ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

یکی از بزرگترین پرسش ها در علم این است که حیات چگونه از سوپِ شیمیایی بر روی زمین نشات گرفته است. یک نظریه این است که RNA، خویشاوند نزدیکِ DNA، اولین مولکول ژنتیکی بوده که حدود چهار میلیارد سال پیش به شکل ابتدایی پدیدار شده و بعدأ به شکل مولکول های RNA و DNA که در زندگیِ امروز داریم نمو پیدا کرده است. تحقیقِ جدید یکی از روش های آغاز این زنجیره از رویدادها را نشان می دهد.

به گزارش بیگ بنگ، شیمیدانان در موسسه ی فناوری جورجیا نشان داده اند مولکول هایی که احتمالأ در حیات اولیه ی زمین حضور داشتند چگونه می توانند به طور خود به خودی به ساختارهایی تبدیل شوند که نقطه ی شروع RNA را ایجاد کرده اند. تشکیلِ خود به خودیِ عناصر سازنده ی RNA مرحله ای اساسی در منشأ حیات است اما دانشمندان به مدت چندین دهه این موضوع را مورد بحث قرار داده اند. امروزه می دانیم که اطلاعات ژنتیکی در DNA ذخیره می شود. RNA از DNA ساخته شده تا این اطلاعات را عملی کند. RNA می تواند ساخت پروتئین ها را هدایت کند و دیگر کارهای ضروریِ زندگی که DNA قادر به انجام آنها نیست را انجام دهد. چند منظوره بودنِ RNA موجب می شود دانشمندان تصور کنند این پلیمر اول از همه ایجاد شده است و سپس DNA به عنوان روش بهتری برای ذخیره ی اطلاعات در مسافت های طولانی تر نمو پیدا کرده است.

اما بر اساس نظریه ی دانشمندان، RNA نیز همانند DNA می تواند محصولی از فرگشت ( تکامل ) باشد. نیکولاس هود، پروفسور شیمی و بیوشیمی در موسسه ی فناوری جورجیا و رئیس مرکز تکامل شیمی در این موسسه گفت: «در این مطالعه در واقع واکنشی را ثابت می کنیم که برای تشکیل مولکول های اولیه ی RNA مانند اهمیت دارد.» این مطالعه در ۱۴ دسامبر به طور آنلاین در مجله ی جامعه ی شیمیایی آمریکایی منتشر شد. بودجه ی این تحقیق را بنیاد ملی علوم و ناسا فراهم کرده است. هود می گوید: «RNA از جهت نقش هایی که در زندگی امروز ایفا می کند بی نقص است اما از لحاظ شیمیایی ساخت آن به شدت سخت میباشد»

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

همگن یا ناهمگن؛ اگر کیهان ناهمگن باشد، آهنگ فزاینده‌ی انبساط کیهان باید اثر ظاهری ناهمگنی گرانش باشد. در صورتی که کیهان همگن فرض شود باید انرژی تاریکی وجود داشته‌باشد تا مسئول ایجاد این شتاب باشد. از آن جا که تاکنون درک درستی از انرژی تاریک وجود ندارد، پژوهش‌گران علاقه‌مند هستند فرض همگنی را کنار بگذارند. مدل‌هایی که در آن‌ها کیهان ناهمگن است، باید افزون بر آهنگ فزاینده‌ی انبساط کیهان کاهش آهنگ رشد خوشه‌های کهکشانی را نیز توضیح دهند. گروهی از پژوهش‌گران نشان داده‌اند که در یک کیهان ناهمگن معمولی این پدیده دیده نمی‌شود و برای ایجاد آن نیاز به انرژی تاریک است.

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

در بررسی که به تازگی بر روی گیاهان انجام شده، محققان دریافتند که با درنظرگرفتن اثرات کوانتومی در فرایند تبدیل انرژی خورشیدی به سایر انرژی‌ها، می‌توان جریان‌های فوتونی قابل توجه‌ای را در سلول‌های خورشیدی ایجاد کرد.

محققان برای فهم سازوکار تبدیل نورخوشید به انرژی مفید در گیاهان، مدلی را طراحی کرده‌اند که شامل سه مولکول است که در معرض تابش نور خورشید قرار گرفته‌اند. آنها نشان دادند که با در نظر گرفتن اثرات مکانیک کوانتومی، جریان فوتونی ایجاد شده توسط مولکول‌ها در گیاهان، نسبت به زمانی که تنها اثرات کلاسیکی در نظر گرفته می‌شود به طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد. این مطالعه نظری که در Physical Review Letters منتشر شده، می‌تواند مبنایی برای تولید سلول‌های خورشیدی با بازده بالا باشد.

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

با استفاده از یک حامل اطلاعات غیر-درهم‌تنیده یا کلاسیکی می‌توان به درهم‌تنیدگی کوانتومی بین دو بخش دور از هم دست یافت. این نتیجه‌ای است که سه تیم مستقل از فیزیک‌پیشگان با انجام آزمایش‌های اپتیک کوانتومی به آن دست یافته‌اند.

در‌هم‌تنیدگی٬ پدیده‌ای کاملاً کوانتومی است و به دو ذره (همانند فوتون‌ها یا الکترون‌ها) اجازه می‌دهد تا ارتباط بسیار نزدیک‌تری نسبت به آن‌چه فیزیک کلاسیک پیش‌بینی می‌کند با هم‌دیگر داشته باشند. در طول سال‌های متمادی این موضوع نقش مهمی در ایجاد سیستم‌های اطلاعات کوانتومی٬ همچون رمز‌نگاری کوانتومی داشته است.

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

دکتر حسابی یکبار تابستان برای مدت کوتاهی به ایران بازگشت و در خانه ای متعلق به آقای جمارانی تابستان را سپری می کرد و در همین ایام در حین مطالعات به این فکر افتادند که علت وجود خاصیتهای ذرات اصلی باید در این باشد که این ذرات بی نهایت گسترده اند و هر ذره ای در تمام فضا پخش است و نیز هر ذره ای بر ذرات دیگر تاثیر می گذارد. 

به این ترتیب به فکر آزمایشی افتاد که این نظریه را اثبات و یا نفی کند . او با خود فکر کرد اگر این تئوری صحیح باشد باید چگالی یک ذره مادی به تدریج با فاصله از آن کم شود و نه اینکه یک مرتبه به صفر برسد و نباید ذره مادی شعاع معینی داشته باشد. پس در اینصورت نور اگر از نزدیکی جسمی عبور کند باید منحرف شود و پس از اینکه محاسبات مربوط به قسمت تئوری این نظریه را به پایان رسانید پس از بازگشت به امریکا به راهنمایی پرفسور انیشتین در دانشگاه پرنیستون به تحقیقات در این زمینه پرداخت. پرفسور انیشتین قسمت نظری تئوری را مطالعه کرد و دکتر حسابی را به ادامه کار تشویق کرد. دکتر حسابی به راهنمایی پرفسور انیشتین به تکمیل نظریه پرداخت سپس یک سال دیگر در دانشگاه شیکاگو به کار پرداخت و آزمایشهایی در این زمینه انجام داد. وی با داشتن یک انتر فرومتر دقیق توانست فاصله نوری را در عبور از مجاورت یک میله اندازه بگیرد و چون نتیجه مثبت بود آکادمی علوم آمریکا نظریه دکتر حسابی را به چاپ رسانید. برخی همکاران از نامأنوس بودن و جدید بودن این فکر متعجب شدند و برخی از این نظریه استقبال کردند.

شرح آزمایشهای انجام شده و نتیجه آن: 


ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

یکی از معماهای فیزیک مدرن پارادوکس دوقلوها است که توسط آلبرت انیشتین مطرح شد

پارادوکس دوقلوها که اولین بار بیش از 100 سال قبل توسط آلبرت انیشتین مطرح شده، در مورد تاثیر سرعت نور بر زمان است. خود انیشتین برای توضیح این مسئله مثال دو ساعت را مطرح می کند یکی ساکن و دیگری در حال حرکت است. طبق قوانین فیزیک نسبیت عقربه های ساعتی که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حرکت است کندتر از ساعتی که ثابت است پیش می رود، به بیان ساده تر سرعت نور سبب کندی زمان می گردد. 

اما در عصر معاصر این پارادوکس به این ترتیب تشریح شده است که فرض کنید دو برادر دو قلو داریم، یکی از آن دو در یک شاتل فضایی با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حال مسافرت است و دیگری در جای خود بر روی زمین ثابت ایستاده است. پس از گذشت زمان کافی برادری که ثابت بر روی زمین ایستاده است در مقایسه با دیگری که در حال حرکت بوده پیرتر به نظر می رسد. 

پروفسور کاک در این باره می گوید :"اگر یکی از دوقلوها که در سفینه فضایی در حال مسافرت است، در نزدیکترین ستاره که 4.45 سال نوری با زمین فاصله دارد، بتواند با سرعتی معادل 86 درصد سرعت نور حرکت کند، پس از بازگشت به محل اولیه خود در روی زمین، او پنج سال خواهد داشت، در حالیکه برادر دوقلویش که بر روی زمین باقی مانده بیش از 10 سال از عمرش خواهد گذشت." 

بر طبق مطلب منتشر شده فوق، این واقعیت که در اجسام متحرک زمان کندتر عمل می کند، در طول سالیان گذشته با انجام آزمایشات متعدد تکرار شده و به اثبات رسیده است. 

پارادوکسی که در این قضیه وجود دارد، این است که اگر دوقلویی که در زمین قرار دارد را در مقایسه با دوقلوی دیگر در حرکت فرض کنیم (و در واقع دیگری را ثابت بگیریم) ، او برادری است که باید دیرتر پیر شود. 

هر چند انیشتین و دانشمندان دیگر تلاش بسیاری برای حل این معما انجام داده بودند، اما تا کنون هیچ یک از فرمول های بدست آمده نتوانسته بود پاسخ رضایت بخشی برای این قضیه باشد. 

اکنون یافته های پروفسور کک در ژورنال آنلاین بین المللی فیزیک نظری منتشر شده و در شماره آینده نسخه چاپی این نشریه نیز قرار خواهد گرفت. او در این باره می گوید: 

"من این معما را با به کارگیری یک اصل علمی جدید در قالب نسبیت، که حرکت را بی ارتباط با اجسام منفرد تعریف می کند حل نمودم. به عنوان مثال، می توانیم ارتباط برادرهای دوقلو را ستاره های واقع در دوردست در نظر بگیریم." 

در حقیقت با استفاده از ارتباطات احتمالی، در روش پروفسور کک اینگونه فرض شده که کائنات خصوصیات کاملا مشابهی دارند و صرفنظر از اینکه در کجا قرار بگیرند، ویژگی کلی آنها با موقعیت تغییر نمی کند. 

پروفسور کاک ادعا می کند با جهانی شدن راه حلی که او برای پارادوکس دوقلوهای انیشتین به اثبات رسانده، درک جوامع علمی از نسبیت افزایش خواهد یافت و حتی ممکن است تاثیراتی بر ارتباطات و کامپیوتر، خصوصا طراحی سیستم های ارتباطی با قابلیت های بالاتر برای استفاده در عملیات فضایی داشته باشد



موضوع: فیزیک، مقالات فیزیک، نسبیت،

در سال ۲۰۰۸ برخی از تحلیل‌ها نشان می‌داد که کهکشان راه شیری دو بازو از چهار بازوی مارپیچیِ خود را از دست داده است. اما ممکن است کهکشان راه شیری این بازوهای از دست داده‌ی خود را برگردانده باشد.

داده‌هایی که از تلسکوپ رادیویی در دهه‌ی ۱۹۵۰ بدست آمده بود ابتدا پیشنهاد می‌داد که کهکشان راه شیری چهار بازو دارد. اما آن‌طور که مشاهدات تلسکوپ فضایی اسپیتزرِ (Spitzer) سازمان ناسا در سال ۲۰۰۸ نشان می‌داد٬ تعداد بازوهای اصلیِ این کهکشان به عدد دو تنزل یافته بود. این تلسکوپ اسپیتزرِ٬ ستاره‌های خنک‌تر٬ با عمر طولانی‌تر و با جرم کمتری همچون خورشید ما را نظاره‌گر بوده که می‌توانند به سمت مرکز کهکشان کشیده شوند.

 

با نقشه‌برداری توزیع ستاره‌های پرجرم (به رنگ قرمز) در کهکشان راه شیری٬ ستاره‌شناسان گواهی بر این مطلب یافته‌اند که بر چهار بازویی بودن کهکشان راه شیری به جای دو بازویی بودن آن تاکید مجددی داشته باشند. موقعیت منظومه‌ی شمسی در دایره‌ای به رنگ مشکی نشان داده شده است.

اما به تازه‌گی بررسی‌هایی بر روی ستاره‌های پرجرم در سراسر راه شیری انجام یافته است. به نظر می‌رسد نتایج چنین بررسی‌هایی تاکید مجددی بر مشاهداتی داشته باشد که چندین دهه قدمت دارند (و نشان از آن می‌داد که کهکشان راه شیری چهار بازوی اصلی دارد). پژوهش‌گران در ۱۱ام ماه ژانویه در یادداشت های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی گزارشی را ارائه داده‌اند که بر اساس آن: ستاره‌های پرجرم که در بازه‌ی کوتاهتری از زمان مورد مطالعه قرار گرفته‌اند٬ از آن جایی‌که ابتداعاً شروع به گسترش و ظاهر شدن توزیعی در طول چهار بازوی مجزا می‌کنند٬ خیلی زیاد دور نمی‌شوند. 

همان‌طور که نویسندگان این گزارش بیان کرده‌اند٬ اختلاف در موقعیت ستاره‌های با جرم بالا در مقابل ستاره‌های با جرم پایین را می‌توان توضیحی بر تصویر ناسازگار ساختار بازوهای مارپیچیِ کهکشان راه شیری دانست.

psi.ir

موضوع: نجوم و اخبار آن، مقالات فیزیک،

درهم‌تنیده‌گی کوانتومی خود به تنهایی، پدیده‌ای شگفت‌انگیز است؛ اندیشیدن به ارتباط این پدیده با کرم‌چاله‌ها، دیگر بسیار جالبتر خواهد بود. در سال‌های گذشته، نظریه‌پردازان بر درهم‌تنیدگی دو سیاه‌چاله کار کرده‌اند. شماری از مقاله‌ها، در Physical Review Letters، می‌گویند که نمایش ریسمانی درهم‌تنیده‌‌گی دو کوارک با دژریختی فضازمان در یک کرم‌چاله هم‌ارز است.

یک ویژه‌گی مشترک میان درهم‌تنیده‌گی و کرم‌چاله این است که هردو انتقال‌های سریع‌تر از نور دارند. اگر روی یکی از دو ذره‌ی درهم‌تنیده که از یک‌دیگر بسیار دور هستند، -جفت انشتین-پودولسکی-روزن (EPR)- یک اندازه‌گیری انجام دهیم، احتمال‌ها در اندازه‌گیری‌هایی که روی ذره‌ی دیگر انجام می‌شوند، تحت تاثیر قرار می‌گیرند؛ گویی داده‌ها در دم میان آن‌ها جابه‌جا شده‌اند. به شکلی مشابه، در کرم‌چاله‌ها یک راه «میان‌بر» میان دو نقطه‌ی جداگانه در فضا است، –یا پل انشتین-روزن-  اما در واقع هیچ داده‌ای نمی‌تواند از میان‌ش جابه‌جا شود. در کاری تازه نشان داده‌شده است که هندسه‌ی فضا-زمان در یک کرم‌چاله معادل آن است که دو سیاه‌چاله درهم‌تنیده و دور شوند –هم‌ارزی‌ای که با «ER = EPR» نمایش می‌دهیم.

تازه‌ترین مقاله در این ره‌یافت این هم‌ارزی را از سیاه‌چاله‌ها به کوارک‌‌ها گسترش داده‌است. همان طور که مطالعه‌های پیشین نشان می‌دهند، می‌توان دو کوارک درهم‌تنیده را به صورت دو سر یک ریسمان در فضایی با ابعاد بالاتر نمایش داد. کریستین جنسن از دانش‌گاه ویکتوریا، کانادا، و آندریا کارچ از دانش‌گاه واشنگتن، سیاتل، کوارک‌های درهم‌تنیده‌ای را که شتاب گرفته و آن قدر از یک‌دیگر دور می‌شوند تا دیگر ارتباط علـّی نداشته باشند، تصور می‌کنند. در این مورد، ریسمان میان، از نظر ریاضی، معادل یک کرم‌چاله می‌شود. ژولیان سونر از موسسه‌ی صنعتی ماساچوست، کمبریج، با استفاده از ره‌یافتی دیگر،  و با کار بر خلق کوارک/پادکوارک در یک میدان الکتریکی قوی (اثر شوینگر)، به همین نتیجه رسیده است. گروهی از محاسبات انتروپی کرم‌چاله را به آن ِ کوارک‌‌ها ارتباط می‌دهند. همان طور که این دست محاسبات پیش‌نهاد می‌دهند، ارتباط کرم‌چاله‌ای می‌تواند یک نگاه تازه به درهم‌تنیده‌گی ایجاد کند.

psi.ir

موضوع: مقالات فیزیک،

مخلوط معلق برخی از ذرات دانه‌ای در مایعات باعث می‌شود که ماده‌ی سیال در مقابل نیروی برشی (مانند حرکت سریع دست در مایع) عکس العمل‌های غیر منتظره‌ای نشان دهد. برای مثال، برخی مواد در چنین شرایطی چنان غلیظ می‌شوند که ناگهان از حالت مایع به جامد تبدیل می‌شوند. این رفتار با علم دینامیک سیالات سنتی کاملاً توجیه‌پذیر نیست. فیزیک‌پیشگانی در سیتی‌کالج نیویورک این خاصیت را مورد مطالعه قرار داده و مدلی  ساخته‌اند که جواب‌گوی بسیاری از آزمایش‌های گوناگون گذشته در این مورد است.‌

    زنجیره‌های درهم موجب غلیظ کنندگی برشی می‌شوند

ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

انرژی و ماده تاریک، وجود ماده بیش از ضد ماده و نظریه ریسمان  و جهان های موازی و … از جمله اسرار حل نشده علم فیزیک محسوب می‌شوند که دانش پیشرفته بشر هنوز نتوانسته پاسخ مناسبی برای آنها بیابد.

به گزارش ایسنا، در سال 1900 میلادی «لرد کلوین» فیزیکدان انگلیسی تأکید کرد که موضوع جدیدی برای کشف کردن در فیزیک وجود ندارد و آنچه که باقی مانده، تنها اندازه گیری‌های بسیار دقیق است؛ اما در طول سه دهه موضوعات مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت اینشتین، انقلابی در علم فیزیک بوجود آورد. در حال حاضر‌ هیچ فیزیکدانی جرأت ندارد از کامل شدن دانش بشری در خصوص جهان سخن بگوید و هر کشف جدید، جعبه اسرار آمیزی بزرگتری از ناشناخته‌ها را پیش روی محققان می‌گشاید و سوالات فیزیک تازه‌تری مطرح می‌کند.

انرژی تاریک

انرژی تاریک (Dark Energy) نوعی انرژی فرضی است که باعث افزایش سرعت انبساط جهان شده و توضیحی برای روند پر شتاب انبساط جهان است. با گسترش فضا، انرژی تاریک و فضای بیشتری ایجاد می‌شود؛ بر اساس نرخ گسترش کائنات تخمین زده می‌شود که این انرژی حدود 73 درصد جرم جهان را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون امکان مشاهده این انرژی فراهم نشده است.

.

ادامه مطلب


موضوع: فیزیک، مقالات فیزیک،

برای یک تلسکوپ اشعه گاما که به دور زمین در حال چرخش است، در واقع درخشان ترین منبع پرتوهای گاما ، یا پر انرژی ترین حالت نور ، خود زمین است. اشعه گامای زمین زمانی تولید می شود که ذرات با انرژی بالا مثل پرتوهای کیهانی از فضا ، به اتمسفر برخورد کنند.

اعتبار تصویر: تلسکوپ بین المللی فرمی ، ناسا ، وزارت نیرو

این فرایند باعث می شود اشعه های مضر نتوانند به سطح زمین برسند، در این منظره قابل توجه که تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی به آن خیره شده، اشعه گاما، زمین و آسمان را احاطه کرده است. این تصویر تنها با استفاده از مشاهدات فرمی در هنگامی که مرکز کهکشان راه شیری نزدیک به اوج یا سمت الراس و بطور مستقیم در بالای ماهواره فرمی بوده گرفته شده است. سمت الراس در مرکز میدان قرار دارد. زمین و نقاط نزدیک به سمت القدم ، درست در زیر ماهواره قرار دارد و منطبق بر میدان دید میباشد. این میدان دید، زمین و آسمان را از چشم انداز مداری فرمی نشان می دهد.

این تصویر، اشعه گامای با شدت پایین، را به رنگ آبی و شدت بالا را به رنگ زرد در یک مقیاس لگاریتمی نشان می دهد. منابع اشعه گاما در آسمان در امتداد کهکشان راه شیری نسبتا کم نور بصورت مورب نشان داده شده است. ماهواره فرمی در 11 ژوئن 2008 جهت اکتشاف منابع انرژی بالای جهان به فضا پرتاب شد، این هفته فرمی 2000 مین روز خود را در مدار زمین جشن گرفت.

hupaa.com

موضوع: اخبار فیزیک، مقالات فیزیک،

آنسامبلی از ذرات را در نظر بگیرید٬ این آنسامبل چقدر باید بزرگ باشد تا بدون توجه به تعداد ذرات آن٬ بتوان کل سیستم را با استفاده از نظریات بس‌ذره‌ای (many-body) توصیف کرد؟ این پرسشی است مهم در فیزیک ماده چگال که به دشواری می‌توان به آن پاسخ داد. اما به‌تازگی گروهی از پژوهشگران در آلمان٬ گذار از حالت «چند» ذره‌ای به «بس» ذره‌ای را در آزمایشی مشاهده کرده‌اند. آن‌ها به این منظور از اتم‌های فرمیونیِ فراسرد استفاده کرده‌اند. این نتایج می‌تواند به مدل‌سازی سیستم‌های چندذره‌ای و همچنین به مطالعه‌ی سیستم‌های مکانیک کوانتومی مزوسکوپیک کمک کند.

اندرکنش‌های پیچیده

مطالعه‌ی سیستم‌های بس‌ذره‌ای (سیستمی با تعداد ذرات بسیار زیاد) را می‌توان از مسائل چالش برانگیز دانست: هرچند می‌توان رفتارِ کوچک‌مقیاسِ هر ذره را به خودی خود و به سهولت تعیین کرد٬ اما رفتار بزرگ‌مقیاس٬ که از ترکیبی از ذرات تشکیل شده (و ذرات با یکدیگر اندرکنش دارند) می‌تواند بسیار پیچیده باشد. در واقع بدست‌آوردن جواب‌های تحلیلی یا عددی برای سیستم‌هایی با تعداد بیشتر از سه ذره ممکن نیست. یکی از راه‌‌حل‌های پیش‌رو این است که فرض کنیم چنین سیستم‌هایی از بی‌نهایت ذره تشکیل شده‌اند. اگر به این شکل عمل کنیم٬ متغیرهای این سیستم از حالت گسستگی به پیوستگی رسیده و مطالعه‌ی سیستم بسیار آسان‌تر شود. اما دانستن این‌که دقیقاً چه زمانی این گذار از حالت گسسته به پیوسته رخ می‌دهد مهارت‌ زیادی می‌طلبد. در گذشته مجموعه مطالعات آزمایشگاهی با استفاده از سیستم‌هایی همچون قطرات هلیوم انجام شده بود اما نتایج حاصل از آن نتایج قاطعی نبودند.

ادامه مطلب


موضوع: اخبار فیزیک، مقالات فیزیک، فیزیک،

محققان موفق به ساخت آهن‌رباهایی با استفاده از اتم‌های فوق‌سرد شدند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، تیمی از دانشمندان به رهبری کلاوس سنگ‌شتوک و لودیگ ماتی از موسسه فیزیک لیزر در دانشگاه هامبورگ با همکاری محققانی از چند دانشگاه دیگر شیوه جدیدی را برای درک آهن‌رباها یافته‌اند.

در این تلاش نظری و آزمایشی مشترک، امواج ماده کوانتومی اتم‌های روبیدیم طوری کنترل شدند که رفتار آهن‌رباها را تقلید کردند.

تحت این شرایط، این آهن‌رباهای مصنوعی را می‌توان به وضوح مطالعه کرد و دیدگاه جدیدی در خصوص معماهای حاضر به دست آورد.

امواج ماده کوانتومی خود وضعیتی فریبنده از ابرهای روبیدیم اتمی و مبتنی بر اثر مکانیکی کوانتومی هستند که اوایل سال 1924 توسط انشتین و بوز مطرح شد و برای نخستین بار در سال 1956 طی یک آزمایش مشاهده شد. این آزمایش بعدها جایزه نوبل را به خود اختصاص داد.

بر اساس این مطالعه، دانشمندان حاضر در پروژه جدید از پرتوهای لیزر مادون‌قرمز برای وادارکردن اتم‌ها به حرکت در طول گذرگاه‌هایی مثلثی بهره بردند و امواج ماده کوانتومی را خلق کردند که رفتارشان به آهن‌ربا شباهت داشت.

این اتم‌ها حدود یک تریلیون برابر سردتر از فضای خارج هستند.

جزئیات این مطالعه در Nature Physics منتشر شد.



موضوع: مقالات فیزیک، اخبار فیزیک،

یکی از مبانی نظریه کوانتوم این اصل است که نمی‌توانید هیچ یک از ویژگی‌های شی را بدون تحت تأثیر قرار دادن خود شی اندازه‌گیری کنید. در حقیقت، آشکارسازی وجود فوتون تاکنون به معنای تخریب آن بوده است. بااین‌حال، فیزیک‌پیشگان روشی را برای آشکارسازی تک‌فوتون‌های نور مرئی، بدون تخریب آن‌ها پیشهاد کرده‌اند. برخی دیگر این کار را با فوتون‌های مایکروویو انجام داده‌اند، اما این اولین باری است که این کار در طیفی انجام شده است که می‌تواند برای «اینترنت کوانتومی» در آینده حائز اهمیت باشد.

اندازه‌گیری ویژگی‌های فوتون‌ها معمولاً مستلزم جذب آن‌ها است، اما وسیله‌ای جدید مسیر عبور آن‌ها را بی آن‌که حالت آن‌ها را تغییر دهد، آشکارسازی می‌کند.

روش معمول برای آشکارسازی تک‌ذرات نور، گیر انداختن آن‌ها با سنسوری است که انرژی آن را جذب می‌کند اما در طول این فرایند ذره تخریب می‌شود. در سال‌های اخیر فیزیک‌پیشگان روش‌هایی را برای استخراج بخشی از اطلاعات از حالت کوانتومی ذره ابداع کرده‌اند، برای مثال نشان دادنِ این‌‌که احتمال بودن در جایی بیشتر از جایی دیگر است، که مجموعه‌ای از راه‌کارها است که به نام اندازه‌گیری ضعیف شناخته می‌شود. اما برای انجام چنین کاری، آن‌ها مقدار اطلاعاتی را که توسط خودِ حالت کوانتومی منتقل می‌شود، کاهش می‌دهند.


ادامه مطلب


موضوع: مقالات فیزیک،

زیباترین رویداد نجومی قرن با پرواز تماشایی دنباله‌دار آیسان (ISON) از مقابل خورشید، پنج شنبه گذشته صورت گرفت. دانشمندان و محققان ناسا پیش از این نیز گفته بودند که این دنباله دار از فاصله ای یک میلیون کیلومتری سطح خورشید میگذرد و این گذر برای آیسان بسیار خطرناک خواهد بود. ماهواره سوهو که چشم به راه این عبور بود ، این گذر را به ثبت رساند، در تصاویر منتشر شده اینطور به نظر می‌رسد که آیسان به سفر 5.5 میلیون ساله خودش درون منظومه شمسی پایان داده ، اما خبر جدید مدعی است که این دنباله دار تنها بخشی از هسته خود را از دست داده و همچنان به مسیر خود ادامه می دهد!
 

چنانکه در تصویر متحرک بالا که ماهواره سوهو گرفته است مشاهده می کنید، آیسان از سمت راست این تصویر در حرکت است، بعد از نزدیک شدن به جو خورشید و عبور از آن در سمت چپ تصویر بخشی از هسته و درخشش خود را از دست می دهد و سرنوشت نهایی آن در روز آینده مشخص می شود. در نزدیکترین حالت، دنباله‌دار با سرعتی بالغ بر 350 کیلومتر در ثانیه از جو خورشید عبور کرد؛ در این فاصله آیسان درجه حرارت 2760 درجه سانتیگراد را تجربه کرد که علاوه بر تبخیر هسته یخی، می‌تواند ساختار سنگی و گرد وغبار آن را نیز درهم بشکند.

دانشمندان رصدخانه دینامیک خورشیدی گزارش دادند که در مسیری که انتظار داشتند آیسان در جو خورشید بپیماید، چیزی ندیده اند، ولی تازه ترین خبرها نشان می دهد که پس از فرو رفتن آیسان در جو خورشید، “چیزی” از آن سو بیرون زده است. یک بار دیگر تصویر متحرک بالا را از آغاز تا پایان ببینید. چیزی که از آن سو بیرون می آید یا تکه ای کوچک از هسته ی آیسان است و یا یک “دنباله دار بی سر” (جریانی از پسماندها که از فروپاشی و خرد شدن هسته ی آیسان به جا مانده اند). به نظر می رسد این تنها چیزیست که از آیسان باقی مانده است!

چند حالت برای آیسان انتظار می‌رود. یکی این که کلاً نابود شود. دوم این‌که تکه‌هایی از آن باقی مانده و با دُمی تقریبا بی‌سَر ظاهر شود که کماکان منظره‌ای بسیار تماشایی است. البته اگر آیسان در مسیر فوران خورشیدی در این روزها قرار گیرد ممکن است این دم را از دست دهد. حالت سوم این است ‌که هسته دست‌نخورده باقی بماند که بی‌شک به دنباله‎داری باشکوه تبدیل می‌شود اما اطلاعات تازه متاسفانه این امکان را بسیار کم‌رنگ کرده است. آیسان در حال حاضر در فروغ خورشید دیده نمی‌شود و فقط در تصاویر فضاپیما‌‌های خورشید‌نگر مثل فضاپیمای استریو پیداست (تصاویر زنده را اینجا ببینید). تلسکوپ خورشیدی سوهو نیز آیسان را در میدان دید خود دارد (تصاویر زنده را اینجا ببینید).

نخستین‌بار دنباله‌دار آیسان در 21 سپتامبر سال 2012 میلادی، توسط «ویتالی نوسکی و آریتوم نوویچونوک» کشف شد. این ستاره دنباله‌دار که 5 هزار کیلومتر قطر دارد با نام C/2012S1 نیز شناخته می شود. اگر دنباله‌دار یا قطعات بزرگتر آن پس از نزدیک شدن به خورشید نجات پیدا کرده باشند، ظرف یک تا دو هفته در آسمان با چشم غیر مسلح قابل مشاهده خواهند بود.





موضوع: اخبار فیزیک، مقالات فیزیک،

میدان مغناطیسی خورشید، اثرات ظاهری فراوانی دارد که به مجموعه آنها فعالیت خورشید گفته می‌شود. این فعالیت‌های خورشیدی ازجمله شراره‌ها و لکه‌های خورشیدی روی زمین هم اثر می‌گذارند. برای نمونه می‌توان به خرابی در موج‌های رادیویی و توان الکتریکی اشاره کرد.

به گزارش جام جم آنلاین، کری فورست، استاد فیزیک دانشگاه ویسکانسین مدیسون، در یک فضای گود آلومینیومی به قطر 3 متر، پلاسما را تا دمای 500 هزار درجه فارنهایت گرم کرد تا میدان مغناطیسی دیناموهای کیهانی در مرکز سیارات، ستارگان و دیگر اجرام آسمانی را شبیه سازی کند.

صدها میلیون کیلومتر دورتر از این آزمایشگاه کوچک، خورشید ما به اوج فعالیت های خود رسیده و موتور مغناطیسی آن نعره کشان هر روز با توفان های مغناطیسی فراوان سیارات خود را مورد حمله ای بیرحمانه قرار می دهد. حداکثر فعالیت های خورشیدی یک چرخه خورشیدی یازده ساله است که در آن فعالیت های مغناطیسی خورشید کاهش و افزایش می یابد. افزایش فعالیت های خورشیدی به طور معمول موجب ایجاد لکه های خورشیدی، شراره ها و در نتیجه افزایش شفق های قطبی می شود. توفان های خورشیدی اگر به اندازه کافی بزرگ باشند می توانند ماهواره ها و شبکه های انتقال برق زمین را مختل کنند.

فورست توضیح می دهد در طول یک دوره دو ساله میدان مغناطیسی خورشید تغییر جهت می دهد و ما به واسطه جابه جایی های قطبی لکه های خورشیدی متوجه این موضوع می شویم. لکه های خورشیدی دارای میدان مغناطیسی هستند که از قلب خورشید سرچشمه می گیرند و از آن خارج می شوند و با بررسی آنها می توان از اتفاقاتی که در اعماق خورشید رخ می دهند، مطلع شد. جریان های الکترون و پروتون باعث به وجود آمدن میدان های مغناطیسی در اعماق خورشید می شوند. این میدان های مغناطیسی باعث ایجاد و فوران لکه های خورشیدی، تولید مقادیر بسیاری انرژی به شکل شراره های خورشیدی و همچنین خروج موادی از تاج خورشیدی ـ یعنی بیرونی ترین لایه خورشید ـ می شوند. طبق گفته های فورست، برخلاف میدان مغناطیسی زمین که به عنوان یک دوقطبی به سمت بالا و پایین حرکت می کند، میدان مغناطیسی بزرگ خورشید در نوسان است و این میدان مغناطیسی در بخش مرکزی خورشید آشکارتر است.

اگرچه به طور معمول حداکثر فعالیت خورشیدی باعث ایجاد لکه های خورشیدی بیشتر، شراره های خورشیدی و توفان های بزرگ می شود، اما دوره فعلی حداکثر خورشیدی آرام تشخیص داده شد، زیرا لکه های خورشیدی کمی وجود دارند و از توفان های عظیم هم خبری نیست. در عین حال فیزیکدانان به حداکثر خورشیدی سال گذشته اشاره می کنند که شفق های بزرگی به وجود آمدند و اطراف قطب های زمین جریان های نور ذرات باردار ناشی از برخورد اتم ها و باد خورشیدی دیده می شدند. یک شفق در مرکز محور شمالی یا جنوبی مغناطیسی مانند یک تاج است. ذرات بارداری که توسط میدان مغناطیسی زمین به درون جو کشیده می شوند صحنه ای زیبا از نورهای قرمز، سبز و زرد به وجود می آورند و این صحنه در سال گذشته بسیار زیبا بوده است. اگرچه در چرخه فعلی فعالیت خورشید به نسبت ضعیف بوده، اما در چرخه های قبلی حداکثر خورشیدی بسیار شدید بوده و باعث اختلالات جدی روی زمین شده است. در هر چند صد سال یک شراره خورشیدی بزرگ وجود دارد که با فرستادن پالس مغناطیسی عظیم تاثیرات جدی روی زمین می گذارد.

به عنوان مثال، ​ سال 1859 یک توفان عظیم خورشیدی که توسط یک ستاره شناس انگلیسی رویداد کارینگتون نامیده شد، رخ داد. این ستاره شناس اولین کسی بود که شراره های خورشید و شفق های بسیار تابناک را دید. نور آنها تا حدی زیاد بود که کارگران معدن طلا کوه های راکی هیجان زده از خواب بیدار شدند و تصور کردند روز شده است. این رویداد باعث یک توفان مغناطیسی در زمین شد که سیستم های تلگراف اروپا و آمریکای شمالی را از کار انداخت، دکل ها جرقه ​ زدند و به بعضی اپراتورهای تلگراف شوک وارد شد. بعلاوه، ​ سال 1989 یک توفان عظیم دیگر باعث خروج جرم از تاج خورشیدی و اختلالاتی در سیستم انتقال برق کبک در کانادا شد. سیستم های انتقال برق مانند یک گیرنده بزرگ هستند که نمی دانند هنگام ورود انرژی چگونه باید عمل کنند. فیزیکدانان معتقدند هر هزار سال یا بیشتر اتفاقات خطرناک تر و بزرگ تری رخ می دهد. آنها مدام در حال مشاهده این رویدادها در ستارگان هستند و از نظر آنها شراره های بزرگ خورشیدی می توانند مشکلاتی برای ما به وجود آورند و همچنین باعث اختلالاتی در ماهواره ها و شبکه های مورد نیاز ما روی زمین شوند.

منبع:hupaa.com

موضوع: مقالات فیزیک،

 بر اساس یافته های گروهی از دانشمندانِ نظری در دانشگاه ملبورن و RMIT در سال 2012، آغاز جهان نباید بصورت بیگ بنگ مدلسازی شود، بلکه بیشتر از آن باید مشابه با آبی مدلسازی شود که در حال تبدیل شدن به یخ است؛ این یافته می تواند درک مان از ماهیت جهان را به طور قابل توجهی تغییر دهد. نکته ی کلیدی که پیشنهاد کردند را می توان در ترک و شکاف های تمامی بلورها کشف کرد.

به گزارش بیگ بنگ، جیمز کیو کواچ محقق و مسئولِ پروژه از دانشکده ی فیزیک در دانشگاه ملبورن گفت: «آلبرت اینشتین فرض کرد که فضا و زمان پیوسته هستند و به طور یکنواخت جریان دارند، اما اکنون معتقدیم که این فرضیه ممکن است در مقیاس های بسیار کوچک معتبر نباشد. نظریه ی جدیدی که گرافیتیِ کوانتوم نامیده می شود نشان می دهد که ممکن است فضا از عناصر ساختاریِ تفکیک ناپذیر تشکیل شده باشد. عناصرتفکیک ناپذیر را می توان مشابه پیکسل هایی در نظر گرفت که تصویری را بر روی یک پرده نشان می دهند.

چالش این چنین بوده که این عناصر ساختاریِ فضا بسیار کوچک هستند و از این رو نمی توان مستقیمأ آنها را مشاهده کرد. کوانچ افزود: «فکر کنید که جهانِ اولیه مایع است؛ آنگاه وقتی جهان سرد می شود، بصورت سه بُعد فضایی و یک بُعد زمانی که امروزه مشاهده میکنیم «متبلور می شود». در این فرضیه، با سرد شدن جهان انتظار داریم شکاف هایی ایجاد شود که مشابه با شکاف های ایجاد شده در هنگام یخ بستنِ آب هستند.»

اندرو گرین تری، دانشیار و عضو گروه تحقیقاتیِ دانشگاه RMIT گفت که احتمال دارد برخی از این شکاف ها قابل مشاهده باشند. «نور و ذرات دیگر می توانند چنین شکاف هایی را خم (منحرف) یا منعکس کنند و از این رو به لحاظ نظری باید قادر باشیم این شکاف ها را شناسایی کنیم.» دانشمندان در مقاله شان نوشتند که این ساختارها باید دارای پیامدهای قابل مشاهده ی مستقل از پس زمینه باشند، از جمله پراکندگی، تصویربرداریِ دوبل و اثرات لنز مانندِ گرانشی. این گروه برخی از این اثرات را محاسبه کردند و اگر پیشبینی هایشان بطور تجربی تأیید شود، این پرسش که آیا فضا صاف (هموار) است یا از ذراتِ بسیار کوچکِ تفکیک ناپذیر تشکیل شده است برای همگان پاسخ داده می شود.

bigbangpage.com

به نقل از انجمن فیزیکدانان جوان




موضوع: مقالات فیزیک،