+ - + اخبار فیزیک + - +

[Campus]

[h=1]انتشار نور با سرعت بی‌نهایت در یک نانوابزار[/h]
گروهی از فیزیک‌دانان و مهندسان از انتشار نور مرئی با سرعتِ بی‌نهایت درون یک قطعه‌ی نانو‌متری خبر می‌دهند. این وسیله موجب برقراری ارتباطِ آنی نمی‌شود (حد بالای سرعت مطابق نظریه نسبیت اینشتین هم‌چنان برقرار است) اما کاربرد‌های مختلفی برای نمونه، در ساخت مجموعه مدار اپتیکی دارد.

وِنشان کای، مهندس برق در مؤسسه جورجیا می‌گوید: اثبات چنین موضوعی در عین جالب بودن، بسیار مفید می‌باشد.

همواره در خلأ نور با تندی ۳۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ متر بر ثانیه انتشار می‌یابد. در یک ماده مثل شیشه نور با تندی کم‌تری منتشر می‌شود. نسبت تندی نور در خلأ به تندی نور در ماده ضریب شکستِ محیط نامیده می‌شود که مشخصاً بزرگتر از یک می‌باشد. به هر حال دانشمندان به بررسی برهمکنش نور با ماده پرداخته اند تا ضریب شکست‌های عجیب و غریبی از جمله ضریب شکستِ منفی بدست آورند. ضریب شکستِ منفی به خمشِ نور منجر می‌شود.

هم اکنون آلبرت پولمن، فیزیکدانی عضو مؤسسه FOM در آمستردام و نادر انقطاع مهندس برق ایرانی در دانشگاه پنسیلوانیا به همراه همکارانشان موفق به انجام کار بزرگی شده اند. آن‌ها وسیله‌ای کوچک ساخته اند که ضریب شکست نور مرئی در آن صفر می‌باشد به همین منظور امواج نوری با طول موجی خاص بسیار سریع حرکت می‌کنند.

این وسیله میله‌ای مستطیلی شکل از جنس سیلیکون دی اُکسید (نارسانا) با ابعاد ۲۰۰۰ نانومتر طول و ۸۵ نانومتر ضخامت می‌باشد که توسط نقره (رسانا) احاطه شده است. به دلیل خاصیت رسانا نور نمی‌تواند از دیوارهٔ از جنسِ نقره خارج شود. در نتیجه محیطِ انتقال دهندهٔ نوری به اسم موج‌بر داریم. محققان با انتخاب پهنای سیلیکون دی اُکسید از ۱۲۰ تا ۴۰۰ نانومتر، وسایل گوناگونی ساختند. آن‌ها گزارش کار خود را در مجله فیزیکال ریویو لِتِر بیان می‌کنند.

در چنین موج‌بری چون که میدان‌های الکترومغناطیسی بایستی از شرایطِ مرزی معینی روی دیواره‌های موج‌بر تبعیت کنند، نور به شکل متفاوتی رفتار می‌کند،. نور با طول موج کوتاه بین دو انتهای موج‌بر به طور رفت و برگشتی جست و خیز می‌کند. قله‌ها و فرورفتگی‌های امواج رو در رو انتشار کننده با یکدیگر هم‌پوشانی می‌کنند. نتیجه این هم‌پوشانی تولید الگویی از نوار‌های تاریک و روشن می‌باشد. وقتی طول موج از طول موج قطع۱ بیشتر باشد، در موج‌بر گسیلِ نور نخواهیم داشت.

درست در طول موج قطع، اجسام رفتارهای جالبی از خود نشان می‌دهند. در این طول موج به جای تولید الگوی نواری تمامی موج‌بر روشن خواهد شد. طبق این مطلب جای آنکه قله‌های امواج در فاصله‌های مساوی از هم باشند، رفتار امواج به گونه است که قله‌ها با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنند و در آنِ زمانی هر جایی هستند. بنابراین نور به شکل همگام در طول موج‌بر نوسان می‌کند.

پیش‌تر، انقطاع و گروهش ضریب شکست صفر را برای تابش با طول موج بزرگتر (ریزموج) تولید کرده بودند. تکرار این کار برای نور مرئی سخت‌تر بود چون که وسیله جدید برای نگه داشتن نور خیلی کوچک است. در عوض محققان باریکه‌ای از الکترون‌ها را برای تولیدِ نور با همه طول موج‌ها، درون موج‌بر روانه کردند و نور خروجی از آن را اندازه‌گیری کردند. مقدار روشنایی نور در یک طول موجِ خاص به این بستگی دارد که باریکهٔ الکترون به مکانِ تاریک یا مکانِ روشنِ ایجاد شده توسط آن طول موج وارد می‌شود.

بنابراین محققان با بررسی باریکه در طولِ موج‌بر و نمایش خروجی، الگوی نوری در هر طول موج را یافتند. چی تینگ چان از فیزیک‌دانان دانشگاه هنگ کنگ می‌گوید: این در نوع خود بهترین نانو-ساخت و مشخصه‌یاب است.

بنابراین سوأل این جاست، چطور موج نوری با چنین آرایشی از قله‌ها که در بالا ذکر شد نسبیت را نقض نمی‌کند؟ انقطاع توضیح می‌دهد که نور دو نوع تندی دارد. سرعت فاز نشان می‌دهد که موج‌های با یک طول موجِ مشخص چقدر سریع حرکت می‌کنند. این در حالی است که سرعت گروه نشان می‌دهد که نور انرژی یا اطلاعات را چقدر سریع انتقال می‌دهد. انقطاع می‌گوید: تنها سرعت گروه در موج‌بر بایستی کم‌تر از سرعت نور در خلأ باشد.

دکتر انقطاع می‌گوید: این وسیله کاربردهای گوناگونی دارد. چون نور خروجی از موج‌بر در اصطلاح «هم‌گام» است، با خمش موج‌بر می‌توان آنتنی گسیل کنندهٔ موج نوری با جبهه‌های فازیِ۲ در اصطلاح «منظم» شکل داد. به علاوه این وسیله می‌تواند به ساخت مجموعه مدارهای اپتیکی کمک کند.

آرایه ای از این موج‌برها حتی می‌تواند ماده‌ای بزرگتر با ضریب شکست صفر تولید کند. اما ساخت چنین آرایه‌ای چالش‌برانگیز است. کای می‌گوید: با اینکه در تئوری این کار ساده است اما به طور آزمایشگاهی این کار بسیار سخت است.

1- بیشینه‌ی طول موجی که می‌تواند در یک موج‌بر الکترومغناطیسی منتشر شود، طول موج نام دارد.
2- جبهه فاز به بردار موج اشاره دارد. جهت بردار موج با بردار پوئینتینگ (بردار انتقال انرژی) یکسان نیست.

 

[Campus]

[h=1]سه پیروزی برای کیهان‌شناسی[/h]
کیهانشناسان توانسته‌اند با پیشنهاد یک ذره‌ی فرضی بسیار سبک که حامل برهمکنش‌های بلندبرد بین ذرات ماده تاریک ونوترینوها هستند، سه مشکل حال حاضر کیهانشناسی را حل کنند.

به نظر می‌رسد اخترفیزیک‌دانان در تلاش برای درک 95% کائنات که از ماده معمولی ساخته نشده است، به مدلی از انرژی و جرم نامرئی به نام مدل لاندا سی دی ام (کوتاه شده عبارت ثابت کیهان شناسی به اضافه ماده تاریک سرد) روی آورده‌اند. این مدل در مقیاس‌های بالای کیهانی بسیار موفق عمل می‌کند، اما در مقیاس‌های کوچکتر دارای سه نقص اساسی است: نخست اینکه طبق مشاهدات انجام شده، تعداد نواحی کوچکی که در آن‌ها کهکشان‌ها در حال شکل‌گیری‌اند بسیار کمتر از چیزی است که مدل پیش‌بینی می‌کند. دوم اینکه مدل لاندا سی دی ام چگونگی توزیع ماده تاریک در نواحی بین کهکشانی را متفاوت با آنچه که مشاهده می‌کنیم پیش‌بینی می‌کند، و سوم اینکه بزرگترین و چگال‌ترین قمرهای راه شیری که توسط شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی شده‌اند تاکنون مشاهده نشده‌اند. لائورا وان دن آرسن (Laura van den Aarssen) و همکارانش از دانشگاه هامبورگ آلمان، به تازگی در مقاله‌ای که درمجله‌ی Physical Review Letters چاپ کرده‌اند، نوع جدیدی از برهمکنش‌های دور برد را میان ذرات ماده تاریک پیشنهاد می‌کنند که هر سه مشکل نام‌برده را حل می‌کند.

هسته‌ی اصلی فرضیه گروه آرسن، پیشنهاد یک ذره ناشناخته‌ی بسیار سبک به عنوان واسطه‌ی برهمکنش‌های دور برد است که می‌تواند هم با ذرات ماده تاریک و هم با نوترینوها جفت شود. در واقع آن‌طور که گروه آرسن می‌گوید، چنین ذراتی برهمکنش‌های وابسته به سرعتی را بین ذرات ماده تاریک القا می‌کنند که ماده‌ی تاریک بیشتری را از مرکز کهکشان خارج می‌کند. این پیشنهاد کاملا با مشاهدات ما سازگاری دارد و چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌های کوچکتر را نیز به خوبی توضیح می‌دهد.

اگرچه تقویت این دیدگاه تلاش بیشتری را می‌طلبد، اما مطرح‌کنندگان آن معتقدند که ذرات فرضی مطرح شده ممکن است به نوترینوهایی با انرژی حدود 1 ترا الکترون ولت تبدیل شوند، و اگر این فرض درست باشد، ما قادر خواهیم بودیم ردپایی از این ذرات را در مشاهدات آینده‌مان از کهکشان راه شیری توسط آشکارساز نوترینوی آیس کیوب (IceCube) در قطب جنوب مشاهده کنیم.

 

[infrequent]

استیفن هاوکینگ، برنده جایزه ۱٫۸ میلیون دلاری فیزیک بنیادی شد

استیفن هاوکینگ، برنده جایزه ۱٫۸ میلیون دلاری فیزیک بنیادی شد

استیفن هاوکینگ موفق به دریافت جایزه ویژه فیزیک بنیادی برای یک عمر دستاورد علمی از جمله کشف تابش پرتو از سیاه‌چاله‌ها و همکاری وی در پژوهش‌های گرانش کوانتومی و جنبه‌های جهان اولیه شد.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، هاوکینگ، صاحب سابق کرسی ریاضیات لوکاسی در دانشگاه کمبریج اکنون در حال بررسی شیوه‌های مناسب برای خرج کردن این جایزه ۱٫۸ میلیون دلاری است.

این جایزه یکی از چند برنامه یوری میلنر، میلیاردر روسی بوده که از دکتری خود در فیزیک چشم پوشیده و میلیون‌ها دلار از سرمایه‌گذاری در رسانه‌های اجتماعی به دست آورده است.

برندگان این جوایز توسط یک کمیته مستقل از فیزیکدانان از جمله اد ویتن، نظریه‌پرداز تئوری ریسمان و آلان گوث، نظریه‌پرداز انبساط کیهانی انتخاب می‌شوند.

این جوایز قابل اهدا به محققان جوانتر از دریافت‌کنندگان جوایز نوبل بوده و به شاهد تجربی برای کار نظری نیاز نیست.

هاوکینگ از دریافت این جایزه اظهار خوشحالی و قدردانی کرده و گفت: هیچ کس عهده‌دار تحقیق در حوزه فیزیک با هدف دریافت جایزه نمی‌شود بلکه لذت اصلی، کشف چیزهای ناشناخته است. با این حال جوایزی مانند این می‌تواند نقش مهمی را در درک عموم در مورد دستاوردهای فیزیک ایفا کند.

وی افزود: اگرچه تقریبا همه فیزیکدانان نظریه‌پرداز با پیش‌بینی من در مورد وجوب درخشش یک سیاه‌چاله مانند یک جسم داغ موافق هستند اما تائید تجربی این نظریه بسیار مشکل است چرا که دمای سیاه‌چاله ماکروسکوپی بسیار پائین است.

این فیزیکدان که با کتاب «تاریخچه کوتاهی از زمان» در سال ۱۹۸۸ معروف شده، هنوز برنامه مشخصی برای خرج کردن این جایزه ندارد.

هاوکینگ اظهار کرد: من با این پول به دخترم و فرزند اوتیسمی وی کمک کرده و شاید یک خانه ویلایی برای تعطیلات بخرم اگرچه در زمان تعطیلات نیز جای خاصی نرفته و ترجیح می‌دهم بر روی کارهای خودم در فیزیک بنیادی کار کنم.

دکتر نیما ارکانی حامد، عضو این کمیته انتخاب اظهار کرد: در مورد هاوکینگ چه می‌توان گفت. او یک غول بزرگ فیزیک مدرن است که کارهای بسیار بسیار بزرگی را انجام داده است.

یوری میلنر ۵۱ ساله نیز اکنون فوق لیسانس فیزیک نظری از دانشگاه مسکو بوده و اگرچه در زمان دکتری از درس پا پس کشید اما همچنان علاقه خود را به این حوزه نگه داشت و این جوایز را برای شناساندن بزرگترین مغزهای فیزیک بنیادی بنیانگذاری کرد.

هاوکینگ ۷۰ ساله تنها برنده این جایزه نبوده و دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی که از کشف ذره بوزون هیگز یا یک ذره شبیه به آن در سال جاری خبر دادند نیز ۱٫۸ میلیون دلار را با خود به خانه بردند.این جایزه به لین اوانز، رئیس کنونی برخورددهنده و شش رئیس قبلی و کنونی دو گروه اطلس و CMS اهدا شد.

علاوه بر این افراد، کمیته انتخاب از چند فیزیکدان دیگر که در فهرست کوتاه برندگان این جایزه در سال آینده قرار دارند، نام برد. کار این دانشمندان از کشف مواد عجیب موسوم به عایقهای توپولوژیکی تا پژوهشهای حوزه نظریه ریسمان متفاوت بود.

سه فیزیکدان دیگر با سنین زیر ۳۵ سال نیز توانستند جوایز ۱۰۰ هزار دلاری را برای دستاوردهای خود در حوزه‌های دیگر فیزیک بدست بیاورند.

شرایط برنده شدن این جوایز شامل ارائه حداقل یک سخنرانی عمومی در سال در حوزه مربوطه است.

علم پرس

 

[infrequent]

اینشتین اولین کاشف انرژی تاریک بوده‌است

اینشتین اولین کاشف انرژی تاریک بوده‌است

مکالمه‌ای که سالها پیش میان آلبرت اینشتین و اروین شرودینگر انجام گرفته نشان می‌دهد این دو 80 سال پیش از اینکه توجه‌ها به سمت انرژی تاریک جلب شود، تصادفا به وجود آن پی برده بودند.

به گزارش تلگراف، برای نوابغ، اشتباهات بزرگ نیز گاه می‌توانند به موفقیت تبدیل شوند،‌همانطور که بزرگترین اشتباه زندگی اینشتین به موفقیتی دیگر تبدیل شده‌است.

در سال 1917 معادله‌ جدید فضا-زمان اینشتین مفاهیم هندسی را در سمت چپ و انرژی را در سمت راست قرار داده‌بود. ثابت‌های سمت چپ جهان را ثابت نگه می‌داشتند که به رصد‌های آن زمان هم‌خوانی داشت. اما در سال 1929 مشخص شد که جهان درحال انبساط است و اینشتین این ثابت را بزرگترین اشتباه زندگی خود نامید.

اکنون تاریخ‌نویسی به نام الکس هاروی از دانشگاه نیویورک با بررسی مجدد مقاله‌های فیزیکدانان که در سال 1918 منتشر شده‌اند به بررسی مقاله‌ای پرداخته که در آن شرودینگر معادله اشتباه اینشتین را به بازی گرفته و ثابت‌های هندسی آن را از سمت چپ به راست انتقال داده‌است.

این تغییر کوچک ثابت هندسی فضا-زمان را به منبعی از انرژی در جهان تغییر داد، به گفته هاروی این جا‌به‌جایی ممکن است از نظر ریاضی هیچ تفاوتی ایجاد نکند،‌اما از نظر فیزیکی تفاوتی بزرگ به وجود می‌آورد. اینشتین در پاسخ به این کار شرودینگر اعلام کرد ویژگی‌های این فرمول انرژی جدید یا بی‌معنی است و یا نیازمند جرم غیر‌قابل مشاهده منفی در فضای میان ستاره‌ای است.

به گفته هاروی ظاهرا این جرم نامرئی باید همان انرژی تاریک باشد که تا سال 1998 برای توضیح شتاب انبساط جهان، دیگر به آن اشاره‌ای نشد. از آن زمان به بعد کیهان‌شناسان در جستجوی درک طبیعت حقیقی انرژی تاریک بوده‌اند. کشف این موضوع که جهان با سرعت درحال انبساط است در سال 2011 سه نوبل فیزیک را برای کاشفان این موضوع به ارمغان آورد.

درصورتی که اینشتین ریاضیات را دنبال کرده‌بود می‌توانست یک ایده ارزشمند دیگر را پیش‌بینی کند اما وی در عوض به همان سرعتی که به این ایده پی‌برد آن را رد کرد. به گفته هاروی اینشتین آشکارا از بازی ریاضی شرودینگر آزرده خاطر شده بود زیرا لحن سخنان وی در نامه‌ها آزردگی را نشان می‌دهند.

همشهری آنلاین

 

[infrequent]

منحصربه‌فردترین ابر زمین

منحصربه‌فردترین ابر زمین

ابرهای صدفی، نادرترین و منحصربه‌فردترین ابرهای روی زمین هستند که با تمام طیف‌های رنگی تزئین شده است. این ابرها به فاصله زمانی یک ساعت پس از غروب یا پیش از طلوع آفتاب قابل مشاهده است.

​

این ابرها از بلوهای ریز یخی تشکیل شده‌اند که در ارتفاعی دو برابر ابرهای معمولی یعنی حدود 14.5 تا 25.5 کیلومتری سطح زمین در استراتوسفر تشکیل می‌شوند، جایی که دمای محیط پایین‌تر از منفی 85درجه سلسیوس است. تمامی این بلورها یک‌شکل دارند و با پراش نور سفید خورشید که در ارتفاعات بالای جو هنوز می‌تابد، باعث پراکنده شدن نورهای متنوع در بخش‌های مختلف ابر و درنهایت، تشکیل شدن ابری رنگی می‌شوند. زمستان و ارتفاعات کوهستانی، بهترین زمان و مکان برای مشاهده ابرهای صدفی است.
تصویری که از این پدیده می‌بینید، دیروز (9 دسامبر 2012 / 19 آذر 1391) در شمال انگلیس مشاهده و توسط لزلی جنینگز ثبت شد.


خبر آنلاین

 

[infrequent]

دانشمندان به دنبال آزمایش امکان حیات انسان در جهان شبیه‌سازی شده با همکاری فیزیکدان ایرانی

دانشمندان به دنبال آزمایش امکان حیات انسان در جهان شبیه‌سازی شده با همکاری فیزیکدان ایرانی

یک دهه پس از اعلام نظر فیلسوف انگلیسی مبنی بر امکان زندگی انسان در یک شبیه‌سازی رایانه‌یی، دانشمندان دانشگاه واشنگتن با همکاری یک فیزیکدان ایرانی با استفاده از آزمایش بالقوه قصد دارند امکان‌پذیر بودن این ایده را بررسی کنند.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، این مفهوم در سال ۲۰۰۳ توسط نیک بوستروم، استاد فلسفه دانشگاه آکسفورد مطرح شده بود.

اگرچه با محدودیت‌ها و روند کنونی در محاسبات، چندین دهه تا امکان اجرای حتی شبیه‌سازیهای ابتدایی از جهان فاصله است، زهره داوودی و همکارانش آزمایشاتی را پیشنهاد کرده‌اند که در حال حاضر یا آینده نزدیک قابل اجرا بوده و به محدودیتهای تحمیل شده بر شبیه‌سازیهای آینده توسط منابع محدود حساس هستند.

در حال حاضر، ابررایانه‌ها با استفاده از شیوه‌ای موسوم به کرومودینامیک مشبک کوانتومی و قوانین اساسی فیزیک می‌توانند تنها بخش بسیار کوچکی از جهان را در مقیاس ۱۰۰ تریلیونیوم یک متر که کمی بزرگتر از هسته اتم بوده، شبیه‌سازی کنند.

در نهایت، شبیه‌سازیهای قدرتمندتر می‌توانند در قیاس به اندازه یک مولکول، یک سلول و حتی یک انسان را مدلسازی کنند اما نسل‌های زیادی از توسعه محاسباتی باید بگذرد تا بتوان مقیاسهای بزرگتر جهان را برای درک محدودیتهای فرآیندهای فیزیکی نشانگر زندگی انسان در یک مدل رایانه‌یی شبیه‌سازی کرد. اگرچه به گفته محققان، نشانه‌هایی از محدودیت‌های منبع در شبیه‌سازی‌های کنونی وجود دارد که احتمالا در شبیه‌سازیهای آینده نیز وجود خواهد داشت که از آن جمله می‌توان به نشانه یک شبکه‌بندی زمینه‌یی در صورت استفاده از آن در مدلسازی محدودیت فضا-زمان اشاره کرد.

ابررایانه‌هایی که محاسبات کرومودینامیک مشبک کوانتومی را اجرا می‌کنند، در اصل زمان و فضا را به یک شبکه چهار بعدی تقسیم می‌کنند. این کار به محققان اجازه می‌دهد که چیزی موسوم به نیروی قوی را که یکی از چهار نیروی اصلی طبیعت بوده و ذرات زیراتمی کوارک و گلئون را در نوترونها و پرونونهای هسته اتم پیوند می‌دهد، آزمایش کنند.

به گفته محققان اگر بتوان این شبیه‌سازی را به اندازه کافی در مقیاس بزرگ انجام داد، چیزی شبیه به جهان ممکن است به وجود بیاید. در آن زمان تنها باید به دنبال یک نشانه در جهان بود که شبیه به شبیه‌سازی‌های مقیاس کوچک کنونی است.

داوودی و همکارانش بر این باورند که این نشانه ممکن است به شکل محدودیت در انرژی تابشهای کیهانی نمایش داده شود.

محققان در پژوهش خود که در مجله arXiv منتشر شده، اظهار کرده‌اند که بالاترین انرژی تابشهای کیهانی در لبه‌های شبکه مدل حرکت نمی‌کند بلکه مسیر عبوری آن به شکل مورب خواهد بود و همچنین آنها به طور مساوی در تمام جهان مورد انتظار با هم تعامل نخواهند داشت.

به گفته دانشمندان، این اولین نشانه قابل آزمایش برای چنین ایده‌ای می‌تواند باشد.

وی افزود: در این جا سوال این خواهد بود که اگر جهان‌های دیگر نیز در این پلت‌فورم وجود داشته باشند، می‌توان با آنها ارتباط برقرار کرد؟

علم پرس

 

[infrequent]

هیجان جدید فیزیک مدرن با کشف دو بوزون هیگز متفاوت!

هیجان جدید فیزیک مدرن با کشف دو بوزون هیگز متفاوت!

نتایج جدید دانشمندان مرکز سرن نشان داده که احتمالا دو بوزون هیگز متفاوت وجود داشته که یکی از وزن ۱۲۳٫۵ گیگاالکترون ولت و دیگری از ۱۲۶٫۶ گیگاالکترون ولت برخوردار است.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، یک ماه پیش دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی آخرین نتایج بوزون هیگز را منتشر کردند که اگرچه باعث شگفتی بسیار شد اما جذابترین بخش آن نتایجی بود که منتشر نشدند.

داده‌های اصلی هیگز از ماه ژوئیه نشان داده بودند که هیگز بیش از آنچه که باید، به دو فوتون تجزیه می‌شود که یک نشانه جالب اما کمرنگ از یک کشف جدید در حوزه فیزیک بود.

در ماه نوامبر دانشمندان تجربه‌های اطلس و برخورددهنده بزرگ هادرونی همه اطلاعات بجز داده‌های دو فوتونی را به روزرسانی کردند.

هفته گذشته محققان تجربه اطلس بالاخره نتایج دو فوتونی را منتشر کردند. کشف آنها به قدری عجیب بوده که برخی فیزیکدانان امکان بروز اشتباه را در آن وارد کرده‌اند. این نتایج نشان‌دهنده دو ذره بود که جرم یکی ۱۲۳٫۵ گیگاالکترون ولت و دیگری ۱۲۶٫۶ گیگاالکترون ولت و نشانگر یک تفاوت چشمگیر سه گیگاالکترون ولتی در آمار است.

اگرچه ضمیمه‌های خاص مدل استاندارد فیزیک ذرات وجود بوزن هیگزهای متعدد را فرض کرده‌اند اما هیچ کدام پیش‌بینی دو ذره هیگز با جرمهای مشابه را پیش‌بینی نکرده‌اند.

آنها همچنین پیش‌بینی نکرده‌اند که چرا یک ذره باید ترجیحا به دو ذره تجزیه شده در حالیکه ذره دیگر به فوتون تجزیه می‌شود.

این در حالیست که فیزیکدانان زیادی این نتایج را یک اشتباه محاسباتی و آزمایشی خوانده‌اند و برخی حتی بر روی آن شرط‌بندی کرده‌اند. البته محققان سرن از این واکنشها آگاه بوده و از این رو به نظر سه ماه گذشته را به آزمایش مجدد برای اطمینان از عدم بروز اشتباه در این داده‌ها گذرانده‌اند.

نتایج نهایی این بررسی‌ها قرار است در ماه مارس اعلام شود.

علم پرس

 

[shayanss501]

وقتی صحبت از مرگ یک ستاره می‌شود بیان‌گر این است که مراحل دیگری هم برای زندگی آن قابل تصور است؛ ستاره‌ها متولد می‌شوند، زندگی می‌کنند، جوانی و میان‌سالی خود را طی می‌کنند و سپس قدم در کهن‌سالی می‌گذارند، پیر می‌شوند و می‌میرند. نکته‌ی مهمی که وجود دارد این است که گذران همه‌ی این مراحل بسیار زمان‌بر است و عمر ستاره‌ها خیلی طولانی است. هنگامی که ستاره‌ای مثل خورشید که ۴/۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته است، به فاز پایدار تولید انرژی از طریق فرآیندهای هسته‌ای تبدیل هیدروژن به هلیوم می‌رسد و اصطلاحاً در تعادل هیدرواستاتیکی قرار می‌گیرد در مرحله‌ای از عمر خود واقع می‌شود که به مرحله‌ی «رشته‌ی اصلی» معروف است و اتفاقاً بیشتر عمر خود را هم در همین بخش سپری می‌کند. حضور ستاره در رشته‌ی اصلی تا زمانی ادامه می‌یابد که سوخت هیدروژنی موجود در هسته‌ی آن کم‌کم رو به پایان می‌رود و ستاره به مرور با نزدیک شدن به پایان عمرش از رشته‌ی اصلی خارج می‌شود. در این مرحله بسته به جرم و ترکیب شیمیاییِ ستاره پدیده‌های مختلفی امکان وقوع می‌یابند. انفجار ابرنواختری، منبسط شدن و تبدیل‌شدن به غول سرخ و … از جمله این رویدادهاست که در واقع شیوه‌های مختلف مرگ یک ستاره هستند.
در مورد خورشید آغاز این نابودی زودتر از ۵ میلیارد سال آینده نخواهد بود. خورشید تا آن زمان در رشته‌ی اصلی می‌ماند و کمابیش به همین صورت و با همین میزانِ تولید انرژی به حیات خود ادامه می‌دهد. بعد از آن در مدت زمان نسبتاً کوتاهی تبدیل به غول سرخ عظیمی می‌شود که شعاع آن حتی مدار زمین را نیز در برمی‌گیرد. خورشید به اندازه‌ی کافی پرجرم نیست که به‌صورت یک ابرنواختر منفجر شود و مرگی تدریجی و آرام خواهد داشت.

 

[shayanss501]

مدل سازیِ نظریه میدان کوانتومی

مدل سازیِ نظریه میدان کوانتومی

در فضای تهی فوتون‌های مجازی دائماً افت و خیز می‌کنند. این فوتون‌ها به سرعت به وجود می‌آیند و به سرعت نابود می‌شوند. با اینکه فوتون‌های مجازی همواره در اطراف ما حضور دارند اما مستقیماً قابل رؤیت نمی‌باشند. با این حال در یک نوع محیط خاص با ناهمگونی‌های زمانی (فرکانس) و مکانی، این فوتون‌ها به کمک بعضی از اثرات به فوتون‌های حقیقی و قابل مشاهده تبدیل خواهند شد. گفتنی است که متأسفانه ساخت چنین محیط‌هایی بسیار دشوار است.

به هر حال این چالش به کمک نوع خاصی از مادهٔ چگال (چگالش بوز-اینشتین) که ویژگی‌هایی مشابه با خلأ دارد مرتفع خواهد شد . جین کریستوف جاسکولا و همکارانش در مجله فیزیکال ریویو لِتِر از دانشگاه پاریس-سود (فرانسه) گزارش می‌دهند که با استفاده از چگالش بوز-اینشتین (به جای خلأ) در اثر دینامیک کازیمیر۱ ذرات حقیقی تولید می‌کنند (شکل ۱ را ببینید) . به علاوه از آنجا که در اثر کازیمیر به جای خلأ از مادهٔ چگال استفاده می‌شود ذرات حقیقی مشاهده شده در واقع ناشی از افت و خیزهای گرمایی نسبت به افت و خیزهای کوانتومی خلأ می‌باشد.

​

شکل ۱. یک تشدید کننده برای اثر دینامیک کازیمیر است. طول اولیه تشدید کننده در شکل اول است. موج سینوسی یکی از مدهای تشدیدکننده را نشان می‌دهد. طول تشدید کننده ناگهان تغییر می‌کند (شکل دوم). طول موج و فرکانس مد سینوسی به سرعت تغییر می‌کند. بنابراین افت و خیزهای خلأ تقویت می‌شوند و فوتون‌های حقیقی تولید می‌شود.

پدیده‌ای که توسط جاسکولا و همکارانش مورد مطالعه قرار می‌گیرد قبلاً توسط انگِل و همکارانش بررسی شد با این تفاوت که تعبیر آنها کاملاً کلاسیکی بود، بدین شکل که از ذرات حقیقی تولید شده به عنوان امواج فاراده تعبیر می‌شد. اکنون جاسکولا و همکارانش نشان می‌دهند این امواج در فضای تکانه دو به دو با یکدیگر هم‌پوشانی دارند، از این رو بین تولید زوج در مکانیک کوانتومی و اثر دینامیک کازیمیر ارتباطی برقرار می‌کند. اثر دینامیک کازیمیر واقعی (یعنی به جای چگالش بوز-اینشتین خلأ کامل مد نظر باشد) در مرجع بررسی شده‌ است. به هرحال چنین تمهیداتی برای تولید ذرات حقیقی به کمک تلاش‌های آزمایشگاهی نادر است. برای هر اثری (اثر دینامیک کازیمیر) انجام این گونه آزمایش‌ها دشوار است. حال چند نمونه را مرور کنیم.

در اثر شویینگر یک میدان الکتریکی همگن می‌تواند دو دسته از ذرات مجازی با بار مخالف را از هم جدا کند . میدان الکتریکی بایستی به اندازه کافی قوی باشد تا به ذرات شتابی به اندازه دهد. بنابراین برای تولید یک زوج الکترون-پوزیترون میدان الکتریکی مورد نیاز بایستی ۱۰۱۹ ولت بر متر باشد. این میدان به ذرات شتابی به اندازه ۱۰۲۹ متر بر مجذور ثانیه می‌دهد. برای تصور، اگر این شتاب در چارچوب مرجع آزمایشگاهی حفظ شود در یک فاصله مشخص الکترون از حالت سکون به سرعت نور می‌رسد.

افقِ رویدادِ۲ یک سیاه‌چاله نیز می‌تواند زوج‌های ذرات مجازی (فوتون‌ها) را به ذرات حقیقی تحت عنوان تابش هاوکینگ تبدیل کند . یک بخش زوج دارای انرژی منفی و دیگری دارای انرژی مثبت می‌باشد. درون افقِ رویداد فوتون‌های مجازی با انرژی مثبت و منفی به میزان بسیار انبوهی وجود دارند. فوتون‌های حقیقی تحت عنوان تابش هاوکینگ از سیاه‌چاله دور می‌شوند. متأسفانه این تابش بقدری ضعیف است که با تکنولوژی کنونی قابل رؤیت نمی‌باشد. البته گفتنی است که تولید سیاه‌چاله‌های کوچک به این موهم کمک خواهد کرد.

از سوی دیگر فوتون‌های مجازی می‌توانند بوسیله شتاب دادن آشکارساز فوتون‌ها، آشکارسازی شوند (اثر اونرو). در چارچوب مرجع آشکارساز، فوتون‌های مجازی خلأ به نظر می‌رسد توزیع گرمایی ناشی از فوتون‌های حقیقی باشند. به عبارت دیگر فوتون‌های مجازی از طریق اثر دوپلر به فوتون‌های حقیقی تبدیل می‌شوند.

روش دیگری برای آشکارسازی فوتون‌های مجازی تغییر (سریع) طبیعت خلأ است. در اثر دینامیک کازیمیر یک تشدید کننده، طیف وسیعی از ویژه مدها دارد . این مدها توسط افت و خیزهای مجازی خلأ اشغال می‌شوند. یکی از این مدها در شکل ۱ نشان داده می شود که در آن ناگهان طول تشدید کننده به سرعت (در کسری از سرعت نور) تغییر می‌کند. این تغییر بقدری سریع است که فرآیند به شکل بی‌دررو صورت می‌گیرد. در این صورت جمعیت افت و خیزهای مجازی خلأ زیاد می‌شود. آنگاه جمعیت اضافی، فوتون‌های حقیقی و قابل مشاهده تولید می‌کند.

همانطور که می‌بینیم تبدیل فوتون‌های مجازی به فوتون‌های حقیقی و قابل مشاهده یک چالش بزرگ است. در همه موارد ذکر شده دست‌یابی به پارامترهای آزمایشگاهی مورد نیاز بسیار دشوار است. اما چه روی می‌داد اگر ما می‌توانستیم سرعت نور را با سرعت صوت جایگزین کنیم؟ در یک چگالش بوز-اینشتین فونون‌ها می‌توانند نقش فوتون‌ها را بازی کنند، همچنین چگالش به تنهایی می‌تواند نقش خلأ کوانتومی را بازی کند. این همان ایده‌ای است که مبنی بر شباهت ماده چگال و خلأ ذکر شد . پیرو پیشنهاد کاروسوتو و همکارانش جاسکولا و همکارانش از یک چگالش بوز-اینشتین سیگاری شکل به عنوان یک تشدید کننده برای اثر دینامیک کازیمیر استفاده کردند .

در آزمایش جاسکولا و همکارانش نور لیزر کانونی شده روی چگالش بوز-اینشتین تابانده شد. اتم‌های تشکیل دهنده چگالش به نور روشن جذب شدند (همچون تجمع حشرات به اطراف لامپ). در یک آزمایش، نویسندگان مربوطه شدت نور لیزر را به طور ناگهانی تا دو برابرافزایش دادند (این کار موجب افزایش ناگهانی سرعت صوت در چگالش شد) و از طرف دیگر طول تشدید کننده را در زمان بسیار اندکی (شکل ۱ را ببینید) کاهش دادند. این فرآیند به تولید زوج فونون‌های با تکانه‌های مساوی (از لحاظ اندازه) و مخالف (از لحاظ جهت) منجر شد. در آزمایش بعدی شدت لیزر به طور سینوسی تنظیم شد (با تغییری در حدود ۱۰ درصد). این بار زوج‌های فونونی با فرکانسی معادل با نصف فرکانس اولیهٔ لیزر تولید شد. از این رو ارتباط بین اثر دینامیک کازیمیر و تبدیل پارامتریِ اپتیک غیر خطی۳ اثبات می‌شود .

مطالعه اثر دینامیک کازیمیر بخشی از تلاش ما می‌باشد تا خودمان را از این حیث که فضای تهی با فوتون‌های مجازی پر شده‌است، متقاعد کنیم. اگر فوتون‌ها واقعاً آنجا هستند، ما می‌خواهیم آن‌ها را در خلأ واقعی ببینیم، همچنین در یک چگالش بوز-اینشتین مشابه خلأ می‌خواهیم آن‌ها را آشکار سازی کنیم.

۱- اگر دو صفحه موازی، کاملاً رسانا و بدون بار را نزدیک یکدیگر در خلأ قرار دهیم به خاطر افت و خیزهای خلأ کوانتومی این دو صفحه به هم نزدیک می‌شوند. این زبان گویای اثر کازیمیر در ساده‌ترین حالت و ساده‌ترین شکل هندسی است.
۲- افق رویداد به مرزی گفته می‌شود که ورای آن چیزی مجال گریز ندارد.
۳- فرآیندی در اپتیک کوانتومی است که با تولید زوج فوتون‌ها سر و کار دارد.

psi.ir

 

[infrequent]

گودال ماریانا چطور به عمیق‌ترین نقطه پوسته زمین تبدیل شد؟

گودال ماریانا چطور به عمیق‌ترین نقطه پوسته زمین تبدیل شد؟




ماه گذشته جیمز کامرون با سفر به ژرف‌ترین نقطه گودال ماریانا تیتر اول بسیاری از رسانه‌ها را به خود اختصاص داد. او یکی از سه انسانی است که تاکنون به این اعماق پا گذاشته‌اند و تنها فردیست که به اندازه کافی فرصت برای تماشای محیط اطراف خود داشته است. شاید او و تیم همکارانش روزی بتوانند رازهای حیات در این منطقه را فاش کنند اما پیش از آنها زمین‌شناسان حرف‌های شنیدنی بسیاری در مورد این گودال دارند.



به گزارش نشنال جئوگرافیک، جیمز کامرون کارگردان شناخته شده هالیوود که در حال حاضر یکی از کاوشگران جامعه نشنال جئوگرافیک است، موفق شد به کمک زیردریایی تک‌سرنشین دیپ‌سی چلنجر تا عمق ۱۱ کیلومتری شکاف ماریانا پایین برود و به سطح آب برگردد.


کامرون و اعضای تیمش امیدوارند بتوانند حیات دریایی ساکن اعماق این شکاف را بهتر بشناسند اما پیش از آنها زمین‌شناسان عامل شکل‌گیری گودال ماریانا و اینکه چرا به عمیق‌ترین نقطه جهان تبدیل شده را کشف کرده‌اند.


گدازه‌های ماقبل تاریخ این شکاف را شکل داده است شکاف ماریانا بیش از اینکه یک شکاف باریک ناشی از فاصله گرفتن صفحات تکتونیک از یکدیگر باشد، محصول فرورانش است. به عبارت دیگر حرکت صفحه اقیانوس آرام به زیر صفحه فیلیپین باعث شده این گودال ژرف شکل بگیرد. نیروهای تکتونیک صفحه اقیانوس آرام را با فشار بسیار زیاد و زاویه‌ای تقریبا عمودی به زیر زمین هدایت کرده‌اند اما در بستر اقیانوس این شیب به مراتب کمتر است.


رابرت اشترن، متخصص ژئوفیزیک دانشگاه تگزاس در دالاس می‌گوید: «این صفحه یک توده عظیم سنگی به ضخامت حداقل ۹۷ کیلومتر است و به این دلیل با شیب اندکی به درون زمین خم خواهد شد».


از سوی دیگر اقیانوس آرام غربی از یکی از قدیمی‌ترین بسترهای اقیانوسی تشکیل شده که حدود ۱۸۰میلیون سال قدمت دارد. همین عامل باعث شده یکی از ژرف‌ترین نقاط جهان در این اقیانوس قرار داشته باشد. بستر اقیانوس‌ها از گدازه‌هایی تشکیل شده که از اعماق آن به بیرون نفوذ کرده‌اند. این گدازه‌ها در ابتدا مذاب و شناور هستند و در طول زمان سرد و سخت خواهند شد. در نتیجه متراکم‌تر می‌شوند، فضای کمتری را اشغال خواهند کرد و گودال عمیق‌تر می‌شود.
این شکاف می‌تواند باعث ایجاد زلزله‌های قدرتمند شود علاوه بر فرورانش دو عامل دیگر نیز باعث شده‌اند گودال ماریانا که ۲۵۵۰ کیلومتر طول دارد به یکی از عمیق‌ترین نقاط جهان تبدیل شود. یکی از آنها دور بودن از جریان رودخانه‌ها و رسوباتی است که با خود حمل می‌کنند. نکته دیگر وجود گسل‌هایی است که این شکاف را قطع کرده‌اند و باعث می‌شوند فرورانش با شیب بیشتری نسبت به دیگر مناطق جهان ادامه داشته باشد.


امیل اوکل، متخصص ژئوفیزیک دانشگاه نورث‌وسترن می‌گوید: «به دلیل این موقعیت بسیاری از محققان فکر می‌کنند این منطقه فرورانش نمی‌تواند به شکل خطرناکی زلزله‌خیز باشد و باعث وقوع زلزله‌های بزرگ شود. آنها می‌گویند صفحه سنگی و متراکم اقیانوس اطلس نمی‌تواند به سادگی رو به بالا حرکت کند و با اصطکاک با صفحه فیلیپین این زمین‌لرزه‌ها را ایجاد کند. اما زلزله سال ۲۰۰۴/۱۳۸۳ سوماترا و ۲۰۱۱/۱۳۹۰ ژاپن این فرضیه‌ها را از بین برده و می‌توانیم انتظار داشته باشیم این گودال عامل ایجاد زلزله‌هایی با قدرت ۸٫۵ ریشتر باشد. می‌دانیم که در سال‌های ۱۸۲۶/۱۲۰۵ و ۱۸۷۲/۱۲۵۱ در این منطقه سونامی رخ داده است».


زمین‌شناسان می‌گویند علیرغم اینکه سفر کامرون رکوردهای پیشین را شکسته، فهم اینکه دقیقا چه اتفاقی دارد در این منطقه فرورانش رخ می‌دهد غیرممکن است. او به عمق ۱۱ کیلومتری گودال سفر کرده و این در حالی است که اتفاقات دارند در عمق ۷۰۰ کیلومتری زیر زمین رخ می‌دهند.


اشترن با اشاره به فیلم تایتانیک می‌گوید: «این سفر بیشتر شبیه به دیدن یک کوه یخ از نزدیک است که کامرون حتی نتوانسته قله آن را کامل ببیند. حقیقت این است که در تجربه جهان پیرامون با محدودیت‌های بسیاری روبرو هستیم، با این حال سفر کامرون به این عمق یک موفقیت علمی باارزش است و می‌توان آنرا به قدم گذاشتن انسان روی کره ماه تشبیه کرد».


منبع

 

[infrequent]

آزمایش لیزری برای انجام گداز هسته ای

آزمایش لیزری برای انجام گداز هسته ای





قوی ترین لیزر جهان توانسته است دمای ماده ای را به 10 میلیون درجه سانتیگراد که داغ تر از سطح خورشید است برساند.
لیزر والکان (Vulcan) واقع در بریتانیا انرژی معادل 100 برابر کل تولید الکتریسته جهان را در نقطه ای به اندازه چند میلیونیوم متر متمرکز کرد.
دانشمندان در مقاله ای در New Journal of Physics گفتند می توانند چنین شرایطی را در مدتی کوتاه یعنی کسری از یک ثانیه ایجاد کنند . این آزمایش مفهومی علمی را به نمایش گذاشت که می تواند در ساخت راکتورهای آینده که با همجوشی هسته ای کار می کند نقش کلیدی داشته باشد.
بریتانیا پیشنهاد ساخت تاسیسات لیزری حتی قوی تری موسوم به "هایپر" (High Power laser Energy Research) را داده است که امکان همجوشی لیزری به عنوان یک منبع بالقوه انرژی را محک خواهد زد.
پروفسور پیتر نورِیز از آزمایشگاه "روترفورد اپلتون" در آکسفوردشایر که این آزمایش در آن انجام شد گفت: "هایپر یک تاسیسات پیشنهادی در ابعاد خیلی بزرگ است، بنابراین باید ابتدا مطمئن شویم که درک ما درست است."
دمای بالاتر
در جهانی که اشتهای آن به انرژی هر روز بیشتر می شود، گداز هسته ای یک کیمیا به حساب می آید.
سوخت این فرآیند دوتریوم و تریتیوم، دو شکل سنگین تر هیدروژن است که معمولا در آب دریا پیدا می شود. وقتی این ایزوتوپ ها در دمای بالا ترکیب می شوند مقداری ماده از بین می رود و در مقابل مقدار عظیمی انرژی تولید می شود. محصول جانبی این فرآیند از زباله بیمارستانی خطرناک تر نیست.
این فرآیند به طور طبیعی در هسته خورشید اتفاق می افتد، مکانی که فشار عظیم گرانشی امکان وقوع آن در دمای حدودا 10 میلیون درجه سانتیگراد را فراهم می کند. اما در زمین فشار خیلی پایین تر است، بنابراین برای تکرار فرآیندی مشابه لازم است دما به بیش از 100 میلیون درجه سانتیگراد افزایش داده شود.

​

یکی از راه هایی که برای ایجاد چنین دمایی پیشنهاد شده ساخت لیزرهای فوق العاده قدرتمند مانند هایپر است، هرچند بسیاری به آن تردید دارد.
پروژه دیگری در کالیفرنیا (National Ignition Facility) هست که قرار است تولید انرژی با کمک گداز هسته ای متکی بر لیزر را در فاصله 2010 تا 2012 آزمایش کند. تکنیک ارجح کنونی برای دامن زدن به فرآیند گداز هسته ای استفاده از آهن رباهای ابرهادی جهت مهار و همجوشی هسته هیدروژن است. اما اگر تکنیک لیزری موفق شود می تواند با آن تکنیک رقابت کند.
تکنیک آهن ربایی در "آیتر" (International Thermonuclear Experimental Reactor ) که هم اکنون ساخت آن در کاداراش در جنوب فرانسه در جریان است به کار گرفته خواهد شد.
زمینه سازی
آزمایش تازه زمینه را برای هایپر فراهم می کند.
در این آزمایش ها، لیزر والکان یک پتاوات (هزار تریلیون وات) انرژی را به نقطه ای در حدود یک دهم قطر موی انسان تابانید.
این پالس برای یک تریلیونیوم ثانیه ادامه داشت که دمای مقصد را به 10 میلیون درجه سانتیگراد، یعنی یک دهم چیزی که برای گداز هسته ای لازم است، رساند. پروفسور نورِیز به بی بی سی گفت: "ما می خواستیم کنش و واکنش اساسی ماده با این پالس های لیزری را درک کنیم."
تیم او به خصوص می خواست درک کند که چه مقدار انرژی از لیزر به مقصد منتقل می شود.


منبع : bbc

 

[infrequent]

اشعه های بالابرنده

اشعه های بالابرنده

​

ژانس فضایی آمریکا ناسا مبلغی را برای مطالعه "اشعه های بالابرنده" برای جمع آوری نمونه هایی از سطح یا جو اجرام آسمانی مثل سیارات اختصاص داده است.
این جایزه 100 هزار دلاری برای بررسی سه تکنیک لیزری برای انجام آنچه تاکنون موضوع آثار علمی تخیلی بوده است به کار گرفته خواهد شد.
تاکنون چندین طرح اشعه های بالابرنده در نشریات علمی چاپ شده است اما هنوز هیچ کدام عملی نشده است.
ناسا چندین دهه است که ماموریت هایی را برای جمع آوری نمونه هایی از سطح یا اتمسفر سیارات راهی سایر کرات یا سیارک ها می کند.اگر شیوه جمع آوری لیزری عملی شود در این ماموریت ها به کار خواهد آمد.
دکتر پال استایسلی دانشمند ناسا می گوید که این رویکرد نه تنها جنبه علمی ماموریت ها را بهبود می بخشد از خطر آنها هم می کاهد.
گروه آقای استایسلی در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا جایزه 100 هزار دلاری برای این تحقیقات را دریافت کرده است.
او می گوید که به تله انداختن ذرات با کمک لیزر مساله ای خیالی یا ورای دانش فنی موجود نیست.
این تیم سه گزینه ممکن را برای به دام انداختن و جمع آوری مواد نمونه توسط فضاپیماهای مدارگرد یا توسط واحدهای فرود بر سیارات شناسایی کرده است.
یکی از آنها تطبیقی از یک پدیده شناخته شده به نام "موچین نوری" است که در آن اشیا در نقطه تمرکز یک یا دو اشعه لیزر به تله می افتند.
با این حال این رویکرد برای آنکه عملی شود نیازمند وجود اتمسفر در اطراف سیاره است.
دو شیوه دیگر بر اشعه های لیزری با شکل خاص استوار است.
این تیم به جای استفاده از اشعه ای که شدت آن در میانه به اوج می رسد، درحال تحقیق درباره دو گزینه دیگر است: اشعه سولنوید و اشعه بسل.
نقاط اوج شدت امواج در این دو نوع اشعه متفاوت است.
دانشمندان قبلا خواص "بالابرندگی" اشعه سولنوید را در آزمایشگاه ثابت کرده اند.
اما قدرت بالابرندگی اشعه بسل هنوز به طور تجربی ثابت نشده است.
دکتر استایسلی توضیح داد که در هر سه مورد اثر جمع کنندگی کم است اما در برخی موارد می تواند از سایر شیوه های موجود در جمع آوری ذرات پیشی بگیرد.
به گفته او مشکل تکنیک های جاری هزینه بالا و برد کوتاه است.
ناسا امیدوار است که چنین سیستمی در آینده بر فضاپیماهای مدارگرد یا واحدهای فرود تعبیه شود.


منبع : bbc

 

[infrequent]

ضدلیزر یا Anti-Laser

ضدلیزر یا Anti-Laser

​

​

فیزیکدان ها موفق به ساخت اولین دستگاهی شده اند که می تواند اشعه لیزر را خنثی کند و به اصطلاح ضدلیزر خوانده می شود.
این وسیله، که توسط تیمی در دانشگاه ییل ساخته شده، قادر به جذب کامل اشعه لیزری است که به سوی آن تابیده می شود.
اما محققان می گویند که این نه برای ایجاد سیستمی دفاعی در برابر سلاح های قوی لیزری، بلکه به طور بالقوه راهی برای بهبود نسل بعدی ابررایانه ها است.
این ابررایانه ها با قطعاتی ساخته می شوند که نه از الکترون بلکه از نور ایجاد شده اند.
پروفسور داگلاس استون و همکارانش در دانشگاه ییل ابتدا درحال تنظیم نظریه ای برای توضیح موادی بودند که می تواند به عنوان شالوده لیزرها به کار گرفته شود.
[h=2]لیزرهای عجیب[/h] پروفسور استون گفت که پیشرفت های اخیر در طراحی لیزر به ساخت دستگاه هایی غیرعادی منجر شده است که با مفهوم سنتی لیزر تطابق نمی کند.
او گفت: "ما روی نظریه ای کار می کردیم که بتواند پیش بینی کند از چه چیزهایی می توان برای تولید لیزر استفاده کرد."
به گفته او آن نظریه همچنین پیش بینی می کرد که به جای تقویت (آمپلیفای) نور به صورت پالس های منسجم - همانطور که لیزر می کند - باید بتوان وسیله ای ساخت که نور لیزر تابیده شده به سویش را جذب می کند.
آنها اکنون موفق به ساختن چنین دستگاهی شده اند.
این وسیله دو اشعه لیزر با فرکانس مشخص را به یک حفره ویژه نوری که از سیلیکون ساخته شده هدایت می کند. این حفره اشعه های نور را به تله می اندازد و آنها را وادار به جهش های مکرر می کند تا اینکه انرژی آن تحلیل می رود.
فیزیکدان ها در مقاله ای تحقیقی که در نشریه "ساینس" چاپ شده نشان دادند که ضدلیزر می تواند 99.4 درصد نور تابیده در یک طول موج خاص را جذب کند.
[h=2]رایانه نوری[/h] آقای استون به بی بی سی گفت که تغییر طول موج نور تابیده شده به سوی این دستگاه به این معنی است که می توان ضدلیزر را عملا خاموش و روشن کرد - و این می تواند در کلیدهای نوری کاربرد داشته باشد.
او گفت که ساختن دستگاهی که نور در طیف گسترده ای از طول موج ها را جذب کند خیلی ساده است، اما انجام آن فقط برای یک طول موج خاص، ضدلیزر را به طور بالقوه برای رایانه های نوری مفید می کند.
مزیت بزرگ ضدلیزر این است که از سیلیکون ساخته شده، که در رایانه سازی به وسعت کاربرد دارد.
اما به گفته پروفسور استون، این دستگاه به عنوان سپری مقابل لیزر خیلی کاربرد نخواهد داشت.
او گفت: "انرژی (در این دستگاه) به صورت حرارت دفع می شود. بنابراین اگر کسی لیزری را با قدرت کافی برای سوزاندن به سوی شما بتاباند، ضدلیزر مانع سوختگی نخواهد شد."


منبع : bbc

 

[maede_s]

جالب بود.
ممنون

 

[infrequent]

راه‌حلی برای مبارزه با گرمایش جهانی

راه‌حلی برای مبارزه با گرمایش جهانی

اثرات نامطلوب گرمایش زمین و تغییرات جوی، بسیاری از دانشمندان را به سمت یافتن راه‌هایی نوین برای کاهش یا از بین بردن نتایج این پدیده سوق داده است.

بتازگی گروهی از پژوهشگران اسکاتلندی استفاده از یک سیارک در فضا را برای این کار پیشنهاد کرده‌اند.

براساس روش پیشنهادی، یک توده غبار ناشی از ‌یک‌سیارک می‌تواند میزان تابش خورشیدی دریافتی روی زمین را کاهش دهد. براساس محاسبات پژوهشگران، این روش می‌تواند میزان تابش دریافتی را تا کمتر از 2درصد کاهش دهد که این کار سبب جلوگیری از افزایش 2درجه سانتی‌گرادی متوسط دمای زمین -که قرار است در آینده روی دهد- می‌شود.

در این روش می‌توان یک سیارک را در فاصله‌ای چهار‌برابر فاصله زمین تا ماه که در آن گرانش خورشید و زمین همدیگر را خنثی می‌کنند ثابت نگه داشت (نقاط راگوانژی).

با این کار سیارک مورد نظر در مداری بین زمین و خورشید باقی مانده و توده‌ای از غبار تولید خواهد شد که قادر خواهد بود جلوی رسیدن بخشی اندک از تابش خورشیدی به زمین را بگیرد.

این ایده در نگاه اول تا حدی عجیب و غیر معمول به نظر می‌رسد، اما از نگاه این پژوهشگران راه‌حلی کاملا عملی است. با این حال آزمودن این روش، بزرگ‌ترین چالش پیش روی دانشمندان است.

با روش‌های مدلسازی رایانه‌ای تا‌حدی می‌توان روش انجام و نتایج این‌کار را پیش‌بینی کرد؛ بی‌شک اجرای این‌کار در محیط فضا حتی در ابعاد کوچک می‌تواند چالش بزرگی باشد.

مساله دیگری که در این میان مطرح است حفظ موارد احتیاطی است. یک سیارک بزرگ می‌تواند برای زمین خطرساز و مشکل‌آفرین باشد لذا اجرای این طرح نیازمند دقت فراوانی است.

با این که قرار دادن یک سیارک در مدار زمین می‌تواند از نظر خیلی‌ها بستری را برای برخوردهای احتمالی و بروز نتایج ناگوار پدید آورد، اما دانشمندان این طرح را زمینه کاهش پیامدهای ناگوار افزایش میانگین دمای زمین در آینده می‌دانند.

همچنین این گروه پژوهشی معتقد است چنین روشی راه‌حل دائمی برای این مشکل نیست. در واقع کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بهترین گزینه پیش روی بشر برای رویارویی با پدیده گرمایش زمین است. اما قرار دادن یک سیارک بین راه خورشید و زمین سبب فراهم شدن فرصتی بیشتر برای بشر برای کاهش فعالیت‌های آلاینده‌اش می‌شود.

کنجکاو

 

[infrequent]

رکورد بی‌سابقه فاصله دور نورد کوانتومی

رکورد بی‌سابقه فاصله دور نورد کوانتومی

یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران رکورد تازه‌ای برای فاصله دورنورد (‏teleportation‏) ‏کوانتومی گزارش کرده‌اند. این پژوهشگران ادعای فاصله فضای- آزاد 143 کیلومتری دارند.

به گزارش ایسنا، ‏دورنورد کوانتومی، اطلاعات فیزیکی را بدون طی مسیر در فضای بین طرفین مخابراتی منتقل ‏می‌کند. دورنورد کوانتومی، کانال‌های اطلاعات کوانتومی و فیزیکی را برای انتقال حالت ‏پیچیده‌ای از ذرات کوانتومی ترکیب می‌کند. این روش مخابراتی اطلاعات کوانتومی را بدون ‏عبور مستقیم از فضای مابین طرفین مخابراتی منتقل می‌کند. در عمل چالش‌های مهمی در ‏دورنورد کوانتومی ایجاد تداخل می‌کنند.

قسمت اعظم تلاش این پژوهشگران بر استفاده از ‏رهیافت‌های جدید جهت غلبه بر موانع عملی متمرکز شده است. این اولین آزمایش در نوع ‏خود است که از "کنترل آینده‌نگر بلادرنگ" برای انتقال کوانتومی استفاده می‌کند. در ‏این آزمایش، فرستنده اطلاعات کلاسیکی را در کنار اطلاعات کوانتومی تغذیه می‌کند تا به ‏گیرنده در بازسازی پیام اصلی کمک کند. ‏

فرستنده می‌خواهد حالت کوانتومی یک فوتون را با گیرنده به اشتراک گذارد، از این رو برای خلق یک کانال کوانتومی دو فوتون را درهم می‌تند، یکی را نگهداشته و یکی ‏را با گیرنده به اشتراک می‌گذارد. فرستنده یک اندازه‌گیری کوانتومی روی دو فوتون انجام ‏می‌دهد: فوتون نگهداری شده و یک فوتون پیام در حالت مطلوب.

فوتون درهم تنیده متعلق ‏به گیرنده در نتیجه این اندازه‌گیری، اطلاعاتی درباره حالت فوتون پیام به دست می‌آورد. ‏سپس فرستنده به‌ طور کلاسیکی نتایج اندازه‌گیری کوانتومی را مخابره کرده و گیرنده را ‏قادر به بازسازی حالت کوانتومی اصلی می‌کند. اکنون گیرنده دارای فوتونی با حالت ‏کوانتومی همسان با فوتون پیام اصلی فرستنده است. ‏

​

طرفین مخابراتی در دورنورد کوانتومی، اطلاعات را با ترکیب کانال‌های اطلاعاتی ‏کوانتومی و کلاسیکی به‌ طور قابل اعتماد تا فواصل زیاد منتقل می‌کنند. ذرات درهم تنیده، در ‏اینجا فوتون‌ها، صرف نظر از فاصله به‌ طور وابسته پاسخ می‌دهند. گیرنده با دریافت اطلاعات ‏اضافی از یک کانال کلاسیکی می‌تواند یک فوتون همسان با فوتون ارسالی توسط فرستنده را ‏بازسازی کند. دورنورد کوانتومی از طریق ذرات درهم تنیده می‌تواند منجر به نوآوری‌های ‏مخابراتی مانند انتقال نامحدود اطلاعات و گارانتی‌های امنیتی فیزیکی شود.

پژوهشگران مذکور این آزمایش را در جزایر قناری انجام دادند. در این آزمایش، ‏پژوهشگران فوتون‌هایی را بین ایستگاه‌های نوری گروه اسحاق نیوتون در لاپالما و آژانس ‏فضایی اروپایی در تنریف ارسال کردند. فاصله جدایی این دو ایستگاه 143 کیلومتر ‏‏(طولانی‌ترین در دورنورد کوانتومی) است.‏

همشهری آنلاین

 

[infrequent]

برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرعت می‌گیرد

برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرعت می‌گیرد

فیزیکدانان سرن از افزایش سرعت و کارآیی برخورد دهنده بزرگ هادرونی (LHC)‌ با نصف شدن فاصله بین هر دسته از پروتون‌ها خبر داده‌اند که می‌تواند به کشف ذرات ناشناخته بیشتری منجر شود.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، برخورد دهنده بزرگ هادرونی (LHC)‌ با هدف مشاهده ذرات ناشناخته و فعل و انفعالات صورت گرفته در یک مسیر زیر زمینی به طول 27 کیلومتر در مرز سوئیس و فرانسه احداث شده است.

در زمان برخورد پروتون ها با یکدیگر و در یک فاصله زمانی بسیار کوتاه، امکان مشاهده ذرات ناشناخته از جمله ذره گریزان «بوزون هیگز» فراهم می شود؛ اما از مجموع شش میلیون میلیارد برخورد ایجاد شده در سه سال گذشته، تنها 400 برخورد دارای نشانه هایی از ذره شبه «هیگز» بوده است.

مرکز تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) روز دوشنبه 17 دسامبر (27 آذر) از اتمام نخستین مرحله از فعالیت سه ساله این برخورد دهنده خبر داد.

«استیو مایرز» مدیر شتاب دهنده ها و فناوری مرکز سرن تأکید کرد: عملکرد برخورد دهنده LHC بیش از انتظارات پیش بینی شده برای این دوره سه ساله بوده است؛ بیش از شش میلیون میلیارد برخورد در طول این دوره انجام شد که دستاورد بی نظیری محسوب می شود.

به گفته «مایرز»، محققان در آخرین روزهای فعالیت برخورد دهنده موفق به افزایش بهره وری این دستگاه شده اند.

هر پرتو پروتون در LHC‌ به صدها دسته با طول چند سانتیمتر تقسیم می شوند که هر کدام حاوی صدها میلیارد پروتون است.

محققان به تازگی موفق به نصف کردن فاصله بین هر دسته از پروتون ها شده اند که به معنای افزایش میزان برخورد ذرات، فراهم شدن حجم بسیار بیشتری از داده ها و افزایش شانس مشاهده پدیده های نادر از جمله ذره «بوزون هیگز» است.

این دستاورد جدید می تواند نوید دهنده موفقیت در دور تازه فعالیت برخورد دهنده LHC باشد که از سال 2015 آغاز خواهد شد.

با آغاز سال 2013 میلادی، آزمایش های مربوط به برخورد پروتون ها با یون های سرب انجام شده و سپس توقف دو ساله به منظور بروز رسانی برخورد دهنده انجام می شود؛ فعالیت مجدد LHC با فرکانس و انرژی بیشتر از سال 2015 میلادی از سر گرفته می شود.

ایسنا

 

[infrequent]

سومین نوع مغناطیس تولید شد

سومین نوع مغناطیس تولید شد

محققان مؤسسه فناوری ماساچوست یک گونه جدید ماده و نوع جدیدی از مغناطیس را کشف کرده‌اند که می‌تواند شیوه ذخیره اطلاعات در رایانه‌ها را تغییر دهد.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این دستاورد به دو حالت شناخته شده مغناطیس اضافه شده و سومین حالت مغناطیسی به شمار می‌رود.

این کار تجربی که وجود یک ماده جدید موسوم به «مایع چرخشی کوانتومی(QSL)» را نشان داده، در مجله نیچر منتشر شده است.

QSL

یک بلور، جامد است، اما حالت مغناطیسی آن به عنوان یک مایع توصیف می‌شود. بر خلاف دو نوع دیگر مغناطیس، جهت‌های مغناطیسی هر ذره درون آن بطور مداوم نوسان داشته و شبیه به حرکت مداوم مولکولها در یک مایع واقعی است.

به گفته محققان، هیچ نظم ایستایی برای جهت‌های مغناطیسی موسوم به لحظات مغناطیسی درون ماده وجود ندارد. اما یک تعامل قوی میان آنها وجود داشته و به دلیل تاثیرات کوانتومی در یک محل نمی‌مانند.

اگرچه اندازه‌گیری یا اثبات وجود این حالت عجیب سخت است، این یکی از قوی‌ترین مجموعه داده‌های تجربی است که این کار را انجام می‌دهد.

فرومغناطیس که مغناطیس ساده یک آهنربا یا سوزن قطب‌نما بوده، از قرنها پیش شناخته شده بوده است.

پیش‌بینی و کشف ضد فرومغناطیس که پایه مغناطیس‌خوانها در دیسکهای سخت رایانه‌های امروزی است، در سال 1970 منجر به دریافت جایزه نوبل فیزیک توسط لوئی نیل و در سال 1994 برای کلیفورد شال، استاد بازنشسته موسسه فناوری ماساچوست شد.

در نوع دوم مغناطیس یعنی ضد فرومغناطیس، میدانهای مغناطیسی یونهای درون یک فلز یا آلیاژ یکدیگر را خنثی می‌کنند.

در هر دو مورد موجود، مواد تنها زمانی که تا زیر یک دمای خاص سرد شوند، خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کنند.

فیلیپ اندرسون، یک نظریه‌دان ارشد، ابتدا مفهوم یک گونه سوم را در سال 1987 مطرح و اظهار کرد که این حالت می‌تواند با ابررساناهای با حرارت بالا مرتبط باشد.

از آن زمان فیزیکدانان به دنبال چنین حالتی بوده‌اند و تنها در سالهای اخیر بوده که پیشرفتهایی حاصل شده است.

این ماده یک بلور ماده معدنی موسوم به «هربرت‌اسمیت» است که نام خود را از هربرت اسمیت، معدن شناس انگلیسی گرفته است که این ماده را برای اولین بار در سال 1972 در شیلی کشف کرد.

محققان ابتدا در سال گذشته توانستند یک بلور بزرگ خالص از این ماده را در فرآیندی که 10 ماه بطول انجامید، بسازند و از آن زمان تاکنون به بررسی دقیق ویژگیهای آن پرداخته‌اند.

در حالیکه بیشتر مواد از حالت کوانتومی گسسته برخوردارند که تغییرات آنها به شکل اعداد صحیح بیان می‌شود، ماده QSL حالتهای کوانتومی کسری را به نمایش گذاشته است.

در حقیقت محققان دریافتند که این حالتهای برانگیخته موسوم به اسپیونها یک تسلسل را ایجاد می‌کنند. به گفته محققان، این مشاهدات برای اولین بار است که انجام شده است.

اگرچه به گفته محققان، کاربردی کردن این پژوهش ابتدایی زمان زیادی را خواهد برد. این کار می‌تواند به پیشرفتهایی در حوزه ذخیره داده‌ها یا ارتباطات با استفاده از پدیده برانگیخته کوانتومی موسوم به درهم‌تنیدگی دوربرد منجر شود که در آن دو ذره با مسافت بسیار می‌توانند بطور آنی یکدیگر را تحت تاثیر قرار دهند.

این یافته‌ها همچنین می‌تواند در پژوهشهای ابررساناهای با حرارت بالا مورد استفاده قرار گرفته و در تهایت منجر به توسعه‌های جدید در این حوزه شود.

ایسنا

 

[infrequent]

محققان ایرانی موفق به تولید نانوذرات یکنواخت دی اکسید سیلیسیوم شدند

محققان ایرانی موفق به تولید نانوذرات یکنواخت دی اکسید سیلیسیوم شدند

محققان دانشگاه تبریز موفق به تولید نانوذرات یکنواخت SiO2 شدند.

به گزارش سرویس پژوهشی ایسنا، دکتر اسماعیل اسماعیل زاده، مجری این طرح با بیان اینکه این ذرات نانو در آزمایشگاه تحقیقاتی حرارت و سیالات بخش نانو سیال دانشکده فنی مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز تولید شده است، تصریح کرد: ذرات یکنواخت نانو SiO2 در دمای محیط به روشstöber با ساختار کاملا کروی و توزیع نزدیک به یکنواخت، اولین بار در ایران در این آزمایشگاه تولید و برای مطالعات بعدی به منظور استفاده در نانو سیال ها در مبحث افزایش پدیده های انتقال در کاربردها در اختیار آزمایشگاه قرار می گیرد.

عضو هیات علمی مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز در ادامه با اشاره به اینکه با توجه به اثر دما در فرایند تولید می توان اندازه های کوچکتری نیز تولید کرد، اظهار داشت: استفاده از روش یاد شده در تولید ذرات SiO2 با هدف رسیدن به نانوذراتی یکنواخت و به شکل کاملا کروی صورت گرفته و محصول تولیدی فاقد مشابه خارجی است.

وی افزود: با توجه به تحریم ها، واردات این نانوذرات امکان پذیر نبوده و نظر به اینکه تولید انبوه این نانو ذرات در کشور گزارش نشده در صورت تولید انبوه، مزیت ایجاد ارزش افزوده برای کشورمان را در عرصه های مختلف خواهد داشت.

به گفته وی با این روش ذرات نانو SiO2 در محدوده های مختلف از جمله برای استفاده در افزایش انتقال حرارت و جرم در سیستم ها و میکرو سیستم های گرمائی، صنایع شیشه سازی و بتن، ساخت کوره های قوس الکتریکی، کاربردهای زیست فناوری، ساخت سنسورها وکاتالیست ها، ساخت مواد هیبریدی پایه آلی و غیر آلی، کریستال های نوری، آمپلی فایر های لیزری و کروماتوگرافی نسبت به اندازه ذرات، مورد استفاده قرار می گیرند.

وی تصریح کرد: تولید این ذرات در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده و اجرای این پروژه به مدت سه ماه طول کشیده است.

این پروژه با همکاری دکتر محرم جعفری، سرپرست آزمایشگاه تحقیقاتی حرارت و سیالات، مهندس محمدرضا عباسی اول، کارشناس آزمایشگاه تحقیقاتی حرارت و سیالات، علی میرحاجی و هومن بهمنی جلالی، دانشجویان رشته کارشناسی مواد و مهندس احمداسماعیل زاده، دانشجوی دوره دکتری نانو تکنولوژی دانشگاهRMIT– استرالیا صورت گرفته است.

بر اساس این گزارش، دکتر اسماعیل اسماعیل زاده ، استاد دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز، چاپ 42 مقاله در مجلات معتبر علمی خارجی و داخلی، ارایه بیش از60 مقاله در کنفرانس های ملی و بین المللی، اجرای 10 طرح تحقیاتی، راهنمایی 80 پایان نامه کارشناسی ارشد و 10 پایان نامه دکتری را نیز در کارنامه خود دارد.

ایسنا

 

[*** s.mahdi ***]

مشارکت فیزیکدانان ایرانی در یک کشف بزرگ بین‌المللی برای نخستین بار در تاریخ علم معاصر

مشارکت فیزیکدانان ایرانی در یک کشف بزرگ بین‌المللی برای نخستین بار در تاریخ علم معاصر

» سرویس: علمي و فناوري - علمي
کد خبر: 91100804802
جمعه ۸ دی ۱۳۹۱ - ۱۱:۴۶

استاد فرهاد اردلان، آغازگر مشارکت دانشمندان ایرانی در تحقیقات سرن، این همکاری را تحقق رویای 40 ساله ایرانیان برای شرکت در تحقیقات آزمایشگاه بین‌المللی ذرات دانست.

به گزارش خبرنگار علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، دکتر اردلان روز پنج شنبه در مراسم اعطای هدیه سرن به رئیس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در محل پژوهشکده فیزیک این پژوهشگاه خاطرنشان کرد: کشف بوزون هیگز از نوع کشف‌های متداول چند دهه اخیر در علم فیزیک نیست. بلکه پی بردن به یکی از رموز عجیب طبیعت است که تا 50 سال پیش هیچ کس حتی آن را حدس نیز نمی‌زد اما این کشف برای ایرانیان از جنبه دیگری نیز حائز اهمیت است و آن اینکه رویای چهل‌ساله آنان برای شرکت در تحقیقات سرن تحقق پیدا کرده است.

وی با اشاره به اینکه این نخستین بار است که دانشمندان ایرانی در طول تاریخ چندصدساله اخیر در یک فعالیت مهم ‌بین‌المللی و تحقیقات پیشگام شرکت کرده‌اند، خاطرنشان کرد: در تحقق این رویا و در این موفقیت چند نفر نقش اساسی ایفا کرده‌اند که باید از آنها نام برده شود.

عضو هیات مؤسس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی ادامه داد: جان الیس، ‌یکی از دانشمندان سرن که بیشترین تعداد مقالات را در میان فیزیکدانان جهان دارد و عضو کمیته بین‌المللی مشورتی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی نیز هست، یکی از یاری‌دهندگان ایران برای شرکت در تحقیقات سرن بود.

وی با تقدیر از تلاش‌های دکتر حسام‌الدین ارفعی، رئیس پژوهشکده ذرات و شتابگرهای پژوهشگاه دانش‌های بنیادی نیز گفت: در طول 10 سال گذشته مدیریت این برنامه به صورت مستقیم بر عهده ایشان بوده که در این زمینه از هیچ کمکی دریغ نکرده‌ است.

به گفته اردلان، دکتر محمدجواد لاریجانی به عنوان رییس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی نیز همواره پشتیبان این تحقیقات بوده و از هیچ حمایتی در طول سال‌های فعالیت دانشمندان ایرانی در سرن دریغ نکرده است.


دکتر حسام‌الدین ارفعی، رئیس پژوهشکده ذرات و شتابگرهای پژوهشگاه دانش‌های بنیادی نیز در این مراسم با اشاره به اینکه گروه ایرانی سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌یی در مقایسه با گروه‌های دیگر کشورها، کوچک است(حدود 20 نفر در برابر 100 عضو ترکیه‌یی و 40 عضو پاکستانی) گفت: با وجود تعداد کم محققان و دانشمندان ما و با وجود این که حدود 10 سال پس از این کشورها به سرن وارد شده ایم، سهم ما در کار علمی بیشتر از آنها بوده است.
​

 

[infrequent]

ابداع نانو ماده ساندویچی

ابداع نانو ماده ساندویچی

دانشمندان نانوماده ساندویچ‌مانندی را ابداع کرده‌اند که می‌تواند کارآیی سلول‌های خورشیدی را تا 175 درصد افزایش دهد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، یکی از دلایل اصلی عدم کارآیی سلول‌های خورشیدی کنونی در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته این است که نور خورشید از سطح سلول منعکس می‌شود یا این که به طور کامل توسط آن جذب نمی‌شود.

دانشمندان دانشگاه پرینستون مدعی‌اند با ابداع یک نانوماده جدید این مشکل را حل کرده‌اند.

گفته می‌شود ابداع آن‌ها با به حداقل رساندن انعکاس و افزایش جذب نور خورشید، کارآیی سلول‌های خورشیدی ارگانیک را تا 175 درصد افزایش می‌دهد.

ماده جدید "حفره پلاسمونیک دارای چیدمان روزنه زیر طول موج" یا PlaCSH نامیده می‌شود.

این ماده شامل پنج لایه بسیار نازک است. در بخش فوقانی آن "لایه پنجره" قرار دارد که نور خورشید نخست از خلال آن عبور می‌کند. این لایه از شبکه (mesh) فلزی بی‌نهایت کوچک ساخته شده به طوری که قطر و فضابندی روزنه‌های آن در مقیاس نانومتر اندازه‌گیری می‌شود.

لایه بعدی دارای پلاستیک شفاف است و پس از آن یک لایه از جنس ماده نیمه هادی قرار دارد. پس از این لایه نیز یک لایه اکسید تیتانیوم و همچنین یک لایه آلومینیوم در پایین‌ترین بخش قرار دارد.

ضخامت کلی تمامی لایه‌ها فقط 230 نانومتر عنوان شده است. این فاصله به همراه فضابندی و قطر روزنه‌های شبکه کوتاه‌تر از طول موج خود نور خورشید است.

به ادعای "چو" رهبر ارشد تیم تحقیقاتی، در واقع این مشخصه است که امکان انعکاس فقط چهار درصد نور خورشید و همچنین جذب تا 96 درصد باقی‌مانده را فراهم می‌کند.

به هنگام تبدیل نور خورشید مستقیم به الکتریسیته این عدد به یک افزایش 52 درصدی در کارآیی در مقایسه با سلول‌های خورشیدی ارگانیک می‌رسد.

همچنین سیستم جدید در گرفتن نور خورشید در زوایای شیب‌دار برتر از سیستم‌های دیگر عمل می‌کند و در این حالت کارآیی آن تا 81 درصد افزایش می‌یابد.

از لحاظ کارآیی کلی این عدد به هنگام ترکیب با سایر مولفه‌ها به 175 درصد افزایش می‌رسد.

شایان ذکر است سیستم PlaCSH می‌تواند به طور مقرون به صرفه‌یی در ورقه‌های بزرگ تولید شود.

افزون بر ارائه کارآیی بالاتر، این ماده می‌تواند جایگزین الکترودهای ایندیوم-تین-اکسید (ITO) هزینه‌بر در سلول‌های خورشیدی ارگانیک معمولی شود و هزینه‌ها را کاهش دهد.

به این دلیل که PlaCSH انعطاف‌پذیرتر از ITO است، موجب می‌شود که سلول‌ها کمتر شکستنی باشند.

اگرچه تحقیق "چو" در زمینه سلول‌های خورشیدی غیرارگانیک هنوز کامل نیست، خود وی بر این باور است که این ماده امکان کاربردهای بسیار بیشتری را فراهم می‌کند.

همچنین به این دلیل که نانوماده جدید می‌تواند ضخامت نیمه هادی سیلیکون را در سلول‌های خورشیدی تا یک هزار فولد کاهش دهد، موجب ارتجاع‌پذیری و ارزان‌تر شدن آن‌ها می‌شود.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Optics Express انتشار یافت.

ایسنا

 

[infrequent]

اندازه‌گیری دقیق ذرات گریزان جهان/ علت تسلط ماده در جهان چیست

اندازه‌گیری دقیق ذرات گریزان جهان/ علت تسلط ماده در جهان چیست

همکاری فیزیکدانهای برجسته در دانشگاه ویسکوزین - مدیسون به اندازه گیریهای دقیقی از ذراتی تقریبا بی جرم و گریزان منتهی شده که نشان می‌دهد چرا جهان تحت تسلط ماده است و ضد ماده تسلطی در جهان ندارد.

به گزارش خبرگزاری مهر، تلاشهای دانشمندان دانشگاه ویسکوزین - مدیسون برای اندازه گیری این ذرات تقریبا بی جرم و گریزان که از آنها با عنوان پادنوترینو یاد می شود در آزمایش زیرزمینی " دیا بی"، نزدیک یک راکتور هسته ای در چین، 55 کیلومتری شمال هنگ کنگ صورت گرفت.

از آنجا که اندازه گیری پادنوترینوها در سال 2012 صورت گرفته است، مجله ساینس این اکتشاف را دومین اکتشاف مهم سال قلمداد کرده است، اما اکنون دانشمندان به این نتیجه رسیدند که اندازه گیری پادنوترینوها موجب شده آنها به درک این مسئله برسند که چرا ماده در جهان غالب است.

پادذرات تقریبا دوقلوهای یک تخمکی ذرات زیر اتمی (الکترون، پروتون و نوترون) هستند که دنیای ما را تشکیل داده اند. برای مثال وقتی که یک الکترون با یک ضد الکترون رو به رو می شود، هر دو با یک انفجار انرژی از بین می روند. ناکامی در مشاهده این انفجارها در جهان به فیزیکدانها می گوید که ضدماده نادر و ناپدید شونده است و ماده ریشه جهان امروز ما را در دستان خود گرفته است.

کارستن هیگر استاد فیزیک دانشگاه ویسکوزین - مدیسون اظهار داشت: در آغاز زمان، درزمان انفجار بزرگ، سوپی از ذرات و پادذرات ایجاد شد اما به نوعی یک عدم تعادل شکل گرفت. مطالعاتی که تاکنون انجام شده بود تفاوت کافی میان ذرات و پادذرات پیدا نکرده بود تا تسلط ماده بر ضدماده را نشان دهد.

اما براساس اظهارات هیگر، نوترینوها به عنوان ذراتی بسیار فراوان و تقریبا بی وزن، دارای ویژگیهایی هستند که می توانند حتی ضد ماده خود شوند و به همین دلیل است که فیزیکدانها آخرین امید خود را برای توضیح علت غیبت ضدماده در جهان روی نوترینوها گذاشته اند.

هیگر و گروهش در دانشگاه ویسکوزین - مدیسون مسئول طراحی و ساخت یک آشکارساز پادنوترینو در "دایا بی" مستقر در شرق هنگ کنگ بوده اند.

جف چروینکا از آزمایشگاه علوم فیزیکی در استاوتون، وسکوزین مهندس اصلی این آزمایش بود و ساخت نصب این آشکار ساز را مورد نظارت داشت. ساخت این آزمایش پاییز امسال به پایان رسید و گرفتن اطلاعات با استفاده از تمام تجهیزات این آشکار ساز پادنوترینو در ماه اکتبر آغاز شد.

هیگر اظهار اشت: راکتورها منبع مهم پادنوترینو هستند و اندازه گیری چگونگی تغییر آنها در طی پروازهای کوتاهشان از راکتور به آشکار ساز پایه ای را برای محاسبه یک کیمت به نام " زاویه در آمیختگی" ارائه می کند.

نتایج اندازه گیری آزمایش " دارا بی" حتی پیش از آنکه آخرین تجهیزات این آشکار ساز نصب شود، منتشر شد اما در آن زمان این اندازه گیریها یک زاویه به شدت باز را نشان می داد. از آنجا که دانشمندان تصور می کردند این زاویه باید بسیار کوچک باشد یک آزمایش دیگر انجام دادند که 10 برابر حساس تر از قبل بود.

هیگر گفت: جامعه تحقیقاتی نوترینو مدتها بود که در انتظار این پارامتر مانده بود. این پارامتر می تواند برای طراحی آزمایشهای دهه بعد و فراتر از آن مورد استفاده قرار بگیرد.

خبرگزاری مهر

 

[infrequent]

قوانین جدید الکترونیک در مقیاس مولکولی

قوانین جدید الکترونیک در مقیاس مولکولی

دانشمندانی از آزمایشگاه ملی بروکهاون و دانشگاه کلمبیا مشغول بررسی قوانین رسانش ‏الکتریکی در مدارهای مولکولی هستند. رسانایی به معنای توان مدار در هدایت الکتریسیته ‏است. در یک مدار ساده، اگر مقاومت‌ها را به‌طور موازی وصل کنید، الکترون‌ها می‌توانند از ‏مسیرهای مختلف حرکت کنند. در این حالت، رسانایی کل مدار برابر خواهد بود با جمع ‏رسانایی همه مقاومت‌ها. با اینحال، در یک مدار مولکولی، قوانین حاکم بر جریان از مکانیک ‏کوانتومی تبعیت می‌کنند. ‏

تجسم اتمی از پیوندگاه‌های مولکول واحد که از دو ‏گذرگاه هم ارز (چپ) و یک گذرگاه (راست) تشکیل ‏شده و شامل اتصال به دو الکترود طلا و طرح شماتیکی از ‏مدار الکتریکی خارجی است. ‏

​

در اکثر مدارهای تک- مولکولی، مولکول‌ها مثل مقاومت معمولی رفتار نمی‌کنند، بلکه ‏الکترون‌ها می‌توانند از مولکول‌ها تونل بزنند. هنگامی که مولکول دو گذرگاه موازی ‏داشته باشد، حرکت موجی الکترون می‌تواند به‌طور رؤیایی قانون جمع رسانایی‌ها را تغییر ‏دهد. سال‌ها بود که متخصصان فناوری‌نانو پی برده بودند – ولی اثبات نشده بود- که اثرات ‏تداخل کوانتومی می‌تواند رسانایی یک مدار دو گذرگاهی را تا چهار برابر رسانایی یک ‏مدار تک‌گذرگاهی افزایش دهد. ‏

این دانشمندان برای بررسی این اثرات کوانتومی مجبور به ساخت مدارهای نانواندازه ‏بودند. آنها انواعی از مولکول‌ها برای انجام آزمایش طراحی و سنتز کردند. لاتا ونکاتارامن، ‏استاد فیزیک کاربردی کلمبیا که گروهش کار بهینه‌سازی مدار مولکولی را برعهده داشت، ‏می‌گوید: «ساخت قابل اعتماد مدار از یک مولکول واقعا مشکل است. تصور کنید می‌خواهید ‏دو سر مولکولی را لمس کنید که طولش به اندازه ده اتم است.»‏

گروه ونکاتارامن برای ساخت این مدارها، از یک میکروسکوپ تونل‌زن پیمایشگر برای ‏مکررا فشار دادن یک نوک طلایی تیز به الکترود طلایی دیگر و سپس بیرون کشیدن آن ‏استفاده کرد. هنگامی که این اتصال شکسته شود، در یک لحظه فاصله بین دو قطعه طلا برای ‏قرار گرفتن مولکول چسبیده به نوک مناسب می‌شود. همینکه این سیستم مداری شکل ‏گرفت، رسانایی بسرعت اندازه‌گیری می‌شود و حتی می‌تواند هزاران بار برای بدست آوردن ‏داده‌های قابل اعتماد تکرار شود. ‏

این دانشمندان با استفاده از این رهیافت کشف کردند که رسانایی مولکول‌هایی با دو ‏گذرگاه از جمع رسانایی مربوط به تک‌گذرگاه‌ها بیشتر است، اگرچه این افزایش آنقدری ‏نبود که پیش‌بینی می‌کردند. مارک هایبرتزن، فیزیکدانی از مرکز نانومواد تابعی بروکهاون، ‏گفت: «اندازه‌گیری و شبیه‌سازی نشان می‌دهند که مولکول‌هایی با دو گذرگاه دارای ‏رسانایی هستند که از دو برابر رسانایی تک‌گذرگاه بیشتر است.»

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏Nature Nanontechnology‏ ‏منتشر کرده‌اند.‏ ‎



ستاد توسعه فناوری نانو

 

[infrequent]

اثبات نظریه ریاضیدان در حال مرگ پس از یک قرن

اثبات نظریه ریاضیدان در حال مرگ پس از یک قرن

محققان دانشگاه «اموری» پس از نزدیک به یک قرن توانسته‌اند معمایی را که سرینیواسا رامانوجن، ریاضیدان هندی در بستر مرگ مدعی شده بود که در رویا به وی الهام شده، حل کنند.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، رامانوجن در سال ۱۹۲۰ در بستر مرگ در نامه ای به معلم خود، گادفری هارولد هاردی، ریاضیدان انگلیسی به ترسیم چندین تابع جدید ریاضی به همراه توضیحاتی در مورد شیوه عملکرد آنها پرداخت که تا آن زمان ناشناخته بود.

اکنون محققان بعد از چندین دهه اعلام کرده اند که حق با این ریاضیدان بوده و اینکه این فرمول می‌تواند رفتار سیاه‌چاله‌ها را توضیح دهد.

رامانوجن که یک ریاضیدان خودآموخته بود، در یک دهکده محلی در جنوب هند متولد شد و به قدری در مورد ریاضی تفکر می‌کرد که دو بار از دانشکده اخراج شد.

نامه این ریاضیدان محتوی چند تابع بوده که نسبت به توابع کنونی تتا یا شکلهای مدولار متفاوت هستند با اینحال همچنان از آنها تقلید می‌کند.

توابع به معادلاتی مانند موج سینوسی گفته می‌شود که به شکل یک نمودار بر روی محور کشیده شده و با محاسبه هر ورودی یا ارزش انتخاب شده، یک نتیجه به دست آید.

این ریاضیدان هندی حدس زده بود که شکلهای مادولار تقلیدی وی با شکلهای مادولار رایج که پیشتر توسط کارل جاکوبی شناسایی شده بود، مطابقت دارد و اینکه نتیجه هر دو، خروجی‌های مشابه برای ریشه‌های یک است.

رامانوجن تصور می‌کرد که این الگوها توسط یک خدای هندی بر وی الهام شده است با این حال کسی در آن زمان نفهمید که وی به چه دست یافته است.

وی پیش از اینکه بتواند ظن خود را اثبات کند، درگذشت اما بیش از ۹۰ سال پس از مرگ وی، محققان توانستند اثبات کنند که این توابع در حقیقت از شکلهای مادولار تقلید می‌کنند اما خصوصیات توصیف‌کننده خود مانند ابرتقارن را به اشتراک نمی‌گذارند.

توسعه این توابع می‌تواند به فیزیکدانان در محاسبه آنتروپی یا سطح اختلال سیاه‌چاله‌ها کمک کند.

این یافته‌ها در آستانه صد و بیست و پنجمین سالگرد تولد رامانوجن در کنفرانس ۱۲۵ رامانوجن در دانشگاه فلوریدا ارائه شده است.



علم پرس

 

[infrequent]

زمان و مکان گرمترین روز جهان تغییر کرد

زمان و مکان گرمترین روز جهان تغییر کرد

سازمان اقلیمی سازمان ملل تاریخ گرمترین روز سال را از 13 سپتامبر 1922 در لیبی به 10 ژوئیه 1913 در دث ولی در کالیفرنیا تغییر داد.

به گزارش خبرگزاری مهر، سازمان هواسنجی جهانی به عنوان سازمان اقلیمی وابسته به سازمان ملل این موضوع را 11 سپتامبر اعلام کرده بود اما به علت این که این خبر در آن زمان تحت الشعاع قتل دیپلماتهای آمریکایی در لیبی قرار گرفت، این خبر بار دیگر رسانه ای شده است.

این سازمان اعلام کرده است به جای روز 13 سپتامبر 1922 به عنوان گرمترین روز جهان در العزیزیه لیبی که دمای آن به 58 درجه سانتیگراد می رسد روز 10 ژوئیه 1913 در دث ولی کالیفرنیا تغییر کرده است که دمای آن به 56 درجه سانتیگراد می رسد.

​

دث ولی در کالیفرنیا در تاریخ 10 ژوئیه 1913 گرمترین روز جهان را پشت سرگذاشته است


​

کریستوفر سی بارت، هواشناس یک سازمان هواشناسی در آمریکا با اشاره به دلایل مختلف ثبت چنین دمایی را برای لیبی در آن تاریخ زیر سوال برد و گفت: هرچقدر بیشتر بررسی کردیم بیشتر به نظر می رسد که این دما برای این تاریخ در لیبی یک اشتباه است.

برت شواهد خود را به سازمان هواسنجی جهانی سازمان ملل ارائه داد و این سازمان نیز یک کمیته متشکل از 13 کارشناس اقلیش شناسی از جمله بارت تشکیل داد تا این موضوع را مورد بررسی قرار دهند.

راندال اس سرونی استاد زمین شناسی دانشگاه ایالتی آریزونا به عنوان یکی از اعضای این کمیته اظهار داشت که بحث درباره یک کشور در این رابطه به عنوان یک منبع توجه سایر کشورها می تواند جالب باشد اما متأسفانه امروزه سیاست تعیین کننده این رکوردها است.

پس از یک بررسی یکساله این کمیته نتیجه گرفت که دمای ثبت شده یک اشتباه است و برای اثبات مدعای خود ابزارهای قابل تردید، ناظر بی تجربه و این حقیقت که این دما برای این منطقه در لیبی نامتعارف است را بیان کرده است.

گزارش این کمیته نشان می دهد که ارزیابیهای سازمان هواسنجی جهانی سازمان ملل براین اساس است که دمای ثبت شده 56.8 درجه سانتیگراد برای دث ولی در کالیفرنیا گرم ترین روز سال در جهان بوده است.


خبرگزاری مهر

 

[Campus]

[FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]رکورد تبدیل حرارت به برق با استفاده از بی‌نظمی شکست![/FONT][FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]
محققان دانشگاه نورث‌وسترن در دستاوردی جدید توانسته‌اند رکورد تبدیل حرارت به برق را در یک ماده بی‌نظم بشکنند.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، این فناوری که در مجله نیچر منتشر شده، نشان داده که بی‌نظمی می‌تواند در ایجاد یک نسل جدید از فناوریهای جمع‌آوری انرژی نقش اساسی ایجاد کند.

دارندگان لپ‌تاپ و مکانیکهای خودور می دانند که حرارت یک محصول جانبی اصلی در هر کار است. برای مثال در ایستگاههای تولید برق، تنها یک سوم انرژی وارد شده به ژنراتور به برق تبدیل شده و مابقی به شکل حرارت زائد پیش از چرخاندن توربین منتشر می‌شود.[/FONT]

[FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]

[/FONT]​

[FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]برای دهه‌های متوالی فیزکدانان از راههای مختلف برای تبدیل مستقیم حرارت به برق استفاده کرده‌اند. مواد موسوم به ترموالکتریک از تفاوتهای دما برای هدایت الکترونها از یک سمت به سمت دیگر استفاده می‌کنند. این الکترونهای جابجا شده یک ولتاژ ایجاد می‌کنند که می‌تواند برای نیرو دادن به دیگر چیزها مانند یک پیل مورد استفاده قرار بگیرد.

چنین موادی از کاربردهای زیادی برخوردار بوده و برای مثال در کاوشگر کنجکاوی نیز که در سطح مریخ حرکت می‌کند، از این دستگاههای ترموالکتریک برای تبدیل حرارت نیروی پلوتونیوم به برق استفاده می‌شود.

اگرچه این دستگاهها برای استفاده در همه‌جا به اندازه کافی کارآمد نبوده و فناوریهای موجود تنها می‌توانند پنج تا هفت درصد از انرژی حرارتی را به برق تبدیل کنند که بسیار کمتر از بازده تبدیل فناوریهایی مانند صفحات خورشیدی است.

ساخت یک دستگاه ترموالکتریکی بهتر به کشف موادی بستگی دارد که تنها رسانای برق بوده و حرارت را منتقل نمی‌کنند. به گفته محققان برای دستیابی به این نتیجه باید بی‌نظمی را به ساختار مواد معرفی کرد.

این محققان از ترموالکتریک مشهور تلورید سرب استفاده کردند که معمولا از یک ساختار شبکه ای منظم برخوردار است. آنها چند اتم سدیم را درون این ماده وارد کردند تا رسانایی آن افزایش یابد. سپس چند نانوبلور تلورید استرانسیوم را که یک ماده ترموالکتریک شناخته شده دیگر است، درون ترکیب اولیه وارد کردند. این بلورها به الکترونها اجازه عبور داده اما جریان حرارت را در مقیاس کوچک مختل کرده و شیب دما را حفظ می‌کنند.

گام نهایی این پژوهش، توقف جریان دما در مقیاسهای بزرگتر بود. برای این کار این محققان یک نسخه منکسر از بلورهای ترموالکتریکی خود ساختند. این انکسار باعث دستیابی به نتیجه دلخواه شد. شکافها به الکترونها اجازه حرکت داده اما ارتعاشات حرارت را در بلور منعکس کردند. این ماده از یک بازده تغییر ۱۵ درصدی برخوردار بوده که دوبرابر ترموالکتریکهای تلورید سرب است.

هر چند این ماده هنوز آماده ورود به فناوریهایی مانند مریخ‌نوردهای بعدی ناسا نیست چرا که سدیم مورد استفاده برای حرکت دادن الکترونها بسیار انفعالی بوده و می‌تواند ماده را از بین ببرد بویژه اگر در امتداد شکستگیهای طراحی‌شده برای توقف جریان حرارت تجمع کند.[/FONT][FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]
[/FONT]

 

[fati24]

ممنون.جالب بود.

 

[Campus]

جوان ایرانی، آلبرت انیشتین بعدی!

نیما حامد ارکانی ایرانی است که سنی در حدود 30 سال دارد، او مدرک لیسانس خود را در ریاضی و فیزیک را از دانشگاه تورنتو در سال 1993 گرفته و پس از آن دکترا را در سال 1997 از دانشگاه برکلی کالیفرنیادریافت کرده است.نیما حامد ارکانی پس از آن در شتابدهنده خطی استنفرد شروع به کار کرد.
در سال 1999به عنوان استاد دانشگاه برکلی مشغول به کار شد. وی در سال 2002 پس از یکسال ملاقات با استادان دانشگاه هاروارد به عنوان استادی در دانشگاه هاروارد رسید و کمی‌بعد از آن به مقام استادی در تحصیلات پیشرفته در دانشگاه پرینستون رسید. این مقام از سال 1933 تا سال 1955 (زمان مرگ انیشتن) در دست انیشتن بوده که هم اکنون نزد دکتر ارکانی است.در سال گذشته نیز بارها مهمان انستتیو علوم طبیعی بوده و به گفته Peter goddarg مدیر انستتیو : ما با دکتر ارکانی تماس گرفته تا او به جمع استادان ما بپیوندد و او نیز موافقت کرد به گفته وی او یک تصویر ذهنی و یک درک عمیق از ظواهر تئوری های مدرن دارد و او قرار است نقش یک رهبر را در آزمایش در LHC را داشته باشد. پرفسور Nathan seibery عضو انستتیو علوم طبیعی افزود: درک عمیق او از فیزیک و خلاقیت قابل توجه وی باعث پیشرفت انستتیو خواهد شد.

دکتر ارکانی همکنون در زمینه فیزیک ذرات، نامی‌برای خود دست و پا کرده است. نظریه انقلابی او در زمینه عملکرد جهان می‌باشد.
دکتر نیما حامد ارکانی (رهبر فیزیکدانان نظری) افکار ما را در مورد فضا و زمان باز کرده و به گفته ایشان جهان حد اقل 11 بعد دارد. این نظریه انقلابی را در فیزیک بوجود خواهد آورد. در تئوری ابر ریسمان و یا به اختصار ریسمان، تلاش بر این بوده که توضیح دهد ذرات کوچکترین حالت در این جهان نیستند بلکه حلقه هایی که دارای نوسان می‌باشند، که ریسمان نامیده می‌شوند کوچک ترین چیز می‌باشد. در این نظریه ریسمان در 11 بعد نوسان می‌کند و بر خلاف ما که در 3 بعد مکان و یک بعد زمان هستیم. بیشتر مدلها در این تئوری حداقل 7 بعد دیگر را نشان می‌دهد که برای انسان قابل درک نیست. دکتر ارکانی با فیزیکدانانی به نام Dimopoulos و Dvail پیشنهاد کردند که بعضی از این ابعاد بزرگتر از حدی است که قبلا تصور می‌شد و این مدل( ADD (Arkani-Dvail-Dimopoulos نام دارد متاسفانه این ابعاد قابل مشاهده نمی‌باشند، زیرا گرانش تنها نیروی هست که بر آنها احاطه دارد.مخالفت بعضی ها با این تئوری به این دلیل است که نمی‌توان آن را آزمایش کنند. برای مثال، گر شما در ماشین خود نشسته باشید و دستگاه GPS شما روشن باشد، شما می‌توانید سرعت و مکان دقیق خود را در یک لحظه بدانید. ولی این کار در دنیای ذرات غیر ممکن است و شما نمی‌توانید سرعت و مکان یک جسم را در یک لحظه بگویی.

 

[*** s.mahdi ***]

تلاش فیزیک‌دانان برای ساخت نخستین ماده ۴بعدی

تلاش فیزیک‌دانان برای ساخت نخستین ماده ۴بعدی

[h=2][/h]

دانش‌های بنیادی - فیزیک‌دانان می‌خواهند ساعتی بسازند که حتی بعد از مرگ جهان هم با پائین‌ترین میزان انرژی بتواند به کارش ادامه دهد و زمان را ثبت کند. برای این کار، ابتدا باید کریستال فضازمانی 4بعدی ساخت.

علی رنجبران: ایده ساعتی ابدی که می‌تواند به نگاه داشتن و حفظ زمان به صورت ابدی ادامه دهد، چیز جدیدی نیست. درواقع ایده ساعتی که حتی بعد از توقف جهان هم بتواند به محاسبه زمان بپردازد، مدت‌هاست فیزیک‌دانان را مجذوب خود کرده، هر چند تا به حال راهی برای ساختن آن پیدا نشده بود.

اما به گزارش لایوساینس، محققان مشغول طراحی نمونه آزمایشی یک کریستال فضازمان هستند که می‌تواند زمان را برای ابد حفظ و محاسبه کند. ایده کریستال فضازمان که اولین بار فرانک ویلژک، برنده جایزه نوبل فیزیک 2004/1383 آن را مطرح کرد، شامل لامپی از ذرات بنیادین است که ذرات در آن می‌توانند پیوسته حرکت کنند و با بازگشت به محل اولیه خود، زمان را محاسبه کنند.

در حقیقت این کریستال 4بعدی طرحی شبیه بلورهای سه بعدی رایج دارد، شبیه بلور برف یا الماس که اتم‌ها در آن به وسیله یک الگوی تکرارپذیر منظم شده‌اند. همان‌طور که بلورهای الماس در ابعاد فضایی تکرارپذیرند، یک بلور فضازمان هم باید در مورد زمان همین ویژگی تکرارپذیری را داشته باشد.

تصور بر این بود که ایده ویلژک برای ساختن کریستال 4 بعدی فضازمان که زمستان گذشته مطرح شده، ایده‌ای کاملا مفهومی است و جایی در واقعیت ندارد؛ اما حالا یک تیم تحقیقاتی به رهبری ژیانگ ژانگ از آزمایشگاه ملی لاورنس-برکلی در کالیفرنیا به این نتیجه رسیده‌اند که این ایده می‌تواند به واقعیت بپیوندد.

تانگ کنگ لی، فیزیک‌دان دانشگاه برکلی و عضو این تیم تحقیقاتی می‌گوید: «ایده ساخت یک کریستال با ابعاد بیشتر ازکریستال‌های سه‌بعدی رایج، پیشرفت مفهومی بسیار مهمی در فیزیک است و بسیار هیجان‌انگیز است اگر ما اولین گروهی باشیم که این کار را انجام می‌دهد.»

ژانگ می‌گوید: « این کریستال 4بعدی می‌تواند یک میدان الکتریکی برای به دام انداختن اتم‌های بار‌دار یا یون داشته باشد و از عکس‌العمل دافعه طبیعی دو ذره هم‌بار (دافعه کولنی) برای ساختن الگوی تکرارپذیر استفاده کند. میدان الکتریکی این بارها را در یک مسیر نگاه می‌دارد و به این ترتیب دفع الکتریکی بین دو بار همنام باعث می‌شود که خودبه‌خود یک کریستال فضایی حلقوی تولید شود. سپس تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی ضعیف، یون‌های به دام افتاده در این حلقه شروع به چرخش کرده و هیچ وقت متوقف نمی‌شوند. چرخش ابدی یون‌های به دام افتاده، نوعی نظم زمانی تولید می‌کند که باعث شکل‌گیری کریستال فضازمان در پائین‌ترین سطح انرژی کوانتومی می‌شود.»

در حقیقت، هدف تولید حلقه‌ای از ذرات بنیادین باردار است که تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی به صورت خود به خود شروع به چرخش می‌کنند. این سیستم در پائین سطح انرژی کوانتومی که به سطح انرژی پایه یا صفر هم مشهور است، به کار می‌افتد. این سیستم بدون هیچ اختلال و یا آنتروپی کار می‌کند و هیچ راهی برای افزایش آنتروپی آن وجود ندارد. بنا بر این این سیستم می‌تواند حتی بعد از خاموش شدن جهان که آنتروپی در آن به صفر می‌رسد و مرگ گرمایی خوانده می‌شود نیز به کارش ادامه دهد و زمان را ثبت کند. مرحله مرگ گرمایی زمانی است که سوخت تمام ستاره‌های عالم به پایان می‌رسد و جهان با رسیدن به پائین‌ترین سطح انرژی، در سرمای مطلق فرو می‌رود و به اصطلاح تعادل ترمودینامیکی در جهان برقرار می‌شود.

در حال حاضر دمای میانگین جهان 2.735 درجه بالای صفر مطلق یا منفی 270.415 درجه است. آنتروپی هم کمیتی است در ترمودینامیک که معرف افزایش بی‌نظمی ناشی از بالا رفتن انرژی است. در نتیجه هرچه میزان انرژی کمتر شود، انتروپی هم کمتر می‌شود. در جهان ما ستاره‌ها دستگاه‌های افزایش آنتروپی هستند.

 

[*** s.mahdi ***]

[h=2]دنياي فيزيك در برابر كشفي شگفت‌انگيز: ذره‌اي كه «مدل استاندارد» را تكان مي‌دهد!
[/h]

محققان روس از كشف ذره زير اتمي جديدي خبر مي‌دهند كه در صورت اثبات وجود، مي‌تواند مدل استاندارد فيزيك ذرات را دستخوش تحولي شگرف كند.

به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، در اواسط دهه 1930 ميلادي فيزيكدانان بر اين باور بودند كه تمام ذرات زير اتمي شامل پروتون، الكترون و نوترون را شناخته‌اند، اما در سال 1936 ميلادي ذره «موئون» كشف شد كه بدليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد باعث شگفتي فيزيكدانان شد.

به تازگي شواهدي از وجود بوزون جديد منتشر شده است كه بخشي از مدل استاندارد (SM) ذرات بنيادي محسوب نمي‌شود و در صورت اثبات وجود، علم فيزيك بار ديگر با يك كشف شگفت‌انگيز روبرو خواهد شد.

اين بوزون جديد كه E) 38) نام دارد، در شتاب دهنده ذرات ابر رسانا نوكلترون در موسسه تحقيقات هسته‌اي دوبنا در نزديكي مسكو كشف شده است.

بوزون E) 38) كه در حال حاضر در مرحله بررسي هاي دقيق و اثبات وجود قرار دارد، حدود 2.5 درصد پروتون جرم داشته و سبك‌تر از همه ذرات بنيادي كشف شده است.

اگر E) 38) ذره پايداري بود، مي توانست يكي از كانديداهاي نخست براي شكل دادن تمام يا بخشي از ماده تاريك كائنات باشد، اما اين بوزون غيرپايدار بوده و نيمه عمر بسيار كوتاهي دارد و نمي تواند به حل اسرار ماده تاريك كمكي كند.


Click here to view the original image of 770x453px.

​