مفهوم سرعت فراتر از نور به لطف فیزیکدان ناسا به‌زودی از دل داستان‌های علمی‌تخیلی خارج شده و در جهان واقعیت قدم خواهد‌گذاشت.

به گزارش همشهری آنلاین از CNN، هارولد وایت، فیزیکدان ناسا از سال ۲۰۱۰ درتلاش برای ساخت فضاپیمایی با سیستم رانشی سریعتر از سرعت نور یا FTL است که امکان حرکت فضاپیماها را در سرعتی بیشتر از ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه فراهم خواهد‌آورد. وایت که رئیس تیم رانش پیشرفته ناسا است، به‌تازگی تصاویری از طرح فضاپیمایی که سریعتر از نور سفر خواهد کرد را منتشر ساخته‌است. این تصاویر که توسط یکی از اعضای تیم طراحی وایت خلق شده‌اند، جزئیات تکنولوژیکی این فضاپیما را نمایش می‌دهند و هیچ شباهتی به فضاپیماهای داستان‌های جنگ‌های ستاره‌ای ندارد. مارک رادمیکر برای خلق این تصاویر هزار و ۶۰۰ ساعت زمان صرف کرده‌است. درحال حاضر، حرکت سریعتر از نور تنها در فیلم‌ها و داستان‌هایی مانند جنگ‌های ستاره‌ای امکان‌پذیرند،‌از این رو وایت فضاپیمای خود را IXS Enterprise نامگذاری کرده‌است، نام فضاپیمایی که در فیلم جنگ‌های ستاره‌ای توسط کاپیتان جیمز تی کرک هدایت می‌شد. وایت سال گذشته در کنفرانس فضایی که در فونیکس برگزار شد، درباره طرحش توضیحاتی داد. وی پیچ و تاب‌های فضا را،‌ روزنه‌ای در نظریه نسبیت عام که امکان سفر در مسافت‌های بسیار طولانی را در مدت زمانی بسیار کوتاه فراهم می‌آورد، عاملی برای کاهش طول سفرهای چند‌هزار ساله به چند روزه توصیف کرد. وی پیچ و تاب فضایی را کهکشانی دورافتاده توصیف کرد که می‌تواند نور را در اطراف خود منحرف سازد، پدیده‌ای که می‌تواند فضا را در پس و پیش فضاپیما پیچ و تاب داده و با وسعت بخشیدن به فضای پشت فضاپیما، آن را در زمان به جلو براند. وایت با مطالعه نظریات فیزیکدانی به‌نام میگل آلکوبیر که در سال ۱۹۹۴ برای اولین بار مدل ریاضیاتی رانش سریعتر از نور را مطرح ساخت، نسخه‌ای دیگر از این نظریه را در قالب این فضاپیما ارائه کرد. نیروی رانشی وایت فراتر از فضا رفته و فاصله میان دو نقطه را کوتاه می‌سازد و به فضاپیما امکان سفر با سرعتی بالاتر از نور را می‌دهد. چنین فضاپیمایی از محدودیتی به‌نام محدودیت سرعت برخوردار نخواهد بود. عملی شدن چنین فناوری می‌تواند امکانات بیشتری را برای سفرها و اکتشافات فضایی که درحال حاضر محدود به کمبود‌های تکنولوژی رانش در فضا هستند، فراهم آورد. با این‌همه تکنولوژی ساخت چنین فناوری و فضاپیمایی درحال حاضر موجود نیست با این‌همه مدل‌های ارائه شده از فضاپیما می‌تواند الگویی برای ساخت آن در زمان وجود تکنولوژی‌های لازم باشند. هنوز هیچ مدرکی مبنی بر امکان وجود رانش سریعتر از نور وجود ندارد،‌اما این آژانس همچنان به آزمایش‌های خود در این زمینه ادامه می‌دهد،‌اگرچه هیچ تضمینی نیز برای موفقیت وجود ندارد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در یکشنبه 8 تیر1393 ساعت 20:14 | لینک ثابت |
آیا به این فکر کرده اید که تجربه نور دربارۀ گذر زمان چیست؟ آیا فوتون ها گذر زمان را حس می کنند؟ باید گفت که فوتون ها زمان را تجربه نمیکنند ، از نظر فوتون چیزی به عنوان زمان وجود ندارد.

تصویری از نور ستارگان خوشه ستاره ای NGC 6791 که توسط دوربین پیشرفته تلسکوپ هابل شکار شده است. در بالا سمت راست، ستاره هایی دیده می شود که ۸ میلیارد سال سن دارند، در پایین سمت راست که با دایره آبی رنگ مشخص شده ستاره های کوتوله داغ را می بینید که ۴ میلیارد سال سن دارند و دایره های قرمز رنگ ستاره های کوتوله سرد هستند که ۶ میلیارد سال سن دارند. – اعتبار: ناسا، ESA، و L. Bedin (مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی) به گزارش بیگ بنگ، فوتون منتشر میشود و میتواند برای صدها میلیارد سال وجود داشته باشد، اما بین مدتی که منتشر و سپس جذب میشود زمانی سپری نمیشود. فوتون ها مسافت را هم تجربه نمیکنند. چون فوتون ها قادر به فکر کردن نیستند لازم نیست که زیاد نگران تجربیات ترسناک آنها باشیم ،نه زمان و نه مسافت. اما این موضوع اطلاعات زیادی را راجع به چگونگی پیوستن آنها به هم را به ما ارائه میدهد. نظریه ی نسبیت، اینشتین به ما کمک میکند که بفهمیم زمان و مسافت چگونه بهم مرتبط میشوند. بگذارید یک مرور سریع بکنیم ، اگر بخواهیم به یک نقطه ی دور دست در فضا سفر کنیم و سریع و سریعتر حرکت کنیم تا جائیکه نزدیک به سرعت نور شویم، زمان برای ما نسبت به یک ناظر در سطح زمین کندتر میگذرد. با این حال ما زودتر از آنچه که انتظار داریم به مقصد میرسیم. مطمئنا جرم ما زیاد میشود و مقدار بسیار زیادی انرژی نیاز داریم اما برای این مثال ما از اینها چشم پوشی میکنیم. اگر بتوانید با شتاب ثابت یک g سفر کنید میتوانید میلیاردها سال نوری را در مدت زمان یک نسل از بشر سپری کنید البته دوستانتان در غیاب شما میلیاردها سال را تجربه کرده اند اما چون به افزایش جرم و انرژی نیازمندیم لازم نیست که نگرانشان شویم. هرچه به سرعت نور نزدیکتر میشویم زمان کمتر و مسافت کوتاهتری را تجربه می کنیم تا جائیکه می توان گفت این اعداد نزدیک به صفر است. بر اساس نظریه ی نسبیت جرم هیچگاه نمیتواند با سرعت نور جابجا شود. جرم به سمت بی نهایت میل میکند و مقدار انرژی لازم برای این حرکت سریع نیز بی نهایت است. اما برای نور به خودی خود ، که با سرعت نور حرکت میکند، فوتون ها به زمان صفر و مسافت صفر میرسند. برای فوتون ها سفر از هسته ی خورشید تا رسیدن به یک سطح میتواند صدها هزار سال طول بکشد. با این حال این سفر که میتواند میلیاردها سال نوری در فضا طول بکشد با پریدن از یک اتم به اتم دیگر هیچ فرقی ندارد. این موضوع ممکن است ذهن شما را درگیر کند ، همانطور که ذهن مرا درگیر کرد.  

نوشته شده توسط حامد حسینی در یکشنبه 8 تیر1393 ساعت 20:12 | لینک ثابت |
اولین نیروگاهی که از گرمای حاصله از شکافت اتمهای اورانیوم برای تولید الکتریسته استفاده کرد، در دهه 1950 بهره برداری شد. امروزه اکثر مردم آگاه از اهمیت سهم انرژی هسته ای در تولید 14% الکتریسیته جهان هستند، بیشتر از کل الکتریسیته جهانی تولید شده در دهه 1960. خیلی از راه های صلح آمیز اتم که بخوبی شناخته نشده اند بطور ساکتی در زندگی ما از قلم افتاده اند، اغلب منتشر نمی شوند و در بعضی موارد به آن بها نمی دهند. رادیو ایزوتوپ ها و تابش کاربرد زیادی در کشاورزی، پزشکی، صنعت و زمینه های پژوهشی دارند. آنها تا حد زیادی کیفیت زندگی ما را روز به روز بهبود بخشیده اند. رادیوایزوتوپ چیست؟ ایزوتوپ ها اشکال متفاوتی، با عنصر شیمیایی یکسانی از یک اتم، دارند. آنها خواص شیمیایی یکسان اما جرم اتمی نسبی متفاوتی دارند. درحالی که تعداد پروتون ها یکی است، تعداد نوترون ها در هسته فرق دارند. بعضی از ایزوتوپ ها به "پایدار" و بعضی ها به "ناپایدار" یا "پرتوزا" رجوع داده شده اند. طبیعت پرتو زایی این اتم های ناپایدار، که به رادیو ایزوتوپ نامیده میشوند، است که به آنها کاربردهای زیادی در علم و فناوری جدید می دهد. پرتو زایی آنها به این معنی است که آنها می توانند به عنوان یک برچسب برای دنبال کردن حرکت بعضی مواد که به آنها الحاق شده اند، مورد استفاده قرار بگیرند. گئورگ دو هوسی اولین کاربرد عملی از رادیو ایزوتوپ در سال 1911 توسط گئورک دو هوسی ساخته شده است. در آن زمان دو هوسی یک دانش آموز جوان مجارستانی در منچستر بود که داشت با مواد پرتوزای طبیعی کار میکرد. پول زیادی نداشت و در یک خانه متوسط زندگی میکرد و با صاحبخانه اش غذا می خورد. او به این شک کرد که غذایی که به صورت منظم می خورد شاید از پس مانده غذای روزهای قبل یا حتی هفته قبل باشد، اما نتوانست خودش را قانع کند. تلاش کرد و تردیدش به یقین تبدیل شد. او مقدار کمی از ماده رادیواکتیو را در غذا گذاشت. چند روز بعد وقتی که دوباره همان غذا را داشت می خورد او یک آشکارساز تابشی ساده، یک الکتروسکوپ ]برق نما[ با ورقه طلا، برای بررسی اینکه غذا رادیو اکتیو بوده، استفاده کرد. و فرض او ثابت شد. تاریخ صاحبخانه را فراموش کرد، اما گئورگ دو هوسی در سال 1943 جایزه نوبل و جایزه صلح اتمی را در سال 1959 برد. اولین کسی بود که از ردیاب های پرتوزا استفاده کرد، حالا در محیط علمی عادی است. دانشمندان به یافتن راه های جدید و سودمند استفاده از فناوری هسته ای برای بهبود زندگی ما ادامه دادند. در زندگی روزانه ما به غذا، آب و بهداشت خوب نیاز داریم. رادیو ایزوتوپ ها نقش مهمی را در فناوری هایی که این نیازهای اساسی ما را برآورده می کنند، بازی می کنند. غذا و کشاورزی حداقل 800 میلیون نفر از 7 میلیارد نفر جمعیت جهان دچار سوء تغذیه شدید هستند، و ده ها هزار نفر روزانه از گرسنگی و موارد موبوط به آن می میرند. رادیوایزوتوپ ها و تابش استفاده شده در غذا و کشاورزی دارد به کاهش این ارقام ناراحت کننده کمک می کند. همچنین بطور مستقیم بهبود تولید مواد غذایی، کشاورزی به تداوم و پایداری در زمان بیشتری نیاز دارد. سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد (FAO) آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA) روی برنامه هایی برای بهبود پایداری غذا با استفاده از انرژی هسته ای و فناوری های زیستی وابسته، کار می کنند. منابع آب آب آشامیدنی کافی برای زندگی لازم است. در خیلی از نقاط جهان هنوز آب کمیاب است و بعضی جاهای دیگر کمیاب تر است. هنوز برای هر توسعه جدیدی، چه کشاورزی، چه صنعتی یا مسکن انسانی باشد، یک منبع آب سالم ضروری است. تکنیک های هیدرولوژی ایزوتوپ امکان دقیق ردیابی و اندازه گیری حوزه منابع زیرزمینی را فراهم می کند. چنین تکنیک هایی ابزار تحلیلی مهمی را در مدیریت و حفظ منابع آب موجود و شناسایی منابع جدید و تجدید پذیر آب فراهم می کند. آنها جواب سوالاتی درباره منشا، سن و توزیع آب زیرزمینی، و همچنین ارتباط بین کف و سطح آب و سیستم های تغذیه سفره های آب، را میدهند. نتایج اجازه برنامه ریزی و مدیریت حفظ این منابع آب را میدهند. برای آب های سطحی آنها اطلاعاتی درباره نشت از سدها و کانال های آبیاری، دینامیک دریاچه و مخازن آب، میزان جریان، تخلیه رودخانه و میزان رسوب گذاری می دهند. شاخص های نوترونی رطوبت خاک را خیلی دقیق اندازه می گیرند، امکان مدیریت بهتر زمین تحت تاثیر واقع شده بوسیله شوری، مخصوصا نسبت به آبیاری، می دهد. پزشکی بسیاری از ما از گستردگی استفاده تابش و رادیو ایزوتوپ در پزشکی مخصوصا برای تشخیص(شناسایی) و درمان(معالجه) وضعیت های پزشکی متنوع هستیم. در کشورهای توسعه یافته(یک چهارم از جمعیت جهان) فراوانی تشخیص پزشکی هسته ای 1.9% نفر بر سال، و فراوانی درمان با رادیو ایزوتوپ حدود یک دهم نفر بر سال است. بیش از 10000 بیمارستان در سرتاسر جهان از رادیو ایزوتوپ ها در پزشکی استفاده می کنند. در امریکا تقریبا 18 میلیون عمل پزشکی هسته ای در سال از 311 میلیون عمل است و در اروپا 10 میلیون از 500 میلیون نفر است. استفاده از رادیو داروها بیش از 10% در سال در حال رشد است. تشخیص رادیو داروها یک بخش لازم از درمان تشخیصی است. در ترکیب با وسایل عکس برداری که پرتو های گامایی که از داخل اینها می آیند را ثبت می کنند، آنها می توانند دینامیک فرایند هایی را که در بخش های مختلف بدن انجام می گیرند، مطالعه کنند. یکی از مزیت های تکنیک های هسته ای نسبت به پرتو X این است که هم در استخوان و هم در بافت های نرم به راحتی و با موفقیت می تواند عکس برداری کند. در استفاده رادیو داروها برای تشخیص، یک دز رادیواکتیو به بیمار داده می شود و فعالیت در آن عضو هم با تصویر دو بعدی و یا با تکنیک خاصی که پرتونگاری مقطعی نامیده می شود، و هم با تصویر سه بعدی مورد مطالعه می تواند قرار بگیرد. رادیو ایزوتوپی تشخیصی که بطور گسترده استفاده می شود تکنسیوم 99m* است، با نیم عمر 6 ساعت، که به بیمار یک دز تابشی خیلی کم می دهد. چنین ایزوتوپ هایی برای ردیابی خیلی از فرایندهای بدنی با کمترین ناراحتی برای بیمار، ایده آل هستند. آنها بطور گسترده برای شناسایی تومورها و و مطالعه قلب، شش، مرض کبد، کلیه، گردش و حجم خون، و ساختار استخوان استفاده شده اند. ژنراتورهای تکنسیوم، یک محفظه سربی است که لوله ای شیشه ای محتوی رادیوایزوتوپ را پوشانده است، از راکتورهای هسته ای جایی که رادیوایزوتوپ ها ساخته می شوند، تهیه شده اند. آنها حاوی مولیبدنیوم 99، با نیم عمر 66 ساعت، که بتدریج به تکنسیوم 99 واپاشیده می شود، است. وقتی نیاز می شود Tc-99 از محفظه سربی بوسیله محلول نمک شسته می شود. بعد از دو هفته یا کمتر ژنراتور برای تغذیه برگشت داده می شود. تکنسیوم (Tc-99) در سال در بیش از 30 میلیون عمل تشخیصی بکار برده می شود، که 7-6 میلیون آن در اروپا، 15 میلیون در آمریکای شمالی، 8-6 در آسیا/ اقیانوسیه (مخصوصا در ژاپن) ، و 0.5 میلیون دیگر در دیگر نقاط جهان. شیمی تکنسیوم همه کاره است، می تواند از ردیاب ها بوسیله ترکیب با محدوده ای از مواد فعال-زیستی تا اینکه اطمینان حاصل شود در بافت یا عضو دلخواه جمع می شود، استفاده کرد. یکی دیگر ازکاربردهای مهم رادیوایزوتوپ ها برای تشخیص سنجش ایمنی رادیو(radio-immuno-assays) برای تحلیل زیست شیمی در آزمایشگاه است. آنها برای اندازه گیری غلظت های خیلی کم هورمون ها، آنزیم ها، ویروس تورم کبد، بعضی داروها و طیفی از مواد در یک نمونه خون بیماراستفاده می شوند. بیمار هرگز از رادیوایزوتوپ هایی که برای تست تشخیص استفاده می شود ناراحت نمی شود. در آمریکا به تنهایی تخمین زده می شود که تقریبا 40 میلیون از این نوع آزمایش ها در سال انجام می شود، و در اروپا حدود 15 میلیون. درمان کاربردهای رادیوایزوتوپ ها نسبتا کمتر، اما مهمتر است. تومورهای سرطانی بوسیله تابش صدمه می بینند، که شاید خارجی باشد- از باریکه گاما از چشمه کبالت60 استفاده می شود، یا داخلی است- از چشمه تابش یتا یا گامای کوچک استفاده می کنند. ید 131 معمولا برای درمان سرطان تیروئید، شاید موفق ترین نوع درمان سرطان، و هم چنین برای مختل کردن تیروئید خوش خیم استفاده می شده است. کاشت مفتول ایریدیوم 192 بخصوص در سر و سینه برای دادن دز دقیق پرتو بتا برای نواحی محدود استفاده می شده است، سپس آن را برمی داشتند. درمانی جدید از ساماریوم 153 مخلوط شده با فسفات آلی استفاده می کند برای فرونشاندن درد ثانویه سرطان ها در استخوان جاسازی شده است. استرلیزه کردن امروزه خیلی از محصولات پزشکی بوسیله پرتوهای گاما از یک چشمه کبالت 60 استرلیزه شده اند، تکنیکی که عموما ارزانتر و موثرتر از استرلیزه کردن با گرمای بخار است. سرنگ ها یکی از مثال های استرلیزه کردن با پرتو گاما است. چون این یک فرایند تابشی "سرد" است می تواند برای استرلیزه کردن طیفی از وسایل حساس به گرما از قبیل پودر ها، پماد ها و حلال ها و تمهیدات زیستی از قبیل استخوان، عصب، پوست و ...، در پیوند بافت ها استفاده شود. فایده استرلیزه کردن توسط تابش برای انسان فوق العاده است. هم امن تر و هم ازان تر است چون بعد از بسته بندی محصول نیز می تواند انجام بگیرد. عمر مفید استریل یک محصول عملا نامحدود است به شرطی که بسته بندی باز نشود. بجز سرنگ، محصولات پزشکی شامل پنبه، پانسمان سوختگی، دستکش جراحی، دریچه های قبل، نوار زخم، ورق های پلاستیکی و لاستیک و وسایل جراحی توسط تابش استرلیزه می شوند. صنعت ردیاب های صنعتی رادیوایزوتوپ ها هم چنین نقش مهمی در آشکارسازی و تحلیل آلوده کننده ها دارند، چون حتی مقادیر خیلی کمی از رادیوایزوتوپ ها به آسانی می توانند آشکارسازی شوند، و واپاشی ایزوتوپ های کم عمر به این معنی است که باقی مانده ای در محیط باقی نمی گذارند. تکنیک های هسته ای برای طیفی از مسایل آلودگی شامل تشکیل دود مه، آلودگی اتمسفر بوسیله دی اکید سولفور، پراکندگی فاضلاب از ریزشگاه به اقیانوس و نشت نفت به کار رفته است. ردیاب های صنعتی توانایی اندازه گیری رادیواکتیویته در مقادیر کم رادیوایزوتوپ ها، طیف وسیعی از کاربردها را در صنعت به عنوان "ردیاب ها" داده است. بوسیله اضافه کردن مقدار کمی از مواد رادیواکتیو به مواد مورد استفاده در فرایندهای مختلف، امکان مطالعه میران ترکیب و جریان طیف وسیعی از مواد شامل مایعات، پودر ها، و گازها و مکان یابی نشت ها وجود دارد. ردیاب های اضافه شده به روغن های روان کننده می توانند در اندازه گیری میزان سائیدگی موتورها و امکانات و تجهیزات کمک کنند. تکنیک های ردیابی در عملکرد نیروگاه ها برای بررسی کارائی تجهیزات و بهبود راندمان استفاده شده است، ذخیره انرژی و استفاده بهتر از مواد خام را نتیجه می دهد. وسایل دستگاه های دقیق شامل چشمه های رادیواکتیو در گستره ی وسیعی در صنعت استفاده می شود جایی که سطح گاز ها، مایعات و جامدات باید بررسی شوند. این دستگاه ها جایی که گرما، فشار یا مواد خورنده، از قبیل شیشه مذاب یا فلز مذاب، که استفاده دستگاه های ارتباط مستقیم سخت یا غیرممکن است، مفیدترین هستند. دستگاه ضخامت سنج رادیوایزوتوپی در ساخت ورق های پیوسته موادی شامل کاغذ، فیلم های پلاستیکی، فلز، شیشه و ... استفاده شده است، وقتی می خواهیم از ارتباط بین دستگاه و ماده اجتناب کنیم. دستگاه های چگالی سنج جایی که کنترل اتوماتیک یک مایع، پودر یا جامد مهم باشد، برای مثال در ساخت پاک کننده استفاده شده است. وسایل رادیوایزوتوپی 3 مزیت بزرگ دارند: • اندازه گیری ها می توانند بدون ارتباط فیزیکی با ماده یا محصول اندازه گیری شود. • نگهداری بسیار کمی از چشمه ایزوتوپ لازم است. • نسبت هزینه/سود خوب است، بسیاری از وسایل در چند ماه مقداری را که باعث صرفه جویی می شوند، برای خود باید بپردازند. پرتو نگاری(رادیوگرافی) رادیوایزوتوپ هایی که پرتو های گاما تابش می کنند سبک تر از دستگاه های پرتو X هستند، و ممکن است تابشی با انرژی بالاتر را بدهد، پس برای بررسی جوشکاری سیستم های خط لوله نفت و گاز جدید استفاده شود، با یک چشمه رادیواکتیو که در داخل لوله جایگذاری می شود و فیلم بیرون جوش است. اشکال دیگر رادیوگرافی (رادیوگرافی نوترون/ اتورادیوگرافی)، بر اصول متفاوتی مبنا دارند، برای سنجش ضخامت و چگالی مواد یا قرارگرفتن ترکیباتی که به روش های دیگر قابل دیدن نیستند، استفاده می شوند. چشمه های قدرت رادیوایزوتوپی بعضی رادیوایزوتوپ ها مقدار زیادی انرژی به عنوان واپاشی تابش می کنند. چنین انرژی می تواند برای دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب و منبع قدرت ماهواره ها و فانوس های دریایی استفاده شود. گرمای واپاشی پلوتونیوم 238 منبع توان خیلی از وسایل فضایی امریکا بوده است. به فضاپیمای کاسنی امکان بررسی زحل را داد، و قدرت آزمایشگاه علمی مریخ را تامین کرد. تعیین سن تحلیل رادیوایزوتوپ اهمیت حیاتی دارند در تعیین سن سنگ ها و دیگر موادی که مورد علاقه زمین شناس ها، انسان شناس ها و باستان شناس ها هستند. از وقتی که صبح بلند می شویم، تا وقتی می خواهیم بخوابیم، ما از خیلی از کاربردهای ابتکاری رادیوایزتوپ ها و تابش ها بی اطلاع سود می بریم. آب که با آن می شوریم(سرچشمه، اطمینان از عرضه)، لباسی که می پوشیم(دستگاه سنجش کنترل ساخت)، صبحانه ای که می خوریم(دانه های بهبود یافته، تحلیل آب)، حمل و نقل تا محل کار(سنجش ضخامت برای بررسی فولاد و پوشش در وسایل نقلیه و ارزیابی سایش و خوردگی در موتورها)، پل هایی که از آنها می گذریم(نوترون رادیوگرافی)، کاغذی که استفاده می کنیم(اندازه گیری، ترکیب در فرایند تولید)، داروهایی که می خوریم(تحلیل) نیازی به ذکر آزمایش های پزشکی نیست(سنجش ایمنی رادیو، شاید رادیو داروسازی)، یا محیطی که تکنیک های رادیوایزوتوپی کمک می کنند تا تمیز باشند، همه مثال هایی هستند که گاهی اوقات ما می گیریم.
نوشته شده توسط حامد حسینی در یکشنبه 8 تیر1393 ساعت 20:8 | لینک ثابت |

رهال یکی از پدیده‌های مهم‌ فیزیکی است که در آن با اعمال میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان، نوع و چگالی حامل‌های بار را در ماده مشخص می‌کنند. به تازگی دانشمندان این پدیده را در رساناهای شبه یک بعدی مشاهده کرده‌اند که منجر به کشف خواص شگفتی شده است.

رساناهای آلیِ شبه یک بعدی، لایه‌ای از رشته‌های مولکولی بلندی هستند که جریان الکترون‌ها را در یک بعد محدود می‌کنند. این کاهش ابعاد باعث ایجاد رفتارهای منحصر به فردی می‌شود، از جمله مقاومت‌ مغناطیسی وابسته به زاویه و اثر هال که در نوع خود عجیب و غیرقابل انتظار است. همان‌طور که در Physical Review Letters به چاپ رسیده، مقاومت مشخصه‌ی هال با چرخش جهت‌گیری میدان مغناطیسی نسبت به ساختار شبکه رسانا نوسان می‌کند.

در واقع اثر هال زمانی رخ می‌دهد که میدان مغناطیسی به صورت عمود بر جریان در ماده اعمال شود. این نیروی مغناطیسی باعث می‌شود که حامل‌های بار در دو سر ماده تجمع کنند، و در نتیجه باعث ایجاد یک ولتاژ معکوس ‌شود. اگر این حامل‌های بار در دو بعد محدود شوند، اثر هال کوانتیزه می‌شود، و مقاومت هال (نسبت ولتاژ معکوس به جریان طولی) به صورت مقادیر گسسته خواهد بود.

پیش از این انتظار نمی‌رفت که اثر هال در رسانای یک بعدی به وقوع پیوندد. با این وجود، کایا کوبایاشی (Kaya Kobayashi) از دانشگاه آیوما گاکین در کاناگاوای ژاپن و همکارانش پاسخی شبیه به اثر هال را در رسانای آلی شبه یک بعدی 2CIO4(TMTSF) کشف کرده‌اند. آنها کریستال‌های واحدی از این رسانا را در یک میدان 15 تسلایی قرار داده و ولتاژ معکوس آن را بر حسب جریان جاری شده در رشته‌های مولکولی اندازه‌گیری کردند. زمانی که این تیم زاویه بین میدان مغناطیسی و شبکه کریستالی را تغییر می‌دادند، دریافتند که مقاومت هال از مقادیر مثبت به مقادیر منفی تغییر می‌کند، و در«زوایای جادویی» مقدارش صفر می‌شود. این زوایا متناظر با صفحات کریستالی هستند که یک رشته مولکولی را به نزدیک‌ترین همسایه‌هایش متصل می‌کند. برای توصیف این اثر هالِ خارق‌العاده، محققان فرض کردند که میدان مغناطیسی نوعی مقاومت مداری را برانگیخته می‌کند که به الکترون‌ها این امکان را می‌دهد تا بین رشته‌های مختلف نوسان کنند.

- See more at: http://www.hupaa.com/20140406085942003/%D8%A7%D8%AB%D8%B1-%D9%87%D8%A7%D9%84-%D8%AF%D8%B1-%D8%B1%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%A7%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B4%D8%A8%D9%87-%DB%8C%DA%A9-%D8%A8%D8%B9%D8%AF%DB%8C#sthash.A1ppjCJV.dpuf

رهال یکی از پدیده‌های مهم‌ فیزیکی است که در آن با اعمال میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان، نوع و چگالی حامل‌های بار را در ماده مشخص می‌کنند. به تازگی دانشمندان این پدیده را در رساناهای شبه یک بعدی مشاهده کرده‌اند که منجر به کشف خواص شگفتی شده است.

رساناهای آلیِ شبه یک بعدی، لایه‌ای از رشته‌های مولکولی بلندی هستند که جریان الکترون‌ها را در یک بعد محدود می‌کنند. این کاهش ابعاد باعث ایجاد رفتارهای منحصر به فردی می‌شود، از جمله مقاومت‌ مغناطیسی وابسته به زاویه و اثر هال که در نوع خود عجیب و غیرقابل انتظار است. همان‌طور که در Physical Review Letters به چاپ رسیده، مقاومت مشخصه‌ی هال با چرخش جهت‌گیری میدان مغناطیسی نسبت به ساختار شبکه رسانا نوسان می‌کند.

در واقع اثر هال زمانی رخ می‌دهد که میدان مغناطیسی به صورت عمود بر جریان در ماده اعمال شود. این نیروی مغناطیسی باعث می‌شود که حامل‌های بار در دو سر ماده تجمع کنند، و در نتیجه باعث ایجاد یک ولتاژ معکوس ‌شود. اگر این حامل‌های بار در دو بعد محدود شوند، اثر هال کوانتیزه می‌شود، و مقاومت هال (نسبت ولتاژ معکوس به جریان طولی) به صورت مقادیر گسسته خواهد بود.

پیش از این انتظار نمی‌رفت که اثر هال در رسانای یک بعدی به وقوع پیوندد. با این وجود، کایا کوبایاشی (Kaya Kobayashi) از دانشگاه آیوما گاکین در کاناگاوای ژاپن و همکارانش پاسخی شبیه به اثر هال را در رسانای آلی شبه یک بعدی 2CIO4(TMTSF) کشف کرده‌اند. آنها کریستال‌های واحدی از این رسانا را در یک میدان 15 تسلایی قرار داده و ولتاژ معکوس آن را بر حسب جریان جاری شده در رشته‌های مولکولی اندازه‌گیری کردند. زمانی که این تیم زاویه بین میدان مغناطیسی و شبکه کریستالی را تغییر می‌دادند، دریافتند که مقاومت هال از مقادیر مثبت به مقادیر منفی تغییر می‌کند، و در«زوایای جادویی» مقدارش صفر می‌شود. این زوایا متناظر با صفحات کریستالی هستند که یک رشته مولکولی را به نزدیک‌ترین همسایه‌هایش متصل می‌کند. برای توصیف این اثر هالِ خارق‌العاده، محققان فرض کردند که میدان مغناطیسی نوعی مقاومت مداری را برانگیخته می‌کند که به الکترون‌ها این امکان را می‌دهد تا بین رشته‌های مختلف نوسان کنند.

- See more at: http://www.hupaa.com/20140406085942003/%D8%A7%D8%AB%D8%B1-%D9%87%D8%A7%D9%84-%D8%AF%D8%B1-%D8%B1%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%A7%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B4%D8%A8%D9%87-%DB%8C%DA%A9-%D8%A8%D8%B9%D8%AF%DB%8C#sthash.A1ppjCJV.dpuf
اثرهال یکی از پدیده‌های مهم‌ فیزیکی است که در آن با اعمال میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان، نوع و چگالی حامل‌های بار را در ماده مشخص می‌کنند. به تازگی دانشمندان این پدیده را در رساناهای شبه یک بعدی مشاهده کرده‌اند که منجر به کشف خواص شگفتی شده است.

رساناهای آلیِ شبه یک بعدی، لایه‌ای از رشته‌های مولکولی بلندی هستند که جریان الکترون‌ها را در یک بعد محدود می‌کنند. این کاهش ابعاد باعث ایجاد رفتارهای منحصر به فردی می‌شود، از جمله مقاومت‌ مغناطیسی وابسته به زاویه و اثر هال که در نوع خود عجیب و غیرقابل انتظار است. همان‌طور که در Physical Review Letters به چاپ رسیده، مقاومت مشخصه‌ی هال با چرخش جهت‌گیری میدان مغناطیسی نسبت به ساختار شبکه رسانا نوسان می‌کند.

در واقع اثر هال زمانی رخ می‌دهد که میدان مغناطیسی به صورت عمود بر جریان در ماده اعمال شود. این نیروی مغناطیسی باعث می‌شود که حامل‌های بار در دو سر ماده تجمع کنند، و در نتیجه باعث ایجاد یک ولتاژ معکوس ‌شود. اگر این حامل‌های بار در دو بعد محدود شوند، اثر هال کوانتیزه می‌شود، و مقاومت هال (نسبت ولتاژ معکوس به جریان طولی) به صورت مقادیر گسسته خواهد بود.

پیش از این انتظار نمی‌رفت که اثر هال در رسانای یک بعدی به وقوع پیوندد. با این وجود، کایا کوبایاشی (Kaya Kobayashi) از دانشگاه آیوما گاکین در کاناگاوای ژاپن و همکارانش پاسخی شبیه به اثر هال را در رسانای آلی شبه یک بعدی 2CIO4(TMTSF) کشف کرده‌اند. آنها کریستال‌های واحدی از این رسانا را در یک میدان 15 تسلایی قرار داده و ولتاژ معکوس آن را بر حسب جریان جاری شده در رشته‌های مولکولی اندازه‌گیری کردند. زمانی که این تیم زاویه بین میدان مغناطیسی و شبکه کریستالی را تغییر می‌دادند، دریافتند که مقاومت هال از مقادیر مثبت به مقادیر منفی تغییر می‌کند، و در«زوایای جادویی» مقدارش صفر می‌شود. این زوایا متناظر با صفحات کریستالی هستند که یک رشته مولکولی را به نزدیک‌ترین همسایه‌هایش متصل می‌کند. برای توصیف این اثر هالِ خارق‌العاده، محققان فرض کردند که میدان مغناطیسی نوعی مقاومت مداری را برانگیخته می‌کند که به الکترون‌ها این امکان را می‌دهد تا بین رشته‌های مختلف نوسان کنند.

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 9 اردیبهشت1393 ساعت 14:26 | لینک ثابت |

تاکنون هزاران گزارش درباره غرق کشتی‌ها، سقوط هواپیماها و ناپدید شدن سرنشینان آنها در اعماق آبهای اسرارآمیز مثلث برمودا در چند دهه گذشته به ثبت رسیده است، از آن همه کشتی‌های تجاری و مسافربری و قایق‌های اکتشافی یا ماهیگیری که در منطقه مثلث مرگ به کام آبهای خروشان دریا فرو رفته‌اند و از هواپیماهای مسافری یا نظامی دوران جنگ جهانی که در این نقطه سرنگون شده‌اند تاکنون با همه کاوش‌های دریایی اثری به‌دست نیامده است.

هرچند شایعه‌های مختلف و نظریه‌های علمی فراوانی از سوی دانشمندان و محققان درباره ناپدید شدن اسرارآمیز آنها مطرح شده است. هرچند برخی کارشناسان، موقعیت‌های ویژه جغرافیایی، یا نیروی جاذبه زمین و جذر و مد اقیانوس‌ها در رابطه با جاذبه‌ها و عوامل فراطبیعی را دلیل چنین پدیده‌ اسرارآمیزی می‌دانند. با این حال معمای مثلث شیطانی برمودا همچنان در پس پرده‌ای از ابهام باقی مانده است.

برمودا منطقه‌ای مثلثی شکل است که در بخش غربی اقیانوس آتلانتیک شمالی (اطلس) قرار دارد و نیروی دریایی امریکا تاکنون وجود چنین منطقه‌ای را به رسمیت نشناخته است و براساس مطالعه صندوق جهانی طبیعت در سال ۲۰۱۳ میلادی که عمده فعالیت‌آن در خصوص حفاظت از محیط زیست تعریف شده، در فهرست مربوط به خطرناک‌ترین مناطق آب و هوایی جهان نامی از مثلث برمودا قید نشده است.هر ساله ۱۰ منطقه از بدترین و مرگبارترین نقاط جوی برای آگاهی خلبانان، کاپیتان‌های کشتی‌ها و رانندگان ترانزیت از سوی صندوق جهانی طبیعت معرفی می‌شود. حتی برخلاف تصور بسیاری از مردم جهان، شرکت‌های بیمه اجازه ندارند برای عبور و مرور کشتی‌های تجاری از منطقه پراسرار مثلث برمودا مبلغ بیشتری از بازرگانان بابت بیمه کالا دریافت‌کنند.

نخستین نشانه‌های مثلث برمودا

اولین بار «وینسنت گادیس» در شماره ۱۹۶۴ مجله Argosy (کشتی بزرگ) منطقه‌ای مثلثی و شبه جزیره‌ای را در محدوده میامی، فلوریدا و پورتوریکو در میان اقیانوس اطلس به‌ثبت رساند. نخستین‌گزارش از ناپدید شدن کشتی در ۱۶ سپتامبر سال ۱۹۵۰ میلادی، (۲۶ شهریور ۱۳۲۹) توسط «ادوارد ون وینکل جونز» در نشریه آسوشیتدپرس به چاپ رسید. دو سال بعد مجله «فیت» با چاپ مقاله‌ای کوتاه از «جورج ایکس»، تحت عنوان «رمز و رازهای دریا» اسرار منطقه برمودا را فاش کرد.در این مقاله به‌طور اجمالی به ناپدید شدن پرواز شماره ۱۹ درباره پنج هواپیمای نظامی امریکایی و ناپدید شدن تیم ۱۳ نفره از اعضای نیروی دریایی امریکا اشاره شده است.

در آوریل سال ۱۹۶۲ میلادی مجله «لژیون» امریکایی ادعا کرد نکته مهمی در علل سقوط یا ناپدید شدن پرواز شماره ۱۹ وجود داشته که اسرار‌آمیز است. طبق ادعای مدیران این مجله و تحقیق‌های به عمل آمده، پنج هواپیمای نظامی هم پیش از ناپدید شدن، ورود به منطقه‌ای عجیب را به برج مراقبت گزارش داده بودند. اما مجله «ارگزوا» در مقاله‌ای به نام «مثلث برمودای قاتل» و انتشار کتابی در این زمینه، برمودا را به ‌غولی آدمخوار تشبیه کرد.

جنجال رسانه‌ای در مثلث شیطان و راز پرواز شماره ۱۹

تکرار وقوع حوادث اسرارآمیز و ناپدید شدن هواپیماها و کشتی‌های بزرگ تجاری از یک سو و انتشار اخبار وحشتناک مرگ ملوانان و خلبانان از سوی دیگر، موجی از ناآرامی و ترس را در میان شهروندان امریکایی و مردم سراسر جهان برانگیخت و طبق گزارش‌های به‌عمل آمده، حل معمای پرواز شماره ۱۹ به جنجالی‌ترین خبر دهه ۴۰‌تا ۵۰ تبدیل شد. در این حادثه پنج فروند هواپیمای نظامی از نوع «تی‌بی‌ام افینگر ۳» در پنج دسامبر سال ۱۹۴۵ میلادی برای اجرای یک عملیات اکتشافی همزمان به سمت برمودا به پرواز درآمدند.
ســـاعتی پس از این پرواز اسرارآمیز «چارلز تیلور» افسر خلبان در تماس با برج مراقبت وضعیت جوی نامساعدی را گزارش داد و گفت همه قطب‌نماها ودستگاه‌های مغناطیسی از کار افتاده‌اند.

افشای راز مثلث برمودا

«لورنس دیوید کخ» پژوهشگر دانشگاه ایالتی آریزونا و نویسنده کتاب «راز مثلث برمودا» در سال ۱۹۷۵ میلادی ادعا کرد: نکات ناگفته بسیاری در گزارش‌های ثبت شده وجود دارد. وی نوشته‌های «گاریس» و سایر نویسندگان درباره مثلث برمودا را اغراق آمیز دانست. این نویسنده معروف، اشتباه‌ها و تناقض‌های فراوانی را در اظهارات «چارلز برلیتز» و سایر شاهدان و بازماندگان کشف کرد. وی در بخشی از آخرین یافته‌هایش این طور عنوان کرده‌است:

۱-‌ کشتی‌ها و هواپیماهای ناپدید شده در مثلث برمودا گرفتار توفان گرمسیری شده‌اند و قطعات تکه‌تکه شده آنها کیلومترها دورتر پیدا شده‌است.۲-‌ برلیتز و سایر نویسندگان با ذکر نکردن وقوع توفان، بر وحشت مردم افزوده‌اند و آن را یک رویداد ماورایی قلمداد کرده‌اند.۳-‌ برخی اطلاعات موجود در خصوص مفقود شدن کشتی‌ها و قایق‌ها اغراق‌آمیز بوده مثلاً یک کشتی ناپدید می‌شد، اما کشتی‌ها و هواپیماهای دیگری که از همان مسیر عبور می‌کردند، چگونه در دام مثلث برمودا گرفتار نمی‌شدند؟۴-‌ افسانه مثلث برمودا موضوعی جنجالی برای شهرت نویسندگان بوده است.با این همه تناقض‌ها در گزارش‌های کارشناسان فن و تحلیلگران علمی، معمای مثلث برمودا همچنان ناگشوده باقی‌مانده است.

نظریه‌های دانشمندان و راز مثلث برمودا

ناهنجاری‌های مغناطیسی، توفان‌های گرمسیری، وزش بادهای ویرانگر، شرایط جوی بسیار سرد و ناپایدار امواج سرکش و از همه مهم‌تر وجود میدان‌های گازی هیدرات متان توسط دانشمندان و محققان در خصوص راز مثلث برمودا ارائه شدند. آزمایش‌های محققان استرالیایی ثابت کرد وجود حباب در آب سبب کاهش چگالی و در نتیجه فرورفتن کشتی‌ها در اعماق آب خواهد شد. وجود کریستال ۳۲ کیلومتری مدفون در اعماق اقیانوس نیز به اثبات رسیده است.

در این فرضیه گاز متان به صورت «گل‌افشان» به‌صورت کف در سطح آب پدیدار می‌شود و بدین ترتیب هر شناوری بر سطح آب غرق خواهد شد. انتشار گزارش سازمان زمین‌شناسی امریکا نیز وجود گاز متان در بسیاری از آب‌های جهان از جمله منطقه «ریج بلیک» در ساحل جنوب شرقی امریکا را به تأیید رسانده است. این سازمان با انتشار مقاله‌ای رویداد گاز متان در برمودا را در حدود ۱۵ هزار سال پیش به اثبات رساند. یکی دیگر از دلایل غرق شدن کشتی‌ها در برمودا وجود پدیده «گلف استریم است»، یک جریان اقیانوسی عمیق که از خلیج مکزیک سرچشمه می‌گیرد و از راه تنگه فلوریدا به اقیانوس اطلس شمالی جریان می‌یابد. در حقیقت یک رودخانه در اعماق این اقیانوس وجود داردکه موجب انتقال تکه‌های کشتی‌ها با سرعت ۲.۵ متر در ثانیه خواهد شد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 29 بهمن1392 ساعت 12:23 | لینک ثابت |

  دانشمندان هنوز هم به دنبال آزمودن پیوستگی فضا-زمان یا دانه‌دانه بودن آن هستند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، استفانو لیبراتی، فیزیکدان مرکز SISSA، با این منظور یک بازبینی نظام‌مند را از تمامی شیوه‌هایی انجام داده که دانشمندان از دهه 1990 به منظور آزمایش قوانین اینشتین در مورد «نسبیت خاص» تا بالاترین انرژی‌های قابل‌مشاهده استفاده کرده‌اند.

این نوع آزمایش‌ها مهم هستند، زیرا انحراف از نسبیت خاص می‌تواند نشان دهد فضا-زمان پیوسته نبوده، بلکه دانه‌دار است.

همواره این پرسش در جامعه علمی مطرح بوده که آیا فضا-زمان پیوسته است یا این که از دانه‌های بسیار ریز (10 به توان 35- در «مقیاس پلانک») تشکیل شده است؟

در صورت صادق‌بودن دانه‌ای بودن فضا-زمان، دانشمندان تصور می‌کنند این امر منجر به انحرافاتی از نظریه نسبیت خاص می‌شود که بیش از 100 سال پیش توسط آلبرت انشتین فرمول‌بندی شد.

از دهه 1990، فیزیکدان‌ها شیوه‌های متعددی را برای آزمایش این انحرافات از استاندارد فیزیک طراحی کرده‌اند.

این شیوه‌ها اغلب بر اساس پدیده‌های مرتبط با فیزیک نجومی انرژی بالا بوده‌اند.

استفانو لیبراتی، عضو «تیم فیزیک نجوم‌ذره دانشکده بین‌المللی مطالعات پیشرفته» شهر تریست ایتالیا، اخیرا بازبینی نظام‌مندی را برای ارائه محدودیت‌هایی بر روی مدل‌های مختلف منتشر کرده که نقض نسبیت خاص را پیش‌بینی می‌کنند.

لیبراتی گفت: فیزیکدان‌ها همواره در خصوص ماهیت فضا-زمان شگفت‌زده بوده‌اند و ما همواره از خود پرسیده‌ایم که آیا فضا-زمان در تمامی مقیاس‌ها پیوسته است (درست همان گونه که آن را در تجربه روزانه‌مان درک می‌کنیم) یا این که در اندازه‌های بسیار کوچک، دانه‌های نامنظمی را ارائه می‌دهد که ما در تجربه مستقیم‌مان قادر به درک آن نیستیم؟

این دانشمند ادامه داد: تصور کنید از یک فاصله به قطعه‌ای سنگ مرمر نگاه می‌کنید. این قطعه سنگ احتمالا دارای بافت منسجمی به نظر می‌رسد. با این حال، با بررسی دقیق‌تر و با استفاده از یک میکروسکوپ‌ قدرتمند مشاهده می‌کنید که مرمر، متخلخل و نامنظم است.

لیبراتی همچنین خاطر نشان ساخت: فیزیکدان‌ها در تلاش برای انجام عملی مشابه با فضا-زمان هستند. آن‌ها همواره به دنبال مولفه‌ای بوده‌اند که به عنوان یک میکروسکوپ برای پی بردن به این موضوع عمل کند که آیا در مقیاس‌های بسیار کوچک «بی‌نظمی» وجود دارد؟

لیبراتی در مقاله خود، بازبینی نظام‌مندی از آزمایشات و مشاهداتی را انجام داده که می‌توان از آنها برای بررسی وجود این «بی‌نظمی‌ها» استفاده کرد.

نسبیت خاص یکی از پایه‌های فیزیک مدرن است و تا جایی که مشاهدات کنونی اجازه می‌دهد، آزمودن اعتبار آن حائز اهمیت است.

جزئیات مقاله لیبراتی در مجله Classical and Quantum Gravity منتشر شد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 29 بهمن1392 ساعت 12:21 | لینک ثابت |

  مدار الکتریکی جدید سیگنال‌های میکروموج را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، دانشمندان دانشگاه دوک مدار الکتریکی ابداع کرده‌اند که برای گیراندازی انرژی میکروموج از منابع مختلف شامل ماهواره‌ها، صدا یا سیگنال‌های وای فای تنظیم می‌شود.

به گفته محققان، این ابزار انرژی (که در غیر این صورت از دست می‌رود) را به ولتاژ جریان برق مستقیم با کارآیی‌های مشابه سلول‌های خورشیدی کنونی تبدیل می‌کند.

محققان دانشگاه دوک به رهبری استیون کامر، این ابزار را با استفاده از پنج فایبرگلاس و رساناهای انرژی مسی که به یک بورد مدار متصل بودند، ساختند. این رساناها آرایه ریاضیاتی پنج سلولی را تشکیل داده بودند.

تیم علمی مدعی است مدار الکتریکی حاصل می‌تواند میکروموج‌ها را درو کرده و آن‌ها را به انرژی الکتریکی 7.3 ولت تبدیل کند.

آن‌ها این میزان کارآیی را با شارژرهای یو اس بی تلفن همراه مقایسه می‌کنند که پنج ولت برق تولید می‌کنند.

پیش از این، دانشمندان قادر به دریافت شش تا 10 درصد کارآیی انرژی بودند، اما با طرح جدید آن‌ها توانستند تبدیل انرژی را به 37 درصد ارتقا دهند که این میزان با میزان بازدهی سلول‌های خورشیدی قابل‌مقایسه است.

علاوه بر میکروموج‌ها، محققان مدعی‌اند این آرایه متامواد را می‌توان جهت برداشت برق از طیفی از فرکانس‌ها و همچنین ارتعاشات و امواج صوتی تنظیم کرد.

ویژگی‌های متامواد امکان طراحی انعطاف‌پذیری که با ابزار عادی مانند آنتن ممکن نیست، را فراهم می‌کند.

زمانی که آنتن‌های معمولی در فضا به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک هستند، با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و در فعالیت یکدیگر مداخله می‌کنند. طرح مورد استفاده برای خلق آرایه متاماده‌ای جدید از این اثرات استفاده کرده و تعامل سلول‌ها را با یکدیگر ممکن می‌سازد.

به گفته دانشمندان حاضر دراین پروژه، یک پوشش متاماده‌ را می‌توان به سقف یک اتاق با هدف برداشت سیگنال‌های وای فای یا بازیابی انرژی تجهیزات خانگی و به منظور ارتقا کارآیی انرژی اعمال کرد.

یکی از جذاب‌ترین کاربردهای بالقوه تعبیه این متاماده برداشت‌کننده انرژی یک گوشی تلفن همراه است. محققان معتقدند این موضوع را می‌توان با اعمال اصلاحاتی به این فناوری عملی کرد و به افراد مناطق دوردست امکان برداشت انرژی را از برج تلفن همراه داد.

رویکرد جدید شیوه‌ای ساده و ارزان برای برداشت نیروی الکترومغناطیسی است.

بلوک‌های سازنده سامانه جدید خودکفا را می‌توان به منظور افزایش برق دریافتی بلوک‌های بیشتر به یکدیگر مونتاژ کرد.

می‌توان مجموعه‌ای از بلوک‌ها را برای برداشت انرژی از ماهواره‌ها تشکیل داد.

جزئیات این مطالعه در Applied Physics Letters منتشر شد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در شنبه 25 آبان1392 ساعت 13:45 | لینک ثابت |

معادله شرودینگر یک معادله موج ریاضی است که بر اساس حرکت های موج پاسخ داده شده است. لویی دوبروی، فیزیکدان فرانسوی در سال 1924 کشف کرد که ذرات ماده ( یعنی الکترون ها و … ) نیز مانند ذرات یا فوتون های نور، علاوه بر رفتار ذره ای، رفتار موجی هم از خود بروز می دهند. بر مبنای همین یافته بود که یک فیزیکدان اتریشی به نام اروین شرودینگر در صدد بر آمد که معادله موج حاکم بر این « امواج ماده » را پیدا کند.

شرودینگر می دانست که بر تمامی پدیده های موجی جهان- از امواج سطح آب گرفته تا امواج الکترومغناطیسی – نوعی معادله موج حاکم است که رفتار پدیده ها را توصیف می کند. بعنوان مثال معادله موج توصیف کننده امواج الکترومغناطیسی در اواخر قرن نوزدهم میلادی توسط جیمز کلارک ماکسول کشف شده بود. شرودینگر پیش خود گفت اگر ذرات ماده هم رفتار موج مانند داشته باشند؛ بنابراین قاعدتا باید یک معادله موج هم برای توصیف رفتار این « امواج ماده » وجود داشته باشد. بدین ترتیب شرودینگر جست و جوی چنین معادله ای را آغاز کرد و سرانجام در اواسط سال 1926 موفق شد معادله موج امواج ماده را بیابد.این معادله که به نام « معادله موج شرودینگر » مشهور شد یک معادله دیفرانسیل مرتبه دو خطی است که رفتار تمامی ذرات کوانتومی را که در یک میدان پتانسیل مشخص در حرکتند توصیف می کند.

با کشف معادله شرودینگر، این معادله عملا به معادله اصلی و پایه ای مکانیک کوانتومی تبدیل شد و مشابه همان نقشی را که معادله قانون دوم نیوتن بعنوان معادله پایه ای در مکانیک کلاسیک ایفا می کند در مکانیک کوانتومی بر عهده گرفت. بنابراین می توان گفت که با کشف معادله شرودینگر، مکانیک کوانتومی ساختار ریاضی نهایی خود را در قالب مکانیک موجی پیدا کرد و فرمول بندی آن تا حد زیادی کامل شد. کشف این معادله بسیار مهم، جایزه نوبل سال 1933 فیزیک را برای شرودینگر به ارمغان آورد. معادله شرودینگر دیدگاه فیزیکدان ها نسبت به اتم را نیز متحول کرد و مدل اتمی بسیار کامل تری را نسبت به مدل اتمی بوهر ارائه داد؛ مدلی بنام مدل اوربیتالی که امروزه نیز همچنان صادق است.

مکانیک موجی شرودینگر نشان داد که بر خلاف فرض مدل اتمی بوهر اساس نمی توان الکترون ها را در اتم همانند سیاراتی تصور کرد که به دور هسته می گردند چرا که الکترون ها در اتم رفتاری موج مانند دارند و بنابراین در هر لحظه زمانی نه در یک مکان خاص بلکه در گستره ای از فضای درون اتم حضور دارند. بنابراین الکترون ها در اتم عملا مانند یک توده ابر مانند هستند که فضاهای مشخصی را در اطراف هسته اتم پوشانده اند، فضاهایی که اصطلاحا اوربیتهای اتمی نامیده می شوند. با حل معادله شرودینگر برای هر اتم می توان به ویژگی های اوربیتال های اتمی آن پی برد. چیزی نگذشت که مشخص شد این ابرهای الکترونی و اوربیتال های اتمی نقش فوق العاده مهمی در ایجاد پیوندهای شیمیایی و تشکیل مولکول های مختلف بر عهده دارند.

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 14 آبان1392 ساعت 15:43 | لینک ثابت |
فیزیکدان مشهور بریتانیایی برایان کاکس در جشنواره علم بریتانیا گفت: سفر در زمان ممکن است چندان هم یک نظریه علمی تخیلی نباشد و ساخت یک ماشین زمان امکان پذیر است.

به گزارش مهر، برایان کاکس فیزیکدان ذرات که در حال حاضر روی آزمایش اطلس برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن کار می کند با اشاره به این که سفر به زمان فقط در رابطه با آینده عملی می شود توضیح داد که وقتی که این سفر صورت بگیرد بازگشت از آینده غیر ممکن است. پرفسور کاکس قرار است هفته آینده به مناسبت پنجاهمین سالگرد پخش برنامه علمی تخیلی ” Doctor Who” در لندن سخنرانی درباره نظریه سفر در زمان داشته باشد. وی در سخنرانی که در جریان جشنواره علم بریتانیا در بیرمنگهام داشت اظهار داشت تاکنون سفر در زمان در مقیاس بسیار کوچک انجام شده است.

وی افزود که اگر این فناوری برای شتاب بخشیدن به اجسام بزرگ نیز توسعه می یافت، سفر انسان به آینده امکان پذیر بود، اما درحال حاضر این فناوری وجود ندارد و هرگز نیز برای سفر به گذشته وجود نخواهد داشت. شاید بتوان به آینده سفر کرد و در آینده در آزادی کامل حرکت داشت. اگر سریع بروید، ساعت شما نسبت به افرادی که ساکن هستند کند می شود. درحالی که به سرعت نور نزدیک می شوید ساعت شما به قدری آرام می شود که می توانید به 10 هزار سال در آینده بروید.

این نظریه براساس نظریه ” نسبیت خاص” انیشتین است که اظهار می دارد برای سفر به جلو در زمان، یک شی باید به سرعتی نزدیک به سرعت نور برسد. درحالی که این شی ء به چنین سرعتی نزدیک می شود، زمان تنها برای این شی خاص کند می شود.برای مثال، افرادی که برفراز اقیانوس اطلس سفر می کنند گذر زمان را کندتر از افرادی که روی زمین هستند حس می کنند. کاکس ادامه داد: در نظریه نسبیت عام ، می توان این کار را به طور کلی انجام داد. انجام چنین کاری به ساخت کرمچاله* بستگی دارد، کرمچاله ها میانبرهایی بین فضا و زمان هستند اما اکثر فیزیکدانها نسبت به کارکرد آن تردید دارند.

*کرمچاله (Wormhole) در فیزیک یک پل میانبر فرضی در فضا و زمان است. کرمچاله‌ها ساختارهای فضازمانی پل مانندی هستند که دو گستره جدا از یک فضا-زمان یا دو فضا-زمان جدا از هم را به یکدیگر پیوند می ‌دهند. کرمچاله‌ها مسافت و زمان برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر را کوتاه و آسان می کنند.

نوشته شده توسط حامد حسینی در شنبه 20 مهر1392 ساعت 10:13 | لینک ثابت |
0
 
0
 
22
 
 

  محققان مرکز رشد جامع فناوری پارک علم و فناوری استان فارس موفق به ساخت جاذب امواج الکترو مغناطیسی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی و نانو لوله‌های کربنی با پاسخگویی بالا شدند.

مجید ابراهیم‌زاده، مجری این طرح در گفت‌وگو با خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، با بیان این که جاذب امواج الکترو مغناطیسی برای جذب امواج الکترومغناطیسی در پهنای صفر تا 25 گیگا هرتز است، افزود: این جاذب امواج، پوششی محتوی یک نانو کامپوزیت است که برای پاسخ‌گویی بهتر، از نانو ذرات مغناطیسی و نانو لوله‌های کربنی در آن استفاده و بر روی فلز اعمال و باعث جذب امواج می‌شود.

وی ادامه داد: پوشش‌های جاذب امواج الکترومغناطیسی بر پایه ساخت مواد مغناطیسی یا دی الکتریکی ویژه‌ای است که امپدانس خاصی را نسبت به موج ورودی به سطح از خود نشان می‌دهند. جاذب‌های امواج الکترومغناطیسی بر پایه بررسی مواد و تکنیک‌هایی است که به منظور دستیابی به مقاومت ظاهری مطلوب در باندهای فرکانسی مختلف است.

به گفته وی مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی انرژی حاصل از میدان‌های الکترومغناطیسی را جذب می‌کند و جذب انرژی به این معنی است که انرژی موج الکترومغناطیسی تبدیل به گرما و یا صورت‌های دیگر می‌شود.

ابراهیم‌زاده در خصوص دیگر کاربردهای جاذب‌ امواج الکترومغناطیسی تصریح کرد: پوشش‌های جاذب مغناطیسی دارای کاربردهای وسیعی در ساخت مواد ضد امواج مضر ناشی از تلفن همراه و همچنین در صنایع دفاعی به عنوان پوشش هواپیماها به کار گرفته می‌شود که موجب جذب امواج رادارها می‌شود و از ردیابی هواپیما به وسیله دشمن جلوگیری می‌کنند. همچنین درآزمایشگاه‌های تحقیقاتی نیز برای جلوگیری از ورود امواج و ایجاد اختلال در آزمایشات استفاده می‌شوند.

وی اظهار کرد: روش سنتز در این طرح روش پیچیده‌ای نیست و در شرایط تحریم‌های کنونی می‌توان به راحتی در کشور آن را تولید کرد و همچنین قیمت تمام شده برای این جاذب‌ها بسیار پایین است.

نوشته شده توسط حامد حسینی در شنبه 20 مهر1392 ساعت 10:10 | لینک ثابت |
آیا نظریه ی معروفِ «بیگ بنگ» به بازبینی نیاز دارد؟ گروهی از فیزیکدانانِ نظری فرض می کنند که کیهان پس از سقوط یک ستاره ی چهار بُعدی در سیاه چاله و خارج شدنِ بقایای آن متولد شده است. قبل از پرداختن به یافته های آنها، بهتر است بگوییم که هیچ کس هیچ چیزی را با اطمینان نمی داند. به طور آشکار انسان ها در زمان آغاز کیهان وجود نداشتند. نظریه ی استاندارد این است که جهان از یک نقطه ی بی نهایت چگال یا تکینگی رشد کرده، اما چه کسی می داند که قبل از آن چه چیزی وجود داشته؟

عکسی هنری از افق رویداد یک سیاه چاله/کپی رایت: Victor de Schwanberg

به گزارش بیگ بنگ، نیایش افشوردی، اختر فیزیکدان ایرانی در موسسه ی فیزیک نجومی در کانادا که یکی از نویسندگان این مطالعه است گفت: محدودیت های نظریه ی بیگ بنگ کدام است؟ تکینگی یکی از آنها است. همچنین، نمی توان به راحتی پیش بینی کرد که چرا بیگ بنگ کیهانی را تولید کرده که دمای تقریبأ یکنواختی دارد، زیرا سنِ جهان (حدود 13.8 میلیارد سال) به اندازه ی نیست – تاجاییکه می توان گفت – که به تعادل دما دست یابد. هدف دانشمندان این است: مدلی که ایجاد کرده اند کیهان سه بُعدی را نشان می دهد که بصورت یک غشاء در «کیهانی حجیم» و چهار بُعدی شناور است.

بنابراین، اگر این کیهان حجیم ستارگانی جهاربعدی داشته باشد، این ستارگان می تواند همان چرخه ی زندگی ستارگان سه بعدی که با آن آشنایی داریم را داشته باشند. حجیم ترینِ آنها بصورت ابرنواخترها منفجر می شوند، پوست می اندازند و درونی ترین بخش هایشان بصورت یک سیاه چاله فرو می پاشد. «افق رویدادِ» سیاه چاله ی چهاربعدی درست مثل سیاه چاله ی سه بعدی که با آن آشنایی داریم خواهد بود. افقِ رویداد مرز بین درون و بیرونِ سیاه چاله است.

جدول زمانی جهان در مدت 13.8 میلیارد سال ، از بیگ بنگ، دوران تاریک کیهانی، تشکیل نخستین ستارگان، و گسترش و انبساط کیهان تا دوران کنونی. / کپی رایت: تیم دانش NASA/WMAP

نظریه های زیادی در مورد اینکه درون سیاه چاله چه خبر است وجود دارد، اگرچه تاکنون چیزی مشاهده نشده است. درحالیکه این مدل توضیح می دهد چرا کیهان دارای دمای تقریبأ یکنواختی است (کیهان چهاربعدیِ ماقبلِ آن به مدت بسیار طولانی تری وجود داشته) تلسکوپ آژانس فضایی اروپا به نام پلانک اخیرأ اختلافات دمایی اندکی را در تابش پس زمینه ی مایکروویوکیهانی ترسیم کرده است که معتقدند بقایای آغازِ کیهان باشد.
این مدل جدید حدود 4 درصد با خوانشِ تابش پس زمینه ی مایکروو کیهانی ( CMB ) متفاوت است، بنابراین محققان قصد دارند این مدل را تصحیح کنند. آنها هنوز احساس می کنند که این مدل ارزشمند است. پلانک نشان می دهد که تورم در حال وقوع است، اما علت آن را نشان نمی دهد. محققان بیان کردند: «این مطالعه به ما کمک می کند نشان دهیم تورم چگونه با حرکت کیهان در واقعیتی با ابعادِ بیشتر، آغاز می شود.»

جزئیات این مقاله در nature منتشر شده است.

نوشته شده توسط حامد حسینی در شنبه 20 مهر1392 ساعت 10:7 | لینک ثابت |

با ترکیب کردن مقدار طلای تخمینی تولید شده توسط تک انفجار کوتاه پرتو گاما، با مقداری که از انفجارهای پرتو گامایی که در طول عمر کیهان رخ داده‌اند، پژوهشگران نتیجه می‌گیرند که ممکن است همه‌ی طلای موجود در کیهان از انفجارهای پرتو گاما به وجود آمده باشد.

ما انسان‌‌ها به دلایل زیادی به طلا ارزش می‌دهیم: زیباییش، استفاده از آن به عنوان جواهر و به خاطر کمیاب بودنش. طلا در بخش‌هایی از زمین کمیاب است زیرا در کیهان نیز کمیاب است.

بر خلاف عناصری همچون کربن و آهن، طلا نمی‌تواند از درون یک ستاره به وجود بیاید. بلکه باید طی یک فرایند عظیم‌تری تولید شود- شبیه چیزی که ماه پیش به عنوان یک انفجار پرتو گاما (GRB) اتفاق افتاد. مشاهدات این GRB اثبات می‌کند که این انفجار از برخورد دو ستاره‌ی نوترونی به وجود آمده است. به علاوه درخشش بی‌نظیر ناشی از این انفجار که تا چند روز ادامه داشته، نشان می‌دهد که در اثر آن مقادیر قابل توجهی عناصر سنگین همچون طلا به وجود آمده‌‌‌اند.

تصویری هنری از برخورد دو ستاره نورونی به هم. مشاهدات جدید تایید می کند که برخوردهای ستاره های نوترونی انفجارهای کوتاه اشعه گاما تولید می کنند. چنین برخورد عناصر سنگین نادر، از جمله طلا تولید می کنند. نتیجه می‌گیریم که ممکن است همه‌ی طلای موجود در کیهان از انفجارهای پرتو گاما به وجود آمده باشد.

به گفته‌ی برگر از مرکز اختر فیزیک دانشگاه هاروارد: «ما تخمین می‌زنیم که مقدار طلای تولید شده از برخورد دو ستاره‌ی نوترونی به بزرگی ۱۰ برابر جرم ماه است.» انفجار پرتو گاما، یک درخشش پر انرژی ناشی از یک انفجار با انرژی بسیار بالاست که اغلب در فواصل دور کیهانی یافت می‌شود. برگر و همکارانش، انفجار پرتو گامای ۱۳۰۶۰۳B را که در فاصله‌ی ۳٫۹ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد، یافته‌اند که از نزدیک‌ترین انفجارهایی است که تا کنون دیده شده است.

انفجارهای پرتو گاما عموما دو نوع هستند: بلند و کوتاه- که بستگی به این دارد که انفجار تا چه مدت به طول می‌انجامد. انفجار پرتو گامای ۱۳۰۶۰۳B که در سوم ژوئن توسط ماهواره‌ی پرسرعت ناسا آشکار شده به مدت دو دهم ثانیه به طول انجامید. اگرچه انفجارهای پرتو گاما خیلی زود ناپدید می‌شوند، انفجار ۱۳۰۶۰۳B به آرامی و به شکل تابش فروسرخ ناپدید شد. این نوع درخشش و رفتار، همانند یک «پس درخشندگی» نوعی که معمولا پس از پرتاب جت پرسرعتی از ذرات به محیط اطراف به وجود می‌آید، نبود. در عوض پس درخشنگی ۱۳۰۶۰۳B به گونه‌ای رفتار کرد که گویی از عناصر رادیواکتیو خارجی به وجود آمده است. این عناصر رادیواکتیو می‌توانند از مواد سرشار از نوترونی که از برخورد ستارگان نوترونی به بیرون پرتاب می‌شوند به وجود بیایند. این عناصر باعث واپاشی رادیواکتیو گشته و منجر به درخشش فروسرخ می‌شوند. درست همانند چیزی که این تیم مشاهده کرده‌است.

ون-فای فانگ، دانشجوی فارغ التحصیل مرکز اختر فیزیک هاروارد و همکارش می‌گویند: «ما به دنبال یک “تفنگ آتشین” هستیم که به انفجار پرتو گامای کوتاهی که از برخورد ستاره‌ی نوترونی به وجود آمده، ربط پیدا کند. انفجار ۱۳۰۶۰۳B همان تفنگ آتشین است.»
این تیم محاسبه کرده‌است که حدود یک صدم جرم خورشید، از انفجار پرتو گاما، ماده به بیرون پرتاب می‌شود که مقداری از این ماده طلا است. با ترکیب کردن مقدار طلای تخمینی تولید شده توسط تک انفجار کوتاه پرتو گاما با مقداری که از انفجارهای پرتو گامایی که در طول عمر کیهان رخ داده‌اند، نتیجه می‌گیریم که ممکن است همه‌ی طلای موجود در کیهان از انفجارهای پرتو گاما به وجود آمده باشد. به گفته‌ی برگر: «همانطور که کارل سیگن می‌گوید، همه‌ی ما از غبار ستارگانیم و جواهرات ما نیز ازغبار برخورد ستارگان است.»

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 1 مرداد1392 ساعت 18:40 | لینک ثابت |

تیمی از دانشمندان بخشی از ابزار توالی‌دهنده دی ان ای در فضا را با موفقیت آزمایش کردند.

بیش از 3.5 میلیارد سال پیش، شهاب‌سنگ‌ها در منظومه شمسی گردش و موادی را بین دو سیاره جوان زمین و مریخ رد و بدل می‌کردند.

این بازی کهکشانی پینگ‌پنگ ممکن است قطعاتی از زمین را بر روی مریخ جا گذاشته باشد و بالعکس و در این میان، جد ژنتیکی را بین این دو سیاره ایجاد کرده باشد.

چنین نظریه‌ای برای کریستوفر کار، دانشمند علوم زمین، سیاره‌ای و جوی دانشگاه MIT از محبوبیت فراوانی برخوردار است.

کار با همکاری دو تن از استادان برجسته این دانشگاه در حال ساخت یک توالی‌دهنده دی ان ای هستند که می‌توان زمانی آن را به مریخ فرستاد.

در آن‌جا این توالی‌دهنده نمونه‌های یخ و خاک را برای کنکاش ردپاهای دی ان ای و دیگر مواد ژنتیکی بررسی می‌کند.

هم‌اکنون در گامی به سوی این هدف، کار و همکارانش در دانشگاه‌های MIT، هاروارد و MGH قلب ابزار مزبور یعنی میکروتراشه توالی‌دهنده دی ان ای را در معرض دوزهای تشعشعی مشابه دوزهایی که ممکن است طی یک پیاده‌روی رباتیک به مریخ ظاهر شوند، قرار داده‌اند.

پس از قرار گرفتن در معرض چنین تشعشعی، شامل پروتون‌ها و یون‌های سنگین اکسیژن و آهن، میکروتراشه باکتری E. coli را تحلیل و با موفقیت توالی ژنتیکی آن را شناسایی کرد.

نتایج نشان می‌دهد که این میکروتراشه می‌تواند بیش از دو سال در فضا بقا یابد و این مدت زمان برای رسیدن به مریخ و جمع‌آوری داده‌ها کافی است.

حیات بر روی مریخ چه در حال و چه در گذشته، بسیار طاقت‌فرسا بوده زیرا جو این سیاره که عمدتا از دی‌اکسیدکربن تشکیل شده، 100 برابر نازک‌تر از جو زمین است و گرمای بسیار اندکی را ارائه می‌دهد. همچنین دمای این جرم کیهانی می‌تواند تا 195 - درجه فارنهایت اندازه‌گیری شود.

از سوی دیگر، زیر سطح عمیق مریخ با زیرسطح زمین که مامن میکروب‌هاست، تفاوت چندانی ندارد.

یافته‌های کنجکاوی نیز حاکی از آن است که در زیر سطح مریخ محیطی خشک و سرد با تمامی عناصر اصلی برای حیات وجود دارد.

برای کشف چنین حیات زیرزمینی، یک ابزار توالی‌دهنده دی ان ای بر روی سطح مریخ باید نوسان‌های دما و قرارگرفتن دائم در معرض تشعشعات فضایی را تحمل کند.

چنین حالتی می‌تواند موجب شود که تراشه اندازه‌گیری‌های اشتباه را گزارش یا پایه‌های اضافی را در توالی‌های دی ان ای ثبت کند.

به منظور آزمایش مقاومت این تراشه در مقابل تشعشع، تیم علمی حاضر به «لابراتوار تشعشع فضایی» ناسا واقع در «آزمایشگاه ملی بروکهاون» سفر کردند.

در آن جا این محققان 40 میکروتراشه را مطالعه کردند و نخست آزمایش الکتریکی را بر روی 20 تراشه انجام دادند.

فرایندی که توسط آن ولتاژ و بازدهی یک تراشه برای اثبات این که بخش‌هایی از آن درست کار می‌کنند، مدرج می‌شوند.

پس از آزمایش الکتریکی، دانشمندان تراشه‌ها را در معرض سطوح مختلف تشعشع قرار دادند و برای انجام این کار، از شتاب‌دهنده خطی و یک منبع یونی پرتو الکترون بهره بردند.

بالاترین دوز تشعشعی که تراشه‌ها در مقابل آن تاب آوردند، بیش از چیزی بود که آن‌ها طی دو سال ماموریتشان به مریخ تجربه خواهند کرد.

پس از غیرتشعشعی‌شدن این تراشه‌ها، تیم علمی بار دیگر عملکرد الکتریکی هر یک را آزمود و دریافت که در کارآیی آن‌ها تغییر اندکی حاصل شده بود.

در دور دوم آزمایش‌ها، «کار» 20 میکروتراشه دیگر را در معرض همان سطح تشعشع آزمایش اول قرار داد و سپس آن‌ها را به آزمایشگاهش بازگرداند و هر یک را با قطعاتی از دی ان ای E. coli بارگیری کرد.

نتایج نشان داد که بر خلاف قرارگرفتن در معرض تشعشع، تراشه‌ها قادر به تحلیل دی ان ای و تشخیص درست توالی‌های باکتریایی بودند.

جزئیات این مطالعه در مجله Astrobiology منتشر شد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در سه شنبه 1 مرداد1392 ساعت 18:38 | لینک ثابت |

در این کهکشان مارپیچی چه خبر است؟ کهکشانM104 که به خاطر شباهتش به کلاه به کهکشان کلاه مکزیکی ( Sombrero ) معروف است ، در رگه هایی از غبار و هاله ای روشن از ستارگان و خوشه های کروی قرار دارد. یکی از دلایل ظاهر کلاه مانند برآمدگی مرکزی گسترده و بزرگ غیرعادی از ستاره ها و خطوط تاریک گرد و غبار میباشد که بصورت یک دیسکت و از لبه دیده می شود.

نور بر آمدگی میلیاردها ستاره ی قدیمی باعث پراکندگی مرکزی است که در این تصویر از تلسکوپ ۲۰۰ اینچی هیل قابل مشاهده است. بررسی نزدیک این برآمدگی مرکزی نشان می دهد که بسیاری از نقاط نورانی در واقع خوشه های کروی ستاره ای هستند. حلقه های گرد و غبارهای دیدنی و جذاب کهکشان M104 پناهگاه بسیاری از ستارگان جوان تر و روشن تر است، اخترشناسان هنوز به طور کامل به جزئیات پیچیده تر آن پی نبرده اند. در مرکز درخشده کهکشان کلاه مکزیکی و در طیف الکترومغناطیسی یک سیاه چاله بزرگ خانه دارد. کهکشان کلاه مکزیکی ۵۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد و می توان آن با یک تلسکوپ کوچک در سمت صورت فلکی برج سنبله مشاهده کرد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 27 تیر1392 ساعت 19:18 | لینک ثابت |

ماه تنها قمر طبیعی زمین و پنجمین قمر بزرگ در سامانه خورشیدی است،‌ این کره درخشان بزرگترین قمر طبیعی نسبت به ابعاد یک سیاره در سامانه خورشیدی به شمار می‌رود.

کره ماه 27 درصد از قطر و 60 درصد از جرم این سیاره را دارد،‌در نتیجه جرم ماه 1/81 سیاره زمین است و در میان قمرهای شناخته شده سامانه خورشیدی، ماه پس از قمر IO سیاره مشتری دومین قمر سنگین به شمار می‌رود. دلیل بی‌همتایی ماه نسبت به دیگر اقمار سامانه خورشیدی قوی بودن کشش گرانش ماه و خورشید نسبت به ماه و زمین است. از این رو است که مسیر آن همواره به سوی خورشید انحنا دارد.

ماه قابل رویت‌ترین جرم کیهانی برای رصد از زمین است. فازهای ماه و مدار آن هنوز برای بسیاری معما به شمار می‌روند زیرا گردش ماه به دور خود و در مدار زمین هردو 27.3 روز طول می‌کشد و ساکنان زمین از این رو همواره یک طرف این کره نقره‌ای را می‌بینند. ماه از آن رو در تاریکی شب دیده می‌شود که نور خورشید را باز می‌تاباند و مقدار سطحی که از ماه دیده می‌شود به موقعیت آن نسبت به زمین و خورشید بستگی دارد.

باوجود اینکه ماه قمر زمین به شمار می‌رود، از سیاره پلوتو بزرگتر است. برخی از دانشمندان آن را به عنوان یک سیاره در نظر می‌گیرند، این درحالی است که چهار قمر بزرگتر از ماه در سامانه خورشیدی وجود دارند، با این‌همه تاکنون کسی این قمر را به صورت رسمی به عنوان سیاره معرفی نکرده‌است. درباره نحوه متولد شدن ماه نظریه‌های متعددی وجود دارد، اما شواهد جدید براین اساسند که ماه درواقع تکه‌ای از سیاره زمین بوده که در اثر برخوردی سهمگین از آن جدا شده‌است.

قابل‌قبول‌ترین توضیحی که تاکنون درباره نحوه متولد شدن ماه ارائه شده این است که برخوردی عظیم مواد خام اولیه را از بدنه اولیه و مذاب سیاره زمین جدا کرده و در مدار زمین قرار داده‌است،‌به گفته دانشمندان بزرگی جرمی که با زمین برخورد کرده 10 درصد از جرم زمین،‌یعنی هم‌اندازه مریخ بوده‌است.

ساختار درونی

ماه از هسته‌ای بسیار کوچک، که تنها یک تا دو درصد از جرم کلی ماه را تشکیل می‌دهد، برخوردار است و وسعت آن 680 کیلومتر است. بخش غالب این هسته از آهن تشکیل شده اما مقادیر زیادی سولفور و دیگر عناصر نیز در آن وجود دارد.

پوسته سنگی ماه ضخامتی برابر هزار و 330 کیلومتر دارد از از سنگ‌های متراکم و آهنی و منیزیمی تشکیل شده‌است. در گذشته‌های دور مواد مذاب درون پوسته خود را به سطح رسانده و در حدود یک میلیارد سال،‌از چهار میلیارد سال پیش تا حدودا سه میلیارد سال پیش، فوران‌های آتشفشانی را ایجاد کرده‌اند.

پوسته خارجی عمقی برابر 70 کیلومتر دارد، خارجی‌ترین بخش پوسته به واسطه برخورد‌هایی که طی سالهای متمادی انجام گرفته خراشیده و پرحفره شده‌است، قلمروی درهم شکسته و آشفته که مسیری برای دسترسی به مواد دست‌نخورده عمق 9.6 کیلومتری سطح ماه را به وجود آورده‌است. بر خلاف زمین، ماه نه دارای آب است، نه هوا، نه زندگی و نه میدان مغناطیسی. با این‌همه نمی‌توان گفت که این کره کاملاً غیر فعال است، زیرا پدیده ماه‌لرزه می‌تواند نشانه‌ای از وجود نوعی حرکت درونی در ماه باشد.

ساختار سطحی

سطح ماه میلیون‌ها سال پیش در اثر برخورد‌ شهاب‌سنگها مملو از خراش و حفره‌ شده‌است و از آنجایی که هیچ سیستم اقلیمی برروی ماه وجود ندارد، حفره‌های ناشی از این برخورد‌ها فرسوده نشده و همچنان وجود دارند.

سطح ماه به صورت میانگین از 43 درصد اکسیژن،‌20 درصد سیلیکون، 19 درصد منیزیم، 10 درصد آهن، سه درصد کلسیم،‌سه درصد آلومینیوم،‌0.42 درصد کرومیوم، 0.18 درصد تیتانیوم و 0.12 درصد منگنز تشکیل شده‌است.

قطعاً ماه در دوران گذشته، آتشفشانهایی داشته است؛ اما غالب حفره‌هایی که در سطح آن دیده می‌شوند، نتیجه اصابت سنگ‌های آسمانی است که بعضی از آنها بسیار عظیم‌اند؛ برای مثال عمق حفره نیوتون ۸٬۰۰۰ متر تخمین زده شده‌است. مطالعاتی که تاکنون برروی این کره درخشان انجام گرفته نشان داده که شکل روی پنهان ماه درست مانند روی آشکار آن نیست. در آنسوی نادیده ماه، حفره‌های بیشتری وجود دارند که ابعاد آنها کوچکتر از حفره‌های روی آشکار ماه است.

اتمسفر ماه

قمر زمین از اتمسفری بسیار رقیق برخوردار است از این رو یک لایه غبار یا یک ردپا می‌تواند برای چندین قرن بروری سطح ماه به جا بماند، و همچنین به واسطه رقیق بودن اتمسفر درجه حرارت ماه نیز به شدت متغیر است،‌در روز حرارت بخش آفتابی ماه به 273 درجه فارنهایت می‌رسد درحالی که حرارت بخش تاریک ماه کمتر از منفی 243 درجه است.

رقیق بودن اتمسفر در ماه همچنین باعث می‌شود صدا قابلیت انتقال خود را در این محیط از دست بدهد و از این رو سطح ماه مکانی خاموش و بی‌صدا است. همچنین عدم وجود اتمسفر به معنی نبودن مولکول‌های هوا است و عدم وجود مولکول‌های هوا به معنی پراکنده نشدن نور خورشید در سطح ماه و سیاه شدن آسمان ماه است. از دیگر آثار نبودن اتمسفر در ماه چهره پرخراش و گودال آن است زیرا شهاب‌سنگ‌ها پیش از رسیدن به ماه از بین نمی‌روند و مستقیما و به آسانی به سطح ماه رسیده و با شدت به آن اصابت می‌کنند.

خاک ماه تقریبا یک‌رنگ و در همه‌جا خاکستری‌رنگ است و با گرد و غباری پوشیده شده که اصطلاحا خاکه‌سنگ نامیده می‌شود. ماه از صفحات زمین‌ساختی برخوردار نیست و از آن‌جا که در زمین کوه‌ها در نتیجه فشرده شدن این صفحات به هم پدید می‌آیند در ماه پدیده کوه‌زایی منشا زیرسطحی ندارد و تنها بر اثر برخورد شهاب‌‌سنگ‌ها است که ماه دارای پستی و بلندی‌هایی شده‌است.

ویژگی‌های مداری ماه

متوسط فاصله ماه تا زمین 384 هزار و 400 کیلومتر است، این کره در 363 هزار و 300 کیلومتری مسیر مداری‌اش به نزدیک‌ترین فاصله‌اش از زمین و در 405 هزار و 500 کیلومتری مدارش به دورترین فاصله‌اش خواهد رسید.

خواص جزر و مدی

نیروی گرانش ماه برروی زمین اثر می‌گذارد، و منجر به افزایش و کاهش قابل پیش‌بینی ارتفاع سطح آب می‌شود که به جزر و مد شهرت دارند. جرز و مد در مقیاس کوچکتر در دریاچه‌ها،‌اتمسفر زمین و درون پوسته زمین نیز رخ می‌دهد. مد به پدیده‌ افزایش سطح آب و جزر به کاهش سطح آب گفته می‌شود. مد در بخش‌هایی از زمین رخ می‌دهد که نسبت به میدان گرانشی ماه کمترین فاصله و بیشترین فاصله را دارد. جزر در محدوده‌ای میان این دو منطقه ایجاد می‌شود.

کشش ماه درعین حال چرخش زمین را نیز کند می‌کند،‌اثری که به ترمز جزر و مدی شهرت دارد و می‌تواند در هر قرن طول روزهای زمینی را درحدود 2.3 میلی‌ثانیه افزایش دهد. انرژی که زمین از دست می‌دهد توسط ماه جذب شده و فاصله‌اش را از زمین افزایش می‌دهد،‌این به آن معنی است که ماه سالانه 3.8 سانتیمتر از زمین دورتر می‌شود.

کشش گرانشی ماه شاید اصلی‌ترین عامل قابل زیست‌شدن سیاره زمین به شمار رود، زیرا این کشش میزان لرزش زمین در چرخش محوری‌اش را متعادل کرده و منجر به پایدار شدن آب‌و‌هوا طی میلیاردها سال شده‌است و به این شکل حیات اجازه رشد و نمو در زمین را یافته است.

چرا ماه به روی زمین سقوط نمی‌کند

زمین نیز با نیروی گرانشش ماه را به سوی خود می‌کشد و اگر می‌شد ماه را از گردش باز‌داشت، این کره با سرعتی باورنکردنی به سمت زمین آمده و با آن برخورد می‌کرد. اما حقیقت این است که ماه قرن‌ها است که با سرعتی برابر سه هزار و ۶۵۹ کیلومتر در ساعت به دور زمین در حال گردش است. در اثر این گردش، نیروی گریز از مرکزی به سمت خارج ایجاد می‌شود که شدت آن با نیروی گرانش زمین که به سمت داخل کشش دارد، برابری می‌کند. این دو نیروی مخالف، اثر یکدیگر را بطور متقابل خنثی می‌کنند، به نحوی که ماه هموراه بر مدار خود باقی می‌ماند.

گرفت‌ها

طی کسوف یا خسوف، یا ماه‌گرفتگی و خورشید‌گرفتگی، ماه،‌زمین و خورشید در خطی تقریبا مستقیم یا مستقیم قرار می‌گیرند. در ماه‌گرفتگی زمین مستقیما در میان ماه و خورشید قرار می‌گیرد و سایه زمین سطح ماه را به صورت نسبی یا کامل می‌پوشاند. ماه‌گرفتگی تنها زمانی می‌تواند رخ دهد که ماه کامل باشد.

فصل‌ها

محور گردش زمین به دور خودش نسبت به استوا از انحرافی برخوردار است که باعث می‌شود نیم‌کره شمالی و جنوبی زمین متناسب با زمان گاه به سوی خورشید و گاه به دور از خورشید قرار بگیرند و به این شکل فصل‌ها به وجود می آیند. انحراف محور زمین نسبت به خط استوان 23.5 درجه است درحالی که ماه از انحرافی 1.5 درجه‌ای برخوردار است و به همین خاطر است که در ماه هیچ فصلی وجود ندارد،‌این به آن معنی است که بخش‌هایی از ماه همیشه زیر نور خورشید قرار می‌گیرند و بخش‌هایی دیگر همیشه در تاریکی به سر می‌برند.

فازهای ماه

خورشید خود می‌درخشد، و بازتاب نورش از ماه باعث می شود ساکنان زمین بتوانند ماه را نیز ببینند. اگر رخ آشکار ماه به‌طور کامل تحت تابش نور خورشید قرار بگیرد، ماه از زمین به‌صورت قرص کامل دیده می‌شود، اما اگر نور خورشید تنها بخشی از سطح ماه را روشن کند، بر اساس میزان میزان تابش نور خورشید ماه به شکل هلال باریک نوری، نیم قرص و یا به صورت یک قرص گرد نورانی دیده می‌شود؛ پدیده‌ای که به فازها یا صورتهای مختلف ماه شهرت دارد.

درحدود هفت روز پس از ماه نو، ماه از دید ساکنان زمین از پهلو مورد تابش نور خورشید قرار می‌گیرد. در این شرایط انسان نیمی از ماه را تاریک و نیم دیگر را روشن می‌بیند، وضعیتی که به یک‌چهارم نخست شهرت دارد. هفت روز پس از آن، ماه از دید زمین در مقابل خورشید قرار می‌گیرد و قرص کامل دیده می‌شود، پس از آن است که قطر قسمت نورانی ماه کاسته شده و هفت روز پس از بدر یا قرص کامل، وضعیت یک‌چهارم دوم ایجاد می‌شود، یعنی ماه از دید زمین در سمت راست یا در غرب خورشید قرار می‌گیرد و در نهایت دوباره به وضعیت ماه نو باز می‌گردد.

ماموریت‌های اکتشافی ماه

ماه به عنوان درخشان‌ترین جرم در آسمان شب سیاره زمین، هزاران سال است که راهنمای انسان‌ها بوده‌است،‌برای مثال ماه‌های تقویم زمین برابر یک چرخش کامل ماه به دور زمین است. گذشتگان توصیف‌های متفاوتی از ماه داشتند،‌کاسه آتش یا آینه‌ای که زمین را باز‌ می‌تاباند از جمله این توصیف‌ها است. اما فلاسفه یونانی می‌دانستند که ماه کره‌ای است که در مدار زمین در حرکت است که با بازتاباندن نور خورشید در شب قابل دیدن می‌شود. یونانی‌ها همچنین باور داشتند بخش تاریک ماه از دریا پوشیده شده و بخش درخشان آن خشکی است.

اولین انسانی که با استفاده از تلسکوپ برروی ماه رصد‌های علمی انجام داد گالیله بود، وی در سال 1609 طی این رصد‌ها سطح ناهموار و خشن ماه را به تصویر کشید که با باور عموم که ماه را دارای سطحی نرم و صاف می‌دانستند، متفاوت بود.

انسان تاکنون ۷۳ مأموریت فضایی به سوی ماه و برروی سطح ماه انجام داده‌است. تغییرات حرارتی شدید روی ماه و همچنین تشعشات مرگبار کیهانی و احتمال برخورد مداوم شهاب‌سنگ‌ها هرنوع امکان سکونت انسان برروی این کره را از بین برده و به حداقل رسانده‌است. در این میان پژوهشگران آژانس فضایی ژاپن موفق به کشف حفره‌ای گدازه‌ای در ماه شده‌اند که به اعتقاد آن‌ها این حفره مکانی مناسب برای ساخت اقامتگاه‌های فضایی در آینده‌ای نه چندان دور خواهد بود. سفر به ماه با وجود تکنولوژی‌های امروزی درحدود سه روز طول می‌کشد. کره ماه تنها جرمی است که انسان‌ها تاکنون برروی آن قدم گذاشته‌اند.

درسال 1959 شوروی سابق اولین فضاپیمای خود را برای برخورد با سطح ماه به سوی این کره روانه کرده و اولین تصویر از بخش ناپیدای ماه را به ثبت رساند. در سال ۱۹۶۹ سازمان ناسا اعلام کرد که نخستین فضانوردانش،‌ نیل آرمسترانگ و باز آلدرین طی ماموریتی نفس‌گیر به نام آپولو بر سطح ماه فرود آمده‌اند،‌این دو فضانورد حین بازگشت 382 کیلوگرم از خاک و سنگ‌های ماه را برای مطالعه و بررسی با خود به زمین آوردند.

تحقیقات و مطالعات برروی ماه پس از وقفه‌ای طولانی در دهه 1990 با آغاز ماموریت روباتیک کلمنتاین و جستجوگر ماه ناسا از سر گرفته شد. هردو ماموریت احتمال وجود آب در قطب‌های ماه را زنده کردند، نشانه‌هایی که در سال 2009 با پرتاب مدارگرد اکتشافی ماه و رصدگر حفره‌های ماه به اثبات رسید. مدارگر اکتشافی ماه در سال 2011 دقیق‌ترین نقشه از ماه را به زمین ارسال کرد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 27 تیر1392 ساعت 19:14 | لینک ثابت |
تلسکوپ فضایی هابل برای اولین بار یک سیاره آبی رنگ را مشاهده کرد . این سیاره HD 189733b نام دارد و در فضا هم‌رنگ سیاره ی ما دیده شود.

دانشمندان عقیده دارند که این سیاره از نوع یک “مشتری داغ” و یک غول گازی است که به ستاره اش بسیار نزدیک است و دمای آن به هزار درجه سانتیگراد می رسد. این سیاره هر ۲٫۲ روز زمینی یک بار به دور ستاره اش می‌چرخد و در فاصله ۶۳ سال نوری از زمین واقع شده است.

تصویری هنری از سیاره HD 189733b ، یک غول گازی بزرگ در مداری بسیار نزدیک به ستاره اش و با دمایی بیش از۱۰۰۰ درجه ی سانتیگراد و طوفانهای ۷۰۰۰ کیلومتر بر ساعتی که روی آن می وزد.

غول‌های گازی و یا سیارات مشتری‌سان سیارات بزرگ و گازی هستند که عمدتاً از سنگ و یا مواد جامد دیگر تشکیل نشده‌اند. مشتری، زحل، اورانوس و نپتون چهار غول گازی منظومه خورشیدی ما هستند. علاوه بر این، غول‌های گازی فراخورشیدی بسیاری تاکنون شناخته شده‌اند که اطراف ستاره‌های دیگر در حال گردش‌اند و سیاره HD 189733b یکی از این غولهای خورشیدی فراخورشیدی محسوب می شود. باران های شیشه ای و بادهایی با سرعت ۷۰۰۰ کیلومتر بر ساعت روی این سیاره می وزد.

تلسکوپ فضایی هابل و سایر تلسکوپهای فضایی مطالعات وسیعی روی این سیاره و اتمسفر آن انجام داده اند و مشخص شده است که اتمسفر این سیاره به طور چشمگیری قابل تغییر و عجیب است. مشاهدات اولیه با روشهای مختلف نشان دهنده رنگ آبی پراکنده این سیاره بود اما مشاهدات اخیر تلسکوپ هابل این رنگ آبی را تأیید می کند.

رنگ تعدادی سیاره همانطوری که در محدوده ی طیفی ما دیده می شوند

به گفته فردریک پونت از دانشگاه اکستر انگلستان، منجمان بر این باورند که این رنگ به دلیل ترکیبی از انعکاس ابرهای سیلیکات و جذب توسط اتم‌های سدیم به وجود می‌آید. دانستن این که دقیقا چه چیزی باعث رنگ جو یک سیاره شده بسیار سخت است، حتی برای سیاره های سامانه ی خورشیدی. ولی تصویری که از سیاره داریم می سازیم بزودی کامل می شود.

موقعیت سیاره مورد مطالعه به طور باورنکردنی ۳۰ برابر نزدیک‌تر به ستاره میزبانش در مقایسه با موقعیت زمین نسبت به خورشید است. تیم ایوانز از دانشگاه آکسفورد بریتانیا، و رهبر این پژوهش می گوید: ما هنگامی که این سیاره از مقابل ستاره اش گذشت،طیف آبی رنگ را مشاهده کردیم. از این راه توانستیم دریابیم که سیاره HD 189733b به رنگ آبی است، زیرا سیگنال هایی که در رنگ های دیگر می آمد در طیف ثابت می ماند.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 27 تیر1392 ساعت 19:3 | لینک ثابت |

بزرگترین دوربین دیجیتال جهان که اواخر سال جاری به فضا پرتاب خواهد شد، برای تهیه نقشه سه بعدی از کهکشان راه شیری مورد استفاده قرار می گیرد.
تلسکوپ فضایی 960 میلیون دلاری Gaia ‌که بزرگترین دوربین دیجیتال جهان محسوب می شود،‌ با هدف تهیه دقیق ترین نقشه سه بعدی از کهشکان راه شیری به فضا پرتاب می شود.

وضوح تصویری بسیار بالای این دوربین امکان مشاهده یک تار مو از فاصله 700 کیلومتری را امکانپذیر می کند. این تلسکوپ اقدام به تهیه تصاویر سه بعدی از بیش از یک میلیون ستاره در کهکشان راه شیری می کند.

این تلاش برای نخستین بار به اخترشناسان برای تعیین دقیق جایگاه سیاره زمین در کهکشان راه شیری کمک می‌کند؛ همچنین امکان بررسی و تعیین دقیق فاصله ستارگان اطراف منظومه شمسی با جزئیات بسیار دقیق فراهم می‌شود.

«الوارو گیمنز» مدیر علمی آژانس فضایی اروپا (ESA)، تلسکوپ فضایی Gaia‌ را رویای اخترشناسان عنوان می کند که علاوه بر فراهم کردن امکان تعیین سن، اندازه و حرکت ستارگان، می تواند برای کشف پنج هزار سیاره جدید خارج از منظومه شمسی نیز مفید واقع شود.

تلسکوپ فضایی Gaia ماه اکتبر 2013 میلادی (مهر ماه) از پایگاه فضایی گویان فرانسه توسط موشک Soyuz-Fregat‌ به فضا پرتاب خواهد شد.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 27 تیر1392 ساعت 18:53 | لینک ثابت |

فیزیکدانان با کشیدن، از جای برکندن و از شکل انداختن اتم‌ها، به آن‌ها حدود جدید و عجیب و غریبی می‌بخشند.

یک روش برای از بین بردن اتم، شلیک کردن به آن با استفاده از قویترین تفنگ اشعه‌ی X این سیاره است. لیندا یونگ (Linda Young) در اکتبر سال 2009 زمانی که در حال تست لیزر جدید الکترون آزاد اشعه‌ی X در آزمایشگاه شتاب‌دهنده‌ی ملی در کالیفرنیا بود، سعی کرد تا این آزمایش را انجام دهد. یک پالس از این دستگاه 400 میلیون دلاری برابر با همه‌ی انرژی تابشی بود که در همان لحظه از خورشید به زمین می‌رسید، با این تفاوت که تنها در یک سانتی‌متر مربع متمرکز شده بود. یونگ می‌گوید: «این پالس هر چیزی را که در سر راهش قرار دهید، نابود خواهد کرد.»

زمانی که پالس لیزر به اتم‌های نئون در آن آزمایش برخورد کرد، آن‌ها را منفجر کرده و هر اتم ده الکترونی را در 100 فمتو‌ثانیه از جای برکند. اما شیوه‌ی این انهدام برای یونگ جالب‌ترین قسمت آن بود. پرتوهای X ابتدا الکترون‌های داخلی اتم را حذف کردند و الکترون‌های بیرونی را در سر جای خود باقی گذاردند. بنابراین برای لحظه‌ای کوتاه اتم‌های نئونی که در مسیر لیزر قرار داشتند، توخالی شدند.

این شکل نامتعارف نئون یکی از چندین نمونه‌ای است که توسط فیزیکدانانی که در از شکل انداختن اتم‌ها مصمم هستند، خلق شده است. برخی از این گروه‌ها اتم‌ها را به اندازه‌ی ذرات گرد‌‌و‌غبار درآورده‌اند. در مواردی پاد‌اتم از پادماده ایجاد شده است. برخی دیگر هسته‌های اتمی را با پروتون‌ها و نوترون‌ها در جهت تلاش برای ایجاد عناصر فوق‌سنگین جدیدی بارگذاری کرده‌اند. برخی از این آزمایش‌ها به منظور بررسی ساختار اتمی صورت می‌گیرد. در برخی دیگر از اتم‌ها به عنوان اولین گام در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود. همه‌ی اینها زاده‌ی انقلابی در نظریه‌ی اتمی است که توسط فیزیکدان دانمارکی، نیلز بور (Niels Bohr)، در صد سال پیش توسعه داده شد. اما بور به سختی قادر به تصور میزان پیشروی دانشمندان در تغییر شکل اتم‌ها بوده است.

اتم‌های توخالی

در مدل بور مربوط به سال 1913 الکترون‌ها ذرات نقطه‌مانندی فرض شدند که کوانتیده‌اند. به این معنا که تنها می‌توانستند از مداری به مدار دیگر جهش کنند اما قادر نبودند بین مدارها وجود داشته ‌باشند. با ظهور مکانیک کوانتوم در دهه‌ی 1920، مفهوم مدارها حفظ شد با این تفاوت که الکترون‌ها می‌توانند در همه‌جا در اطراف هسته حضور داشته باشند و مکان احتمالی آن‌ها با استفاده از یک تابع‌موج ریاضی شرح داده شد.

جدا کردن الکترون‌هایی که از هسته دورترند، به انرژی کمتری نیاز دارد، بنابراین معمولاً در ابتدا حذف می‌شوند. اما یونگ با استفاده از دستگاه لیزر اشعه‌ی X در آزمایش سال 2009 توانست ابتدا همه‌ی الکترون‌های داخلی اتم‌های نئون را حذف کند و زمانی که الکترون‌ها از پوسته‌های خارجی به پوسته‌های داخلیِ خالی شده سقوط می‌کردند، توسط پرتو حذف می‌شدند.

یونگ می‌گوید: «اگر شما اشعه‌ی X را به درستی تنظیم کنید، می‌توانید انتخاب کنید که ابتدا می‌خواهید کدام پوسته خالی شود.» گزارش کنونی در مورد این نوع خالی کردن اتم، مربوط به عنصر زینان است که توسط گروهی از دانشمندان آلمانی در نوامبر گذشته منتشر شده است. یونگ معتقد است دانستن اینکه اتم‌های توخالی چطور تشکیل می‌شوند، می‌تواند به پژوهش‌گران جهت تفسیر تغییر الگوهای پراکندگی هنگام انفجار یک مولکول کمک کند. امسال فریتز اومیر (Fritz Aumayr) فیزیکدانی از دانشگاه صنعتی وینا مقاله‌ای منتشر کرده است که نشان می‌دهد انرژی خارج شده از یون‌ها به طرف غشاهای کربنی می‌تواند سوراخ‌هایی با مقیاس نانو ایجاد کند که اندازه‌ی آن‌ها با توان بار یون‌ها قابل کنترل است.


اتم‌های غول‌پیکر

از دید هسته‌ی اتم، الکترون‌ها مسافران دورافتاده‌ای هستند، چراکه هسته قطری در ابعاد فمتومتر دارد اما الکترون‌ها به طور معمول صد هزار برابر قطر هسته‌ای از مرکز اتم می‌توانند دور شوند. اما اتم‌های ریدبرگ، غول‌های دنیای اتمی، الکترون‌های بیرونی دارند که می‌توانند صد میلیارد برابر قطر هسته‌ای از مرکز اتم فاصله بگیرند. بزرگترین اتم‌های ریدبرگ می‌توانند اندازه‌ای در ابعاد نقطه‌ی پایان این جمله داشته باشند.


این اتم‌های غول‌پیکر از دهه‌ی 1970 با پدید آمدن لیزر که می‌توانست الکترون‌ها را تا چنین فاصله‌های زیادی برانگیخته کند، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفتند. این الکترون مانند هر مسافر راه دور دیگری می‌تواند تنها و آسیب‌پذیر باشد. جاذبه‌ی هسته در این فاصله ضعیف عمل می‌کند. بنابراین الکترون‌ها به‌سادگی می‌توانند تحت تاثیر میدان‌های الکترومغناطیسیِ سرگردان و یا در اثر برخورد مختل شوند. به همین دلیل این اتم‌ها باید در خلا بالا ایجاد شوند. اگر مجزا سازی از نیروهای خارجی با دقت انجام شود، این اتم‌های متورم را می‌توان از چندین صدم ثانیه تا چندین ثانیه به همین حالت نگه داشت.

از نظر باری داننینگ (Barry Dunning) فیزیکدانی از دانشگاه هوستون در تگزاس، لذت کار کردن با اتم‌های ریدبرگ آنجاست که توانایی ارزشمندی برای کنترل حرکت یک الکترون می‌دهد. این کار با اتم‌های معمولی امکان‌پذیر نیست زیرا سرعت الکترون‌ها حتی در صورت استفاده از سریع‌ترین لیزر‌ها بسیار زیاد است، در حالی که حرکت الکترون متورم اتم ریدبرگ بسیار آهسته‌تر است. او با استفاده از این روش اتم بور را پس از حدود یک قرن دوباره ایجاد کرده است .

این اتم‌ها کاربردهای دیگری نیز دارند. دو اتم گازی که در فاصله‌ی چند میکرومتری از یکدیگر قرار دارند، در حالت عادی بر یکدیگر تاثیر نمی‌گذارند اما اگر یکی یا هر دو متورم باشند، ابرهای الکترونی شروع به دفع یکدیگر می‌کنند. مارک سافمن (Mark Saffman) فیزیکدانی از دانشگاه ویسکانسین مدیسون (University of Wisconsin-Madison) با استفاده از این ویژگی یک گیت منطقی کوانتومی ساخته است. این رویکرد ممکن است یک مدل مناسب برای مطالعه‌ی فیزیک سیستم‌های حالت جامدِ همبسته‌ی قوی ایجاد کند.


اتم‌های پادماده

در حال حاضر که مهندسان در حال ارتقای توان برخود دهنده‌ی بزرگ هادرونی در سرن هستند، در سالن مجاور آن آزمایشی در حال ارتقا است که ممکن است به فیزیکدانان اجازه دهد تا ویژگی‌های اتم‌های پادماده را اندازه بگیرند. این هدفی است که پژوهش‌گران از سال 1995، زمانی که اولین اتم‌های پادهیدروژن در سرن ساخته شدند، دنبال کرده‌اند.

یک اتم پادهیدروژن شامل یک پادپروتون و یک پوزیترون است که به ترتیب همان جرم یک پروتون و یک الکترون معمولی را داراست اما با بار مخالف. اطلاعات بسیار محدودی در مورد پادهیدروژن وجود دارد. جفری هنگس (Jeffrey Hangst) سخنگوی ALPHA ، یکی از همکاری‌های مشترک برای تولید و تجزیه‌و‌تحلیل پادهیدروژن، می‌گوید: «آیا اتم‌های ماده و پادماده از قوانین یکسانی در فیزیک پیروی می‌کنند؟»

این آزمایش‌ها در سرن ممکن است در توضیح اینکه چرا در جهان مرئی ماده‌ی بیشتری در مقایسه با پادماده وجود دارد، کمک کننده باشد.

برای ایجاد اتم‌های پادهیدروژن، پژوهش‌گران در سرن ابتدا پادپروتون‌ها را با بمباران کردن اتم‌ها به وسیله‌ی پروتون‌های پرشتاب ایجاد کرده‌اند. سپس سرعت‌ آن‌ها را با گذراندن از میان یک ورقه‌ی فلزی؛ و دمای آن‌ها را با استفاده از الکترون‌های سرد، کاهش داده و در نهایت با کمک میدان‌های الکترومغناطیسی آن‌ها را به دام انداخته‌اند. با استفاده از روشی مشابه پوزیترون‌هایی که به وسیله‌ی مواد پرتوزا گسیل می‌شوند، جمع‌آوری می‌گردند. هنگامی که ابرهای ذرات باردار با یکدیگر ترکیب می‌شوند، اتم‌های پادماده‌ی خنثی به وجود می‌آیند. اما به دلیل عدم وجود هیچ بار خالصی، در آزمایش‌های اولیه این اتم‌ها از میدان‌های الکترومغناطیسی که برای گیراندازی آن‌ها بکار رفته بودند، می‌گریختند.

در سال 2002 دو همکاری جهت ایجاد 50000 اتم پادماده انجام شد، اما این اتم‌ها به سرعت روی دیواره محفظه‌ی خود نابود شدند. در سال 2010 گروه ALPHA نشان داد که چگونه این اتم‌ها به کمک سه آهن‌ربا با یک میدان مغناطیسی مشترک و گشتاور مغناطیسی کوچکی، پاد‌هیدروژن را مهار کردند که برای مدت 170 میلی‌ثانیه حفظ شد و به ازای هر 8 بار تکرار آزمایشِ 20 الی 30 دقیقه‌ای، تنها یک اتم به دام می‌افتاد. اما این گروه تجهیزات خود را به منظور گیراندازی یک اتم در هر آزمایش و نگهداری آن برای 1000 ثانیه ارتقا داده است.

این گروه اکنون در تلاش است تا ویژگی‌های پاداتم‌ها را بررسی کند .


اتم‌های سنگین

پاداتم‌ها نادر هستند اما پژوهش‌گرانی که آن‌ها را بررسی می‌کنند در مقایسه با آن‌هایی که اتم‌های فوق سنگین را دنبال می‌کنند، در دریایی از داده‌ها غرق هستند. در آزمایشی که صبر عظیمی نیاز داشت، پژوهش‌گرانی از دارمشتات آلمان (the GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research) 5 ماه از سال گذشته را صرف شلیک به یون‌های‌ تیتانیوم-50، با 22 پروتون و 28 نوترون برای هر یون نموده‌اند، با این امید که فقط یک یا دو بار بین دو اتم هم‌جوشی رخ داده و عنصری با 119 پروتون تشکیل شود؛ سابق بر این چنین چیزی اتفاق نیفتاده است.

برخورد شدید باریکه‌هایی از اتم‌های سنگین طی هفتاد سال گذشته به فیزیکدانان اجازه داده است که جرم‌های سنگینی از پروتون‌ها و نوترون‌ها به وجود آورند و جدول تناوبی را فراتر از سنگین‌ترین عناصر طبیعی کنونی گسترش دهند. در حال حاضر رکورد با عنصر لیورموریوم (livermorium) است که از 116 پروتون و بسته به نوع ایزوتوپ 174 تا 177 نوترون تشکیل شده است.

در مورد عناصری با 117 و 118 پروتون نیز ادعاهایی وجود دارد که هنوز رسماً تایید نشده است.

احتمال هم‌جوشی هسته‌ها با سنگین‌تر شدن آن‌ها کاهش می‌یابد. زیرا پروتون‌ها و نوترون‌ها در برابر چسبیدن به یکدیگر مقاومت می‌کنند. بیشتر پژوهش‌گران بر این باورند که فراتر از عنصری با 120 پروتون شانس هم‌جوشی‌های سنگین‌تر بسیار ناچیز می‌شود. از آن پس برای ادامه‌ی بررسی‌ها در زمینه‌ی عناصر فوق سنگین باید انگیزه‌ از انجام این کار مشخص باشد. کنجکاوی و غرور ملی به خاطر سهیم شدن نام کشورها در اضافه کردن عنصری به جدول تناوبی نقش ایفا می‌کند. اما هر عنصر فوق سنگین بسیار کوتاه عمر است و طی چندین میلی‌ثانیه از هم می‌پاشد.

بر طبق فرضیات نظریه‌پردازان، برخی از ترکیبات فوق‌سنگین پرتون و نوترون ممکن است برای مدت چندین ثانیه، دقیقه یا روز دوام آورد و این زمانی امکان‌پذیر است که تعداد پروتون ها بین 114 تا 126 و تعداد نوترون‌ها حدود 184 باشد. اکنون واضح است که چرا تولید عناصر فوق‌سنگین پایدار از طریق برخورد عناصر سبک با عناصر سنگین امکان‌پذیر نیست، زیرا تعداد نوترون عنصر حاصل شده بسیار اندک است. بنابراین پژوهش‌گران در حال تغییر روش‌های خود از طریق تلاش برای ساخت ایزوتوپ‌های سنگین‌تر عناصری که قبلاً ایجاد کرده‌اند، هستند.

به همین دلیل دانشمندان سال آینده در موسسه‌ی تحقیقات هسته‌ای در دوبنا روسیه گرد هم می‌آیند تا ایزوتوپ‌های غنی از نوترون عنصری با عدد اتمی 118 را از طریق شلیک باریکه‌هایی از کلسیم48 به کالیفرنیوم پرتوزای251 بدست آورند.

به گفته‌ی یکی از پژوهش‌گران همواره تولید عنصر بعدی سخت‌ترین خواهد بود.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 20 تیر1392 ساعت 14:27 | لینک ثابت |

یک گروه از دانشمندان، تاجران و فعالان عرصه سرگرمی قصد دارند به جای انتظار منفعلانه برای نشانه‌های حیات هوشمند در کیهان، نخستین تلاش بشری برای ارسال پیام‌های مستمر به هوش فرازمینی را اجرایی کنند.

پروژه " لون سیگنال" از هرکس که دارای ارتباط اینترنتی است می‌خواهد که به ارسال پیام به فضاهای دور تر کمک کند تا بتوانند حضور خود را در کیهان اعلام کنند.

امروز دوشنبه 17 ژوئن (27 خرداد ماه) پروژه لون سیگنال افتتاح می‌شود و نخستین تلاش بشریت برای ارسال پیام‌های هوشمند به هوش فرازمینی را رقم می‌زند.

ارنستو کولیزا مسئول بازاریابی اصلی لون سیگنال دریک نشست خبری که طی آن اهداف این پروژه اعلام شد اظهار داشت: تا جایی که به یاد می‌آورم به بالا نگاه کرده و از خودم می‌پرسیدم که آیا کسی از آن بالا به من نگاه می‌کند یا خیر. فکر می‌کنم این فقط یک کنجکاوی ذاتی باشد که همه ما از آن برخورداریم. همه ما می‌خواهیم آنچه که در دیگر سو است را ببینیم این مسئله به میزان کنجکاوی ما ارتباط دارد.

دانشمندانی که با پروژه لون سیگنال همکاری دارند یک نقطه محبوب در فضا را انتخاب کرده‌اند که همه پیام‌هایی که از طریق شبکه این شرکت ارسال می‌شود به یک منظومه ستاره‌ای به نام Gliese 526 ارسال می‌شود. این منظومه در فاصله 17.6 سال نوری زمین قرار دارد.

جیکوب هک میرسا دانشمند ارشد این پروژه گفت: در این منطومه محققان هنوز سیاره‌ای که دور یک ستاره کوتوله قرمز بچرخد پیدا نکرده‌اند اما Gliese 526 یک کاندیدای مناسب برای پشتیبانی از حیات است که در فهرست منظومه‌های قابل سکونت نزدیک شناسایی شده است.

هک میرسا و اعضای تیم وی تصمیم دارند که این سیگنال را در آینده به یک منظومه ستاره‌ای منتقل کنند.

پیر فابر از بنیانگذاران این پروژه اظهار داشت: ما می‌خواهیم این کار سرگرم کننده باشد اما از سوی دیگر به دنبال استراتژی بلند مدت هستیم. ما اکنون نزدیکترین و منطقی‌ترین ستاره‌ها را هدف می‌گیریم.

اوپراتورهای لون سیگنال در زمان ارسال پیام به Gliese 526 از ایستگاه زمین جیمزبورگ استفاده می‌کنند، یک دیش رادیویی در مرکز کالیفرنیا که در سال 1968 ساخته شد. لون سیگنال این آنتن را به مدت 30 سال اجاره کرده است اما مقامات این شرکت امیدوارند که این پروژه طولانی‌تر از این مدت باشد.

مقامات این پروژه اظهار داشتند که امواج تلویزیونی، رادیویی و سایر پرتوهای الکترومغناطیسی به طور مستمر توسط دستگاه‌های سراسر جهان منتشر می‌شود؛ اما این سیگنال‌ها ضعیف‌تر از سیگنال‌هایی است که لون سیگنال ارسال می‌کند، از طرفی قابلیت شناسایی سیگنال‌هایی که این پروژه ارسال می‌کند در منظومه مقصد بیشتر است.

ایستگاه زمینی جیمز بروک چندین نوع پرتو به مقصد منظومه ستاره‌ای Gliese 526 ارسال می‌کند. یک پرتو دربرگیرنده پیام سلام است که توسط ستاره شناسی به نام مایکل بوش ارائه شده است. در این پیام موقعیت زمین توضیح داده شده و عناصر جدول تناوبی مورد اشاره قرار می‌گیرد و تعریفی از اتم هیدروژن در رمز دو دوئی ارائه می‌شود.

اگر یک گروه از بیگانگان فضایی روی یک سیاره که دور مدار Gliese 526 می‌چرخد دستگاهی معادل آرایه تلسکوپ آلن کالیفرنیا داشته باشند می‌توانند این پیام را شناسایی، ضبط و احتمالا رمز گشایی کنند.

نکته جالب درباره این پروژه این است که اعضای آن پیام‌های مردم از سراسر دنیا را به فضا ارسال می‌کند اما تنها نخستین پیام از سوی مردم رایگان خواهد بود اما پیام‌های بعدی که می‌تواند شامل پیام‌های تصویری باشد، دارای هزینه است.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 20 تیر1392 ساعت 14:24 | لینک ثابت |

یک تیم بین‌المللی از دانشمندان موفق به شناسایی شش ستاره مشابه خورشید با کمربندهای غبار خارق‌العاده شده‌اند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این دیسک‌های غبار کشف شده نه تنها بزرگتر از کمربند کپلر بلکه بسیار سرد هستند.

با دمای تقریبا 250- درجه سانتیگراد این دیسک‌ها احتمالا سردترین نمونه‌های شناخته‌شده تاکنون هستند.

در مقام مقایسه، کمربند کپلر حدود 70 درجه سانتیگراد گرمتر بوده و برخی از دیسکهای غبار از دمای اتاق برخوردارند.

این شش دیسک غبار به دلایل دیگر نیز اسرارآمیز هستند. آنها فاقد مشخصه گرد و غبار هستند که همیشه در زمان برخورد سنگها منتشر می‌شود.

به گفته دانشمندان، ذرات کوچکتر غبار بسیار گرمتر از دمای این دیسک ها هستند. بر این اساس، دیسک های سرد فقط از سنگهای تقریبا نه چندان بزرگ ساخته شده‌اند.

محاسبات دانشمندان نشان داده که شعاع ذرات بین چند میلیمتر و حداکثر چندین کیلومتر است.

این محققان با استفاده از رصدخانه فضایی هرشل که بزرگترین تلسکوپ ارسال شده به فضا بوده، توانسته‌اند این دیسک های غبار غیرعادی را کشف کنند.

رصد دیسک های غبار سرد به رغم اثربخشی عظیم آن، حتی برای هرشل نیز کار بزرگی بوده است؛ از این رو دانشمندان از قابلیت درک این امکان که شاید این دیسک های غبار فرضی کهکشان های زمینه‌یی باشند که از سر اتفاق در پشت ستاره مرکزی قرار گرفته‌اند، برخوردار نیستند.

محققان بر این باورند که می‌توانند یقین نهایی در مورد یافته‌های خود را با کمک داده‌های ابزارهای بیشتر مانند تلسکوپ رادیویی آلما در شیلی به دست بیاورند.

این پژوهش در مجله Astrophysical منتشر شده است.

نوشته شده توسط حامد حسینی در پنجشنبه 20 تیر1392 ساعت 14:17 | لینک ثابت |