h

بسیاری از انسان‌ها در دوران کودکی مقهور سرعت بالای شخصیت‌های داستانی مانند سوپرمن بوده‌اند، ابرقهرمانی با دستهایی که رو به جلو کشیده شده‌بودند و شنلی که در پشتش به احتزاز درآمده بود، گلوله‌ای که از لوله تفنگی شلیک شده‌بود را تعقیب می‌کرد.


به گزارش همشهری آنلاین، سوپرمن در این داستان‌ها و فیلم‌ها، اگر با سرعتی نصف سرعت گلوله حرکت می‌کرد، سرعت گلوله نسبت به سرعت او به نیم می‌رسید و اگر سریعتر از گلوله حرکت می‌کرد،‌از آن سبقت می‌گرفت. به بیانی دیگر سوپرمن در این داستان‌ها از دیدگاه نیوتن درباره فضا و زمان پیروی می‌کرد: اینکه جایگاه و حرکات اجسام در فضا همگی باید متناسب با چارچوب مرجعی مطلق و غیرمتحرک قابل اندازه‌گیری باشد.

دانشمندان ابتدا تحت تاثیر دیدگاه‌های نیوتنی قرار داشتند. سپس ریاضیدان و فیزیکدانی به نام آلبرت اینشتین از راه رسیده و همه‌چیز را زیر و رو کرد. وی در سال ۱۹۰۵ نظریه نسبیت خاص خود را منتشر کرد که در آن ایده‌ای کاملا جدید را مطرح می‌کرد: هیچ چارچوب مرجعی وجود ندارد و همه‌چیز، حتی زمان نسبی است. دو اصل مهم از نظریه وی پشتیبانی کرد. اولین اصل این است که قوانین فیزیکی مشابهی به صورت برابر بر تمامی چارچوب‌های مرجع که با سرعتی یکنواخت در حرکتند حاکم است. دومین اصل نیز درباره سرعت نور است: سرعت نور، برابر ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه، ثابت و مستقل از حرکات ناظر و یا منبع نور است. به گفته اینشتین، اگر سوپرمن می‌خواست با سرعتی برابر نیمی از سرعت نور به تعقیب یک پرتو نوری بپردازد،‌ آن پرتو با سرعتی ثابت از سوپرمن فاصله گرفته و دور می‌شد.

مفهوم این نظریه به شکل فریبنده‌ای ساده به نظر می‌آید، اما در اصل از معانی گیج‌کننده‌ای برخوردار است. یکی از بزرگترین این مفاهیم توسط معادله مشهور اینشتین، E = mc²، که در آن E انرژی است،‌ m جرم و c سرعت نور است بیان شده‌است. براساس این معادله انرژی و جرم موجودیت‌های فیزیکی هستند که می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند. براساس این معادله انرژی که یک جسم دارد متناسب با حرکتش منجر به افزایش جرم آن خواهد شد،‌به بیان دیگر هرچه یک جسم سریعتر حرکت کند،‌جرم آن بیشتر خواهد شد. این نکته تنها زمانی قابل توجه خواهد بود که سرعت جسم بسیار زیاد باشد. برای مثال اگر سرعت حرکت آن ۱۰ درصد از سرعت نور باشد، جرم آن تنها ۰.۵ درصد افزایش خواهد یافت اما اگر ۹۰ درصد از سرعت نور را داشته باشد،‌جرم آن دوبرابر خواهد شد.

زمانی که سرعت جسمی به سرعت نور نزدیک می‌شود، جرم آن به شدت افزایش می‌یابد اگر جسمی با سرعتی برابر نور حرکت کند، جرم آن و انرژی مورد نیاز برای حرکت دادن آن بی‌نهایت می‌شود. از این رو است که هیچ جسم معمولی قدرت حرکت کردن سریعتر از سرعت نور را ندارد.


حرکت با سرعت نور


پرسش اصلی درباره سرعت نور در بالا تشریح شد، اما حال پاسخ این پرسش چیست: اگر انسان بتواند با سرعتی نزدیک به نور یا حتی بالاتر از آن حرکت کند چه خواهد شد؟ در چنین شرایطی انسان اثرات جالب‌توجهی را تجربه خواهد کرد. یکی از مشهورترین آنها اتساع نام دارد، پدیده‌ای که منجر به کند شدن گذر زمان برای اجسامی خواهد شد که با سرعتی بالا در حرکتند. اگر انسان در فضاپیمایی با سرعتی برابر ۹۰ درصد سرعت نور سفر کند، گذر زمان برای وی به نیم خواهد رسید. درواقع ساعت مسافر تنها ۱۰ دقیقه جلو خواهد رفت درحالی که عقربه‌های ساعت ناظری برروی زمین ۲۰ دقیقه به جلو رفته‌است.

چنین سفری برای مسافرش عواقب بینایی خاصی را نیز در پی خواهد داشت که به پدیده کج‌راهی شهرت دارد و شرایطی را تشریح می‌کند که در آن میدان دید مسافر به فضایی کوچک و تونل مانند در برابر پنجره فضاپیما تبدیل خواهد شد. این پدیده از آن رو رخ می‌دهد که فوتون‌های نوری، حتی فوتون‌های پشت فضاپیما از جهت روبه‌رو دیده می‌شوند. در عین حال مسافر اثر داپلری را نیز تجربه خواهد کرد که به واسطه آن امواج نوری ناشی از ستارگان در مقابل متراکم شده و باعث می‌شوند جسم آبی به نظر بیاید. نور ناشی از ستاره‌های پشت فضاپیما نیز پراکنده شده و قرمز به نظر می‌آیند. هرچه سرعت سفر بیشتر شود،‌اثر این رویداد‌ها افزایش خواهد یافت تا زمانی که تمامی نورهای ستاره‌های مقابل و پشت فضاپیما از طیف نوری مرئی خارج شده و از مقابل دید انسان ناپدید خواهند شد.

bigbangpage.com


برچسب‌ها: سریعتر از نور

تاريخ : دوشنبه 1393/02/22 | 12:39 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

سال 2011 | 1600 صفحه | ISBN: 9780321696861 | 29,7 MB |





معرفی:
ویرایش سیزدهم کتاب “فیزیک دانشگاه با فیزیک مدرن” همچنان به تعیین معیار برای وضوح و دقتی که با آموزش موثر و نوآوری مبتنی بر تحقیق ترکیب شده‌است، می‌پردازد.
فیزیک دانشگاه به‌جهت مجموعه‌ منحصر‌به‌فرد، گسترده، عمیق و متفکرانه خود از ابزارهای کلیدی نمونه‌های کار‌شده برای توسعه درک فیزیکی و همچنین مهارت‌های حل مسئله، شناخته شده‌است.
ویرایش سیزدهم کتاب، تمام مثال‌ها و استراتژی‌های حل مسئله را اصلاح کرده تا مختصرتر و مستقیم‌تر باشد.

درعین‌حال رویکرد‌های ساخت‌یافته، سازگار و تمرکز قوی مدل‌سازی و همچنین ریاضی ویراش دوازدهم را حفظ کرده است.

در این ویرایش، برای کمک به دانشجویان در مواجهه با چالش‌ها و مسائل روتین، پل‌زدن به مسائل، به هر فصل اضافه شده‌است که یک مسئله چندمحتوایی و مشکل را مطرح می‌کند و یک راهنمای راه‌‌حل در قالبی از سوالات و نکات ارائه می‌دهد.


برچسب‌ها: فیزیک دانشگاه با فیزیک مدرن

تاريخ : شنبه 1393/02/20 | 12:31 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

کودکان در همه جا از تکالیف مدرسه گریزانند اما مسائل آنها در برابر مسأله محاسبه نوعی از فروپاشی ذرات اتمی با هدف پاسخگویی به دلیل پایان جهان اولیه با مازاد ماده که برای 50 سال گروهی از فیزیکدانان نظری آمریکا را به خود مشغول داشته، چیز مهمی نیست.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، محققان آزمایشگاه ملی بروک‌هاون وزارت انرژی آمریکا از یک ابررایانه برای حل این مسئله که هر شب خواب فیزیکدانان را مختل می‌کرده، استفاده کرده‌اند.

بدون مازاد، ماده و پاد ماده که در زمان انفجار بزرگ به یک حد معادل ایجاد شده بودند، بطور کامل یکدیگر را خنثی کرده و در نتیجه در جهان چیزی به جز نور نمی‌ماند.

فیزیکدانان از مدتها قبل به این نتیجه رسیده بودند که احتمالا چیزی باعث این عدم تعادل و ایجاد حیات امروزی شده است.

به گفته محققان، این حقیقت که جهان از ماده ساخته شده، به شدت نشان‌دهنده آن است که این تقارن را نقض کرده است.

فیزیکدانان این امر را «نقض تقارن مزدوج بار و پاریته» یا نقض سی‌پی می‌نامند. بجای آنکه همه چیز در جهان به شکل متقارن رفتار کنند، برخی تعاملات زیراتمی خاص در صورتی که از درون یک آینه به آنها نگریسته شود(نقض پاریته) یا در زمانی که ذرات و پادماده آنها با یکدیگر مبادله می‌شوند(نقض تقارن مزدوج بار) متفاوت رفتار می‌کنند.

جیمز کرونین و وال فیچ، دانشمندان بروک‌هاون برای اولین بار توانستند شواهدی از چنین تبادل تقارنی در تجربیات انجام شده در سال 1946 در سینکروترون گرادیان متناوب با شواهد دیگر از تجربیات آزمایشگاه سرن پیدا کنند. آنها در سال 1980 توانستند جایزه نوبل فیزیک را برای این کار بدست بیاورند.

آنها متوجه فروپاشی یک ذره زیراتمی موسوم به مائون به دو ذره دیگر موسوم به پیونها شده بود. کائونها و پیونها از کوارکها ساخته شده‌اند. درک فروپاشی کائون از لحاظ ترکیب کوارکی آن مشکل دشواری برای فیزیکدانان نظری ایجاد کرده بود که به عنوان تکلیف شب برای تولید نظریه ای به منظور توضیح فروپاشی کائون داده می‌شد.

معادلات ریاضیاتی کرومودینامیک که نظریه‌ای در مورد چگونگی تعامل کوارکها و گلئونها بوده، از تعداد زیادی از متغیرها و ارزشهای ممکن برای آن متغیرها برخوردارند. از این رو دانشمندان باید صبر می‌کردند تا ابررایانه‌ها بتوانند به حل این مسائل بردازند.

فیزیکدانان الگوریتم‌های پیچیده‌ای ابداع کرده و بسته‌های نرم‌افزار مناسب نوشتند که برخی از ابررایانه‌های بسیار قدرتمند جهان از آنها برای توصیف رفتار کوارکها و حل مسئله استفاده کرده‌اند.

در نرم‌افزار فیزیکدانان، ذرات در یک شبکه خیالی چهار بعدی زمان-مکان که از سه بعد مکانی بعلاوه زمان ساخته شده، قرار می‌گیرند. در انتهای بعد زمان کائونها قرار گرفته که از دو نوع کوارک «عجیب» و «ضدپائین» تشکیل شده و با گلئونها به هم چسبیده‌اند. در سوی دیگر، فیزیکدانان محصولات نهایی که شامل چهار کوارک سازنده دو پیون است را قرار دادند. سپس ابررایانه به محاسبه تبدیل کائون به دو پیون در زمان حرکت از میان فضا و زمان پرداختند.

اجرای این محاسبات بر روی شبکه تا حد زیادی مسئله را آسان کرد.

جایی در میان این شبکه پیچیده فضا-زمان با چند درجه احتمال، کوارک عجیب کائون که نیرویی قوی آنرا به شدت با جفت کوارک ضد پائین آن متصل نگهداشته، ناگهان شروع به تغییر به شکل یک کوارک پائین بوسیله تعامل الکتروضعیف می‌کند. از آنجایی که کائون سنگین‌تر از دو پیون بوده، انرژی آزاد شده یک جفت کوارک/ضد کوارک که شامل یک کوارک بالا و ضد بالا بوده، از خلا تولید می‌کند. این کوارکها سپس با کوارک پائین جدید و باقیمانده کوارک ضد پائین برای تولید دو پیون ترکیب می‌شوند.

دانمشندان به دنبال درک بخشی بودند که تقارن سی‌پی را نقض کرده تا بتوانند قدرت این نقض را بفهمند. این اطلاعات به دانشمندان درک بهتری در مورد غنی بودن جهان از ماده و تائید درک کنونی از فیزیک ذرات ارائه خواهد کرد.

ابررایانه‌ها دهها میلیارد عدد را در معادله‌ای قرار دادند که این بخش از فرآیند را برای شناسایی نتیجه‌ای که باید الگوهای ذره در حال فروپاشی و فرکانسهای مشاهده شده با تجربیات را بازسازی کند، توصیف می‌کند.

الگوریتم جدید محققان موسوم به AMA کل محاسبات را به یک قطعه مشکل اما کوچک و یک قطعه بزرگ اما آسانتر تقسیم کرده است. همچنین زمان محاسبه بیشتری را وقف بخش دوم کرده تا در محاسبه کلی مورد نیاز صرفه‌جویی کند. این الگوریتم همچنین سرعت محاسبات را تا 10 برابر و بیشتر افزایش داده است.

این تجربیات البته تا کنون توانسته‌اند تنها نیمی از این مسئله را حل کنند. دو راه متفاوت وجود دارد که دو پیون نهایی می‌توانند با یکدیگر ترکیب شوند که حالتهای ایزواسپین نام دارند. تاکنون تنها مسئله یک ترکیب که کانال ایزواسپین دو است، حل شده است.

تجربیات دانشمندان از سنجشهایی برای هر دو حالت ایزواسپین برخوردار است از این رو فیزیکدانا در حال کاربرای محاسبه فرآیند دوم هستند.



تاريخ : شنبه 1393/02/20 | 12:29 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
محققان با استفاده از نانوکریستال‌های فلزی و نانوصفحه‌ها و نانولوله‌های کربنی، باتری نیکل‌آهن ساخت ادیسون را بازسازی و این باتری سازگار با محیط‌زیست را به یک نمونه فراسریع که برای ذخیره انرژی ظرف چند ثانیه ایده‌ال است، تبدیل کرده‌اند.

یک باتری سازگار با محیط‌زیست و قابل شارژ که می‌تواند برای تأمین نیروی مورد نیاز وسایل‌نقلیه الکتریکی و ایستگاه‌های ذخیره انرژی به کار گرفته شود و بدون افت ظرفیت عمر مفیدی حدود 100 سال داشته باشد، چیزی است که اختراع آن در قرن جدید ضروری به نظر می‌رسد. محققان دانشگاه استنفورد روی این باتری فوق‌العاده که در زمانی حدود 2 دقیقه شارژ می‌شود کار می‌کنند؛ اما بد نیست بدانید نمونه اولیه آن توسط توماس ادیسون و در سال 1901/1280 اختراع ‌شده است. به گزارش گیزمگ، اولین دوره تولید خودروهای الکتریکی از حدود سال 1890/1269 تا 1930/1309 آغاز شد.

در این دوره اولین خودروی الکتریکی که به موفقیت تجاری دست پیدا کردند، توسط ویلیام موریسون و در سال 1891/ 1270ساخته شدند. تنها 9 سال بعد در سال 1900/1279 حدود 28درصد از خودروهایی که در آمریکا تولید می‌شدند الکتریکی بودند. اغلب این خودروها موتور ضعیفی داشتند که توانی معادل یک یا دو کیلووات تولید می‌کرد. همزمان موتور خودروهایی مانند فورد مدلT که در سال 1908/1287 وارد بازار شد، توانی برابر 15 کیلووات تولید می‌کرد. با این حال خودروهای الکتریکی به دلیل روشن شدن بی‌دردسر و اینکه خودروهای آهسته‌ای بودند مشتریان خود را داشتند. بسیاری از زنان و پزشکان برای تردد در شهر این خودروها را انتخاب می‌کردند. دلایل دیگری هم وجود داشت که همگی در این نقل‌قول از ادیسون آمده است: «آن چیزی که اهمیت دارد الکتریسیته است. این نیرو است که باعث می‌شود دیگر نیازی به دنده‌ها و میله‌های پرسروصدا و گیج‌کننده نباشد. اینجا دیگر سیستم گردش آبی وجود ندارد که درست عمل نکند، از صدای ناخوشایند موتورهای احتراقی خبری نیست و بوی بد و هشداردهنده بنزین قرار نیست آرامش شما را به هم بزند». علاوه بر این طراحی ساده‌تر پیشرانه الکتریکی نسبت به موتورهای درون‌سوز و نیاز کمتر آن به مراحل ماشین‌کاری باعث می‌شود هزینه‌ها کاهش پیدا کرده و سازندگان بیشتری وارد بازار شوند. »این سازندگان باید فکری هم برای باتری‌های قابل شارژ می‌کردند که برای ذخیره انرژی الکتریکی به آنها نیاز داشتند. اولین باتری‌های قابل شارژ که مورد استفاده قرار گرفتند، باتری سرب‌اسیدی بودند که در سال 1859/1238 اختراع شدند. این باتری‌ها تا سال 1900 که جای خود را به نمونه‌های بهتری دادند در اغلب خودروهای الکتریکی زمان خود استفاده شدند. یکی از بهترین این باتری‌های تازه که در ذخیره انرژی شرایط به مراتب بهتری داشت، باتری نیکل‌آهنی ساخته توماس ادیسون بود. این باتری عمر مفید تقریبا نامحدود و چگالی انرژی تا 42درصد بیشتر داشت؛ اما در مقابل هزینه تولید بالاتر، تراکم نیروی کمتر و ولتاژ پایین نقاط ضعف آن به شمار می‌رفتند. این نقاط ضعف باعث می‌شدند در صورت جایگزینی بسته باتری سرب‌اسیدی با باتری نیکل‌آهنی به فضایی دو برابر نیاز باشد و وزن بسته تقریبا دو برابر شود. این بسته حجیم نسبت به نمونه پیشین 600 دلار نیز گران‌‌تر بود که اگر بخواهیم با قیمت‌های فعلی مقایسه کنیم، چیزی حدود 10هزار دلار و قابل مقایسه به قیمت خودرو می‌شود. با این حال این دو باتری تا زمانی که موتورهای بنزین‌سوز وارد بازار شدند، از جایگاه خوبی در میان خریداران برخوردار بودند. پس از آن باتری‌های سرب‌اسیدی کوچک به عنوان منبع نیرو برای استارت موتورهای احتراقی درون‌سوز مورد استفاده قرار گرفتند و باتری‌های نیکل‌آهن کمترین استفاده را نسبت به قبل داشتند. این باتری‌های نیکل‌آهن از الکترولیت‌های هیدروکسید‌پتاسیوم یا سدیم استفاده می‌کردند و در آنها از فلزات سنگین مانند سرب خبری نبود. از سوی دیگر احتمال ریزش اسید وجود نداشت و سازگار با محیط‌زیست بودند. حجم الکترولیت‌های این باتری‌ها با شارژ و دشارژ مداوم تغییر نمی‌کرد، در هر دو مرحله از انتقال اکسیژن از یک الکترود به دیگری استفاده می‌شد و ولتاژ ایجاد شده نتیجه تغییر پتانسیل اکسیداسیون میان دو الکترود بود.

گروهی از محققان دانشگاه استنفورد به تازگی موفق شده‌اند باتری‌های نیکل‌آهنی تولید کنند که به شکل چشمگیری سریع عمل می‌کنند. این باتری‌ها می‌توانند طی تنها 2 دقیقه شارژ و در کمتر از 30 ثانیه دشارژ شوند. این باتری‌های تازه برای ذخیره انرژی در هنگام ترمز در ترمزهای بازیافت انرژی ایده‌آل هستند. این گروه برای ساخت باتری جدید نانوکریستال‌های اکسیدآهن را روی صفحات تک‌لایه گرافن رشد داده و برای حفظ نانوبلورهای هیدروکسید‌نیکل از نانولوله‌های کربنی با دیواره چندلایه استفاده کرده است. در نتیجه پیوند شیمیایی قوی بین این نانوکریستال‌های فلزی و ساختار کربنی ایجاد و ترکیب بخش‌های کربنی با یکدیگر باعث شده معبری با مقاومت پایین برای جریان الکتریکی فراهم شود تا بتواند به سادگی بین نانوکریستال‌ها (جایی که شارژ و دشارژ انجام می‌شود) حرکت کند. دای یکی از محققان ارشد این پروژه می‌گوید: «نتیجه تلاش ما نسخه فراسریع باتری نیکل‌آهن است که می‌تواند ظرف چند ثانیه شارژ و دشارژ شود. این باتری بر خلاف باتری‌های یون‌لیتیوم در چنین سرعتی از تخلیه و شارژ مجدد نه آتش می‌گیرد و نه منفجر می‌شود. ما شیوه نوینی را برای ساخت الکترودها به کار گرفته‌ایم و فکر می‌کنم اگر ادیسون زنده بود از این پیشرفت فوق‌العاده خوشحال می‌شد».


برچسب‌ها: باتری ۱۰۰ سال پیش توماس ادیسون

تاريخ : شنبه 1393/02/20 | 12:24 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |


دانش قدرت می‌آورد؛ اما دو فیزیکدان آمریکایی بر این باورند که دانش زیاد می‌تواند بطور تصادفی باعث آغاز شمارش معکوس برای پایان جهان باشد.

نظریه لاورنس کراوس از دانشگاه وسترن رزرو و همکارش جیمز دنت به این ترتیب است که انسان ممکن است با بررسی بیش از حد جهان، آنرا به سوی مرگ بفرستد.به ادعای این دانشمندان، ستاره‌شناسان این فرآیند را در دو دهه گذشته سرعت بخشیده‌اند.

این امر از آن جهت است که آنها به اندازه گیری ماده تاریک، نیروی اسرارآمیزی که کهکشانها را از هم دور کرده، پرداخته‌اند.این محققان که ابتدا نظریه خود را در سال 2007 ارائه کردند، بر این باورند که رصد دنباله‌دار جهان ممکن است آنرا در حالتی قرار دهد که همه چیز را از بین ببرد.

نظریه آنها به یک ویژگی عجیب فیزیک کوانتومی مرتبط است که رفتار ذرات زیراتمی و شاید حتی همه جهان را کنترل می‌کند.سیستمهای کوانتومی می‌توانند بطور تصادفی حالت انرژی یک ذره را تغییر دهند؛ برای مثال می‌توان به زمانی که یک اتم رادیواکتیو واپاشیده می‌شود، اشاره کرد.

برخی دانشمندان بر این تصورند که جهان نیازمند یک تغییر انرژی کوانتومی است که باعث توقف موجودیت همه چیز در هر زمان می‌شود.به گفته آنها، اگر یک فروپاشی رخ بدهد، از سرعت نور فراتر نخواهد بود و ما احتمالا می‌توانیم وقوع آنرا مشاهده کنیم.

به گفته پروفسور کراوس، دلیل فروپاشی باید شیوه تاثیرپذیری عجیب حالت کوانتومی با مشاهده آن توسط افراد باشد.در آزمایش نظری شرودینگر، گربه درون جعبه که سرنوشت آن با ذرات زیراتمی تعیین می‌شود، هم مرده و هم زنده است تا زمانی که شخصی در جعبه را باز کرده و درون آنرا نگاه کند.

تنها در این زمان است که می‌توان درک کرد که گربه «زنده» یا «مرده» است.بر اساس قانونی موسوم به «اثر کوانتومی زنو»، هنگامی که ما چیزی را در سطح کوانتومی مشاهده یا اندازه‌گیری می‌کنیم، ساعت واپاشی آنرا به صفر می‌رسانیم.

فیزیکدانان محاسبه کردند که مشاهده تاثیرات انرژی تاریک شاید باعث تنظیم مجدد ساعت واپاشی جهان شود.خبر خوب این است که اگر از مشاهده دست برداریم، جهان می‌تواند به حالتی تغییر کند که این واپاشی با سرعت بسیار آهسته‌تری صورت بگیرد.

همین مفهوم برای آغاز جهان نیز اعمال می‌شود. پروفسور کراوس اخیرا در مصاحبه‌ای با مجله Radcliffe اظهار کرده که جهان از هیچ، ایجاد شده است.وی اظهار کرد: ما در جهانی زندگی می‌کنیم که از قوانین درست برای حمایت از زندگی انسانی شکل گرفته است، در غیر این صورت وجود نداشتیم.


برچسب‌ها: دانش‌ بیش از اندازه

تاريخ : چهارشنبه 1393/02/10 | 4:25 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

محققان با رشد گرافین بر روی بستری از سیلیکون کارباید و اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی آن به تازگی به این نتیجه رسیده‌اند که گرافین در فواصل کوتاه می‌تواند بدون مقاومت بارهای الکتریکی را از خود عبور دهد.

فیزیکدانان نانوروبان‌هایی از گرافین را تولید کرده‌اند که حتی برای دلخواه‌ترین شکل از مواد، الکترون‌ها را خیلی بهتر از آنچه در نظریه پیش‌بینی شده از خود عبور می‌دهند. این یافته‌ها می‌تواند باعث شود تا استفاده از گرافین در ابزارهای الکتریکی high-end عملی شود و جایگزینی برای سیلیکون به دست دهد.

در دمای اتاق الکترون‌ها در گرافین سریع‌تر از هر ماده دیگری حرکت می‌کنند. اما روش‌هایی که ورقه‌های گرافین را به روبان‌های باریک برش می‌دهند به سیم‌هایی از مدارهای در مقیاسِ نانو احتیاج دارد که گوشه‌های دندانه‌ دندانه‌ای را به جا بگذارد. این ویژگی جریان الکترون‌ها را دچار اختلال می کند.

هم اکنون تیمی به رهبری والت دو هییر (Walt de Heer) در موسسه فن‌آوری جورجیا در آتلانتا روبان‌هایی را ساخته‌اند که بارهای الکتریکی را در مسافت بیش از 10 میکرومتر بدون هیچ مقاومتی از خود عبور می‌دهند - 1000 برابر بیشتر نسبت به نانوروبان‌های معمولی. این روبان‌ها که توسط تیم هیر ساخته شده در واقع الکترون‌ها را ده برابر بهتر از نظریه‌های استانداردی که برای عبور الکترون‌ها پیشنهاد شده از خود عبور می‌دهند. حرکتِ آزادانه الکترون‌ها در این مواد به این معناست که مدارها می‌توانند سیگنال‌ها را سریع‌تر و بدون مسائل اتلاف حرارتی که نیمه‌هادی‌ها با آن مواجه هستند از خود عبور دهند.

روبان‌ها و لبه‌ها

این تیم، علاوه بر ایجاد لایه‌های پهنی از گرافین و بُرش آنها به صورت روبان، گرافین را بر روی دیواره‌هایی از سیلیکون کارباید نیز رشد دادند، ماده‌ای که در حالِ حاضر به صورت گسترده‌ در صنایع الکترونیکی استفاده می‌شود. این محققان با استفاده از فرایندی که برای اولین بار در سال 2010 مطرح شد ترکیب موردِنظر را تا دمای بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد حرارت دادند. اتم‌های سیلیکون سپس تبخیر شده و لایه‌‌ای از گرافین به پهنای 40 نانومتر را ایجاد کردند.

به گفته هییر، این نتایج، که به صورت آنلاین در مجله Natureبه چاپ رسیده، نشان می‌دهد که حرکت الکترون‌ها در لبه‌های روبان خیلی به حرکت نور در فیبرهای نوری شباهت دارد.

فرانسیسکو جینی (Francisco Guinea)، فیزیکدانی نظری از موسسه علوم مواد در مادرید معتقد است شواهد موجود برای این عبور" بالیستیک" بسیار قانع‌کننده است. به گفته او"این تیم هم غشا و هم لایه گرافینی روی آن را برای حدود ده سال جلوتر از زمانِ خود بهبود بخشیدند و اکنون در حال برداشت محصولِ کارِ خود هستند.

جیمز تور(James Tour)، شیمیدانِ‌آلی در دانشگاه رایس در هوستونِ تگزاس، که بر روی نانوروبان‌های گرافینی کار می‌کند می‌گوید این نتایج بسیار "باشکوه" هستند و می‌تواند به عنوان برجسته‌ترین یافته در زمینه گرافین در نظر گرفته شود". این نتایج برای اکثر محققان بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد.

از سوی دیگر عده‌ای از دانشمندان نسبت به انقلابی بودن این یافته‌ها شک دارند. به گفته آنتونیو کاسترو نِتو (Antonio Castro Neto)، رئیس مرکز تحقیقاتی گرافین در دانشگاه ملی سنگاپور، سال‌ها تلاش و تحقیق نظری نشان داده که در نانوروبان‌ها، بی‌نظمیِ ناشی از ناخالصی‌ها در این ماده رسانایی را از بین خواهد برد. به گفته او محققان با در نظرگرفتن روبان‌های طویل متوجه وجود این اثرات خواهند شد. او همچنین می‌گوید "این اجتناب‌ناپذیر است. متاسفانه گرافین ماده‌ای نیست که بتوان از آن برای کاربرد‌ها دیجیتالی استفاده کرد." او می‌افزاید، درعوض ما مواد نیم‌رسانای جدید مانند فوسفورین‌ها را پیشنهاد می‌دهیم.

این که نانوروبان‌ها چطور در تجربه رسانایی خیلی بیشتری از آنچه در نظریه پیشنهاد شده بود را از خود نشان داده‌اند هنوز یک معماست. دو هییر خیلی مایل نیست درباره چگونگی این حقیقت وارد جزئیات شود. او می‌گوید "تمام آن چیزی که من می‌توانم بگویم ممکن است درباره نقطه شروع باشد- که آنها به سادگی بارهای حامل هستند – که البته ممکن است درست نیز نباشد. به عقیده من اینجا فیزیک متفاوتی حکم‌فرما است". جینی، در مقابل، فکر می‌کند فراخواندن یک فیزیک جدید برای توضیح این نتایج بسیار زودهنگام است.

به گفته آندره فراری (Andrea Ferrari)، سرپرست مرکز گرافین کمبریج در دانشگاه کمبریج بریتانیا، با فرض اینکه این نتایج به اثبات رسیده است، این تیم هم اکنون باید بر روی مسائلی درباره مقیاس‌بندی شکل محصولشان تمرکز کنند. تور همچنین می‌افزاید در دنیای واقعی، مولکول‌های آبِ موجود در هوا می‌توانند به گرافین چسبیده و خواص آن را تغییر دهند. او می‌گوید "این خواص فوق‌العاده خواهند بود، اما آیا به اندازه همان خواص اثبات‌شده باشکوه هستند؟ احتمالا این طور نیست. اما آنها هنوز برای استفاده در ابزارهای مورد نیاز مناسب هستند و من هنوز اشتیاق دارم".


برچسب‌ها: رسانایی الکتریکی گرافین

تاريخ : چهارشنبه 1393/02/10 | 4:17 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

گروهی از دانشمندان استرالیایی ستاره‌ای را شناسایی کرده‌اند که قدمتی به اندازه انفجار بزرگ (بیگ بنگ) دارد.

کشف این ستاره که ۱۳.۶ میلیارد سال عمر دارد به پژوهشگران امکان داده تا ترکیبات "نخستین ستاره" هستی را بررسی کنند.
این محققان امیدوارند کشف این ستاره به آنها کمک کند تا ناهمخوانی‌هایی که بین تئوری‌های فیزیک نظری در مورد انفجار بزرگ با مشاهدات اخترشناسی وجود دارند برطرف کنند.
دانشمندان دانشگاه ملی پس از یازده سال جستجو توانستند با استفاده از تلسکوپ اسکای‌مپر در رصدخانه سایدینگ اسپرینگ این ستاره را که اندکی بعد از انفجار بزرگ شکل گرفته شناسایی و ترکیبات شیمیایی آن را بررسی کنند.
دکتر استفان کلر، که هدایت این گروه از دانشمندان دانشگاه ملی استرالیا را بعهده دارد این ستاره را "کپسول زمان" لقب داده و می‌گوید "پیدا کردن این ستاره مثل پیدا کردن سوزن در کاهدان بوده است."
"این ستاره به ما شناختی از بنیادی‌ترین نقطه عالم می‌دهد، آنچه ما می‌بینیم منشا تمام موادی است که هستی ما از آنها نشات گرفته است."
این ستاره کهنسال در فاصله ۶۰۰۰ هزار سال نوری از زمین قرار دارد که در مقیاس‌های نجومی فاصله‌ای کوتاه محسوب می‌شود.
بر اساس نظریه‌های موجود اولین ستارگان عالم در انفجارهایی بسیار شدید از بین رفته‌اند. این انفجارها بخش عظیمی از فضا را با عنصر آهن آغشته‌اند.
"ستارگان مثل پیاز لایه لایه هستند و عناصر سنگین مثل آهن در هسته آنها قرار دارند. اما ستاره ای که ما کشف کردیم کربن و اندکی منیزیم دارد."
به گفته اخترشناسان هر چه ستاره‌ای کمتر آهن داشته باشد قدیمی‌تر است و این ستاره یک شصتم ستاره های دیگر آهن دارد.
به گفته دکتر کلر کشف این ستاره یکی از نظریه‌های قدیمی را نقض می‌کند که بر اساس آن ستارگان کهنسال بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بودند.
این ستاره یکی از ۶۰ میلیون ستاره‌ای است که تلسکوپ اسکای‌مپر از آنها عکسبرداری کرده است.
تلسکوپ اسکای مپر برای شناسایی ستارگان کهنسال ساخته شده و بخشی از پروژه تهیه نقشه دیجیتال جنوب آسمان است.
این تلسکوپ میدان دید وسیعی دارد و دوربین دیجیتال آن هر دقیقه از محدوده‌ای از آسمان به وسعتی ۲۹ برابر ماه کامل عکسبرداری می‌کند.
کشف این ستاره با استفاده از تلسکوپ ماژلان در شیلی تایید و نتایج این تحقیق در نشریه نیچر منتشر شده است

برچسب‌ها: کشف یکی از نخستین ستارگان عالم

تاريخ : چهارشنبه 1393/02/10 | 4:14 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
تاريخ : شنبه 1392/11/19 | 8:53 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

استیون هاوکینگ در ژانویه ۱۹۶۳ و در آغاز بیست و یک سالگی، به دنبال احساس ناراحتی در عضله‌های دست و پا به بیمارستان مراجعه کرد. آزمایش‌هایی که روی او انجام گرفت علائم بیماری بسیار نادر و درمان ناپذیری را نشان داد. این بیماری که به نام اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا ALSشناخته می‌شود بخشی از نخاع و مغز و سیستم عصبی را مورد حمله قرار می‌دهد و به تدریج اعصاب حرکتی بدن را از بین می‌برد و با تضعیف ماهیچه‌ها فلج عمومی ایجاد می‌کند بطوریکه بمرور توانایی هرگونه حرکتی از شخص سلب می‌شود. معمولاً مبتلایان به این بیماری بی‌درمان مدت زیادی زنده نمی‌مانند و این مدت برای استیون بین دو تا سه سال پیش بینی شده بود. پس از این اتفاق، استیون هاوکینگ دچار ناراحتی و افسردگی شد و همهٔ آرزوهای خود، مانند تحصیل در دورهٔ دکترا را از دست رفته می‌دید.به اتاقی که در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهایی ساعتها متفکر و بی حرکت ماند. خودش بعدها تعریف کرده‌است که آن شب دچار کابوسی شد و در خواب دید که محکوم به اعدام شده‌است و او را برای اجرای حکم می‌برند و در آن موقعیت حس کرد که هر لحظه زندگی چقدر برایش ارزشمند است. بعد از بیداری به یاد آورد که در بیمارستان با یک جوان مبتلا به بیماری سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فریادهایی می‌کشید. پس خود را قانع کرد که اگر به بیماری درمان ناپذیری مبتلا است لااقل درد نمی‌کشد. بعلاوه طبع لجوج و نقادش که هیچ چیز را به آسانی نمی‌پذیرفت هشدار داد که از کجا معلوم که پیش بینی پزشکان درست از کار در بیاید و چه بسا که از نوع اشتباهات کتاب‌های درسی باشد


اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بیشتری برای مبارزه با ناامیدی و بدبینی داد آشنایی اش در همان ایام با دختری به نام (جین وایلد) بود که بعدها همسرش شد.
جین دانشجوی دانشگاه لندن بود اما تحت تأثیر هوش فوق العاده و شخصیت استثنایی استیون چنان مجذوب او شده بود که هر هفته به سراغش می‌آمد و ساعتی را به گفتگوی با او می‌گذرانید.آنها پس از چندی رسما نامزد شدند و استیون تحصیلات دانشگاهی اش را از سر گرفت زیرا برای ازدواج با جین می‌بایست هرچه زودتر دکترای خود را بگیرد و کار مناسبی پیدا کند.
و او طی دو سال با اشتیاق و پشتکار این برنامه را عملی کرد در حالی‌که رشد بیماری لعنتی را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به کمک یک عصا و سپس دو عصا راه می‌رفت. ازدواجش با جین در سال ۱۹۶۵ صورت گرفت و او چنان غرق امید و شادی بود که به پیش بینی دو سال پیش پزشکان در مورد مرگ قریب الوقوعش نمی‌اندیشید. جین تا سال ۱۹۹۱ ازاستیون نگهداری کرد. در آن سال به دلیل مشکلات ناشی از شهرت استیون و بد تر شدن بیماری او، این دو از یکدیگر جدا شدند. سپس استیون که از این ازدواج سه فرزند داشت، با یکی از پرستارانش، الن میسون، ازدواج کرد. همسر اول الن، دیوید میسون، سازنده نخستین دستگاه گویا برای استیون بود.
پروفسور استیون هاوکینگ اکنون ۶۹ سال داردو ظاهراً بیش از یک ربع قرن به طرز معجزه آسایی زندگی کرده‌است. البته اگر بتوان وضع کاملا استثنایی او را در حال حاضر زندگی نامید!
پیش بینی پزشکان در مورد بیماری فلج پیش رونده او نادرست نبود و این بیماری اکنون به همه بدنش چنگ انداخته‌است. از اواخر دهه ۶۰ برای نقل مکان از صندلی چرخدار استفاده می‌کند و قدرت تحرک از همه اجزای بدنش بجز دو انگشت دست چپشسلب شده‌است. با این دو انگشت او می‌تواند دکمه‌های رایانه بسیار پیشرفته‌ای را فشار دهد که اختصاصأ برای او ساخته‌اند و بجایش حرف می‌زند و رابطه اش را با دنیای خارج برقرار می‌کند زیرااستیون از سال ۱۹۸۵ قدرت گویایی خود را هم ازدست داده‌است.او اکنون یکی از پیرفته ترین و مجهرتین ویلچرهای دنیا را در اختیار دارد.


او حتی قدرت گویایی خود را از دست داده ، با جایگزینی رایانه مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافیانش صورت می پذیرد. برنامه ریزی این دستگاه شامل سه هزار کلمه‌است و هر بار که استیون بخواهد سخنی بگوید می‌بایست با انتخاب کلمات و فشردن دکمه‌های رایانه به کمک دو انگشتش که هنوز کار می‌کنند جمله مورد نظرش را بسازد و صدای مصنوعی به جای او حرف می‌زند.

البته اینگونه سخنگویی ماشینی طولانی تر است اما خود استیون که هرگز خوشبینی اش را از دست نمی‌دهد عقیده دارد که به او وقت بیشتری می‌دهد برای اندیشیدن آنچه می‌خواهد بگوید و سبب می‌شود که هرگز نسنجیده حرف نزند.

ای کاش ما هم اعمالمان را سنجیده انجام میدادیم ولی با داشتن سلامتی!




برچسب‌ها: استیون هاوکینگ

تاريخ : سه شنبه 1392/06/12 | 12:53 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

شرلوک هلمز، کارآگاه معروف، و معاونش واتسون رفته بودند صحرانوردی و شب هم چادری زدند و زیر آن خوابیدند.
نیمه های شب هلمز بیدار شد و آسمان را نگریست.
بعد واتسون را بیدار کرد و گفت: نگاهی به بالا بینداز و به من بگو چه می بینی؟
واتسون گفت:”میلیون ها ستاره می بینم
هلمز گفت: “چه نتیجه ای می گیری؟
واتسون گفت: “از لحاظ روحانی نتیجه می گیرم که خداوند بزرگ است و ما چقدر در این دنیا حقیریم. از لحاظ ستاره شناسی نتیجه می گیرم که زهره در برج مشتری ست، پس باید اوایل تابستان باشد. از لحاظ فیزیکی نتیجه می گیرم که مریخ در محاذات قطب است، پس باید ساعت حدود سه نیمه شب باشد
شرلوک هلمز قدری فکر کرد و گفت: واتسون! تو احمقی بیش نیستی! نتیجه ی اول و مهمی که باید بگیری این است که چادر ما را دزدیده اند



تاريخ : سه شنبه 1392/06/12 | 12:45 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

موتور ساعت



جعبع دنده اتومبیل



چرخ خیاطی



برچسب‌ها: جذابیت فیزیک

تاريخ : شنبه 1392/05/26 | 11:52 AM | نویسنده : مهدی میرزایی |
آیا شما در زمره 2 درصد افراد باهوش در دنیا هستید؟


پس مسئله زیر را حل کنید و در یابید که در میان افراد با هوش جهان قرار دارید یا خیر.هیچگونه کلک و حقه ای در این مسئله وجود ندارد و تنها منطق محض می تواند شما را به جواب برساند.موفق باشید.


در خیابانی 5 خانه در پنج رنگ متفاوت وجود دارد.
در هر یک از این خانه ها یکنفر با ملیتی متفاوت از دیگران زندگی می کند.
این 5 صاحبخانه هر کدام نوشیدنی متفاوت می نوشند,سیگار متفاوت می کشند و حیوان خانگی متفاوت نگهداری می کنند.




سوال : کدامیک از آنها در خانه ماهی نگه می دارد؟


راهنمایی:
1: مرد انگلیسی در خانه قرمز زندگی می کند.
2: مرد سوئدی یک سگ دارد.
3: مرد دانمارکی چای می نوشد.
4: خانه سبز رنگ در سمت چپ خانه سفید قرار دارد.
5: صاحب خانه سبز قهوه می نوشد.
6: شخصی که سیگارPall Mall می کشد پرنده پرورش می دهد.
7: صاحب خانه زرد Dunhill می کشد.
8: مردی که در خانه وسطی زندگی می کند شیر می نوشد.
9: مرد نروژِی در اولین خانه زندگی می کند.
10: مردی که سیگار Blends می کشد در کنار مردی که گربه نگه می دارد زندگی می کند.
11: مردی که اسب نگهداری می کند کنار مردی که سیگار Dunhill می کشد زندگی می کند.
12: مردی که سیگار Blue Master می کشد آبجو می نوشد.
13: مرد آلمانی سیگار Prince می کشد.
14: مرد آلمانی کنار خانه آبی زندگی می کند.
15: مردی که سیگار Blends می کشد همسایه ای دارد که آبجو می نوشد.




آلبرت اینشتین این معما را در قرن نوزدهم میلادی نوشت. به گفته وی 98 درصد مردم جهان نمی توانند این معما را حل کنند.
من جواب درست رو میذارم ولی از کسانی که تازه اینو میخونن میخوام که برای محک خودشون حتماً اونو حل کنند. و جواب درست به این شکله:
دانمارکی............. آلمانی ..............سوئدی ..............انگلیسی ................نروژی
سفید .................سبز . ................. آبی ...................قرمز .......................زرد
پرنده ....................گربه ..................سگ................. اسب..................... ماهی
dunhill ...............blue master.......... belends............... prince.............pall mall
چای..................... قهوه .................شیر................... آبجو ........................آب


برچسب‌ها: آیا شما در زمره 2 درصد افراد باهوش در دنیا هستید

تاريخ : شنبه 1392/05/26 | 11:37 AM | نویسنده : مهدی میرزایی |
«اگر انسان‌ها در طول عمر خویش فعالیت مغزشان به اندازه یک میلیونیوم معده‌شان بود، اکنون کره زمین تعریف دیگری داشت.»

* «اگر واقعیات با نظریات هماهنگی ندارند، واقعیت‌ها را تغییر بده.»

* «تا زمانی که حتی یک کودک ناخرسند روی زمین وجود دارد، هیچ کشف و پیشرفت جدی برای بشر وجود نخواهد داشت.»

* «تخیل مهمتر از دانش است.علم محدود است اما تخیل دنیا را دربر می‌گیرد.»

* «سعی نکن انسان موفقی باشی، بلکه سعی کن انسان ارزشمندی باشی.»

* «سخت‌ترین کار در دنیا درک [فلسفهٔ] مالیات بر درآمد است.»

* «سه قدرت بر جهان حکومت می‌کند:۱-ترس ۲-حرص ۳-حماقت.»

* «علم زیباست وقتی هزینهٔ گذران زندگی از آن تامین نشود.»

* «متوجه هستید که تلگراف سیمی به‌نوعی یک گربهٔ بسیار بسیار درازی است که وقتی دم‌اش را در نیویورک می‌کشید، سرش در لوس‌آنجلس میومیو می‌کند. این را می‌فهمید؟ و رادیو هم دقیقاً به همین شکل کار می‌کند؛ شما پیام‌هایی را از اینجا می‌فرستید و آنها در جایی دیگر دریافتشان می‌کنند. تنها تفاوت در این است که دیگر گربه‌ای وجود ندارد.»

* «مسائلی که بدلیل سطح فعلی تفکر ما بوجود می‌آیند، نمی‌توانند با همان سطح تفکر حل گردند.»

* «من با شهرت بیشتر و بیشتر احمق شدم.البته این یک پدیدهٔ نسبی است.»


* «مهم آن است که هرگز از پرسش باز نه‌ایستیم.»

* «هیچ کاری برای انسان سخت‌تر از فکرکردن نیست.»

* «دین بدون علم کور است و علم بدون دین لنگ است.»

* «در دنیا خط مستقیم وجود ندارد و تمام خطوط بدون استثنا منحنی و دایره وار است و اگر این خط کوچکی که در نظرما مستقیم جلوه میکند در فضا امتداد یابد خواهیم دید که منحنی است.»

* «به آینده نمی‌اندیشم چون به زودی فرا خواهد رسید.»

* «به‌سختی میتوان در بین مغزهای متفکر جهان کسی را یافت که دارای یک‌نوع احساس مذهبی مخصوص به‌خود نباشد، این مذهب با مذهب یک شخص عادی فرق دارد.»

* «خدا، شیر یا خط نمی‌کند»

* «خداوند زیرک است اما بدخواه نیست.»

* «نگران مشکلاتی که در ریاضی دارید نباشید. به شما اطمینان می‌دهم که مشکلات من در این زمینه عظیم‌تر است.»

* «همزمان با گسترش دایرهٔ دانش ما، تاریکی‌ای که این دایره را احاطه می‌کند نیز گسترده می‌شود.»

* «یک فرد باهوش یک مسئله را حل می‌کند اما یک فرد خردمند از رودررو شدن با آن دوری می‌کند.»

* «اگه نمرهٔ تستت تک شد ناراحت نشو!»

* «در دنیایی که دیوارها و دروازه‌ها وجود ندارند چه احتیاجی به پنجره و نرده است؟»

* «از وقتی که ریاضی‌دانان از سرو کول «نظریه نسبیت» بالارفته‌اند، دیگر خودم هم از آن سر در نمی‌آورم.»

* «دوچیز بی‌پایان هستند: اول «منظومه شمسی»، دوم «نادانی بشر»، در مورد اول زیاد مطمئن نیستم.»

* «من نمیدانم انسان‌ها با چه اسلحه‌ای در جنگ جهانی سوم با یک‌دیگر خواهند جنگید، اما در جنگ جهانی چهارم، سلاح آنها سنگ و چوب و چماق خواهد بود


برچسب‌ها: سخنان زیبا از انیشتین

تاريخ : چهارشنبه 1392/03/22 | 1:7 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

در علم فیزیک و در ریاضی، فضا-زمان (Spacetime)‏ (و نه فضا و زمان‌) به هر‌گونه مدل ریاضی گفته می‌شود که زمان و مکان را به صورت ساختاری واحد و درهم‌پیوسته با یکدیگر ترکیب کند. بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان، سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می‌شوند و یک محیط پیوستهٔ چهار بعدی را ایجاد می‌کنند. با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیدهٔ واحد، فیزیکدان‌ها توانسته‌اند تئوری‌های فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی ساده‌سازی کنند.
گرانش، همان چیزی که وقتی می خواهید از یک بلندی بپرید شما را به زمین می رساند. همان چیزی که باعث می شود در حین کج کردن لیوان محتویاتش به دهان شما رود. همان چیزی که جوهر خودکار را به پایین فرامی خواند، تا شما بتوانید با آن بنویسید. و اگر این نیرو نبود، هیچ یک از این کارها ممکن نبود. خلاصه این که این نیروی عظیم هر چیزی را تحت سلطه ی خود دارد، حتی خطوط زمان هم تحت تاثیر گرانش خمیده می شوند، یا به عبارتی گرانش عاملی بر تغییر سرعت زمان است!
بر اساس نظریه اینشتین، خمیدگی، به علت وجود جرم و انرژی ایجاد می‌شود. هر جسم پرجرم بسیار بزرگ، در خمیدگی فضا ـ زمان، نقش دارد. اجسامی که در «امتداد خطی مستقیم در جهان حرکت می‌کنند»، مجبور به دنبال کردن مسیرهای خمیده‌ای هستند.

فضا و زمان بر طبق نظریه نسبیت اینشتین به یکدیگر بافته شده اند و ساختار تار و پودی چهاربعدی به نام فضا-زمان را به وجود آورده اند.جرم قابل توجه زمین ، این ساختار را به شکل یک گودی در می آورد.مانند شخص سنگینی که وسط یک تشک بادی نشسته باشد (هر چند که چنین خمیدگیهای فضا-زمان را اغلب در محیط اطراف اجرام بسیار پر جرم تر و فشرده تری مانند سیاهچاله ها، ستاره های نوترونی، و کوتوله های سفید سراغ داریم اما اگر با دقت کافی محیط اطراف اجرام بسیار کم جرم تری مانند زمین را نیز بررسی کنیم خمیدگی فضا-زمان ناشی از جرم زمین را می توانیم بیابیم)

بر طبق نظریه نسبیت عام اینشتین ، حرکت اجسام در ساختار تار و پودی فضا-زمان صورت می گیرد. یعنی جسم در حال حرکت تابع شکل فضا-زمانی است که در آن واقع شده است. بر اساس این نظریه، گرانش باعث تغییر شکل ساختار فضا-زمان می شود و در نتیجه حرکت جسم نیز بر اثر میدان گرانشی تغییر می کند. می توان گفت که به زبان اینشتین گرانش در اصل حرکت اجسام در مسیر خمیدگی ساختار فضا-زمان در اطراف جسم پرجرم است. یعنی وقتی زمین در مداری به دور خورشید در گردش است از دید نسبیتی به دلیل انحنای فضا-زمان اطراف خورشید در این مسیر هدایت می شود.

نظریه اینشتین، پیش‌گویی می‌کند که چیزهای دیگری بجز ماه و سیارات نیز، تحت تأثیر خمیدگی فضا ـ زمان قرار می‌گیرند. مثلاً فوتونها (ذرات نور(، باید در فضای خمیده حرکت کنند. اگر باریکه نوری که از ستاره‌ای دور سیر می‌کند، مسیر آن از نزدیکی خورشید بگذرد، خمیدگی فضا ـ زمان در نزدیکی خورشید موجب می‌شود که این مسیر اندکی به طرف خوردشید خمیده شود

اگر زمین ثابت بود، ضرورتی برای انجام این کاوش نبود، ولی از آنجا که زمین به دور خود حرکت دورانی دارد ، این خمیدگی نیز باید همراه با زمین بچرخد.زمین با پیچ و تاب دادن ساختار فضا-زمان به دور خود به آرامی آن را به صورت یک ساختار چرخشی ۴ بعدی در می آورد.این همان چیزی است که ماهواره گرانش کاو یا GP-B برای آزمایش آن به فضا فرستاده شده است.

این آزمایش براساس فکر بسیار ساده ای انجام می شود: یک ژیروسکوپ (گردش نما) در حال چرخش در مداری در نزدیکی زمین قرار می دهند ، در حالی که محور چرخش آن به سمت یک ستاره بسیار دور -در نقش یک مرجع ثابت و بدون حرکت- نشانه رفته است. بدون وجود نیروهای خارجی، محور ژیروسکوپ باید تا ابد به سمت همان ستاره ثابت بماند.ولی چون فضا-زمان در نزدیکی زمین خمیده است، جهت محور ژیروسکوپ به مرور زمان تغییر می کند.با اندازه گیری بسیار دقیق تغییرات جهت محور ژیروسکوپ نسبت به ستاره، می توان میزان خمیدگی فضا-زمان را در نزدیکی زمین اندازه گرفت.


گرانش چگونه فضا-زمان را خمیده می کند؟

اینشتین توضیح جالبی برای گرانش آورده. او آمده فضا و زمان را به صورت خطوط عمود بر هم در نظر گرفته و اسم شان را گذاشته “خطوط فضا- زمان” و اجسام هر یک به اعتبار جرم شان انحنایی در فضا- زمان ایجاد می کنند.

برای تصور این توضیحات می توانید چهار گوشه ی یک تکه پارچه را به عنوان فضا- زمان بگیرید. بعد یک جسم با جرم قابل ملاحظه ای روی پارچه قرار دهید، خمیدگی قسمتی از پارچه که جسم روی آن قرار گرفته، همان خمیدگی فضا- زمان است. و این کاملا واضح است که وقتی یک جسم کوچک تری روی پارچه قرار دهیم، به سمت جسم قبلی که سنگین تر است می رود. این دراقع دلیل کشش یک جسم به سمت جسم سنگین تر است، مثلا کشش زمین به سمت خورشید.

خوب شاید بگویید بنا به این تعریف هر یک از ما هم برای خودمان جرمی داریم پس باید چیزهای دیگر را به سمت خود جذب کنیم. باید اعتراف کنم که این کاملا صحیح است. همین الان هر کجا که نشسته اید، دارید اجسام آن جا را تحت تاثیر خود قرار می دهید و آن ها را به سمت خود می کشانید و البته آن ها هم همین رفتار را نسبت به شما دارند، به این خاطر است که تاثیرات تا جایی خنثی می شود و همچنین به خاطر بسیار کم بود این گرانش ها، دیگر کشش ها قابل مشاهده نیستند. پس یادتان باشد که همه ی ما ذاتا جذاب هستیم!

تا اینجا از خمیده شدن مکان صحبت کردیم. و اما زمان. فکر می کنید زمان چگونه خمیده می شود؟ طبق نوشته های ادبی شاید تصور کنید زمان سرش را انداخته پایین و همین طور برای خودش می رود، بدون این که به جایی توجه کند. باید بگویم متاسفم، چون دانشمندان این توضیح را رد کرده اند. زمان تحت تاثیر گرانش خمیده می شود و این خمیدگی سرعت گذر زمان را کم می کند. کم شدن سرعت زمان به معنی کند شدن حرکت عقربه های ساعت مچی شما ست. و این مساوی است با دیرتر پیر شدن شما.

اگر بخواهید می توانید تا ابد در همین سنی که هستید بمانید. چه طور؟ فقط کافی ست به یک تکینگی راه پیدا کنید. تکینگی جایی ست که گرانش در آن چنان قوی است که خطوط زمان را آنقدر خمیده کرده تا به صورت راس یک زوایه درآمده. مثلا سیاهچاله. سرعت زمان در تکینگی ها صفر است، یعنی عقربه های ساعت شما به هیچ وجه حرکت نمی کنند. گفتیم که خطوط فضا- زمان بر هم عمود هستند، بنابراین خطوط مکان هم باید خمیده شوند. این خمیدگی باعث کاهش ابعاد مکان می شود. شما الان سه بعدی هستید، اگر به درون یک تکینگی بیافتید دو بعدی و تک بعدی خواهید شد. بنابراین پیشنهاد می دهم فکر ماندن در یک سن خاص را از سرتان خارج کنید.


انیشتین راست می گفت!

همین چند روز پیش بود که دانشمندان با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه ی جنوبی اروپا (ESO) و مشاهدات امواج گرانشی تلسکوپ رادیویی توانستند با بررسی ساختار ستارگان نوترونی، بی نظمی های ایجاد شده در پوسته آنها را که می تواند موجب تشعشعات گرانشی شود شناسایی کرده و در مورد تأثیر آنها در خمیدگی فضا-زمان تحقیق کنند. بر اساس نظریه ی نسبیت عام انیشتین که گرانش را نتیجه ی انحنای فضازمان در اثر وجود ماده و انرژی می داند. دانشمندان مشاهداتشان از کوتوله سفید و تپ اختر را با زمان بندی دقیق با هم ترکیب کردند و متوجه شدند سیستم دوتایی نزدیک به هم، امواج گرانشی گسیل می کند و در نتیجه فرآیند، این ستارگان انرژی از دست داده، به یکدیگر نزدیکتر می شوند و همانطور که اینشتین پیش بینی کرده، دوره مداری کوتاهتر می شود. در نتیجه فرمولها و محاسبات اینشتین و نظریه نسبیت از این آزمون سخت هم سربلند شد


برچسب‌ها: خمیدگی زمان

تاريخ : جمعه 1392/03/17 | 1:21 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
اصراری در جست‌وجوی عیوب مردم نداشته باش بلکه جنبه‌های خوب آنها را ببین ...

اورایزن اسوت



تاريخ : پنجشنبه 1392/03/16 | 12:9 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

خداوند از بندگانش تنها دو انتظار دارد:

 اول : اقرار به نعمتها

دوم: اقرار به گناهان ...

اولي برای آنكه نعمتها را افزايش دهد و دومی برای آنكه گناهان را بيامرزد ...

                              (امام باقر عليه السلام )



تاريخ : پنجشنبه 1392/03/02 | 3:56 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

 طبق نوشته کتیبه‌ای کهن مربوط به ۳۵۰۰ سال پیش، زمانی یک حکیم سومری در عهد باستان به ستارگان آسمان نگریست و در آنها نقش یک شیر، یک گاو و یک عقاب را دید و اینگونه بود که صورت‌های فلکی به دنیای اخترشناسی وارد شدند. امروزه نیز اگر آسمان پُرستاره شب را در منطقه‌ای کویری یا کوهستانی و به دور از آلودگی‌های شهرهای بزرگ به تماشا بنشینید دقیقاً همان نقش‌های جالب و شگفت‌انگیز را درمیان انبوه ستارگان مشاهده خواهید کرد.

اما سؤال اینجاست: آیا چنین نقش‌هایی واقعاً درمیان ستارگان وجود دارند؟

اکنون می‌دانیم که سیاره زمین و منظومه شمسی در نقطه‌ای نزدیک به حاشیه کهکشان ما یعنی راه شیری قرار دارند. تمامی ستارگان آسمان شب هم درواقع همان میلیاردها ستاره کهکشان راه شیری هستند که بخش کوچکی از آنها با چشم غیرمسلح دیده می‌شوند. بنابراین آیا واقعاً دلیلی برای شکل‌گیری نقش‌های منظمی در میان این انبوه ستارگان پراکنده وجود دارد؟

ریاضیات پاسخ بسیار جالبی را به این پرسش ارائه میدهد. در سال ۱۹۲۸، یک ریاضیدان برجسته به نام فرانک پلامپتون رمزی (۱) ثابت کرد که چنین نقش‌هایی عملاً در هر ساختاری که اجزاء بسیار زیادی دارد – خواه مجموعه‌ای از ستارگان باشد یا آرایه‌ای از ریگ‌ها یا زنجیره‌ای از اعداد حاصل از انداختن تاس – همواره وجود دارند. به عبارتی هرچقدر هم که یک ساختار در نگاه اول نامنظم به نظر برسد بازهم می‌توان الگوهای منظمی را در پشت بی‌نظمی ظاهری آن پیدا کرد. مثلاً با بررسی مجموعه‌ای با تعداد کافی از ستارگان، همیشه می‌توان گروهی از آنها را یافت که با تقریب بسیار خوبی یک نقش خاص را پدید می‌آورند. بدین ترتیب پلامپتون رمزی ثابت کرد که هر ساختاری در جهان – هر قدر هم در ظاهر بی نظم به نظر برسد – الزاماً شامل یک زیرساختار منظم است. حدود ۴۰ سال پس از این اثبات شگفت‌انگیز، یک ریاضیدان آمریکایی به نام تئودور موتسکین (۲) نشان داد که نظریه رمزی تلویحاً حاکی از آن است که بی‌نظمی کامل در جهان غیرممکن است.


برچسب‌ها: اثبات وجود نظم در بی نظمی

تاريخ : سه شنبه 1392/02/31 | 10:51 AM | نویسنده : مهدی میرزایی |
كار و گرما

گرما نوعي انرژي است كه از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل مي شود.

موتورهاي حاوي گاز داغ ...

ما بدون « موتورهاي گرمايي » نمي توانيم به نقاط دور دست مسافرت كنيم. در اين موتورها از سوخت براي ايجاد گازهاي داغ منبسط شده ودرنتيجه ايجاد حركت، استفاده مي شود. همچنين، اين موتورها توان اتومبيلها وقايقها وموشكها را تأمين مي كنند وژنراتورهاي برق را راه اندازي مي كنند.

توربينهاي بخار ...

در نيروگاهها به كمك توربينهاي بخار، گرماي توليد شده را به انرژي الكتريكي ( برق ) تبديل مي كنند. در مركز اين توربينها چرخي قرار دارد كه از يكسري پره تشكيل شده و به يك ميلة گردان وصل است. درون ديگ، آب تحت فشار زيادي جوشيده وبخاري با فشار بسيار زياد توليد مي كند. اين بخار با شدت به پره هاي توربين برخود كرده و موجب چرخش آنها مي شود. در يك توربين بخار كه با دقت طراحي وساخته شده باشد، تنها يك سوم انرژي بخار صرف چرخاندن پره ها مي شود.

موتورهاي بنزيني ...

در موتورها ي بنزيني، دراثر يك انفجار، گاز بسيار داغي ايجاد مي شود. اين گاز به جاي خروج از موتو، موجب حركت يك پيستون مي شود. در اين نوع موتورها، مخلوطي از قطرات بنزين وهوا به عنوان سوخت موتور مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مخلوط در داخل سيلنر ( استوانه ) توسط جرقةئ شمع منفجر مي شود وگاز بسيار داغي توليد مي كند. اين گاز داغ، پيستون را به شدت به طرف پايين مي راند.

داخل يك موتور بنزيني معمولي چه اتفاقي مي افتد ؟ …

پيستون يك موتور بنزيني چهار ضربه اي به ترتيب، به طرف پايين، بالا، پايين وبالا حركت مي كند. حركت پيستون به طرف پايين وبالا يك ضربه نا ميده مي شود و هر ضربه اثر متفاوتي بر گازهاي داخل سيلندر دارد. اين ضربه ها به همين ترتيب و مدام تكرار مي شوند.

انبساط جامدات

چرا گرما جامدات را منبسط مي كند ؟…

وقتي يك جسم جامد گرم مي شود، مولكولهاي آن با انرژي بيشتري ارتعاش مي كنند وفاصلة مولكولها از يكديگر نيز بيشتر مي شود. در نتيجه، اين جسم جامد در تمام جهات، اندكي بزرگتر ( منبسط ) مي شود.

جريانهاي همرفتي ( جابجايي )

انبساط وهمرفتي گرمايي ...

همرفت ، انتقال انرژي گرمايي توسط جريانهاي مايع گرم ( يا گاز ) است.

هنگامي كه يك قطره از مايع گرم شود‌، منبسط شده وحجمش افزايش مي يابد. البته مقدار ماده ( جرم آن ) تغييري نمي كند و در حجم منبسط شده پخش مي شود. بنابراين چگالي يك مايع گرم كمتر از چگالي مايع سرد اطراف آن مي شود. پس در يك ظرف محتوي مايع گرم وسرد، مايع سرد به طرف ته ظرف پايين خواهد رفت ومايع گرم بالا خواهد آمد. اين مثال ساده، علت ايجاد جريان همرفتي را نشان مي دهد.

انبساط هوا

با گرم كردن هوا، انبساط آن وبا سرد كردن هوا، انقباض آن را خواهيد ديد.

وقتي يك بادكنك را در داخل ظرف آب جوش قرار دهيد، هواي داخل آن منبسط مي شود ( حجم بادكنك زياد مي شود ) و وقتي از ظرف خارج كنيد، سرد شده وهواي داخل آن منقبض مي شود ( حجم بادكنك كم مي شود ). اندازه گيري انبساط هوا ...

وقتي كه فشار گاز ثابت نگه داشته شود، حجم جرم معيني از گاز، متناسب با دماي كلوين آن است. به عبارت ديگر،

c مقدار ثابت = t دماي گاز بر حسب كلوين / حجم گاز v

رسانش گرما

قطعه اي از سيم مسي را بر روي شعلة چوب كبريت نگهداريد. گرما سريعأ در سيم مسي منتقل مي شود. با اينكه حركت گرما ديده نمي شود اما وقتي كه به انگشت شما مي رسد آن را احساس مي كنيد. به اين نوع انتقال انرژي گرمايي، رسانش يا هدايت گرمايي مي گويند.

آزمايش : آيا آب رساناي خوبي براي گرماست ؟

يك لولة آزمايش بلند را از آب سرد پر كنيد وآن را بهصورت كج بر روي شعلة ملايم چراغ نگه داريد. مقداري پودر رنگي را بالاي آب بريزيد و وسط لولة آزمايش را بهآرامي حرارت دهيد. بالا وپايين لوله را با دست لمس كنيد تا دماي اين دو نقطه را امتحان كنيد.

آيا هوا رساناي خوبي براي گرماست ؟

عايقهاي گرمايي خوب، نظير پرها، بلوز هاي پشمي و پلي استايرن داراي حفره هاي كوچك هوا هستند. اين حفره هاي كوچك، رساناي بدي براي گرما هستند، و عايقهاي بسيار مؤثري به شمار مي روند.در دما در صحبتهاي روزمره، اغلب مي گوييم كه « امروز هوا گرم است » يا « اين چاي سرد است ». اصطلاح علمي براي بيان ميزان گرم بودن اجسام را دما مي نامند.

اندازه گيري دما

دماسنـجها طوري مدرج مي شوند كه دمـا را بر حسب درجـة سيلسيوس نـشان بدهند. يخ هـميشه در دمـاي يكسانـي ذوب مـي شـود كـه آن را صفر درجه سيلسيوس مي نامند. بخار بالاي آب در حال جوش در فشار معمولي نيز هميشه دماي يكساني دارد كه آن را 100 درجة سيلسيوس مي نامند. اين دو دما را بر روي يك دماسنج مشخص مي كند وفاصلة بين آنها را به 100 قسمت تقسيم مي كنند و هر قسمت را يك درجة سيلسيوس مي گويند.

دماسنجهاي پزشكي ــ از دماسنجهاي پزشكي براي اندازه گيري دماي بدن انسان استفاده مي شود.

دماسنجهاي الكترونيكي ــ در دماسنجهاي الكترونيكي از يك شاخص ميله اي استفاده مي شود، اين شاخص، دما را به ولتاژ تبديل مي كند ودستگاه اكترونيكي، اين ولتاژ را به صورت يك عدد نشان مي دهد.

برچسب‌ها: الفباي فيزيك

تاريخ : شنبه 1392/01/31 | 7:34 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
کشف حشره ای در آمریکای شمالی که شباهت بسیاری به " آلبرت انیشتین " دارد.



این حشره به علت داشتن پرزهای سفید رنگ، بلند "انیشتین" نام گذاری شده است.



 

 


برچسب‌ها: حشره ای با نام انیشتین

تاريخ : شنبه 1392/01/24 | 8:25 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

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.
برچسب‌ها: اولین کاشف انرژی تاریک

تاريخ : یکشنبه 1391/12/27 | 12:12 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
نتایج مطالعات جدید نشان می دهد قشر پیریفرونتال مغز "آلبرت اینشتین" برخلاف اغلب افراد، شگفت انگیز و غیرعادی بوده است که همین تفاوت می تواند دلیل هوش و نخبگی این فیزیکدان بوده باشد.
به گزارش خبرگزاری مهر، بر اساس تحقیقات دانشگاه دولتی فلوریدا بخش هایی از مغز انیشتین با اغلب افراد متفاوت بوده است و همین می تواند با توانایی های شناختی و ادارکی فوق العاده وی مرتبط باشد.
این محققان برای نخستین بار کل قشر مخ مغز انیشتین را از 14 تصویری که اخیرا کشف شده توصیف کردند.
آنها تصاویر مغز اینشتین را با مغز 85 انسان معمولی مقایسه کرده و توانستند ویژگی های غیرمعمول مغز این دانشمند را تفسیر کنند.

اگرچه اندازه کلی و شکل هندسی مغز انیشتین طبیعی بوده اما نواحی پیریفرونتال، سوماتوسنسوری، آهیانه، موتور اولیه، قشر گیجگاهی و اوکیپیتال او غیرعادی بوده است.
پس از مرگ اینشتین در سال 1955 گروهی از محققان با کسب اجازه از خانواده اش، مغز او را برداشته و از زوایای مختلف تصویربرداری کردند.
علاوه بر این مغز به 240 قطعه تقسیم و تصاویر اسلایدی از آنها تهیه شد.
اما بخش عمده ای از این تصاویر، قطعات و اسلاید ها به مدت 55 سال از دید عموم مفقود شد.

اکنون برای این تحقیقات از 14 تصویر که در موزه ملی سلامت و پزشکی نگهداری می شود استفاده شده است.

تاريخ : یکشنبه 1391/12/27 | 12:7 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

یک فیزیکدان دانشگاه آریزونا مدعی است که درستی یا نادرستی فرمول E=mc2 انیشتین بستگی به مکان قرار گرفتن شیء در فضا دارد. به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، آندری لبد، جامعه فیزیک را با ارائه ایده جدید خود به هیجان آورده است.این ایده هنوز در مراحل آزمایشی قرار دارد و بر این مبناست که درستی یا نادرستی فرمول E=mc2 انشتین بستگی به مکان قرار گرفتن شیء در فضا دارد. با نخستین انفجارات بمب‌های اتمی، جهان، شاهد یکی از مهم‌ترین قواعد متعاقب علم فیزیک بود. این قاعده مدعی است که انرژی و ماده همسان هستند و می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند. این موضوع برای نخستین بار توسط تئوری «نسبیت خاص» (Theory of Special Relativity) انشتین مطرح شد و در معادله مشهور E=mc2 وی انعکاس یافت. در این معادله E انرژی، m جرم وc نیز سرعت نور است که به توان دو رسیده است. اگرچه فیزیکدانان بارها معادله انشتین را در آزمایش‌ها و محاسبات بی شمار خود ارج نهاده‌اند و بسیاری از فناوری‌ها از قبیل گوشی‌های موبایل و GPS به آن بستگی دارند، دانشمند دانشگاه آریزونا با ادعای خود موج جدیدی از مناظرات را در علم فیزیک موجب شده است. وی مدعی است که فرمول انشتین ممکن است در شرایط خاصی درست نباشد. کلید بحث این فیزیکدان در خود مفهوم «جرم» نهفته است. بر اساس قاعده پذیرفته شده، هیچ تفاوتی بین جرم یک شیء متحرک که می‌تواند از نظر اینرسی‌اش تعریف شود و جرم اعمال شده به آن توسط میدان گرانشی وجود ندارد. به عبارت ساده‌تر، جرم نخستین (جرم اینرسیایی) همان مولفه‌یی است که موجب می‌شود ضربه‌گیر یک خودرو در برخورد با وسیله نقلیه دیگر خمیده شود، در حالی که جرم گرانشی «وزن» نام دارد. قانون معادل بین جرم‌های گرانشی و اینرسیایی در فیزیک کلاسیک توسط گالیله و در فیزیک مدرن توسط انشتین مطرح شد و در سطح دقت بالا تایید شده است اما به ادعای لبد، یک امکان کوچک اما واقعی وجود دارد که این معادله برای جرم گرانشی صادق نباشد. به گفته وی، در صورتی که وزن یک شیء کوانتومی مانند یک اتم هیدروژن را اندازه‌گیری کنیم، نتیجه در اکثر موارد همسان خواهد بود اما بخش ریزی از این اندازه‌گیری‌ها می‌تواند به نقض E=mc2 بیانجامد. لبد می‌افزاید: بسیاری از فیزیکدانان معتقدند که جرم گرانشی دقیقا با جرم اینرسایی برابر است اما من بر این باورم که این دو به دلیل برخی اثرات کوانتومی در نظریه عمومی (نظریه انیشتین در مورد گرانش) ممکن است دقیقا یکی نباشند. نتایج مطالعات این دانشمند در ماه فوریه منتشر خواهد شد و وی از همکارانش خواسته که محاسبات و آزمایش پیشنهادی‌اش برای آزمودن نتایج ادعا شده را ارزیابی کنند. کلید درک تئوری لبد در واقع درک ماهیت گرانش است. وی در مقالاتش نشان داده در حالی که E=mc2 همواره برای جرم اینرسایی صدق می‌کند، همیشه در مورد جرم گرانشی صادق نیست؛ این بدین معناست که احتمالا جرم گرانشی و جرم اینرسایی برابر نیستند. بنا بر ادعای انیشتین، گرانش حاصل یک انحنا در خود فضاست. هر چه جرم شیء بزرگ‌تر باشد در بافت فضا تورفتگی بیشتری ایجاد می‌کند، به عبارت دیگر هر چه جرم شیء بزرگتر باشد، کشش گرانشی آن قوی تر است. به گفته لبد، فضا دارای انحناست و هنگامی که شما جرمی را در فضا حرکت می‌دهید، این انحنا حرکت آن را مختل می‌کند و انحنای فضا همان مولفه‌یی است که جرم گرانشی را از جرم اینرسایی متفاوت می‌کند. این فیزیکدان پیشنهاد کرده که دانشمندان ایده وی را با اندازه‌گیری کردن وزن ساده‌ترین شیء کوانتومی یعنی اتم منفرد هیدروژن بیازمایند. این اتم فقط دارای یک هسته، یک پروتون منفرد و یک الکترون تنهاست که به حول هسته می‌چرخد. لبد معتقد است که گاهی اتفاق می‌افتد که الکترون در حال گردش حول اتم به یک سطح انرژی بالاتر جهش یابد. در مدت زمان کوتاهی، الکترون به سطح انرژی پیشین خود بازمی‌گردد. مطابق E=mc2 جرم اتم هیدروژن همراه با تغییر در سطح انرژی تغییر می‌کند. تا این جا همه چیز مطابق نظریه پیش می‌رود. اما چنان‌چه ما همان اتم را از زمین دور کنیم، که در آن فضا دیگر خمیده نبوده بلکه مسطح است، چه رخ خواهد داد؟ به گفته لبد، در این حالت الکترون نمی‌تواند به سطوح انرژی بالاتر جهش یابد زیرا در فضای مسطح به سطح انرژی اولیه خود محدود خواهد شد. هیچ جهشی در فضای مسطح وجود ندارد و بنابراین الکترون خمیدگی گرانش را حس نخواهد کرد اما چنان‌چه ما آن را به سمت میدان گرانشی زمین حرکت دهیم، به دلیل خمیدگی فضا این احتمال وجود دارد که الکترون از نخستین سطح به دومین سطح انرژی جهش یابد و در این جا جرم متفاوت خواهد بود. لبد می‌افزاید: آن‌چه اغلب در نظر گرفته نمی‌شود، این موضوع است که جهش الکترون از سطح اول به سطح دوم به این دلیل روی می‌دهد که خمیدگی اتم را به می‌ریزد. به جای اندازه‌گیری مستقیم وزن، ما این رخداد تغییر انرژی را با فوتون‌های منتشر شده شناسایی می‌کنیم. این دانشمند آزمایش خود را برای آزمودن فرضیه‌اش پیشنهاد کرده است. وی می‌گوید: یک سفینه فضایی کوچک را با تانکی از هیدروژن و ردیاب حساس به نور به فضا بفرستید. در فضای خارجی‌تر، رابطه بین جرم و انرژی برای یک اتم همسان است فقط به این دلیل که فضای مسطح به الکترون اجازه تغییر سطوح انرژی را نمی‌دهد اما هنگامی که به زمین نزدیک هستیم، انحنای فضا اتم را به هم می‌ریزد و امکان جهش الکترون و بنابراین انتشار یک فوتون وجود دارد که این انتشار توسط ردیاب مزبور ثبت می‌شود و بسته به سطح انرژی، رابطه بین جرم و انرژی تحت اثر میدان گرانشی دیگر ثابت نیست. این دانشمند مدعی است که ایده وی نخستین پیشنهاد برای آزمایش ترکیبی از مکانیک کوانتومی و تئوری گرانش انیشتین در منظومه شمسی است.

برچسب‌ها: نظریه انیشتین در سایه تردید

تاريخ : جمعه 1391/11/27 | 4:9 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
به تازگی آزمایشی را مجدداً انجام داده‌اند٬ که در آن به کمک میون به جای الکترون٬ شعاع پروتون را اندازه‌گیری کردند و مقدار آن را کمتر از مقداری که پیشتر برای آن در نظر می‌گرفتند به‌دست آوردند. کاهش اندازه پروتون در آزمایش‌هایی که بر مبنای اتم هیدروژن و میون است می‌تواند احتمالی برای وجود یک فیزیک جدید باشد.

تنها در فیزیک، چند کوادریلیون از یک متر (نام دیگری برای مبنای فمتو متر یا 10-15 متر) عاملی برای هیجان و دلواپسی است. طبق یافته‌ی اندازه‌گیری جدید٬ پروتون حدود 4 درصد کوچک‌تر از چیزی است که آزمایش‌های پیشین پیشنهاد می‌دهند.  مطالعه چاپ شده در 25 ژانویه در یکی از شماره‌های مجله Science، فیزیکدانان را به طور محتاطانه خوش‌بین کرده است که این اختلاف بین آزمایش‌ها منجر به کشف ذرات و نیرو‌های جدید می‌شود.

کارل کارلسون (Carl Carlson)٬ فیزیک‌دان نظری در کالج ویلیام و مری در ویلیامزبرگ٬ وا٬ می‌گوید: «سیخونک در اثر‌های کوچکی که نمی‌توان آن‌ها را توضیح داد می‌تواند به عنوان راهی برای گره‌گشایی از بخش‌های بزرگتر فیزیک باشد». او که در این مطالعه حضور ندارد اضافه می‌کند که: «این مورد خاص بسیار قابل توجه است».

برای سال‌ها فیزیک‌دانان از دو روش غیر مستقیم برای اندازه‌گیری شعاع پروتون استفاده می‌کردند. (متاسفانه چیزی مشابه یک خط‌کش زیر اتمی برای اندازه‌گیری شعاع وجود ندارد). آن‌ها می‌توانند یک پرتوی الکترونی را به سمت پروتون‌ها شلیک کنند و مقدار انحراف ذرات فرودی را اندازه گیری کنند. برای روش جایگزین، فیزیک‌دانان می‌توانند رفتار الکترون‌ها را در اتم هیدروژن مطالعه کنند. آن‌ها لیزر را به اتم می‌تابانند و این باعث می‌شود الکترون به تراز انرژی بالاتر که ناپایدار است برود، زمانی‌که الکترون به حالت انرژی پایین‌تر برمی‌گردد٬ پرتوی ایکس ساطع می‌کند که فرکانس آن به اندازه پروتون وابسته است. هر دو روش پیشنهاد می‌دهند که شعاع پروتون حدود 0.88 فمتومتر یا 0.88 کوادریلینیوم متر است.

هیچ شکی در آن اندازه‌گیری‌ها تا سال 2010 وجود نداشت، در آن سال آلدو آنتوگنینی (Aldo Antognini) در ETH زوریخ  و تیمش روشی جدید را برای اندازه‌گیری اندازه پروتون بکار بردند: آن‌ها همچنان از اتم هیدروژن استفاده کردند، اما به جای الکترون از میون استفاده کردند. میون‌ها ذراتی شبیه الکترون‌اند با این تفاوت که 200 برابر سنگین ترند. این سنگینی اضافه‌ی میون٬ برهمکنش آن‌ها را با پروتون افزایش می‌دهد و این باعث می‌شود که رفتار آن‌ها بیشتر به اندازه پروتون وابسته باشد. پس از اندازه‌گیری پرتوی ایکس ساطع شده از جابه‌جایی میون بین تراز‌های انرژی٬ تیم آنتوگنینی مقاله‌ای را در Nature چاپ کردند و در آن شعاع پروتون را 0.84 فمتومتر اعلام کردند، حدود 4 درصد کمتر از تخمین های قبلی(SN 7/31/10, p. 7).

اکنون، دو و نیم سال بعد، این تیم٬ سیستم با محتوای هیدروژن-میون را مجدداً بررسی کردند و فرکانس‌های پرتوی ایکس ناشی از جابه‌جایی دو سطح انرژی را اندازه‌گیری کردند. هر دو تابش به نتیجه‌ی مشابه برای اندازه پروتون رسیدند. در این نتیجه‌ها٬ پروتون کوچک‌تر است. در مطالعه‌ی جدید امکان خطاهای سیستماتیک مشخص را حذف کردند و عدم قطعیت اندازه گیری را نیز تا 40 درصد کاهش دادند.

آنتوگنینی می‌گوید: «این نشان می‌دهد که آزمایش ما سازگار است و اشتباهی در آن نبوده است».

کارلسون با این نظر موافق است. اگرچه او می‌گوید که فیزیک‌دانان هنوز ممکن است از یک خطا در هر دو آزمایش‌های میون و الکترون صرف نظر کنند. پژوهش‌گران بر حسب مورد٬ جزئیات هر آزمایش را به امید مقدار سازگار با اندازه پروتون جستجو می‌کنند.

هنوز کارلسون به عنوان یک نظریه پرداز نمی‌تواند کمکی کند اما از امکان این‌که یک فیزیک جدید٬ نه خطای انسانی٬ منجر به اختلاف در اندازه‌گیری اندازه در آزمایش‌ها شده است٬ حمایت می‌کند. طبق مدل استاندارد ذرات، الکترون و میون تنها در جرم متفاوت‌اند اما کارلسون و دیگر نظریه پردازان امکان وجود ذره کشف نشده که تنها با میون بر همکنش کند را پیش‌بینی می‌کنند. او می‌گوید که این ذره قطعاً چیزها را با یکدیگر مخلوط می‌کند.

پژوهش‌گران به شدت نیازمند کشف فیزیک جدیدند. این به این علت است که با وجود اینکه مدل استاندار بسیاری از چیزهایی که در زندگی روزمره می‌بینیم را توصیف می‌کند، در توصیف پدیده‌هایی مثل گرانش در مقیاس‌های کوچک و جهان در حال انبساط سریع ناامید کننده است.

بهترین محک برای ایده‌ی نظریه پردازان در دو تا سه سال آینده مشخص می‌شود، زمانی‌که هنوز فیزیک‌دانان امیدوارند روش مستقلی برای اندازه‌گیری اندازه‌ی پروتون معرفی کنند. جان آرینگتون (‌‌John Arrington)، فیزیک‌‌دان آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینویز  کمک می‌کند تا پرتوی میون را که به پروتون می‌تابد را ارتقاء دهد. اگر آزمایش مشابه به نتیجه‌ی یکسان برای نمونه‌ی میونی هیدروژن برسد، طبق گفته‌ی آرینگتون٬ به احتمال زیاد فیزیک جدیدی در کار است. این احتمال به گفته‌ی او بیشترین احتمال جالب توجه است.


برچسب‌ها: تجدیدنظر در شعاع پروتون

تاريخ : جمعه 1391/11/27 | 4:3 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:50 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

برای دریافت نمونه سوالات المپیاد فیزیک به ادامه مطلب مراجعه کنید.
ادامه مطلب


تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:42 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

آموزش کامل انتگرال روی ادامه مطلب
ادامه مطلب



تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:40 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

به درستی میتوان گفت فیزیک کلاسیک با دریافتهای تجربی روزمره ما سازگارست. در فیزیک کلاسیک هیچ قانون عجیب یا باور نکردنی نداریم ولی چون پای به فیزیک نوین میگذاریم با قوانین و مسائلی آشنا میشویم که درک آن برای خو کردگان به فیزیک کلاسیک دشوار و گاه باور نکردنیست. همگی با فیزیک مکانیک که از قوانین حرکت و نیروها سخن میگفت آشنایی دارند. ولی قوانین نیوتن همواره و همه جا برقرار نیست. در واقع فیزیک نیوتنی حالت خاصی از دو شاخه مهم فیزیک نوین است:

1- نظریه نسبیت خاص اینشتین

2- نظریه فیزیک کوانتم

قوانین نیوتن تا جایی صادق اند که:

1- سرعت اجسام مورد بررسی پایین باشد. در واقع اگر سرعتها بسیار بالا و قابل مقایسه با سرعت نور (مثلا 0.3 سرعت نور،توجه شود سرعت نور 300000 کیلومتر بر ثانیه یا 300000000 متر بر ثانیه است) باشند نتایج بدست آمده از قوانین نیوتن بی اعتبارند. به سرعتهای قابل مقایسه با سرعت نور سرعتهای نسبیتی گوییم. اگر سرعتها نسبیتی باشند به ناچار بایستی از نظریه نسبیت خاص کمک گیریم.

2- اجسام مورد بررسی خیلی کوچک نباشند. اگر اجسام مورد بررسی خیلی کوچک باشند مانند یک الکترون درین صورت نتایج بدست آمده از فیزیک نیوتنی بی اعتبار بوده ناچاریم از فیزیک کوانتوم کمک گیریم.

نکته مهم اینجاست که معادلات نظریه نسبیت خاص برای اجسام با سرعت پایین نیز صادق است ولی هنگامی که سرعتها پایین است بهتر است به جای استفاده از معادلات پیچیده نسبیتی از همان معادلات ساده نیوتنی استفاده کنیم. در مورد فیزیک کوانتوم نیز به همین شکل. قوانین این نظریه نیز برای اجسام بزرگ صادقند ولی همچنان به دلیل ذکر شده استفاده از قوانین نیوتن ارجح است. مثالهای زیر را در نظر گیرید:

1- اتومبیلی با سرعت 80 کیلومتر بر ساعت در حال حرکت است

2- توپ بیس بالی با سرعت 60 متر بر ثانیه پرتاب میشود

3- فضا پیمایی با سرعت 6000 متر بر ثانیه در حال حرکت است

4- الکترونی را به سمت ورقه ای از طلا شلیک میکنیم

5- یک میون با سرعت 0.95 سرعت نور وارد جو زمین میشود

در مثال نخست هم اتومبیل به اندازه کافی بزرگ است هم سرعت آن غیر قابل مقایسه با سرعت نور، پس برای حل این مسئله استفاده از فیزیک نیوتنی ارجح است. در مثال دوم و سوم نیز به همچنین. دقت کنید سرعت 6000 متر بر ثانیه همچنان بسیار کمتر از سرعت نور است(یک پنجاه هزارم سرعت نور). در مثال چهارم چون اندازه الکترون بسیار کوچک است به ناچار سراغ فیزیک کوانتوم میرویم و در مثال پنجم سرعت بالای جسم ما را وادار به استفاده از فیزیک نسبیتی میکند.

میکوشم در بلاگهای آتی در مورد نظریه نسبیت خاص و عام اینشتین و احتمالا نظریه کوانتم سخن گویم. پس از آشنایی با نظریه نسبیت عام اینشتین زمینه برای درک دو مفهوم مهم در اخترفیزیک آماده میشود: سیاه چاله ها و انفجار بزرگ. درک این دو مفهوم بدون آشنایی با نظریه نسبیت عام نا ممکن است پس علاقه مندان به ایندو بحث مخصوصا سیاه چاله ها که بسیار زیاد نیز هستند بحث نسبیت عام را با جدیت مطالعه کنند. بدیهیست درک عمیق این نظریه های شگرف و سنگین درین مقال کوتاه ناممکن است ازینرو میکوشم مجموعه منابعی برای درک این مفاهیم ارائه کنم. غیر از کتاب فیزیک نوین نوشته رندی هریس که معتبرترین مرجع دانشگاهیست که در اکثر دانشگاههای دنیا تدریس میشود و البته ترجمه آن ارائه شده و در هر کتاب فروشی دانشگاهی آنرا میتوان یافت.



تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:38 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |

پرتوهای نور ,غالبا بر یک خط راست منتشر میشوند , البته با مقدار کمی خمیدگی  , که حاصل از جاذبه زمین میباشد. اما اکنون دانشمندان در حال بررسی این مسأله هستند که چگونه میتوان پرتوهای نور را به حالت حلقه ای یا به صورت یک گره درآورد. به حقیقت پیوستن چنین ایده ای وقتی ممکن به نظر میرسد که بانگاهی کنجکاوانه به سراغ معادلات مکس ول (Maxwell) برویم , معادلاتی که قوانین پایه و اساسی الکتریسیته و مغناطیس را توضیح میدهند .

شماری از فیزیکدانها متشکل از  ویلیام ایرواین (William Irvine) از دانشگاه نیویورک , درک بومیستر (ِDirk Bouwmeester ) از دانشگاه کالیفرنیا و چندی از فیزیکدانهای دانشگاههای  سانتاباربارا  و لیدن در کشور هلند , حاصل مطالعات خود را در بخش فیزیک طبیعت و در مورد جزییات چگونگی گره خوردن نور به چاپ رساندند. این دانشمندان با مطالعه ویژگیهای نور گره خورده , دریافتند که تولید نور در این حالت خاص به صورت آزمایشگاهی , با استفاده از لیزرهای مخصوصی که پرتوها را به صورت امواج دایره ای تولید میکنند ,امکان پذیر میشود.

در برخی از روشهای کمتر شناخته شده در معادلات مکس ول , تمامی خطوط میدانهای الکتریکی و مغناطیسی به صورت دایره هایی به هم متصل هستند. از این حلقه های خطوط میدان میتوان در ترسیم یک شکل هندسی به نام تورس (Torus) که به شکل یک پیراشکی میباشد  استفاده کردد. ( تورس (Torus) چیست ؟؟؟ ) در این حالت همانطور که انتظار میرود هر دایره یکبار به دور یک  تورس پیراشکی شکل میپیچد و این در حالی است  که هیچ دو دایره ای هم دیگر را قطع نمیکنند. بعدا  تورس های  کوچکتر میتوانند با تورس های بزرگتر در هم بپیجند و یک فضای سه بعدی را با پرتوهای نور دایره ای پر کنند.

فیزیکدانها بر این عقیده اند  که این نوع روشها با شکلهای شناخته شده امروزی نور تفاوت دارند و این تفاوت به خاطر ساختمان پیچیده ای است که یک گره دارد. آنها اینگونه توضیح میدهند که شکل گیری این ساختمان پیچیده بر اساس فیبراسیون Hopf (Hopf Fibration ) میباشد . فیبراسیونی که در سال 1931 و به منظور  بررسی ساختمان کره ها از نظر ریاضی در ابعاد چهارم و بالاتر, معرفی شد. موضوعی که به نظر میرسد هیچ ربطی به نور  نداشته باشد.

پس از بررسی ویژگی های نور گره خورده , فیزیکدانها به این نتیجه رسیدند که میتوان از میدانهای لیزری برای درست کردن این شکلها استفاده کرد. ساختن شکلهای گوناگون پرتوهای نور حلقه ای شده , با انتشار یک پرتو تک پالس از مولد امواج نور دایره ای و با تمرکز بسیار بالای پرتو ,امکان پذیر میشود.همچنین با استفاده از تکنیک های هولوگرافیک و یک کندکننده ی ذره ای نور میتوان شکل و قالب نور حلقه ای شده را کنترل کرد.اخیرا از این نوع تکنیک ها برای تولید پرتوهای هوایی استفاده میشود. پرتوهای هوایی پرتوهایی هستند که باآن سرعت معینی که باید منتشر شوند ,منتشر نمی شوند.

به تازگی , فیزیکدانها خود را برای انجام آزمایشی آماده میکنند تا با کمک آن بتوانند به راه حل های جدیدی با استفاده از تشعشعات الکترومغناطیس در یک سیستم نوری مثل نور یا سیستم های مایکروویو , دست یابند. مشکل اصلی در  این آزمایشات , کار کردن با پالس های فوق کوتاه تشعشعات , به منظور ایجاد طیف های رنگی عریض بسامدهایی است که برای ترسیم گره نور نیاز است.

به دلیل اینکه پرتوهای نور گره خورده , هم ویژگیهای پرتوی و هم برخی ویژگیهای منحصر به فرد کشف نشده دارند , فیزیکدانها پیش بینی کرده اند که ایجاد چنین پرتوهایی میتواند کاربردهای فراوانی در موضوعات مختلف داشته باشد. کاربردهای مختلفی که میتواند شامل حبس پلاسما , به دام انداختن ذرات زیر اتمی ,دستکاری کردن مجموعه های اتمی سرد و پیدا کردن راه حل های سولیتون مانند (راه حلهایی که در عمل خود را تقویت میکنند)  در واسطه های غیر خطی  باشد.

مترجم : سید حامد میربابایی

منبع :  http://www.physorg.com/news140438326.html


تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:36 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |


سلام دوستان

wordتو این پست مقدار عدد پی رو تا 1 میلیون رقم اعشار براتون گذاشتم.البته چون مقدارش زیاد هست به صورت   گذاشتم 

دانلود عدد پی به صورت word document


برچسب‌ها: مقدار عدد پی تا 1 میلیون رقم اعشار

تاريخ : پنجشنبه 1391/11/19 | 8:33 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
               اولین پرتو کششی واقعی ساخته شد                               محقان دانشگاه سنت اندروز و موسسه ابزارهای علمی در جمهوری چک موفق به ساخت یک پرتو کششی واقعی برای استفاده در آزمایشات پزشکی شده‌اند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، اگرچه شیوه‌های دستکاری نور از دهه 1970 وجود داشته، اما محققان اظهار کرده‌اند این اولین بار است که یک پرتو نور برای کشیدن اجسام به سمت منبع نور مورد استفاده قرار گرفته است؛ حتی اگر در مقیاس میکروسکوپی باشد. در فیلمهای علمی تخیلی، یک پرتو کششی در حقیقت شیوه‌ای بوده که از یک پرتو نور برای کشیدن اجسام بزرگ مانند فضاپیماها استفاده می‌شود. به گفته محققان، این لیزر می‌تواند کره‌های ریز پلی‌استایرن معلق در آب را حرکت دهد. تغییر شیوه قطبی شدن نور می‌تواند جهت حرکت کره‌ها را تغییر دهد. آنها همچنین دریافتند که این کره‌ها در اندازه‌های خاص، خود را در زمان حرکت به شکل ردیفهای مرتب چیده و با خود نور به هم متصل هستند. امید است که این دستاورد بتواند به آزمایشات کارآمدتر پزشکی مانند آزمایشات نمونه‌های خونی منجر شود. معمولا هنگامی که ماده و نور به تعامل با هم می‌پردازند، جسم جامد با نور هل داده شده و در موجی از فوتون دور خواهد شد. این نیروی تابشی برای اولین بار توسط یوهانس کپلر در زمان مشاهده دور شدن دنباله دنباله‌دارها از خورشید شناسایی شد. در سالهای اخیر، محققان دریافته‌اند درحالیکه این مورد پر اهمیتی برای بیشتر حوزه‌های نوری است، فضایی از پارامترها در زمان وارونه شدن این نیرو وجود دارد. آنها اکنون مدعی شده‌اند که توانسته‌اند اولین اجرای آزمایشی این مفهوم را به همراه چند کاربری در فوتونیک زیست پزشکی و رشته‌های دیگر به نمایش بگذارند. محققان یک لیزر را از میان یک عدسی شلیک کردند که سپس به یک آینه برخورده و دوباره بازگشته بود. این پرتو بازتابی با پرتو ورودی تداخل پیدا کرد. در این خلال، دانشمندان کره‌های پلی استایرن را در آب در مسیر مستقیم پرتوهای لیزر معلق کردند. این پرتوها، کره ها را بطور عمودی در محل نگذاشته و هر نیروی کششی یا فشاری این کره ه‌ها را به سمت چپ و راست حرکت می‌داد. به گفته دانشمندان، به دلیل وجود شباهت میان دستکاری ذرات صوتی و نوری، این مفهوم می‌تواند الهام‌بخش پژوهشهای جالب در آینده در حوزه های خارج از فوتونیک باشد. دانشمندان شرایط خاصی را شناسایی کرده‌اند که در آنها اجسام با میدان نیروی پرتو کششی نگهداشته شده و خود را برای شکل گیری به صورت یک ساختار که از یک پرتو قوی‌تر ایجاد شده، از نو مرتب می‌کنند.


تاريخ : دوشنبه 1391/11/09 | 6:30 PM | نویسنده : مهدی میرزایی |
مطالب قدیمی‌تر >>


.: Weblog Themes By SlideTheme :.