المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05


Information Conservation  
  
1476   03:00 مساءاً   date: 16-12-2015
Author : Leonard Susskind And James Lindesay
Book or Source : AN INTRODUCTION TO BLACK HOLES, INFORMATION, AND THE STRING THEORY REVOLUTION
Page and Part :


Read More
Date: 2-2-2017 1366
Date: 22-12-2015 1312
Date: 23-12-2015 1442

Information Conservation

In both classical and quantum mechanics there is a very precise sense in which information is never lost from a closed isolated system. In classical physics the principle is embodied in Liouville's theorem: the conservation of phase space volume. If we begin following a system with some limited knowledge of its exact state, we might represent this by specifying an initial region Γ(0) in the system's phase space. The region Γ(0) has a volume VΓ in the phase space.

Now we let the system evolve. The region Γ(0) = Γ evolves into the region Γ(t). Liouville's theorem tells us that the volume of Γ(t) is exactly the same as that of Γ. In this sense the amount of information is conserved.

In a practical sense, information is lost because for most cases of interest the region Γ becomes very complicated like a fractal, and if we coarse grain the phase space, it will appear that Γ is growing. As a definition of coarse graining, if one takes every point in the phase space and surrounds it by solid spheres of fixed volume, the union of those spheres is the “coarse grained” volume of phase space, which indeed grows. This is the origin of the second law of thermodynamics. This is illustrated in Figure 1.1.

In quantum mechanics, the conservation of information is expressed as

 

Fig. 1.1. Evolution of a fixed volume in phase space.

the unitarity of the S-matrix .If we again approach a system with limited knowledge, we might express this by a projection operator onto a subspace, P, instead of a definite state. The analog of the phase space volume is the dimensionality of the subspace

                              N = Tr P

The unitarity of the time evolution insures that N is conserved with time.

A more refined definition of information is provided by the concept of entropy. Suppose that instead of specifying a region Γ in phase space, we instead specify a probability density ρ(p, q) in phase space. A generalization of the volume is given by the exponential of the entropy VΓ exp S, where

 (1.1)

It is easy to check that if ρ = 1/VΓ inside Γ and zero outside, then S = log VΓ. Similarly, for quantum mechanics the sharp projector P can be replaced by a density matrix ρ. In this case the fine grained or Von Neumann entropy is

 (1.2)

For the case ρ = P/Tr P the entropy is log N. Thus the entropy is an estimate of the logarithm of the number of quantum states that make up the initial ensemble. In both quantum mechanics and classical mechanics the equations of motion insure the exact conservation of S for a closed, isolated system.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.