دیوید رایزن دانش‌یار نورولوژی در مدرسه پزشکی پرلمن، برای پرده‌برداشتن از این راز و رسیدن به بنیادی‌ترین احساس ما از گرانش، سلسله آزمایش‌هایی را بر روی این ارگانیسم مدل انجام دادند. هم‌چنین، آلکس چن دانشجوی دکترا و هونگ‌تانگ کو دانشجوی کارشناسی‌ارشد و اُسوالد چوانگ همکار پسادکترا در این پژوهش مشارکت کردند.

کرم سی. الگانس، با وجود سادگی فیزیولوژی بسیارش، بیش از نیمی از ژن‌هایش با انسان مشترک است، که این امر سبب می‌شود مطالعات ژنتیکی منجر به شناخت عمیق ژن‌های مسئول در رفتارهای مشابه در انسان شوند. اما فکر اولیهٔ مطالعهٔ ژنتیک گراویتاکسی (gravitaxis)، یا توانایی حرکت در واکنش به نیروی گرانش، کاملاً اتفاقی بود. این به معنای آن است که محققان از رفتار این کرم‌ها آگاه نبودند.

 بائو می‌گوید: «ما در حال مطالعه دربارهٔ موضوعی دیگر بودیم؛ یعنی هیدرودینامیک کرم سی. الگانس. بدین‌منظور، آن‌ها را در آب رها کردیم. وقتی مشاهده کردیم که کرم‌ها همگی در حال رفتن به سمت کف ظرف آزمایش هستند، این پرسش برایمان ایجاد شد که آیا آن‌ها در حال واکنش به گرانش هستند یا به دلیل سنگینی، منفعلانه در حال غرق‌شدن‌ هستند.»

این گروه کار خود را با تحقیق دربارهٔ گذرگاه مولکولی مسئول برای گراویتاکسی، آغاز کرد که این تحقیق در مجلهٔ BMC Biology به چاپ رسید.

بائو می‌گوید: «کرم سی‌. الگانس، به‌طور ویژه، قادر به انجام دست‌کاری‌های ژنتیکی است؛ به‌طوری‌که ما می‌توانیم ژن‌ها را فعال یا غیرفعال کنیم. این موضوع به ما در مورد عملکرد کرم‌ها اطلاعاتی می‌دهد که در نتیجهٔ آن می‌توان این دانش را برای ژن‌های انسان نیز به کار برد، چرا که این مکانیسم‌های مولکولی در قلمرو حیوانی دوام آورده‌اند.» 

 با محلول‌های آبی، که هم پُرچگال‌تر و هم کم‌چگال‌تر از کرم بودند، آزمایش‌هایی انجام شد تا توانایی آن در شناسایی و شناخت گرانش بررسی شود.

بائو می‌گوید: «در عرض چند ثانیه، کرم‌ها به سمت پایین چرخ خوردند و به سمت کشش گرانش شناور شدند. ما مشاهده کردیم که واکنش کرم‌ها فعالانه و خودخواسته بود و نه غرق‌شدنی منفعلانه. ما، سپس، دیگر متغیرها، از جمله وجود مژک‌های حسی و نورون‌های دوپامینرژیک سالم را بررسی کردیم.»

برای شناسایی سازوکار (مکانیسم) واکنش کرم‌ها به گرانش، محققان در ابتدا عملکرد مژک‌های حسی را مختل کردند -که ساختارهای سلولی مسئول در عملکردهای حسی مثل مزه، بو و دما بودند. کرم‌ها، بدون این مژک‌ها دیگر به سمت پایین شناور نشدند و با گرانش هم‌راستا نگردیدند. سپس، محققان دریافتند که کرم‌های فاقد انتقال‌دهندهٔ نورونی دوپامین، یا گیرنده‌هایی که به دوپامین واکنش می‌دهند، فاقد توانایی تشخیص گرانش نیز هستند.

بائو می‌گوید: «ما متغیرهای ژنتیکی را ــ هم به‌منظور تعیین متغیرهای مسئول و کاربردی و هم به‌منظور کاستن متغیرهایی که نتایج آزمایش را از مسیرش منحرف می‌کنند ــ بررسی می‌کنیم. ما وقتی که می‌خواهیم ژن‌ها را در جهش‌های بسیارِ کرم سی. الگانس فعال و غیرفعال کنیم، در ابتدا با فرضیهٔ عملکرد ژن‌ ــ که از یافته‌هایمان در رابطه با ژنی خاص داریم ــ شروع می‌کنیم. ما می‌دانیم که دوپامین یک انتقال‌دهندهٔ نورونی رایج است که بسیاری از کارکردهای بدن را کنترل می‌کند؛ بنابراین، وقتی ما آن را در جهش‌ها غیرفعال کردیم، توانایی شناسایی گرانش از بین رفت.

او همچنین اضافه کرد: «جالب است که وقتی کرم‌ها، در مرحلهٔ رشد کرمینه‌ای، در معرض مکمل‌های دوپامین و سپس در محلول قرار گرفتند، تا حدی توانایی حسی آن‌ها بازگشت، که این نشان می‌دهد ترمیم دارویی می‌تواند ممکن باشد.»

ارتباط بین دوپامین و احساس گرانش می‌تواند منظری برای برنامه‌های کاربردی در سلامت انسان فراهم کند. 

بائو می‌گوید: «تحقیق ما در مرحله‌ای ابتدایی قرار دارد و هنوز تا برنامه‌های کاربردی مربوط به سلامت انسان، مسیری طولانی در پیش است. هرچند، قطعاً، برنامه‌های کاربردیِ حاصل از این مطالعه ــ که فراتر از کنجکاوی علمی باشد ــ وجود دارد. یافته‌های ما، تحقیق‌های آینده دربارهٔ احساس گرانش در انسان را تسهیل می‌کند؛ مخصوصاً این یافته‌ها برای اشخاص پیرتر ــ که در معرض افتادن هستند ــ مفید است.

به‌عنوان‌مثال، بیماران مبتلا به پارکینسون ــ که نورون‌های دوپامین معیوب دارند ــ مکرراً در معرض افتادن‌ هستند، که این احتمالاً ناشی از عدم احساس گرانش است. بنابراین، دانستنِ این‌که چگونه دوپامین و احساس گرانش در کرم‌ها با یکدیگر در تعامل قرار می‌گیرند، ممکن است با هدف یافتن کاربرد آن برای انسان باشد.

 

ترجمه: علی سیدآبادی

منبع:

https://phys.org/news/2021-09-microscopic-worm-gravity.html

 

بارهای ابرانتقال-ناوردا ملبس لورنتس

چکیده:

ما یک فرمول صریح برای چرخش‌ها و خیزهای لورنتس ارائه می‌کنیم که با ابرانتقال‌های BMS در فضازمان‌های جانبی جابه‌جا می‌شود. رمز این‌کار، استفاده از منظم‌سازی‌های مادون قرمز و یک تبدیل یکانی است که باعث جابه‌جایی مشاهده‌پذیر با درجه‌های آزادی نرم می‌شود. تاکید می‌کنیم که بارهای ما بر جبر لورنتز منطبق است و با ارزیابی آن‌ها در فضای ابرانتقال‌یافته‌ٔ مینکوفسکی و ابرانتقال‌‌یافته‌ٔ سیاه‌چاله‌ٔ کِر، مطابقت آن‌ با انتظارات را بررسی می‌کنیم.

دکتر رضا جاویدی‌نژاد از دانشگاه نیویورک در پژوهشکدهٔ فیزیک پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در این زمینه سخنرانی خواهد کرد.

 

 

اطلاعات لازم برای شرکت در این سخنرانی را در زیر ببینید. در ضمن، ویدیوی این سخنرانی پس از برگزاری از طریق همین صفحه در دسترس شما قرار خواهد گرفت.

 

School of Physics: HEP Weekly Seminar Series – Online Seminar

Title: Supertranslation-Invariant Dressed Lorentz Charges

Speaker: R. Javadinezhad

Affiliation: New York University

 

Abstract

We present an explicit formula for Lorentz boosts and rotations that commute with BMS supertranslations in asymptotically flat spacetimes. Key to the construction is the use of infrared regularizations and of a unitary transformation that makes observables commute with soft degrees of freedom. We explicitly verify that our charges satisfy the Lorentz algebra and we check that they are consistent with expectations by evaluating them on the supertranslated Minkowski space and the supertranslated Kerr black hole.

Date: Tuesday, February 22, 2022

                        14:00 (Tehran)

                        Esfand 3, 1400

 

Zoom (Click)

Meeting ID: 869 8449 2174

Passcode: 662580

سخنرانی دربارۀ جنگ بزرگ اینشتین

عنوان سخنرانی: اینشتین در برابر اینشتین؛ جنگ بزرگ

در طی هفت ماه بحبوحهٔ جنگ جهانی اول، آلبرت اینشتین دو مقالهٔ مهم خویش یعنی  «گسیل و جذب کوانتومی» و «معادلات میدان گرانش» را منتشر کرد که این دو مقاله سبب پایه‌گذاری فیزیک مدرن گردید.

داستان ما در این قرن از اینجا شروع می‌شود و ما به زمان ظهور ایده‌هایی همچون هولوگرافی، توپ‌های فازی، آتش‌پاره‌ها، آشوب کوانتومی و امواج گرانشی در نجوم، سفر می‌کنیم؛ اما در نهایت، به آن هفت ماه سرنوشت‌ساز باز‌می‌گردیم؛ یعنی زمان نگارش مقالهٔ اینشتین در جولای ۱۹۱۶ -یعنی مقالهٔ «Strahlungs-Emission und -Absorption nach der Quantentheorie»- که این مقاله با شاهکار او در دسامبر ۱۹۱۵ -یعنی مقالهٔ «Die Feldgleichungen der Gravitation»- به نظر می‌رسد تناقض دارد. در این سخنرانی، استدلال‌ها و مشاهداتی دربارهٔ هر دو طرف جنگ بزرگ اینشتین (آخرین نبرد) بیان خواهد شد.

سخنرانی پروفسور نیایش افشردی از گروه فیزیک و نجوم دانشگاه واترلو به صورت آنلاین در پژوهشکدهٔ فیزیک پژوهشگاه دانش‌های بنیادی انجام خواهد شد.

 

نیایش افشردی Niayesh Afshordi

 

اطلاعات لازم برای شرکت در این سخنرانی را در زیر ببینید. در ضمن، ویدیوی این سخنرانی پس از برگزاری از طریق همین صفحه در دسترس شما قرار خواهد گرفت.

Online Seminar – Einstein vs Einstein: The Great War

Title: Einstein vs Einstein: The Great War

Speaker: Prof. Niayesh Afshordi

Affiliation: Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo

 

Abstract:

Within the span of seven months in the midst of the Great War, Albert Einstein published two seminal papers, on “Quantum Emission and Absorption” and “Field Equations of Gravitation”, that laid the foundations of modern physics. Our century-long odyssey starts here, taking us through the rise of holography, fuzzballs, firewalls, quantum chaos, and gravitational wave astronomy. However, in the end, it will land us back within those fateful seven months, where Einstein’s July 1916 “Strahlungs-Emission und -Absorption nach der Quantentheorie” may prove to be the ultimate undoing of his December 1915 “Die Feldgleichungen der Gravitation”. I will lay down the theoretical and observational arguments on both sides of (the latest battle) in Einstein’s Great War.

 

Date: Wednesday, February 2, 2022

                              18:00 (Tehran)

                              Bahman 13, 1400

 

برای ورود به کنفرانس کلیک کنید. (click)

 

سخنرانی دربارۀ گرانش گسسته

عنوان سخنرانی: گرانش گسسته

فرض می‌کنیم که نقاط در حجم كوچك‌تر از حجم بنيادی (كه ممکن است در اندازهٔ پلانک باشد) در آزمایش‌های فيزيكی كاملاً تمييزناپذير هستند. در این صورت، می‌توان نشان داد كه فضا به مجموعه‌ای متناهی از درجات آزادی در هر حجم بنيادی گسسته خواهد شد. در چنين فضای گسسته‌ای، هر سلول بنيادين، به‌طوركامل، توسط عمل‌گرهای جابه‌جاگری -كه هر سلول را به سلول همسايه خود متصل می‌كند- و با هموستار اسپينی، متمايز می‌شود. در اين سخنرانی، با معرفی پيچش و خمش روی چنين فضای گسسته‌ای، نشان داده ایم در حدی كه حجم بنيادين به سمت صفر ميل می‌كند، می‌توان خمينه‌های مشتق‌پذير و پيوسته را بازيابی کرد.

سخنرانی پروفسور موخانوف -از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ- به صورت آنلاین در گروه فیزیک انرژی بالا در پژوهشکدهٔ فیزیک پژوهشگاه دانش‌های بنیادی انجام شده است.

 

 

 

ویدیوی این سخنرانی در زیر در دسترس است.

 

 

 

School of Physics: HEP Weekly Seminar Series – Online Seminar

Title: Discrete Gravity

Speaker: V. Mukhanov

Affiliation: Ludwig Maximilian University, Munich, Germany

 

Abstract:

We assume that the points in volumes smaller than an elementary volume (which may have a Planck size) are indistinguishable in any physical experiment. This naturally leads to a picture of a discrete space with a finite number of degrees of freedom per elementary volume. In such discrete spaces, each elementary cell is completely characterized by displacement operators connecting a cell to the neighboring cells and by the spin connection. We define the torsion and curvature of the discrete spaces and show that in the limiting case of vanishing elementary volume the standard results for the continuous curved differentiable manifolds are completely reproduced. 

 

Date: Tuesday, January 18, 2022

                          14:00 (Tehran)

                          Day 28, 1400

 

Zoom(click)

Meeting ID: 869 8449 2174

Passcode: 662580

 

#iguru_soc_icon_wrap_664f33731c5f6 a{ background: transparent; }#iguru_soc_icon_wrap_664f33731c5f6 a:hover{ background: transparent; border-color: #00bda6; }#iguru_soc_icon_wrap_664f33731c5f6 a{ color: #acacae; }#iguru_soc_icon_wrap_664f33731c5f6 a:hover{ color: #ffffff; }