تبلیغات
وبلاگ آشـــــــــوب - مطالب هفته سوم مرداد 1390
پنجشنبه 20 مرداد 1390  10:26 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: كودك و نوجوان ،

صبحی مادری برای بیدار کردن پسرش رفت.
مادر: پسرم بلند شو. وقت رفتن به مدرسه است.
پسر: اما چرا مامان؟ من نمی خوام برم مدرسه.
مادر: دو دلیل به من بگو که نمی خوای بری مدرسه.
پسر: یک که همه بچه ها از من بدشون می یاد. دو همه معلم ها از من بدشون می یاد.
مادر: اُه خدای من! این که دلیل نمی شه. زود باش تو باید بری به مدرسه.
پسر: مامان دو دلیل برام بیار که من باید برم مدرسه؟




مادر: یک تو الآن پنجاه و دو سالته. دوم اینکه تو مدیر مدرسه هستی!!

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  08:36 ب.ظ    ویرایش: - -

آیا می‌توانیم میدان‌های مغناطیسی را ببینیم
یک ساختار پیچیده در چشم، ممکن است بشر را بدون آن که خود متوجه باشد، قادر به دیدن میدان مغناطیسی زمین نماید یا حداقل، ممکن است در گذشته قادر به چنین کاری بوده باشد.

[ الكترومغناطیس ]

یك ساختار پیچیده در چشم، ممكن است بشر را بدون آن كه خود متوجه باشد، قادر به دیدن میدان مغناطیسی زمین نماید یا حداقل، ممكن است در گذشته قادر به چنین كاری بوده باشد.

بسیاری از حیوانات می‌توانند میدان مغناطیسی زمین را حس كنند و از آن برای تشخیص جهت و حتی شكار استفاده كنند. به عنوان مثال، روباه‌ها تنها جانورانی هستند كه از میدان مغناطیسی برای تشخیص مسافت و جهت استفاده می‌كنند.

گروهی از پژوهشگران مشاهده كرده‌اند هنگامی كه طعمه روباه قابل مشاهده باشد، روباه می‌تواند از هر جهت به سمت آن پریده تا طعمه را شكار كند، اما زمانی كه طعمه مخفی شده است، روباه تنها در جهت شمال شرقی به سمت طعمه حمله می‌كند. این پژوهشگران معتقدند كه جهتگیری خاص روباه به علت اثر میدان مغناطیسی زمین است. در واقع، عامل اصلی توانایی روباه‌ها در تشخیص میدان مغناطیسی، پروتئینی به نام كریپتوكروم است كه از ابتدای سلطه گیاهان و جانوران بر زمین وجود داشته است. این پروتئین قدرت تشخیص میدان‌مغناطیسی زمین را به بسیاری از گونه‌ها می‌دهد. پروتئین مذكور با ریتم شبانه‌روزی جانوران و گیاهان در ارتباط است و تحقیقات اخیر نشان داده‌اند كه ظاهرا این پروتئین، از نور به‌عنوان عامل شناسایی میدان مغناطیسی استفاده می‌كند.

الكترون‌ها در مولكول‌های كریپتوكروم به حالت جفت‌های مركب ظاهر می‌شوند و میدان مغناطیسی زمین ممكن است باعث حركت یكی از این الكترون‌ها شود. براساس یك تئوری كه تابستان سال گذشته به چاپ رسید، امكان دارد واكنش شیمیایی بر اثر عوض شدن جهت چرخش الكترون روی دهد و در نتیجه آن پرندگان توانایی دیدن میدان مغناطیسی زمین را به صورت رنگی به دست آورند. این نظریه براساس تغییر جهت چرخش الكترون‌ها بنا شده است و عنوان می‌كند هنگامی كه نور خورشید به انتهای یكی از الكترون‌ها برخورد می‌كند، واكنشی شیمیایی به وجود می‌آید و پرندگان می‌توانند میدان مغناطیسی را به صورت رنگی مشاهده كنند. اما پژوهشگران دریافته‌اند كه كریپتوكروم كمك چندانی به جهت‌یابی انسان نمی‌كند. در نتیجه نوع بشر برای تعیین وضعیت خود نسبت به 4 جهت اصلی نیازمند استفاده از اجرام سماوی یا امروزه جی.پی.اس است. اخیرا مشخص شده است كه این پروتئین در شبكیه چشم انسان وجود دارد. متخصصان علوم اعصاب دانشگاه ماساچوست نمونه‌ای از كریپتوكروم انسان را برداشته و آن را به مگس میوه كه فاقد كریپتوكروم بودند، تزریق كردند. نتایج نشان داد كه قدرت تشخیص میدان مغناطیسی در مگس‌ها به شكل قابل توجهی افزایش یافت.

البته ممكن است بشر دیگر هیچ‌گاه قادر به استفاده از این مكانیزم برای دیدن میدان مغناطیسی زمین نباشد، ولی حتی امروزه گزارشاتی دریافت می‌شود كه نشان می‌دهند برخی می‌توانند با نگاه كردن میدان مغناطیسی را مشاهده كنند، اما ممكن است اجداد ما به طور عام دارای این قابلیت بوده باشند و از این توانایی برای جهت‌یابی استفاده می‌كرده‌اند. شاید روزی پژوهشگران دریابند چگونه می‌توان از این قابلیت مجددا بهره برد و انسان دیگر نیازمند به سیستم جی.پی.اس برای جهت‌یابی نباشد!

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  08:33 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: الكترومغناطیس ،


قوی‌ترین مغناطیس ركوردزن جهان آغاز به كار كرد
سیستم مغناطیس دوبخشی اختصاصی 2.5 میلیون دلاری با پتانسیل متحول کردن تحقیقات علمی در حوزه‌های گوناگون، در آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در دانشگاه فلوریدا آغاز به کار کرد.

[ الكترومغناطیس ]

سیستم مغناطیس دوبخشی اختصاصی 2.5 میلیون دلاری با پتانسیل متحول كردن تحقیقات علمی در حوزه‌های گوناگون، در آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در دانشگاه فلوریدا آغاز به كار كرد.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این مغناطیس كه ركورد قدرت جهان را در دست دارد با قدرت 25 تسلا كار می‌كند كه به سادگی ركورد 17.5 تسلای مغناطیس فرانسوی را كه در سال 1991 ثبت شده، شكسته است.

تسلا كه از روی نام مهندس و مخترع آن، میكولا تسلای در اوائل قرن بیستم گرفته شده، واحد اندازه‌گیری قدرت میدان‌مغناطیسی است.

این مغناطیس جدید علاوه بر این كه 43 درصد از قوی‌ترین مغناطیس جهان، قوی‌تر است، از فضای 1500 برابر مركز خود برخوردار بوده كه محیط لازم برای آزمایشات منعطف‌تر و گوناگون را فراهم خواهد كرد.

برای فهم بیشتر از قدرت این مغناطیس جدید بهتر است بدانید كه 25 تسلا برابر با 500 هزار برابر میدان مغناطیسی زمین است.

برای چندین دهه، دانشمندان از میدانهای مغناطیسی بالا جهت بررسی ویژگی‌های غیرمعمول مواد تحت شرایط شدید حرارت و فشار استفاده كرده‌اند. مزایای منحصر به فردی در این میدانهای مغناطیسی بالاوجود دارد كه از آن جمله می‌توان به مشاهده آسانتر اتمها و مولكولها یا خواص نمایشی كه تحت شرایط با شدت كمتر قابل مشاهده نیستند، اشاره كرد.

این سیستم مغناطیس دوبخشی جدید همچنین دانشمندان را به دستاوردهای بیشتر در دانش امیدوار كرده‌است.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  08:31 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: الكترومغناطیس ،

قطب نماهای قدیمی وجدید
گویند قطب نما را چینی ها اختراع کرده اند حدود 4500 سال پیش ، ماه گذشته auto blog اعلام کرد که شرکت Porsche Design ساعتی را طراحی کرده که اجازه نمی دهد شما مسیر خود را گم کنید.

[ الكترومغناطیس ]

می گویند قطب نما را چینی ها اختراع كرده اند حدود 4500 سال پیش ! اما استفاده آن توسط اروپایی ها به قرن 12 باز می گردد.

 

از 4500 سال پیش تاكنون

آنچه كه در شكل می بینید گمان می رود كه تصویری از قدیمی ترین قطب نمای تاریخ باشد، اگرچه ساخت قطب نما و ایده آن از آهنربا گرفته می شود و اولین كسانی كه به این نوع سنگ ها برخورد كردند یونانی ها بودند.

داستان اولین برخورد به سنگهای آهنربایی داستان كاملا موثق و تایید شده ای نیست اما شنیدن آن هم خالی از لطف نیست.

می گویند كه نخستین بار، شش قرن قبل از میلاد مسیح ، در شهر باستانی ماگنزیا واقع درتركیه امروزی ، در جنگ میان دو قبیله از یونانیان، زمانی كه بیشتر افراد در جنگ ها مجهز به كلاه خود و زره و بسیاری دیگر از ابزار آهنی بودند این سنگ كشف شد.

آورده اند كه یكی از این دو قبیله به پیروزی خود در جنگ بسیار مطمئن بود و عده ای از افراد این قبیله در پشت كوهی كه از سنگهای مغناطیسی بود كمین كرده بودند كه به علت خاصیت آهنربایی سنگ ها و همچنین زره ها و شمشیرها و كلاه خود های آهنی، سربازان به این كوه چسبیدند و قدرت جدا شدن نداشتند كه بدین وسیله جنگ از حالت طبیعی خود خارج شد و نتیجه ای كاملا برعكس اتفاق افتاد و نیروهای دشمن به راحتی توانستند در این نبرد پیروز شوند.

این سنگ ها را ماگنتیت یا مغناطیس نامیدن و نام آن را از نام محل گرفتند.

از 4500 سال پیش تاكنون

سپس قطب نماها را برای یافتن جهت ها مورد استفاده قرار دادند،  سنگ های مغناطیسی، دو قطب مثبت و منفی دارند.

كره زمین نیز یك سنگ مغناطیسی بزرگ بوده و قطب جنوب آن قطب مثبت و قطب شمال آن قطب منفی آن است. با توجه به یك اصل علمی مبنی بر آنكه «قطب های همنام همدیگر را دفع می كنند و قطب های غیر همنام همدیگر را جذب می نمایند»، یك عقربه مغناطیسی كه می تواند آزادانه بچرخد، همیشه در جهتی قرار می گیرد كه قطب مثبت آن به سمت قطب شمال و قطب منفی آن به سمت قطب جنوب كره زمین است و این اصل استفاده از قطب نماست

می گویند كه نخستین بار، شش قرن قبل از میلاد مسیح ، در شهر باستانی ماگنزیا واقع درتركیه امروزی ، در جنگ میان دو قبیله از یونانیان زمانی كه بیشتر افراد در جنگ ها مجهز به كلاه خود و زره و بسیاری دیگر از ابزار آهنی بودند این سنگ كشف شد

سوزن قطب نما هم پس از تراش خوردن با سنگ مغناطیسی، خاصیت مغناطیسی به خود می گیرد. برای تعیین جهت با این نوع سوزن، می توان آن را روی صفحات مسطح قرار داد البته حتی اگر آن را با نخ بسته و از سقف آویزان كنید هم جهت را نشان می دهد.

اما در دنیای امروز قطب نما چگونه در تكنولوژی جای می گیرد؟

از 4500 سال پیش تاكنون

گوشی‌های هوشمند با توجه به سنسورهایی كه در آن‌ها به كار گرفته می‌شود می‌توانند همانند یك قطب‌نمای كامل عمل كرده و راهنمای افراد باشند

از 4500 سال پیش تاكنون

به طور مثال نرم افزار Compass by catch  كه برای سیستم های اندرودی مورد استفاده قرار می گیرد كه البته علاوه بر اینكه جهت را نشان می دهد، با استفاده از GPS مكان دقیق را هم نشان می دهد جالب است بدانید كه این برنامه معروف‌تری و پر كاربردترین قطب‌نمای اندروید است كه بین 10 تا 50 میلیون كاربر از سراسر دنیا دارد.

از 4500 سال پیش تاكنون

اما ماه گذشته auto blog اعلام كرد كه شركت Porsche Design ساعتی را طراحی كرده كه اجازه نمی دهد شما مسیر خود را گم كنید، ساعتی كه این شركت طراحی كرده از لحاظ ظاهر به مانند ساعتی قدیمی است كه به سال 1978 باز می گردد به طوری كه مانند آن ساعت قدیمی نمایش زمان و جهت مكانیكی كار شده است، با این تفاوت كه سی و سه سال پیش باری ساخت این ساعت از آلمینیوم استفاده می شده در حالی كه در این نمونه تیتانیوم ضدحساسیت و بسیار سبك جایگزین شده است، قطر صفحه آن هم 3 میلیمتر افزایش یافته است ، ارتفاع صفحه میانی ساعت نیز با 1.6 میلیمتر افزایش به 14.6 میلیمتر رسیده است.

در این ساعت مچی می توان قطب نما را از ساعت جدا كرد مطابق شكل لایه اولیه دارای سه عقربه و با دقت بالایی طراحی شده است كه با بلند كردن آن می توان به قطب نما رسید.

این ساعت تا عمق 50 متری آب، ضدآب است.

از 4500 سال پیش تاكنون

در صفحه، بند و تمامی قسمت‌های آن از تیتانیوم استفاده شده كه آن را در مقابل خوردگی محافظت می كند.

تیتانیوم فاقد خاصیت مغناطیسی است و قطب نما را از خطا محافظت می كند.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  08:28 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: الكترومغناطیس ،

پرتوهای حیات‌بخش خورشید می‌تواند مرگبار باشد
خورشید مانند هر ستاره دیگری در کیهان، منبع کامل تولید امواج الکترومغناطیسی است. یعنی طیف کاملی‌ از امواج رادیویی تا اشعه‌ایکس و گاما از خورشید تابیده می‌شوند.

[ الكترومغناطیس ]

خورشید مانند هر ستاره دیگری در كیهان، منبع كامل تولید امواج الكترومغناطیسی است. یعنی طیف كاملی‌ از امواج رادیویی تا اشعه‌ایكس و گاما از خورشید تابیده می‌شوند.

به لطف سپرهای تدافعی متعددی، زمین در برابر امواج خطرناك این طیف وسیع مصون است و تنها نورمرئی و امواج رادیویی اجازه عبور از سپر جو زمین را دارند،‌ اما در ثابت‌نما و زمانی كه زاویه تابش خورشید به خط قائم نزدیك‌تر می‌شود، بخشی از گستره امواج ماوراءبنفش راه به درون باز كرده و زمان خطرناكی را برای در آفتاب ماندن ایجاد می‌كنند.

اشعه ماوراءبنفش خورشید، این روزها یكی از خبرسازترین رویدادها بوده است و درباره آن و مضراتی كه می‌تواند برای سلامت انسان‌ها داشته باشد صحبت فراوان می‌شود. در آغاز فصل تابستان این صحبت‌ها به یك نگرانی عمومی تبدیل می‌شود تا آنجا كه در بسیاری از كشورهای جهان بویژه مناطقی كه به خط استوا نزدیك‌تر هستند، هشدارهای عمومی ‌به مردم داده می‌شود تا كمتر در معرض نور مستقیم خورشید قرار گیرند.

سوختگی، التهاب و سرطان‌های پوستی از جمله پیامدهای قرار گرفتن در معرض نور قوی خورشید در مواقعی است كه ضریب نفوذ اشعه ماوراءبنفش آن به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می‌كند. اما براستی چرا این اشعه كه همواره در اطراف ما وجود دارد، تا این حد می‌تواند خطرناك باشد؟

پرتوهای ماوراءبنفش خورشید یا همان پرتوهای (UV Ultra Viole‌t) در 3 طبقه‌بندی مختلف UVA، UVB، و UVC قرار می‌گیرند كه هر یك اثرگذاری متفاوتی نیز بر بدن انسان دارند.

فقط پرتوهای ماوراءبنفش UVA و UVB از لایه ازن عبور كرده و به همین خاطر است كه هشدارها ‌تنها این دو دسته را در بر می‌گیرند. پرتوهای UVC كه البته آنها نیز خطرناك هستند نمی‌توانند از لایه ازن عبور كرده و به سطح زمین برسند و به همین دلیل است كه مورد توجه پزشكان و محققان قرار ندارند.

در میان 3 گروه عمده این نوع پرتوها، پرتوهای UVB عامل عمده سوختگی‌های خورشیدی به شمار می‌آیند. این دسته از پرتوها به وسیله لایه فوقانی پوست كه از آن به پوست بیرونی یاد می‌شود جذب می‌شوند.

ضخامت این لایه با ضخامت الیاف نازك ابریشمی ‌قابل مقایسه است و به همین دلیل است كه پرتوهای UVB براحتی درون آن نفوذ می‌كنند. همزمان با نفوذ این پرتوها سلول‌هایی كه به آنها ملانوكیت گفته می‌شود و به پوست رنگ می‌دهند، تحت تأثیر قرار گرفته و فعال می‌شوند. این دسته از پرتوهای ماوراءبنفش كوتاه‌تر از پرتوهای نوع UVA بوده و در فصل تابستان یعنی زمانی كه خورشید با زاویه قائم‌تری به زمین می‌تابد، فرصت مناسبی برای فرار از دست لایه ازن پیدا كرده و به همین دلیل سطح نفوذ آنها افزایش قابل توجهی می‌باید.

اما از پرتوهای UVA و تأثیرگذاری آنها بر سلامت بدن چه می‌دانیم؟ مطالعات دانشمندان نشان می‌دهد این دسته از پرتوهای ماوراءبنفش خورشید كه طول موج بلندتری از دسته UVB دارند بیشتر به عمق پوست نفوذ می‌كنند با این حال احتمال كمتری دارد كه عامل سوختگی‌های پوستی شوند، اما فراموش نكنیم كه از این دسته از پرتوها به عنوان عامل اصلی لكه‌های پوستی مرتبط با پیری، از دست رفتن خاصیت كشسانی پوست و ایجاد چین و چروك در آن یاد می‌شود. در كل می‌توان پرتوهای UVA را عامل شماره یك پیری ظاهری زودرس نامید.

زمانی كه صحبت از سرطان‌های پوستی می‌شود نیز این پرتوها مظنون شماره یك قلمداد می‌شوند. قرار داشتن در معرض پرتوهای UVA و UVB هر دو می‌تواند به سرطان پوست منجر شود كه به نوبت خوش خیم و بدخیم خواهند بود.

تحقیقات اخیر دانشمندان نشان می‌دهد قرار داشتن در معرض پرتوهای UVA نه تنها موجب افزایش اثرات سرطان‌زای پرتوهای UVB می‌شود، بلكه ممكن است مستقیما سرطان‌های پوستی نظیر ملانوما را نیز به همراه داشته باشد. البته ابتلا به سرطان تنها نتیجه قرار گرفتن برای مدت طولانی در معرض پرتوهای ماوراءبنفش خورشید نیست.

تضعیف سیستم ایمنی بدن یكی از مهم‌ترین نگرانی‌های دانشمندان است به طوری كه از آن به عنوان مقدمه‌ای برای ابتلا به سایر بیماری‌ها یاد می‌شود.

این پرتوها توزیع طبیعی و عملكرد سلول‌های سفید خونی را دستخوش تغییر می‌كنند. این سلول‌ها از اهمیت حیاتی برخوردارند چون نسبت به جراحات ناشی از قرار گرفتن برای مدت طولانی در برابر پرتوهای خورشید از خود واكنش نشان می‌دهند.

شاخص UV

آشنایی با شدت پرتوهای ماوراءبنفش خورشید در مواقع مختلف سال می‌تواند به افراد در مصون نگاه داشتن خود در برابر مضرات آنها كمك زیادی كند. از این رو شاخصی موسوم به شاخص UV تعریف شده است كه بر اساس آن می‌توان شدت این پرتوها را بررسی كرده و درخصوص قرار گرفتن در مجاورت نور خورشید یا دوری كردن از آن تصمیم مناسبی اتخاذ كرد.

شاخص UV یك اندازه‌گیری استاندارد بین‌المللی از شدت این پرتوهاست كه برای مكانی خاص در مواقع مشخصی از سال ارائه می‌شود. در بسیاری از كشورهای جهان این شاخص در لابه‌لای گزارش آب و هوا در اختیار مردم قرار می‌گیرد. زمانی كه این شاخص روی عدد 3 یا بالاتر از آن قرار می‌گیرد سازمان‌های مرتبط با سلامت عمومی ‌به افراد پیشنهاد می‌كنند با استفاده از عینك‌های آفتابی تایید شده و استفاده از كلاه از بدن خود در برابر پرتوهای ماوراءبنفش خورشید محافظت كنند.

هر چه عدد مربوط به شاخص UV بالاتر باشد پوست در مدت زمان كمتری دچار التهاب و سوختگی می‌شود. مطالعات نشان می‌دهند در مواقعی كه شاخص بالاتر از عدد 9 است سوختگی در كمتر از 15 دقیقه صورت می‌گیرد حال آن‌كه ممكن است احساس كنید پوستتان تنها كمی‌ملهتب شده است. در مواقعی كه شاخص بین 7 تا 9 قرار دارد سوختگی‌ حدود 20 دقیقه و زمانی كه شاخص بین 4 تا 7 قرار دارد ‌ حدود نیم ساعت صورت می‌گیرد. در مواردی هم كه شاخص UV كمتر از 4 باشد سوختگی پوستی ناشی از پرتوهای ماوراءبنفش خورشید در بازه زمانی بیش از یك ساعت روی می‌دهد.

اكنون این پرسش مطرح می‌شود كه سوختگی ناشی از قرار گرفتن در معرض پرتوهای ماوراءبنفش خورشید در سراسر نقاط زمین كه شاخص یكسانی دارند مشابه است؟ پاسخ منفی است. تحقیقات نشان می‌دهند یك‌سری فاكتورها در این فرآیند تأثیرگذار هستند. عرض جغرافیایی نخستین مورد در این سری است به طوری كه هرچه به خط استوا نزدیك‌تر باشید در برابر سطح بالاتری از پرتوهای ماوراءبنفش خورشید قرار دارید.

به همین دلیل است كه ساكنان مناطق نزدیك به خط استوا نظیر مردم ساكن آفریقا، بخش‌هایی از خاورمیانه و آمریكای لاتین پوستی تیره‌تر دارند. ارتفاع خورشید در آسمان نیز فاكتور مهم دیگری است. تحقیقات نشان می‌دهند هر چه خورشید عمودی‌تر بتابد، پرتوهای UV از شدت بیشتری برخوردار می‌شوند.

داستان غمبار سوختگی ناشی از پرتوهای UV در وال‌ها

تحقیقات گروهی از دانشمندان دانشگاه لندن و مركز حیوان‌شناسی این شهر نشان داده است كه 3 گونه از وال‌های ساكن خلیج كالیفرنیا دارای سوختگی‌هایی در ناحیه پوست هستند كه عامل اصلی آنها پرتوهای مضر UV است. با توجه به چنین یافته‌هایی و اخبار نگران‌كننده‌ای كه درباره نازك شدن لایه ازن در اثر آلودگی‌های محیطی منتشر می‌شود،‌ شاید باید گفت زنگ خطر برای ساكنان سیاره زمین كه همواره در معرض پرتوهای ماوراءبنفش خورشید قرار دارند به صدا در آمده است.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  08:24 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: الكترومغناطیس ،


192 پرتو لیزر برای آزمایش عظیم گداخت لیزری
برای بهبود درک بشر از جهان، دانشمندان آزمایش‌های بلندپروازانه‌ای طراحی کرده‌اند. تاسیسات ملی احتراق آمریکا با شلیک 192 پرتو لیزر، انرژی خورشید را به زمین خواهد آورد.

[ الكترومغناطیس ]

 برای بهبود درك بشر از جهان، دانشمندان آزمایش‌های بلندپروازانه‌ای طراحی كرده‌اند. تاسیسات ملی احتراق آمریكا با شلیك 192 پرتو لیزر، انرژی خورشید را به زمین خواهد آورد.

برای بهبود درك بشر از جهان پیچیده و بیكران پیرامون، دانشمندان آزمایش‌های فوق‌العاده بلندپروازانه‌ای طراحی كرده‌اند. پروژ‌هایی كه اجرای آنها به هیچ عنوان آسان نیست، چرا كه علوم برجسته و بزرگ نیازمند دهه‌ها تعهد پرهزینه از جانب ملل مختلف است. ابزارهایی كه برای این آزمایشات مورد نیاز است، تقریبا به همان پیچیدگی و الهام‌بخشی دنیاهایی جدیدی هستند كه قرار است دانشمندان به كمك این ابزارها آنها را كشف كنند.

به گزارش پاپ‌ساینس، برای رتبه‌بندی بزرگ‌ترین این آزمایش‌ها، 4 ضریب عملی در نظر گرفته شده است: هزینه‌های ساخت، بودجه عملیاتی، تعداد اعضای پروژه و ابعاد فیزیكی خود پروژه. با این وجود، به دلیل ماهیت متفاوت این پروژه‌ها مقایسه آنها كار دشواری است و به همین دلیل، سه ضریب كاربردی نیز برای رتبه‌بندی آنها در نظر گرفته شده است. به منظور انعكاس اهمیت نسبی، وزن بیشتری به این ضرایب اختصاص داده شده است. ضرایب كاربردی عبارتند از: سودمندی علمی پروژه، سودمندی آن برای افراد عادی (به چه درد من می‌خورد) و البته ضریب حیاتی هیجان‌انگیز بودن پروژه.

در سلسله گزارش‌های این هفته نگاهی به 10 پروژه عظیم حال حاضر دنیای علم خواهیم داشت. 

7- تاسیسات ملی احتراق
بزرگ‌ترین و پرانرژی‌ترین لیزر دنیا، تاسیسات ملی احتراق آمریكا است كه در لیورمور ایالت كالیفرنیا قرار گرفته است. این تاسیسات كه مساحت آن به بزرگی سه زمین فوتبال است، ارتفاعی به اندازه یك ساختمان 10 طبقه دارد و 2 میلیون ژول انرژی فرابنفش تولید می‌كند. چنین جریانی می‌تواند دمای هدفی را كه لیزر بر روی آن متمركز می‌شود، به بیش از 100 میلیون درجه سانتیگراد و فشار آن را به بیش از 100 میلیارد برابر فشار جو زمین برساند. این وضعیت مشابه شرایطی است كه در هسته ستارگان و سیارات گازی عظیم وجود دارد.

تاسیسات ملی احتراق

سودمندی علمی
زمانی‌كه 192 پرتو منفردی كه لیزر تاسیسات ملی احتراق را تشكیل می‌دهند، بر روی هدفی متشكل از اتم‌های دوتریوم (اتم هیدروژن با یك نوترون) و تریتیوم (اتم هیدروژن با دو نوترون) همگرا می‌شوند؛ هسته اتم‌ها ذوب می‌شود و یك انفجار انرژی به وجود می‌آورد. دانشمندان تاسیسات ملی احتراق تلاش می‌كنند تا با اصلاح این فرایند، برای نخستین بار، انرژی خالص را از واكنش گداخت هسته‌ای به دست آورند. آنها همچنین از تحقیقاتشان استفاده می كنند تا آن‌چه را با گذشت زمان برای سلاح‌های هسته‌ای اتفاق می‌افتد مطالعه كنند. این مساله یك سوال حیاتی در خصوص امنیت و قابلیت اعتماد زرادخانه‌های سلاح‌های هسته ای آمریكا به شمار می‌رود.

در نهایت، به دلیل اینكه وضعیت ایجاد شده برای هدف لیزر تقلیدی از وضیعت هسته ستارگان پرجرم است؛ دانشمندان امیدوارند كه این آزمایش‌ها به آنها كمك كند تا دریابند چطور گداخت هسته‌ای، منجر به تولید برخی از عناصر اتمی سنگین مانند طلا و اورانیوم می‌شود.

به چه درد من می‌خورد؟

اگر قرار بر ذخیره‌سازی سلاح هسته‌ای را در یك منطقه باشد، داده‌های تاسیسات ملی احتراق می‌تواند به تعیین میزان امنیت چنین انبار مهماتی كمك كند. از طرف دیگر، برخی از طرفداران این آزمایش می‌گویند كه تاسیسات ملی احتراق می‌تواند به تولید انرژی از گداخت هسته‌ای كمك كند؛ اگرچه یك نیروگاه گداخت هسته‌ای به احتمال زیاد بر پایه لیزرهای عظیم كار نخواهد كرد.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:50 ب.ظ    ویرایش: - -


انواع بمب هاى هسته اى
ایزوتوپ معمول اورانیوم (اورانیوم 238) براى ساخت سلاح اتمى مناسب نیست. چرا که با شلیک نوترونى به هسته این ایزوتوپ، احتمال به دام افتادن نوترون و تشکیل اورانیوم 239 از احتمال شکافت هسته اى بسیار بیشتر است. درحالى که در اورانیوم 235 امکان شکافت هسته اى بیشتر است.

[ كوانتوم و فیزیك جدید ]

چرا اورانیوم و پلوتونیوم؟

ایزوتوپ معمول اورانیوم (اورانیوم 238) براى ساخت سلاح اتمى مناسب نیست. چرا كه با شلیك نوترونى به هسته این ایزوتوپ، احتمال به دام افتادن نوترون و تشكیل اورانیوم 239 از احتمال شكافت هسته اى بسیار بیشتر است. درحالى كه در اورانیوم 235 امكان شكافت هسته اى بیشتر است.

همین خاطر براى تهیه مقدار مورد نیاز اورانیوم 235 براى ساخت بمب، به مقدار زیادى از اورانیوم طبیعى نیاز است. در عین حال ایزوتوپ هاى 235 و 239 اورانیوم به روش هاى شیمیایى قابل جداسازى نیستند؛ چرا كه از لحاظ شیمیایى یكسانند. بنابراین دانشمندان پروژه منهتن قبل از ساختن بمب باید مسئله دیگرى را حل مى كردند؛ جداسازى ایزوتوپ هاى اورانیوم به روش هاى غیرشیمیایى. پژوهش ها همچنین نشان مى داد كه پلوتونیوم239 قابلیت شكافت هسته اى بالایى دارد. گرچه پلوتونیوم 239 یك عنصر طبیعى نیست و باید ساخته شود. رآكتورهاى هنفورد در واشینگتن به همین منظور ساخته شده اند.

«پسربچه»:Little boy یك بمب شلیكى

طرح «پسربچه» شامل تفنگى است كه توده اى از اورانیوم 235 را به سمت توده دیگرى از این ایزوتوپ شلیك مى كند. به این ترتیب یك جرم فوق بحرانى تولید مى شود. نكته اساسى كه حتماً باید رعایت شود این است كه این توده ها باید در زمانى كوتاه تر از حدفاصل بین شكافت هاى خود به خودى در كنار هم نگه داشته شوند. به محض اینكه دو توده اورانیوم در كنار هم قرار گرفتند، ناگهان چاشنى توده اى از نوترون ها را تولید مى كند و زنجیره واكنش ها آغاز مى شود. با ادامه این زنجیره، انرژى مدام افزایش مى یابد تا بمب به سادگى و خودبه خود منفجر شود.

1- در دنباله پلیسه بردارى
۲- مخروط دم
۳- لوله هاى ورود هوا
۴- چاشنى فشار هوا
۵- محفظه پوشش محافظ سربى
۶- بازوى چاشنى
۷- سرانفجارى
۸- چاشنى انفجارى معمول
۹- اورانیوم 235 (گلوله)
۱۰- سیلندر توپ
۱۱- اورانیوم 235 (هدف) با مخزن
(منعكس كننده نوترون درست این بالا است)
۱۲- میله هاى كنترل فاصله
۱۳- فیوزها

«مرد چاق»Fat man : بمب انفجار درونى

شكافت خودبه خودى پلوتونیوم 239 آنقدر سریع است كه بمب  تفنگى (پسربچه) نمى تواند دو توده پلوتونیوم را در زمانى كوتاه تر از حد فاصل شكافت ها كنار هم نگه دارد. بنابراین براى پلوتونیوم باید نوع دیگرى از بمب طراحى شود. قبل از سواركردن بمب، چند نوترون سرگردان رها مى شوند تا زنجیره واكنش پیش رس را آغاز كنند. این زنجیره موجب كاهش عظیم انرژى منتشر شده مى شود. «ست  ندرمى یر» (دانشمندى از لس آلاموس) ایده استفاده از چاشنى هاى انفجارى را براى كمپرس بسیار سریع كره پلوتونیوم مطرح كرد و بسط داد. با این روش كره پلوتونیوم به چگالى مناسب بحرانى مى رسد و انفجار هسته اى رخ مى دهد.

1- فیوز تخریب AN219:
۲- :
Archie آنتن رادار
۳- صفحه باترى ها
۴- واحد :
Xسیستم جرقه زن كنار چاشنى
۵- لولا براى ثابت  نگه داشتن دو بخش بیفوى بمب
۶- لنز پنج ضلعى با قابلیت انفجار بالا
۷- لنز شش ضلعى با قابلیت انفجار زیاد
۸- چتر نجات كالیفرنیا دنباله (آلومینیوم)
۹- حفاظ دور، قطر داخلى
cm ۱۴۰
۱۰- مخروط هایى كه كل كره را در بر مى گیرند
۱۱- لنزهاى انفجارى
۱۲- ماده هسته اى
۱۳- صفحه رادارها، سوئیچ هاى هوا و تایمرها
۱۴- جمع كننده لوله هوا

 

بمب انفجار داخلى: بمب كثیف

انفجار درونى كه در واقع عكس انفجار بیرونى است ماده و انرژى را چگال و متمركز مى كند. ویرانى ساختمان بر اثر انفجار بیرونى باعث مى شود كه ساختمان روى خودش آوار شود. اصطلاحاً گفته مى شود كه «ساختمان از درون منفجر شده است.» انفجار درونى، آوار شدن از داخل است. درست مقابل انفجار بیرونى، یك كره توخالى پلوتونیوم مى تواند با چاشنى كروى انفجارى خارجى، از درون منفجر شده و به عنوان ماشه یك بمب شكافت هسته اى به كار رود. این بمب هم به نوبه خود مى تواند یك ماشه انفجار داخلى براى یك جور هم جوشى باشد. در بحث كاویتاسیون انفجار درونى یك فرآیند مكثى است كه ذرات را مجبور به حركت به سمت داخل مى كند (نه حركت به سمت خارج كه مربوط به انفجار بیرونى است) این حركت مركزگراى درونى، از یك مسیر مستقیم به سمت مركز (مسیر شعاعى) پیروى نمى كند، بلكه با چرخش روى یك مسیر مارپیچى حركتش را انجام مى دهد. این حركت چرخشى ورتكس نام دارد. در كاویتاسیون به خاطر فشار كم، حباب هاى كوچكى از بخار آب در یك سمت پروانه تشكیل مى  شود. با تخریب این حباب ها، موج هاى ناگهانى محلى شدیدى به وجود مى آید كه سر و صدا تولید مى كند و منجر به شكست محلى در سطح پروانه مى شود. ادامه این روند سایش ماده را به دنبال دارد. مشخصه اصلى ورتكس این است كه خارج آن كند و مركز آن تند حركت مى كند. در ورتكس، آب «از درون منفجر مى شود» ذرات معلقى كه از آب سنگین ترند به مركز جریان كشیده مى شوند، مقاومت اصطكاكى كاهش مى یابد و سرعت جریان زیاد مى شود.

مراحل انفجار داخلى

  یك كه ماده شكافت پذیر را در برگرفته است، مشتعل مى شود. سرعت این موج ناگهانى از سرعت صوت بیشتر است و سبب افزایش قابل توجه شار مى رود. موج در یك لحظه به تمام نقاط روى سطح كروى ماده شكافت پذیر در هسته بمب حمله مى كند، فرآیند تراكم  آغاز مى شود.

3

رها شدن چاشنى به رها شدن نوترون هاى زیاد منجر مى شود. به همین دلیل خیلى از تولیدات اولیه باى پس مى شوند.۵ زنجیره واكنش ها همچنان ادامه مى یابد. تا زمانى كه انرژى تولید شده در درون بمب به قدرى بزرگ شود كه فشار درونى (ناشى از انرژى شكافت) به مقدارى بیش از فشار انفجار داخلى و ناشى از موج ناگهانى برسد.۶

 با از هم جدا كردن بمب، انرژى منتشر شده در فرآیند شكافت، به اطراف انتقال مى یابد.

بمب هیدروژنى

بازده هیدروژنى به وسیله مقدار لیتیوم دوتراید deuteride و نیز مواد شكافت پذیر اضافه كنترل مى شود. براى تامین نوترون هاى اضافه فرآیند هم جوشى fusion معمولاً اورانیوم 238 در بخش هاى مختلف بمب به كار مى رود. این ماده شكافت پذیر اضافه (اورانیوم 238) در عین حال تشعشعات اتمى باكیفیت بالا نیز تولید مى كند.

 

بمب نوترونى

بمب نوترونى یك بمب هیدروژنى است. بمب نوترونى به كلى با سایر سلاح هاى اتمى استاندارد تفاوت دارد. چرا كه اثرهاى مهلك بمب كه از تشعشعات مضر مى آید، به خاطر نوترون هایى است كه خودش رها مى كند. این بمب همچنین به نام «سلاح تشعشع افزوده» (enhanced- radiation weapon) شناخته مى شود.اثرات تشعشع افزوده در بمب نوترونى بدین صورت است كه آثار حرارتى و تخریبى این بمب نسبت به سایر سلاح هاى اتمى كمتر است. به همین دلیل ساختارهاى فیزیكى مثل ساختمان ها و مراكز صنعتى كمتر خسارت مى بینند و بمب بیشترین آسیب را به انسان وارد مى كند. از آنجا كه اثرات تشعشع نوترون با افزایش فاصله به شدت كاهش مى یابد اثر بمب در مناطق نزدیك به آن و مراكز دور از آن به وضوح تفاوت دارد. این ویژگى كاملاً مطلوب كشورهاى عضو پیمان آتلانتیك شمالى (ناتو) است، چرا كه آنها مى خواهند آمادگى نبرد در مناطق پرازدحام را داشته باشند درحالى كه انواع دیگر انفجارهاى هسته اى، زندگى شهرى و دارایى ها را به خطر مى اندازند بمب نوترونى فقط با زنده ها سر و كار دارد.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:47 ب.ظ    ویرایش: - -


برخورد دهنده بزرگ هادرون به بالاترین سطح انرژی در جهان دست یافت !
برخورد دهنده بزرگ هادرون با دستیابی به سطح انرژی بیش از یک تریلیون الکترون ولت برای شتاب بخشیدن به ذرات پروتونی رکورد جدیدی را در دستیابی به بالاترین سطح انرژی در جهان به ثبت رساند.

[ كوانتوم و فیزیك جدید ]

برخورد دهنده بزرگ هادرون با دستیابی به سطح انرژی بیش از یك تریلیون الكترون ولت برای شتاب بخشیدن به ذرات پروتونی ركورد جدیدی را در دستیابی به بالاترین سطح انرژی در جهان به ثبت رساند.


به گزارش خبرگزاری مهر ، ركورد پیشین بالاترین سطح انرژی برای شتاب دهنده Tevatron واقع در شیكاگو به ثبت رسیده است.

به گفته مقامات سرن دستیابی به این سطح از انرژی برای برخورد دهنده هادرون دستاوردی دیگر در مسیر موفقیت در آزمایش اصلی این آزمایشگاه بزرگ فیزیكی در سال 2010 به شمار می رود.

برخورد دهنده بزرگ هادرون با هدف برخورد دو ذره ساب اتمی با سرعتی برابر سرعت نور ساخته شده است تا دانشمندان بتوانند با كمك نتایج به دست آمده از این آزمایش به كشف اسرار ناشناخته جهان هستی بپردازند.

LHC تا كنون در سطح پایینی از انرژی برابر 450 میلیارد الكترون ولت فعالیت كرده است، روز یكشنبه 29 نوامبر 2009 مهندسان سطح انرژی در این برخورد دهنده را تا 1.18 تریلیون الكترون ولت افزایش دادند. ركورد پیشین انرژی كه به برخورد دهنده Tevatron اختصاص دارد در حدود 0.98 تریلیون الكترون ولت به ثبت رسیده است.

انرژی این برخورد دهنده به تدریج و به منظور اجرای آزمایش اصلی شبیه سازی انفجار بزرگ به انرژی برابر هفت تریلیون الكترون ولت افزایش خواهد یافت.

هفته گذشته این برخورد دهنده موفق به ایجاد برخورد كم انرژی میان پرتوهای پرتونی شد كه این موفقیت موجی از شادی را در میان فیزیكدانان سرن برانگیخت.

بر اساس گزارش بی بی سی، برخورد دهنده بزرگ هادرون در ماه سپتامبر سال گذشته و مدت كوتاهی پس از فعال سازی به دلیل بروز نقص فنی در یكی از اتصالات الكترونیكی اش از كار افتاد و تعمیرات آن بیش از یك سال ادامه پیدا كرد.

.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:46 ب.ظ    ویرایش: - -


فرمی، تازه‌ترین رقیب ال.اچ.سی
شاید شواهد لازم برای اثبات وجود بوزون هیگز را باید در فضا جستجو کرد. در این صورت، یک تلسکوپ مداری می‌تواند در جستجو برای یافتن ذره بنیادی، بزرگ ترین آزمایشگاه روی زمین، ال.اچ.سی را از اهمیت ساقط کند.

[ كوانتوم و فیزیك جدید ]

شاید شواهد لازم برای اثبات وجود بوزون هیگز را باید در فضا جستجو كرد. اگر چنین باشد، یك تلسكوپ مداری می‌تواند در جستجو برای یافتن ذره بنیادی، بزرگ ترین آزمایشگاه روی زمین، ال.اچ.سی (برخورد دهنده بزرگ هادرون) را از درجه اول اهمیت ساقط كند.

به گزارش نیوساینتیست، این تلسكوپ مداری می‌تواند ماهواره فرمی ناسا باشد كه سال گذشته و برای تشخیص پرتوهای گاما به فضا پرتاب شد. یكی از منابع احتمالی پرتوهای گاما، نابودی ماده تاریك در كهكشان خودمان است.

مدت‌های مدیدی است كه دانشمندان متوجه شده‌اند مقدار بسیار زیادی نیروی گرانشی درعالم وجود دارد كه هیچ ماده‌ای متناظر با آن دیده نمی‌شود. به همین دلیل، فیزیك‌دانان عامل این نیروی گرانش را ماده تاریك نامیده‌اند و علی‌رغم این‌كه این ماده عجیب 90 درصد از ماده جهان را تشكیل می‌دهد، ماهیت آن هنوز شناخته شده نیست. برخی فیزیك‌دانان حدس می‌زنند كه ماده تاریك از ذرات سنگینی تشكیل شده كه تعامل ضعیفی با ماده معمولی دارند. آنها با استفاده از مخفف این عبارت، این ذرات را ویمپ (WIMP) نامیده‌اند.

ردپای ویمپ در خیلی از نظریه‌ها دیده می‌شود. تیم تیت از دانشگاه كالیفرنیا در ایرواین و همكارانش؛ ویمپ‌هایی را كه در مدل معروف به مدل فضازمان راندال ساندروم حضور دارند، تحلیل كرده‌اند. این مدل‌ها وجود بعد چهارمی را در فضا پیشنهاد می‌كنند كه انحنای خیلی كمی دارد و در نتیجه غیر قابل تشخیص است. به پیشنهاد آنها، نیروی جاذبه در این بعد اضافی نشت می‌كند و همین امر، توضیح می‌دهد كه چرا حدود دامنه آن نسبت به دیگر نیروهای بنیادین طبیعت این‌قدر ناچیز است.

ذرات ماده تاریك در چنین مدل‌هایی می‌توانند نابود شوند و مقادیری از ذرات ثانویه را تشكیل دهند. 2 ویمپ كه هر یك جرمی به اندازه 50 تا 200 گیگا الكترون‌ولت دارند، می‌توانند به دو فوتون بدون جرم پرتوی گاما تبدیل شوند كه انرژی هر كدام از آنها برابر جرم یك ویمپ است. ویمپ‌ها می‌توانند متناوبا یك فوتون و یك ذره جرم دار را تولید كنند.

به گفته پژوهشگران، چنین ذره جرم‌داری می‌تواند بوزون هیگز باشد، بنیادی‌ترین ذره عالم كه تصور می‌شود نقش اصلی در خلق هر ذره جرم‌داری را برعهده دارد. تیت می‌گوید: «اگر ارتباط محكمی بین فیزیك ماده تاریك و فیزیك تولید جرم وجود داشته باشد، این ذرات ماده تاریك احتمالا تمایل خواهند داشت كه با بوزون هیگز تعامل داشته باشند».

تیت می‌گوید كه اگر مسئله این باشد، یك پژوهش برای بررسی آسمان (مثلا در جهت مركز كهكشان، جایی كه تصور می‌رود ماده تاریك در آنجا متمركز باشد) باید پرتوهای گامایی را نشان دهد كه در انرژی‌های مشخصی به بیشینه مقدار خود می‌رسند: «طبق پیش‌بینی ما، احتمالا یك جنگل واقعی از این پرتوها در آنجا خواهد بود».

اگر فرمی بتواند در آینده نزدیك چنین آثاری را بیابد، آنگاه در تئوری زودتر از ال.اچ.سی توانسته است ذره هیگز را بیابد. البته پیش‌بینی فیزیك‌دانان این است كه ال.اچ.سی تا چند سال دیگر به این مهم دست خواهد یافت؛ اما تلسكوپ فرمیمی‌تواند از این فرصت نهایت استفاده را ببرد. تیت می‌گوید: «اگر این مدل درست باشد، دورنمای خوبی برای یافتن این ذره توسط فرمی به چشم می‌خورد».

بیشینه‌های پرتوی گاما را می‌توان با تلسكوپ‌های پرتوی گامای زمینی مانند VERITAS در آریزونای جنوبی و یا HESS در نامیبیا هم حس كرد.

دن هوپر از آزمایشگاه فرمی در باتاویای ایلی‌نوی می‌گوید كه مدل استفاده شده توسط گروه تیت عجیب و غریب است، ولی غیر قابل قبول نیست. او می‌گوید: «فرمی، از آن نوع تجربه‌هایی است كه دوست دارید برای جستجوی این گونه آثار استفاده كنید. اگر آنها خوش شانس باشند و این گونه از ماده تاریك احتمالی وجود داشته باشد، در ان صورت آنها می‌توانند مقدار هم ماده تاریك و هم ذره هیگز را اندازه‌گیری كنند».

به گفته الیوت بلوم، از همكاران فرمی در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملیSLAC در منلو پارك كالیفرنیا، تلسكوپ فرمی تاكنون بعضی مقادیر پرتوی گاما را از سوی مركز كهكشان راه‌شیری اندازه‌گیری كرده، ولی از این داده‌ها تاكنون فقط برای تعیین حد میزان ماده تاریك در آن استفاده شده است. او می‌گوید: «برای ما، این تنها آغاز راه برای حل مسئله چیزی است كه در جهان رخ می‌دهد».

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:44 ب.ظ    ویرایش: - -

 نوبل فیزیك از آن كدام است ؟ رادیو تلسكوپ یا تداخل سنج لیزری ؟
امواج گرانشی، بزرگ‌ترین پیش‌بینی نظریه نسبیت عام است که پس از گذشت 95 سال هنوز اثبات نشده؛ اما رادیو‌تلسکوپ‌ها و تداخل‌سنج‌های لیزری رقابتی سخت را برای یافتن نشانه‌هایی از آن آغاز کرده‌اند.

[ كوانتوم و فیزیك جدید ]

نوبل فیزیك از آن كدام است، رادیوتلسكوپ یا تداخل‌سنج لیزری؟

نوبل فیزیك از آن كدام است، رادیوتلسكوپ یا تداخل‌سنج لیزری؟

امواج گرانشی، بزرگ‌ترین پیش‌بینی نظریه نسبیت عام است كه پس از گذشت 95 سال هنوز اثبات نشده؛ اما رادیو‌تلسكوپ‌ها و تداخل‌سنج‌های لیزری رقابتی سخت را برای یافتن نشانه‌هایی از آن آغاز كرده‌اند.

محمود حاج‌زمان: اخترشناسان امواج رادیویی با كمك بهترین زمان‌سنج‌های سماوی، كاوش جدیدی را برای یافتن نشانه‌هایی از تغییرات چارچوب فضا در اثر امواج گرانشی آغاز كرده‌اند. این تغییرات كه توسط تئوری نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی می‌شود، تاكنون مستقیما مشاهده نشده است؛ اما رویكرد جدید اخترشناسان، رقیبی برای رویكرد پرخرج‌تر ردیابی امواج گرانشی توسط تداخل‌سنج‌های لیزری محسوب می‌شود.

به گزارش نیچر، از اواخر دهه 1970 / 1350 اخترشناسان دریافته‌اند كه امواج گرانشی، زمان رسیدن تابش‌های الكترومغناطیسی را كه از تپ‌اخترها سرچشمه می‌گیرند، تحت تاثیر قرار می‌دهد. تپ‌اخترها، ستارگان نوترونی باقیمانده از یك انفجار ابرنواختری هستند كه با سرعت سرسام‌آور چند ده تا چند صد بار در ثانیه به دور خود می‌چرخند و تابش‌های الكترومغناطیسی منظمی را گسیل می‌كنند. اخیرا و با كشف چندین تپ‌اختر هزارم ثانیه‌ای كه در هر ثانیه هزار بار تابش الكترومغناطیسی گسیل می‌كنند، ایده استفاده از تپ‌اخترها از حالت تئوری به مرحله عملی رسیده است. تابش‌های الكترومغناطیسی این تپ‌اخترها بسیار سریع‌تر و قابل اعتمادتر از تپ‌اخترهای عادی است.

تلسكوپ فضایی پرتوهای گاما فرمی ناسا، موقعیت تعدادی از این ساعت‌های كهكشانی را شناسایی كرده كه به اخترشناسان امواج رادیویی اجازه می‌دهد آنها را مورد مطالعه قرار دهند. اخترشناسان با بررسی تغییرات ناچیز در زمان رسیدن تابش‌های الكترومغناطیسی كه تنها معادل كسری از ثانیه است، می‌توانند تاثیر احتمالی یك موج گرانشی زودگذر را بر زمین ردیابی كنند. اگر این تلاش‌ها به نتیجه برسد، محققان ابزار جدیدی را برای كشف طوفان‌های كیهانی مانند برخود سیاهچاله‌ها كه تصور می‌شود امواج گرانشی را تولید می‌كنند، در اختیار خواهند داشت.

گروه‌های مختلفی در استرالیا، اروپا و آمریكای شمالی بر روی این موضوع كار می كنند. این گروه‌ها رقیب گروه‌های بزرگ‌تر و سرمایه‌دارتری محسوب می‌شوند كه از تداخل‌سنج‌های لیزری برای ردیابی امواج گرانشی استفاده می‌كنند. این تداخل‌سنج‌‌ها از دو مسیر چند كیلومتری كاملا یكسان ولی عمود بر یكدیگر تشكیل شده كه پرتوهای لیزر درون این مسیرها برقرار است. پرتوهای لیزر از یك منبع منتشر می‌شوند و پس از طی مسیر چند كیلومتری، از آینه دقیق مستقر در انتهای مسیر بازتاب می‌شوند و درنهایت با هم برخورد كرده، به درون آشكارساز هدایت می‌شوند. مسیر طوری تنظیم شده كه برخورد پرتوهای لیزر با یكدیگر ویرانگر باشد و این پرتوها با خنثی كردن یكدیگر، فضایی كاملا تاریك در آشكارساز برقرار كنند. اما اگر یك موج گرانشی به این تداخل‌سنج برسد، چارچوب فضا و مقیاس‌های آن در این دو بازو تغییر می‌كند و درنتیجه، پرتوهای لیزر عبوری از آنها از حالت تنظیم‌شده خارج می‌شوند. بنابراین، برخورد آنها با یكدیگر، درخشی عجیب به همراه خواهد داشت كه آشكارساز می‌تواند آن‌را تشخیص دهد.

رویكردهای مختلف ردیابی امواج گرانشی
اسكات رنسام، اخترشناس رصدخانه رادیواخترشناسی ملی در شارلوتسویل ویرجینیا، خبر كشف 17 تپ‌اختر هزارم ثانیه‌ای را در گردهمایی هفته گذشته انجمن اخترشناسان آمریكا در واشنگتن اعلام كرد. بنابر اظهارات رنسام، حدود 100 تپ‌اختر هزارم ثانیه‌ای شناخته شده در كهكشان راه‌شیری وجود دارد. با این وجود تعداد اندكی از آنها به میزان كافی روشن و منظم هستند تا با دقت مورد نیاز برای جستجوی امواج گرانشی، بتوان به اندازه‌گیری آنها پرداخت.

برای این‌كه بتوان یك موج گرانشی را شناسایی كرد، ابتدا باید بین 20 تا 40 عدد از این تپ‌اخترها را كه یك آرایه زمانی تپ‌اختری (Pulsar Timing Array)را تشكیل می‌دهند، به مدت 5 تا 10 سال زیر نظر قرار داد. اما به كمك تپ‌اخترهای هزارم ثانیه‌ای جدید، محققان اطمینان دارند كه به زودی آمادگی كافی را برای رقابت با رویكرد دیگر به‌دست می‌آورند.


توضیح عكس: موقعیت تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای در كهكشان راه‌شیری در نقشه پایین سمت چپ مشخص شده است. اما چگونه می‌توان از این‌ها برای یافتن امواج گرانشی استفاده كرد؟ (برای دانلود عكس بزرگ، اینجا را كلیك كنید)
1- امواج گرانشی ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌های ابرسنگینی كه در كهكشان‌های دور قرار دارند، موقعیت زمین را در فضا به آرامی تغییر می‌دهد.
2- تلسكوپ‌های زمینی می‌توانند اختلاف ناچیز در زمان رسیدن فوران‌های رادیویی تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای را كه در اثر این جابجایی اندك رخ می‌دهد، اندازه‌گیری كنند.
3- اندازه‌گیری این اثر در آرایه‌ای از تپ‌اخترها، این اثر را تقویت و احتمال آشكاركردن آن را بالا می‌برد.

گروه‌هایی كه از تداخل‌سنج‌های لیزری زمینی استفاده می كنند در ایتالیا، آلمان و ایالات متحده مستقر هستند. فیزیكدانان این گروه‌ها برای سالیان متمادی چندین پتابایت (هر پتا برابر 10 به توان 15 است) داده را بررسی كرده‌اند، بدون این‌كه حتی كوچكترین نشانه‌ای دال بر وجود امواج گرانشی به‌دست آورند.

با این حال گروه‌های زمینی خوش‌شانس بوده و ردپای امواج گرانشی را در یك اتفاق نادر، یعنی ادغام دو ستاره نوترونی مجاور هم كشف كرده‌اند. اما تا زمانی كه آشكارساز اصلی گروه، رصدخانه تداخل‌سنجی لیزری امواج گرانشی (LIGO) در لوییزیانا در سال 2015 / 1394 ارتقاء یابد، نمی‌توان داده‌های لازم را جمع‌آوری كرد. در آن زمان این تداخل‌سنج حساسیت كافی را برای جمع‌آوری امواج گسیل شده از چنین حجم عظیمی خواهد داشت. بنابراین رادیو اخترشناسان شانس این را دارند كه زودتر امواج گرانشی را كشف كنند.

بروس آلن، مدیر انستیتو فیزیك گرانشی ماكس پلانك در هانوفر آلمان كه تحلیل داده‌های مشترك را بین آشكارسازهای زمینی مدیریت می‌كند، اعتقاد دارد گروه تپ‌اخترها یك شانس خیلی خوب برای شكست دادن آشكارسازهای زمینی دارند و از نظر وی، این یك مسابقه واقعی است و برنده این رقابت، قطعا موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیك خواهد شد.

اخترشناسی امواج گرانشی
پایان مسابقه كشف امواج گرانشی كه نزدیك به یك قرن از آغاز آن گذشته، آغازی برای علم اخترشناسی امواج گرانشی خواهد بود. در حال حاضر رویكردهای گوناگون پدیده‌های مختلفی را دنبال می‌كنند. درحالی‌كه تداخل‌سنج‌ها به دنبال ضربان‌های سریع ناشی از ادغام ستاره‌های نوترونی هستند، زمان‌سنج‌های تپ‌اختری سیگنال‌های پس‌زمینه‌ای قوی‌تر و با فركانس پایین‌تر را جستجو می‌كنند كه از ادغام سیاه‌چاله‌های فوق سنگین در مركز كهكشان‌های دور می‌آیند. آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری (LISA) كه یك ماموریت فضایی چندین میلیارد دلاری مشترك بین ناسا و آژانس فضایی اروپا است، نسبت به فركانس‌های میانی امواج گرانشی حساس است كه مربوط به رخدادهایی مانند ادغام كوتوله‌های سفید است. ماموریت لایزا متشكل از 3 ماهواره خواهد بود كه رئوس یك مثلث متساوی‌الاضلاع به ضلع 5 میلیون كیلومتر را در فضا تشكیل می‌دهند و همانند یك تداخل‌سنج بزرگ در فضا كار می‌كنند.

بنابر اظهارات توماس پرنس، اخترفیزیكدان موسسه تكنولوژی كالیفرنیا، كالتك و از دانشمندان ماموریت LISA، تداخل‌سنج‌های زمینی و فضایی برای شناسایی رخدادهای گرانشی بهتر هستند. اما رنسام معتقد است كه در مقام مقایسه، آرایه‌های زمانی تپ‌اختری بسیار ارزان‌ترند. وی می‌گوید: «روش جدید به‌جای آن‌كه آشكارسازی مانند LIGO نیاز داشته باشد كه ساخت آن 300 میلیون دلار هزینه داشت و ارتقاء آن نیز 200 میلیون دلار دیگر هزینه می‌برد، از رادیو تلسكوپ‌های موجود استفاده می‌كند.»

شناسایی شدیدترین رخدادهای عالم نیاز به حساسیت فوق‌العاده‌ای دارد. در روش استفاده از آرایه‌های زمانی تپ اختری این حساسیت از جنس زمان و در روش تداخل‌سنجی از جنس مكان است. تداخل‌سنج‌ها قبلا موقعیت اجرام آزمون خود را با دقت یك در میلیون میلیون میلیارد (10 به توان منفی 21) مشخص كرده‌اند. پرنس این دقت را به اندازه‌گیری فاصله نزدیك‌ترین ستاره به زمین با دقتی معادل ضخامت موی انسان تشبیه می‌كند.

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:43 ب.ظ    ویرایش: - -

   


نظرات()  
پنجشنبه 20 مرداد 1390  06:41 ب.ظ    ویرایش: - -

فیزیك‌دانان هسته‌ای در آستانه كشف جزیره ثبات
پژوهشگران توانسته‌اند سنگین‌ترین هسته اتمی را با دقتی عالی، همانند تعیین جرم انسان 100 کیلوگرمی به دقت میلی‌گرم، وزن کنند. با بهبود روش‌های تعیین جرم می‌توان به کشف عناصر سنگین جزیره پایداری امید داشت.

[ كوانتوم و فیزیك جدید ]

فیزیك‌دانان هسته‌ای در آستانه كشف جزیره ثبات

فیزیك‌دانان هسته‌ای در آستانه كشف جزیره ثبات

پژوهشگران توانسته‌اند سنگین‌ترین هسته اتمی را با دقتی عالی، همانند تعیین جرم انسان 100 كیلوگرمی به دقت میلی‌گرم، وزن كنند. با بهبود روش‌های تعیین جرم می‌توان به كشف عناصر سنگین جزیره پایداری امید داشت.

مجید جویا: با دقیق‌تر شدن اندازه‌گیری جرم در مقادیر بسیار ناچیز، می‌توان به كشف عناصر سنگینی امید داشت كه نیمه عمر كوتاهی نداشته باشند.

به گزارش نیچر، پژوهش‌گران به تازگی توانسته‌اند با استفاده از یك تله ویژه، 3 ایزوتوپ از عنصر بسیار سنگین نوبلیوم را به دام بیاندازند و جرم آن را نیز اندازه‌گیری كنند. نوبلیوم، سنگین‌ترین عنصری است كه تاكنون وزن آن به طور مستقیم اندازه‌گیری شده است.

این اندازه‌گیری‌ها، یك گام بسیار مهم رو به جلو در مسیر كشف «جزیره پایداری» به شمار می‌روند؛ عبارتی كه به كلاس كوچكی از عناصر سنگین‌وزن هنوز كشف‌نشده‌ای اشاره دارد كه فیزیك‌دانان امیدوارند بتوانند به مدت چند دقیقه، یا چند روز، و یا حتی چندین سال پایدار بمانند. نتایج این تحقیق كه به سرپرستی مایكل بلاك، فیزیك‌دان اتمی و عضو هیات‌علمی مركز پژوهش‌های یون‌های سنگین هلمهولتز جی.‌اس.‌آی واقع در دارمشتات آلمان انجام شده و مشروح آن، هفته گذشته در نیچر منتشر شد؛ هم‌چنین به اصلاح تعاریف فعلی از سنگین‌ترین اتمی كه تاكنون ساخته شده نیز كمك خواهد كرد.

تعیین جرم دقیق اتمی یك عنصر فوق سنگین به هیچ وجه كار آسانی نیست، فیزیك‌دانان تاكنون تنها می‌توانستند جرم عناصر سنگین را به طور غیر مستقیم تخمین بزنند. هسته‌های سنگین معمولا به‌سرعت شكسته می‌شوند و هسته‌های فرزند و نوه‌ای به وجود می‌آورند كه با افزودن جرم و انرژی آنها، می‌توان جرم و انرژی هسته اولیه را تعیین كرد.

ولی جرم یك هسته سنگین، چیزی بیشتر از مجموع جرم اجزای آن است. دلیل این امر هم این است كه انرژی پیوندی كه پروتون‌ها و نوترون‌های هسته را در كنار هم قرار می‌دهد، با جرم آن مرتبط است. همان‌طور كه آلبرت اینشتین در فرمول معروف E = mc2 پیش‌بینی كرده بود، این دو قابل تبدیل به هم هستند. تخمین‌های غیرمستقیم از جرم اتم، معمولا نمی‌توانند این انرژی پیوند را به درستی محاسبه كنند.

رویكرد شاتگان!
بلاك و همكارانش برای اندازه‌گیری مستقیم جرم این عناصر فوق سنگین، ابتدا نیاز داشتند كه آنها را تولید كنند. برای این كار، آنها از یك شتاب‌دهنده استفاده كردند كه اتم‌های كلسیوم را به هدفی از جنس سرب شلیك می‌كرد. در موارد نادری، این هسته‌های اتمی با هم برخورد می‌كردند و طی فرآیند همجوشی هسته‌ای، هسته‌ای سنگین‌تر را می‌ساختند. تقریبا یك بار در هر ثانیه، شتاب‌دهنده یك ایزوتوپ از اتم نوبلیوم را تولید و آن‌را آشكار می‌كرد. این اتم مصنوعی بسته به تعداد نوترون‌هایی كه داشته باشد، می‌تواند تنها به مدت چند هزارم ثانیه، و یا برای دقایق متمادی دوام بیاورد.

هنگامی كه پژوهشگران نوبلیوم را تولید كردند، باید به سرعت آن را از هزاران میلیارد اتم دیگری كه از هدف سربی عبور كردند، جدا كنند. برای انجام این كار، گروه از یك تركیب ویژه میدان‌های الكتریكی و مغناطیسی استفاده كرد كه به نوبلیوم اجازه می‌داد بدون مشكل عبور كند، در حالی كه دیگر اتم‌های سبك‌تر و سریع‌تر از منحرف می‌كرد. سپس با عبور اتم سنگین نوبلیوم از سلول‌هایی كه با گاز نجیب هلیم پر شده بودند، از سرعت آن كاسته می‌شد. در نهایت، جرم نوبلیوم در درون یك تله پنینگ اندازه‌گیری می‌شد، ابزاری است كه از میدان‌های الكتریكی و مغناطیسی استفاده می‌كند تا اتم نوبلیوم را در مداری دایروی به حركت وادارد. با اندازه‌گیری شعاع و سرعت دوران اتم، می‌توان به طور مستقیم جرم اتم را اندازه‌گیری كرد.

مشكلات سنگین‌وزن
بلاك می‌گوید: «با استفاده از این روش، ما توانستیم دقت اندازه‌گیری جرم را تا حد خیلی زیادی ارتقا بخشیم. این تله می‌تواند جرم یك اتم را با دقتی برابر با اندازه‌گیری جرم یك انسان صد كیلوگرمی در ابعاد میلی‌گرم اندازه بگیرد. در مورد یك ایزوتوپ، یعنی نوبلیوم 253، اندازه‌گیری اخیر تا پنج برابر دقیق‌تر از تخمین‌های قبلی است».

رالف دیتمار هرزبرگ، دانشمند فیزیك هسته‌ای در دانشگاه لیورپول انگلستان، تا حدی تحت تاثیر این روش اندازه‌گیری قرار گرفته كه نتایج آن را از دیوار آزمایشگاهش آویزان كرده ست. او می‌گوید: «قطعا این یك كار خیلی خیلی خوب است».

هسته ای

اندازه‌گیری دقیق جرم عناصر شناخته‌شده‌ای مانند نوبلیوم می‌تواند دانشمندان را قادر سازد تا پژوهش‌های خود را برای یافتن عناصر سنگین‌تر بهبود ببخشند، مانند آنهایی كه تصور می‌شود جزو مجموعه جزیره پایداری باشند. این محدوده از جدول هسته‌ای (كه در آن به جای تعداد پروتون‌ها تعداد نوترون‌ها نوشته شده است)، جای عناصری است كه خیلی خیلی سنگین‌تر از هر چیز دیگری است كه تاكنون دیده شده است. كار اخیر دانشمندان را قادر می‌سازد تا چنین اجرامی را بدون روبرو شدن با مشكلات محاسبه جرم هسته‌های «فرزند» و «نوه» هسته اصلی، خیلی دقیق‌تر محاسبه كنند.

تصور می‌شود كه برخی از هسته‌ها در جزیره پایداری برای چندین سال و یا حتی بیشتر از آن نیز پایدار بمانند، كه به این معنی است كه آنها را می‌توان برای مدت‌های طولانی ذخیره كرد؛ امری كه در صورت تحقق آن می‌توان آینده‌ای را متصور شد كه در آن سوخت‌های هسته‌ای بسیار كارامد برای سفر به اعماق فضا در دسترس بشر قرار گیرد.

ولی هرزبرگ بر این باور است كه این كار حتی برای آینده نزدیك باارزش است. به گفته او، نظریه كنونی هسته‌ای نمی‌تواند به طور دقیق اجرام ساختارهای هسته‌ای سنگین‌ترین عناصر را پیش‌بینی كند. اندازه‌گیری مستقیم به بهبود آن كمك می‌كند و برای مثال می‌تواند با مشخص كردن ساختار هسته‌های در حال فروپاشی، به یافتن روش‌های كارامدتر برای خلاص شدن از شر زباله‌های هسته‌ای هم كمك كند.

   


نظرات()  
  • کل صفحات:6  
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  •   

وبلاگ آشـــــــــوب

همــــــه چـــــی بــــرای همــــــه چـــــی