حفره مگنترون؛ از رادارهای جنگ جهانی دوم تا اجاق های مایکروویو!(+تصاویر)

یک جعبه فلزی مشکی حاوی اسرار فنی مربوط به واحد تحقیق و توسعه جنگی انگلستان در آن زمان به Bowen سپرده شده بود؛ هدف از این سفر...

عصرایران؛ مجله تصویری سلاح- تا تابستان سال 1940، نزدیک به یک سال می شد که جنگ جهانی دوم آرامش را از اروپای غربی ربوده بود. طی نبرد بریتانیا (از جمله نبردهای مهم در جریان جنگ جهانی دوم که در آن نیروی هوایی آلمان نازی با بمباران مراکز صنعتی و نظامی بریتانیا قصد داشت این کشور را به اشغال خود درآورد)، هواپیماهای نظامی آلمانی نقاط مختلفی از لندن به خصوص مراکز صنعتی را بمباران و همچنین بنادر را محاصره کرده بودند. در همین حال، آمریکایی ها تمام تلاش خود را می کردند تا از جنگ رخ داده دوری کنند.

در این میان فیزیکدانی به نام Edward George Bowen که اهل ولز بود، به همراه جمعی از دانشمندان و افسران نظامی انگلیس به واشینگتن سفر کردند. گفتنی است که یک جعبه فلزی مشکی حاوی اسرار فنی مربوط به واحد تحقیق و توسعه جنگی انگلستان در آن زمان به Bowen سپرده شده بود. هدف از این سفر که رسما تحت عنوان "ماموریت فنی و علمی بریتانیا" شناخته می شد، به اشتراک گذاری اسرار مذکور با آمریکا و کانادا در جهت طراحی و ساخت سلاح های قابل استفاده و سایر تجهیزات نظامی برای تغییر سرنوشت جنگ به شمار می رفت.

بین محتویات جعبه دستگاهی عجیب و غریب وجود داشت: وسیله ای دایره ای شکل با شیارهایی در قسمت لبه ها، لوله هایی نازک و سیم هایی که از بخش انتهایی آن امتداد داشتند. این گجت که اندازه حدودی آن معادل کف دست بود، در واقع یک حفره مگنترون محسوب می شد. حفره مگنترون نوعی لوله الکترونی است که می تواند امواج مایکروویو را تقویت و یا حتی آنها را تولید کند. این روند به واسطه جریان الکترون هایی که توسط یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل می شوند، به راه می افتد. گفته می شود که دستگاه نام برده مهم ترین وسیله در میان دیگر اقلام موجود در جعبه بریتانیا بوده است. با توجه به این موضوع، Bowen در تمام طول مدت سفر توسط افرادی ساکت و در عین حال هوشیار همراهی می شد تا در صورت هرگونه حمله ای از جانب دشمنان، اسرار جعبه به سرعت از بین برده شوند.

اما چگونه چنین دستگاه منحصر به فردی راه خود را به جعبه فلزی باز کرده بود؟ داستان حفره مگنترون به کمی پیش تر از سفر مذکور باز می گردد. واژه مگنترون که ترکیبی از دو کلمه مستقل مغناطیس و الکترون است، در سال 1921 توسط فیزیکدان آمریکایی Albert W. Hull به زبان انگلیسی وارد شد. وی از این واژه در یکی از مطالعات خود با عنوان "تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت بر حرکت الکترون ها بین سیلندرهای هم محور" استفاده کرده بود. در نهایت مگنترون اسپلیت آند Hull در قالب تقویت کننده گیرنده های رادیویی و دستگاه های تولید کننده برق نوسانی کاربرد یافت. پس از آن محققان متعددی تحقیق و آزمایش در مورد این ابراز متمایز را آغاز کردند.

بیشتر بخوانید:

تصاویری کمیاب از جنگ جهانی اول(سال 1914 الی 1916)

دو مورد از عجیب ترین تسلیحات جنگ جهانی دوم! (+تصاویر)

خواندنی هایی درباره جنگ جهانی اول: از ماسک ادرار تا راز سبیل هیتلر!(+تصاویر)

عجیب ترین تانک های تاریخ؛ از پرنده تا ضد حمله هسته ای! (+تصاویر)

طبق تاریخچه تکنولوژی مایکروویو فیزیکدان آمریکایی John Harland Bryant، تا قبل از سال 1940 بیش از 200 مقاله در زمینه مگنترون های اسپلیت آند در سراسر دنیا به چاپ رسید. برخی از آنها نحوه استفاده از اختراع Hull را شرح داده بودند و شماری دیگر متدهای موثر در راستای بهینه سازی طراحی اولیه این دانشمند. این تلاش ها سبب شد تا در سپتامبر سال 1939، دو فیزیکدان برجسته بریتانیایی یعنی جان رندال و هری بوت نیز وارد عمل شوند. آنها به دنبال راهگشایی مسیر جدیدی در حوزه مطالعات مگنترون بودند و در این جهت با هدفی اساسی دست و پنجه نرم می کردند: با توجه به بمباران هواپیماهای آلمانی بر فراز انگلستان، هر موفقیتی در حیطه توانمندی های راداری کشور، بردی مهم محسوب می شد. در زمان آغاز جنگ، بریتانیا مجهز به زنجیره ای از ایستگاه های راداری بود که در طول موج 10 تا 13 متر فعالیت داشتند و همچنین در حال آزمایش رادارهای هوایی با طول موج 1.5 متر بودند. این در حالی است که فیزیکدان انگلیسی بر عملکرد رادارها در محدوده امواج مایکروویو با طول موج 10 سانتی متر یا کمتر و حداکثر قدرت 1 کیلووات جر و بحث می کردند. چنین سیستمی می توانست وضوح تصاویر راداری را بهبود ببخشد، بستر نصب تجهیزاتی سبک تر و همینطور کوچک تر را در هواپیماها فراهم سازد و تاثیر پذیری آنها از مداخله های زمینی را کاهش دهد. مگنترون تنها کلید این ایده بود.

طی دو ماه پس از کلید خوردن اولیه مطالعات، رندال و بوت طرحی ابتدایی برای حفره مگنترون خود ارائه دادند. این طرح متشکل از قطعه ی استوانه ای و فلزی بود که داخل آن یک کاتد از طریق سوراخی مرکزی کار می کرد. آند محیطی نیز دارای یک سری حفرات متقارن بود که به صورت دایره ای در اطراف سوراخ مرکزی آرایش یافته بودند. سطح مقطع این سیستم شباهت زیادی به خان یک هفت تیر کلت داشت که به نظر می رسد الگویی برای برخی از نمونه های اولیه رندال و بوت بوده است. اساس کار این دستگاه بدین ترتیب بوده است: زمانی که نیروی کاتد تامین و میدان مغناطیسی در اطراف دستگاه ایجاد شود، نوسان بارهای الکتریکی در اطراف حفرات منتج به تابش امواج الکترومغناطیسی می شود. هر حفره فرکانس رزونانس خود را می سازد.

تا فوریه سال 1940، رندال و بوت موفق به معرفی پروتوتایپی شدند که طول موج 9.8 سانتی متر در 400 وات را نشان می داد. آنها در آوریل همان سال برای تولید نمونه های با دوام تر که بتوانند آزمایش های کامل تری پشت سر بگذارند، با شرکت خوشه ای چند میلتی جنرال الکتریک قراردادی را منعقد کردند. بیشتر پروتوتایپ ها 6 حفره داشتند اما پروتوتایپ 12 ام مجهز به 8 حفره بود. دقیقا همین پروتوتایپ آخر توسط Bowen به آمریکالی شمالی برده شد.

دولت بریتانیا در لندن در خصوص توانایی راز نگه داری آمریکایی ها دچار شک و تردید شده بود. لازم به ذکر است که ماموریت علمی و فنی بریتانیا توسط هنری تیزارد رئیس هیئت مدیره کمیته مشورتی هوانوردی این کشور هدایت می شد. وی کاملا از دستاوردهای تکنولوژیک بریتانیا در عرصه نظامی آگاه بود اما در عین حال می دانست که امکان تولید صنعتی با توجه به شرایط جنگی حاکم بر کشور وجود ندارد و یا با چالش های بزرگی همراه خواهد بود. به همین دلیل تیزارد نیز با دو مشکل اساسی رو به رو بود: نخست آن که می بایست وینستون چرچیل (نخست وزیر بریتانیا بین سال های 1940 الی 1945 یعنی دوران جنگ جهانی دوم و بار دیگر بین سال های 1951 تا 1955) را متقاعد سازد تا فناوری نام برده را به آمریکایی ها ارائه دهد و در مرحله دوم کنگره آمریکا را در راستای همکاری با بریتانیایی ها راضی کند. از این رو چند هفته پیش از آن که Bowen و بقیه اعضای هیئت همراه به آمریکا سفر کنند، تیزارد به منظور فراهم سازی مقدمات همکاری در واشینگتن مستقر شده بود.

 هنری تیزارد

در ادامه مشخص شد که جلب نظر دانشمندان آمریکایی چندان کار سختی نیز نخواهد بود، زیرا آنها به شدت از مشاهده حفره مگنترون حیرت زده شده بودند. با این حال کمی طول کشید تا مذاکرات لازم با دولت های آمریکا و کانادا برای تعیین شرایط تحقیق، توسعه، تولید و تحویل دستگاه مذکور انجام شود. بدین ترتیب کمیته تحقیقات دفاعی ملی آمریکا به منظور تولید 30 نسخه از دستگاه حفره مگنترون با آزمایشگاه های بل (یکی از آزمایشگاه های علمی معروف در آمریکا که توسط الکساندر گراهام بل تاسیس شد) قرارداد بست.

چندی نگذشته بود که نیروهای آلمانی به عملیات سری انگلیسی ها پی بردند. این عملیات مربوط به فوریه سال 1943 می شود، زمانی که نیروهای بریتانیا در حال بررسی یک سیستم راداری با استفاده از حفره مگنترون بودند.

پس از اتمام جنگ تمام اسرار کنار گذاشته شد و راه برای استفاده تجاری صلح آمیز از این دستگاه باز شد. بدین ترتیب نه تنها حفره مگنترون تبدیل به استاندارد راداری در صنایع حمل و نقل هوایی غیر نظامی شد، بلکه به عنوان قلب اجاق های مایکروویو نیز در سراسر جهان فعالیت خود را آغاز کرد.

چالش ها و تاریخچه

یکی از چالش های اساسی در خصوص ارائه تاریخچه فناوری هایی که برای اهداف نظامی توسعه می یابند، این است که تحقیقات اولیه اغلب به صورت پنهانی انجام می شوند. به همین دلیل معمولا اطلاعات دقیقی به خصوص در دوران جنگ به دست نخواهد آمد و دانسته های موجود بیشتر بر اساس احتمالات هستند تا واقعیت. از طرفی آنچه که به عنوان واقعیت به مردم خورانده می شود نیز وابسته به داستانی است که برای آنها تعریف خواهد شد. برای مثال اگر اولین پیش نویس داستان از جانب طرف برنده نوشته شده باشد، غرور ملی تلاش خواهد کرد جریان جنگ را به سود کشور خود تحریف کند و بدین ترتیب نمی توان با اطمینان کامل تاریخ را روایت کرد.

این موضوع در مورد حفره مگنترون نیز صدق می کند. زمانی که اعضای حاضر در ماموریت علمی و فنی بریتانیا این دستگاه را در سال 1940 به آمریکا بردند، به راستی با ارزش ترین محموله ممکن پا به خاک آن کشور گذاشته بود. با وجود آن که شواهد محکمی در راستای تایید این اختراع توسط رندال و بوت وجود دارد، اما به تازگی ادعاهای رقابتی مختلفی به دست آمده که نشان می دهند طی دهه های 1920 و 30 افراد زیادی در جهان طرح های متفاوتی از حفره مگنترون را آزمایش کرده اند. با توجه به اهمیت این مسئله در سال 2010 یک کنفرانس خبری اختصاصی با هدف بررسی منشا اصلی حفره مگنترون با تکیه بر مقالات دانشمندان و مهندسان اهل جمهوری چک، هلند، فرانسه، آلمان، روسیه و اوکراین برگزار شد.

با وجود آن که رندال و بوت تصور می کردند طرح آنها اولین نسخه از حفره مگنترون است، پژوهش های متعدد نشانگر این موضوع مهم هستند که تلاش های بیشماری در این حیطه صورت گرفته بود و اگر بخواهیم به اولین پیشگام آن اشاره کنیم، باید از آرتور لی سمیوئل (از رهبران هوش مصنوعی و عضو آزمایشگاه های بل) نام ببریم. وی موفق شد در سال 1934 مگنترون چهار حفره خود را ثبت اختراع کند. اما تنها مشکلی که با طرح وی وجود داشت، عدم برخورداری آن از ویژگی های عملیاتی مطلوب و مورد انتظار بود.

در ادامه تلاش های مذکور، دو دانشمند دیگر به نام های N.F. Alekseev و D.D. Malairov  نیز در سال 1937 اقدام به ساخت مگنترون چند حفره ای کردند. اما این اتفاق تا سال 1940 در خارج از اتحاد جماهیر شوروی ناشناخته باقی ماند. مورد بعدی هم مربوط به دانشمندان ژاپنی و موفقیت آنها در طراحی مگنترون هشت حفره ای در سال 1939 می شود که البته به علت کمبود مواد اولیه تولید آن با مشکل رو به رو شد. در واقع حفره مگنترون نمونه ای کامل است که چگونگی پیوند دقیق تکنولوژی و دیپلماسی را نشان می دهد. علاوه بر این با مطالعه تاریخچه دستگاه مورد بحث می توان دریافت که در نهایت جزئیات هیچ سفری حتی فناوری های نظامی در تمامی دوران ها پنهان نخواهد ماند و روزی فاش خواهد شد. حفره مگنترون رندال و بوت نیز از این قاعده مستثنی نبود.

مطالب مجله تصویری سلاح را در این لینک دنبال کنید.

دورنوردی کوانتومی: آیا فیزیکدانان در حال ساخت دستگاه "طی الارض" هستند؟

 

آیا فیزیکدانان در حال ساخت دستگاه "طی الارض" هستند؟

دانشمندان در تلاش هستند تا با استفاده از رایانه‌های کوانتومی و شبیه‌سازی سیاهچاله‌ها، یک کرم چاله دورنورد ایجاد کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، طبق گزارش مجله Quanta، یک گروه از فیزیکدانان نظری در حال استفاده از رایانه‌های کوانتومی و استفاده از مدار کوانتومی که از سیاهچاله‌ها تقلید می‌کند، هستند تا به مدل سازی یک کرم چاله در زندگی واقعی بپردازند که راهی برای طی هر مسافتی در یک لحظه را ممکن می‌کند.

گرفتاری سیاه‌چاله
وقتی به سیاه چاله فکر می‌کنیم، معمولا یک تاریکی مطلق شیطانی را تصور می‌کنیم که همه چیز را به سمت خود می‌کشد و می‌خورد. اما تحقیقات جدید نشان می‌دهد اجرامی که به یک سیاه‌چاله می‌افتند، با یک سیاهچاله دیگر درگیر می‌شوند و به زمانی در فضا، در جایی در بی‌نهایت در کیهان منتقل می‌شوند.

نام دیگر این فرآیند، انتقال یا دورنوردی کوانتومی است که یک عامل بهره برداری کلیدی برای مهندسان در ساخت رایانه‌های کوانتومی است. درک فیزیک این رخداد سنگین است، اما واقعیت حرکت از یک سیاه چاله به سیاه چاله دیگر در تئوری هیچ فرقی با انتقال اطلاعات رمزگذاری شده بین دستگاه‌های دیجیتالی مرتبط ندارد.

دورنوردی(Teleportation) مفهومی است که به جابه‌جایی ماده بین دو نقطه بدون پیمودن متداول فضای بین دو نقطه مورد نظر، اشاره دارد. به عبارت دیگر انتقال یک ماده از یک نقطه به نقطه دیگر بدون عبور از فضای فیزیکی ما بین آنها است. این فناوری شامل تبدیل ماده به داده-نور، انتقال به مقصد و تبدیل مجدد به ماده اولیه است.

سیاهچاله‌ها در رایانه‌های کوانتومی

البته که مهندسی یک سیاهچاله فراتر از حد مهارت انسانی است، اما محققان دانشگاه مریلند به نام‌های "برایان سوئینگل" و "کریستوفر مونرو" می‌گویند که می‌توانند رایانه‌هایی با مدار کوانتومی به عنوان جایگزین بسازند که مانند سیاه چاله‌ها عمل می‌کنند.

به گفته آنها مدار کوانتومی می‌تواند درست مانند یک سیاه چاله کوچک عمل کند که اگر کار کند، این سیاه چاله مصنوعی هیچ تفاوتی با یک سیاه چاله واقعی نخواهد داشت.

در صورت موفقیت فیزیکدانان، آنها اطلاعات کوانتومی را لحظه‌هایی قبل از اینکه همان اطلاعات وارد مدار دوم شوند به یک "مدار سیاه چاله‌ای" ارسال می‌کنند که آن را می‌خورد و اطلاعات در مدار دوم به سرعت در لحظه جمع‌آوری و رمزگشایی می‌شوند.

این اتفاقی جدید است، زیرا اطلاعات منتقل شده به صورت رمزگذاری شده بیرون می آیند و وقت گیرنده را برای رمزگشایی می‌گیرد. در این حالت جدید، گیرنده یک رایانه کوانتومی است که دقت مطلوب را ارائه می‌دهد.

فناوری جدید دورنوردی
انتقال از راه دور بیشتر در داستان‌های علمی-تخیلی شایع است که از آن جمله می‌توان به جنگ ستارگان اشاره کرد. همچنین این مفهوم در باورهای عامیانه نوعی توانایی فرابشری به‌شمار می‌رفته‌ است و داستان‌های زیادی نیز در این زمینه بیان شده‌ است.

تا پیش از کشف کوانتوم، دورنوردی از دیدگاه فیزیک غیرمنطقی و خرافی انگاشته می‌شد. با این حال سال‌ها طول کشید تا پس از کشف فوتون و خاصیت دوگانه موجی - ذره‌ای نور الکترومغناطیس، وجود دورنوردی در ذرات بنیادین به اثبات برسد. این اکتشافات باعث آغاز پژوهش‌ها در این زمینه شد. هم‌اکنون در بسیاری از گروه‌های فیزیک کوانتوم و ذرات بنیادین در این زمینه تحقیق می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه فناوری "دلفت" هلند در ماه مه ۲۰۱۴ برای نخستین‌بار موفق به دورنوردی اتم‌ها بین دو نقطه در فاصله سه متری از یکدیگر شدند که می‌تواند به معنای امکانپذیر بودن دورنوردی انسان در آینده باشد.

در این پژوهش، اطلاعات رمزگذاری شده به ذرات زیراتمی را بین دو نقطه در فاصله سه متری از یکدیگر با دقت صد درصدی منتقل کردند. اطلاعات به راحتی از یک سمت به سمت دیگر منتقل شد و هیچ عاملی نتوانست این فرآیند را مختل کند. این دستاورد نخستین گام برای توسعه شبکه‌های شبه‌اینترنت بین رایانه‌های کوانتومی فوق‌سریع محسوب می‌شود.

"رونالد هنسون" سرپرست این تحقیقات گفت: آنچه ما دورنوردی می‌کنیم، حالتی از ذره است. اگر اعتقاد داشته باشیم که ما چیزی جز مجموعه‌ای از اتم‌های به هم متصل نیستیم، از نظر اصولی، می‌توانیم خود را از یک نقطه ‌به‌ نقطه دیگر دورنوردی کنیم. اما این فرآیند نه تنها در عمل امری بسیار بعید به نظر می‌رسد بلکه انجام آن نیز بسیار خطرناک است. با این حال با توجه به اینکه هیچ قانون فیزیک بنیادی مانع از این فرآیند نیست، دورنوردی را نمی‌توان منتفی دانست. اما زمان چنین کاری در آینده بسیار دور خواهد بود.

اکنون تحقیق فیزیکدانان دانشگاه مریلند در مورد گرفتاری و درهم تنیدگی سیاه چاله در بدترین حالت به پیشرفت فناوری محاسبات کوانتومی کمک خواهد کرد.

"نورمن یائو" دانشمند دانشگاه کالیفرنیا برکلی معتقد است کشاندن یک سیاه چاله به سمت سیاه چاله دیگر امکان دورنوردی را در سریع ترین زمان ممکن فراهم می کند.

لینک کوتاه: asriran.com/0030ZN

10 اکتشاف علمی مهم در دهه گذشته

  10 اکتشاف علمی در دهه گذشته که جهان را تکان داد

علم در جهان امروز سرعت رشد خارق‌العاده‌ای به خود گرفته است. به نحوی که ممکن است به آسانی دستاوردهای جدید را فراموش کنیم.

در آستانه رسیدن سال ۲۰۲۰، نگاهی می‌اندازیم به برجسته‌ترین پیشرفت‌های علمی در زمینه‌های فیزیک، اخترشناسی و بیولوژی در دهه‌ای که گذشت:

۲۰۱۰: ساخت اولین حیات زیستی مصنوعی

دانشمندان در این سال موفق شدند برای نخستین بار یک ارگانیسم جاندار را با استفاده از یک ژنوم زیستی مصنوعی تشکیل دهند.

پژوهشگران در موسسه کرگ وانتر مریلند آمریکا یک ژنوم باکتری میکوپلاسما میکوئید را از بیش از یک میلیون حلقه دی‌ان‌ای جدا کردند و این ژنوم را در یک باکتری دیگر که از دی‌ان‌ای خود خالی شده بود کاشتند و ژنومی جدید تشکیل دادند.

در ادامه این جهش تاریخی، دانشمندان در سال ۲۰۱۶ موفق شدند اولین میکروب مصنوعی متشکل از ۴۷۳ ژن را نیز بسازند.

۲۰۱۱: کشف داروی پیشگیری از ایدز

امروزه بسیاری از افرادی که در معرض ابتلا به ایدز هستند، قرصی روزانه را مصرف می‌کنند تا از ریسک ابتلا به آن بکاهند. این دارو ترووادا نام دارد و تا ۹۶ درصد از احتمال انتقال ایدز از فردی به فرد دیگر کم می‌کند.

عکس میکروسکوپی از مقابله با ویروس ایدز از طریق روش انقلابی کریسپری

ایده این دارو برای مقابله با ایدز اولین بار در سال ۹۴ میلادی مطرح شد، اما ۱۸ سال طول کشید تا پژوهش‌ها بتواند در این زمینه به سرانجام برسد. این قرص در سال ۲۰۱۲ توسط سازمان دارو و غذای آمریکا تایید شد و اکنون به صورت گسترده در بازار موجود است.

داروی پیشگیری ایدز به نام ترووادا انقلابی در مقابله با ایدز به حساب می آیدJeffrey Beall/Wikipedia

۲۰۱۲: بوزون هیگز؛ ذره خدا

در این سال پس از گذشت قریب نیم قرن از طرح فرضیه‌ای درباره چگونگی جرم‌دار شدن ماده؛ وجود ذره عامل آن به نام بوزون هیگز، یا ذره خدا، به اثبات رسید.

در مارس ۲۰۱۲ دانشمندان در مرکز تحقیقات سرن در سوئیس اعلام کردند در آزمایش‌های خود با شتا‌ب‌دهنده بزرگ هادرونی ذره بوزون هیگز را مشاهده کرده‌اند. یک سال بعد این کشف بنیادین در علم فیزیک تایید شد و جایزه نوبل نیز به سه تن از کاشفان آن تعلق گرفت.

۲۰۱۳: خروج اولین فضاپیمای ساخت بشر از منظومه شمسی و ورود به فضای میان ستاره ای

در سال ۲۰۱۳ و پس از آنکه فضاپیمای ویجر ۱ به مدت ۳۵ سال به حرکت خود از میان سیاره‌ها و سیارک‌ها ادامه می‌داد، به طور رسمی اعلام شد که این فضاپیمای کهنسال توانسته است از منظومه شمسی خارج شود. ویجر۱ اولین ساخته دست بشر است که توانسته وارد فضای میان‌ستاره‌ای شود.

این فضاپیما که با خود تصاویر، ویدئوها و صداهایی از مردم و تمدن انسان‌های کره زمین حمل می‌کند (تا روزی احیانا به دست موجودات احتمالی فضایی برساند)، در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد و از آن هنگام تا کنون به ارسال اطلاعات به زمین ادامه می‌دهد.

ویجر۱ تا سال ۲۰۲۵ به کار ادامه خواهد داد و سپس در عمق جهان خاموش خواهد شد.

ویجر یک اولین فضاپیمای ساخت دست بشر است که از منظومه شمسی خارج میشودNASA

۲۰۱۴: مشاهده امواج گرانشی

۱۳.۸ میلیارد سال پیش جهان در اثر پدیده انفجار بزرگ، موسوم به مهبانگ، ایجاد شد. در سال ۲۰۱۴ برای اولین بار دانشمندان مدرکی مستقیم از این پدیده و انبساط کهکشانی حاصل از آن به دست آوردند.

موج گرانشی که توسط میدان گرانشی تولید می‌شود، و برخی آن را اصطلاحا دود تفنگ پس از شلیک می‌نامند، قریب یکصد سال پیش توسط نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی شده بود و اثبات آن انقلابی در دنیای فیزیک بود.

جایزه نوبل ۲۰۱۷ به سه دانشمند کاشف آن اهدا شد.

۲۰۱۵ انقلاب کریسپر

کریسپر(مخفف اسم: تناوب‌هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای) یک نوع سیستم ایمنی تطابق‌پذیر در باکتری‌ها است که آن‌ها را قادر به کشف دی‌ان‌ای ویروس و نابودی‌شان می‌کند.

در سال ۲۰۱۵ دانشمندان در دانشگاه پکن موفق شدند برای نخستین بار رویان انسانی را، در مرحله پیشاجنینی، با استفاده از این سیستم دستکاری کنند.

این کار به پژوهشگران اجازه می‌دهد بتوانند ژن‌های معیوب را در مراحل آغازین شکل‌گیری جنین حذف کنند و تولد کودکانی به اصطلاح سفارشی را امکان‌پذیر سازند.

۲۰۱۶: کشف سیاره خواهرخوانده زمین

سیاره «پروکسیما بی»، یک سیاره فراخورشیدی است که در اوت ۲۰۱۶ توسط رصدخانه جنوبی اروپا کشف شد. اهمیت این سیاره آن است که در حال چرخش به دور ستاره خود در کمربند قابل سکونت آن است.

این بدان معنی است که دانشمندان احتمال می‌دهند وجود آب به صورت مایع روی آن امکان پذیر باشد. با این حال رسیدن به این سیاره و نگاه نزدیک به آن شاید تا به این زودی‌ها امکان پذیر نباشد، چرا که این سیاره در فاصله ۴.۲ سال نوری از زمین قرار دارد.

تصویری فرضی از سطح سیاره شبیه به زمینESO/M. Kornmesser

۲۰۱۷: قدیمی‌ترین اسکلت از انسان خردمند

با کشف استخوان‌های یک گونه هومو ساپین، موسوم به انسان خردمند، در غاری در مراکش دانشمندان پی بردند که این گونه صد هزار سال پیش از آنچه تصور می‌کردند پا به عرصه وجود گذاشته است.

پژوهشگران بر اساس یافته‌های قدیم تصور می‌کردند قدمت انسان خردمند، که همان انسان امروزی است، به دویست هزار سال پیش می‌رسد اما کشف تازه سن آن را به سیصد‌هزار سال پیش برده است.

۲۰۱۸: تولد اولین نوزادان کریسپری

در این سال یک دانشمند چینی موفق شد ژنوم دو رویان را دستکاری کند و سپس به روش تلقیح مصنوعی در رحم یک زن بکارد. دخترهای دوقلوی به وجود آمده اولین نوزادان کریسپری جهان نام گرفتند.

دستکاری این دانشمند چینی در ژنوم جنین‌ها به نحوی بوده است که آسیب‌پذیری آن‌ها را در قبال ابتلا به ایدز کاهش دهد.

۲۰۱۸: اولین تصویر از سیاهچاله

در سال ۲۰۱۸ برای نخستیت بار ستاره‌شناسان توانستند از یک سیاهچاله عکس گرفته و آن را منتشر کنند.

این سیاهچاله سه میلیون برابر کره زمین جرم دارد و در فاصله ۵۰۰ میلیون تریلیون کیلومتری ما واقع است.

اخترشناسان برای تصویربرداری از این سیاهچاله مجموعه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی را به کار گرفته بودند.

اولین عکس از سیاهچالهESO

مشهورترین اختراعات دزدیده شده توسط مخترعین! (+عکس)

«گیلمو مارکونی» به دلیل کار‌های پیشگامانه خود در انتقال امواج رادیویی از راه دور، جایزه نوبل را بدست آورد. با این حال، او این کار را با استناد به حق ثبت اختراعات بی‌شماری که توسط مخترع نیکولا تسلا به ثبت رسیده بود، انجام داد.

---

آیا می‌دانید بر خلاف باور عمومی؛ توماس ادیسون مخترع لامپ نیست؟! آیا می‌دانید با اینکه در جهان تلسکوپ را اختراع گالیله می‌دانند، ولی او مخترع اصلی تلسکوپ نیست؟! در ادامه با برترین‌ها همراه باشید تا لیستی از مشهورترین اختراعاتی را به شما نشان دهیم که توسط افراد دیگر دزیده شده است.

۱. تلفن

تقریبا امروزه از هرکسی بپرسید که مخترع تلفن کیست، همه او را می‌شناسند: الکساندر گراهام بل. او این اختراع را در سال ۱۸۷۶ میلادی به نام خود به ثبت رسانید. اما در سال ۲۰۰۲ کنگره ایالات متحده آمریکا اعلام کرد که مخترع اصلی تلفن در واقع «آنتونیو میوچی» مخترع فقیر ایتالیایی بوده است.

۱۶ سال قبل از اینکه بل اختراع خود را به ثبت برساند، میوچی با موفقیت، تلفن اختراعی خود را برای مطبوعات ایتالیایی آمریکایی در نیویورک آزمایش کرده بود. میوچی در سال ۱۸۷۲ اختراع خود را برای «شرکت تلگراف اتحادیه غربی» فرستاده بود و تلاش داشت تا اختراع خود را وارد بازار کند.

اما وقتی بعد از دو سال هیچ اقدامی از طرف آن شرکت صورت نگرفت، خواستار نمونه اولیه اختراع خود شد، اما شرکت ادعا کرد که نمونه اختراعی وی را گم کرده است!

_______________________________________________________________________________

بیشتر بخوانید: ده کشف و اختراع که جهان را تغییر دادند!

_______________________________________________________________________________

بل که در آن زمان آزمایشگاهی را به صورت اشتراکی در اختیار میوچی قرار داده بود، یک نمونه جدید تلفن را ساخت و یک قرارداد سودآور با شرکت تلگراف اتحادیه غربی امضا کرد. میوچی از بل به خاطر تقلب و کلاهبرداری شکایت کرد و به نظر می‌رسید که در دادگاه برنده خواهد شد، اما در حین این ماجرا به طور ناگهانی فوت کرد و به همین خاطر پرونده مختومه اعلام شد.

۲. رادیو

«گیلمو مارکونی» به دلیل کار‌های پیشگامانه خود در انتقال امواج رادیویی از راه دور، جایزه نوبل را بدست آورد. با این حال، او این کار را با استناد به حق ثبت اختراعات بی‌شماری که توسط مخترع نیکولا تسلا به ثبت رسیده بود، انجام داد.

در انگلستان، مارکونی از تکنولوژی تسلا استفاده کرد تا انتقال امواج رادیویی از راه دور را نشان دهد. طی ۳ سال بعدی، مارکونی تلاش کرد تا اختراع رادیو را در آمریکا به نام خود به ثبت برساند. اما تلاش‌های چند باره او پذیرفته نشد، چون اختراع او بسیار شبیه به ۱۷ طرحی بود که قبلا نیکولا تسلا به ثبت رسانده بود.

در حالی که مارکونی در حال پیشبرد و بهبود اختراع خود بود، وی پشتوانه مالی زیادی را از سرمایه گذاران قدرتمند آمریکایی دریافت کرد. در سال ۱۹۰۴، اداره ثبت اختراعات ایالات متحده تصمیم قبلی خود را عوض کرد و حق ثبت اختراع رادیو را به نام مارکونی زد، در حالیکه این اختراع قبلا توسط تسلا و همکارانش ساخته شده بود.

۳. لیزر

«گوردن گولد» را همه به خاطر اختراع لیزر می‌شناسند، با این حال او برای به دست آوردن حق ثبت اختراع خود یک جنگ ۳۰ ساله انجام داد. هنگامی که او در دانشگاه کلمبیا مشغول به تحصیل بود، ایده چگونگی ساختن لیزر با استفاده از فیزیک را با پروفسور «چالرز تاونز» به بحث گذارد.

در آن زمان گولد ایده‌ی ساخت لیزر را در یک دفترچه نوشته بود که او به طور قانونی از آن محافظت می‌کرد و اسم اختراع خود را «لیزر» نام نهاده بود. در همین حین و دو سال بعد در سال ۱۹۵۹، تاونز اختراع لیزر را به نام خود ثبت کرد. گولد بلافاصله از تاونز شکایت کرد.

این شکایت به مدت ۳۰ سال گولد را درگیر کرد و او به شدت و قدرت عقیده داشت که لیزر اختراع او می‌باشد. بالاخره در سال ۱۹۸۸، گولد آخرین دادگاه را برد و اختراع لیزر به نام او ثبت شد و از حق امتیاز آن، میلیون‌ها دلار به دست آورد.

۴. تلسکوپ

تلسکوپ مشهورترین اختراع گالیله است با اینکه در واقعیت او مخترع اصلی تلسکوپ نبوده است. اولین کسی که ایده ساخت تلسکوپ را مطرح نمود یک عینک ساز آلمانی به نام «هانس لیپرشی» درسال ۱۶۰۸ میلادی بود. اما حق ثبت اختراع هرگز به نام او زده نشد.

چون ساخت تلسکوپ‌های اختراعی او بسیار ساده به نظر می‌رسید! یک سال بعد، اخبار اختراع این عینک ساز آلمانی به ایتالیا رسید و منجر به این شد که گالیله یک نسخه پیشرفته‌تر از تلسکوپ لیپرشی را کپی و بسازد.

_______________________________________________________________________________

بیشتر بخوانید: جوان 28 ساله همدانی با 864 اختراع (+عکس)

_______________________________________________________________________________

گالیله بزرگنمایی این تلسکوپ را افزایش داد و اولین کسی بود که از یک تلسکوپ استفاده کرد تا مسیر حرکت سیاره ونوس را ترسیم کند. او همچنین تئوری غالبی را که در آن زمان وجود داشت و زمین را در مرکز جهان تصور می‌کرد رد کرد.

۵. بازی مونوپولی

«چالز دارو» اولین طراح بازی بود که در سال ۱۹۳۵ میلادی به خاطر فروش بازی تخته‌ای مونوپولی به شرکت ساخت اسباب بازی برادران پارکر، میلیونر شد. اما در واقعیت این بازی معروف برای اولین بار در سال ۱۹۰۴ توسط «لیزی مگی» اختراع شد و «بازی لندلرد» نام داشت. نسخه‌ی اختراعی مگی به مدت ۳۰ سال بازی می‌شد، قبل از آنکه چالز دارو نسخه کپی شده خود را به کمپانی برادران پارکر بفروشد. برادران پارکر تنها ۵۰۰ دلار به مگی پرداخت کردند و اختراع او را خریداری نمودند. در حالی که چالز دارو به عنوان یک مبتکر آمریکایی مورد ستایش قرار گرفت.

۶. مکانیسم حرکت برف پاک‌کن

دزدیده شدن اختراع «رابرت کرنز» توسط سه شرکت بزرگ ماشین سازی مشکلات زیادی را برای او به وجود آورد و باعث شد تا او شغل، همسر و حتی سلامتی روحی و ذهنی خود را از دست بدهد. مکانیسم اختراعی وی به برف پاک‌کن شیشه جلو، امکان تنظیم نحوه و سرعت حرکت و همچنین مکث برف پاک کن‌ها در بین حرکتشان را می‌داد.

کرنز اختراع خود را به شرکت‌های فورد، جنرال موتورز و کرایسلر نشان داد، اما نتوانست آن‌ها را برای خرید حق امتیاز مکانیسم اختراعی خود در برف پاکن‌ها متقاعد کند. اما بعد از آن این سه خودروساز بدون اجازه از او، شروع به تولید خودرو‌هایی با این مکانیسم در ماشین‌های خود کردند.

کرنز مدت ۲۰ سال از عمر خود را صرف شکایت از این شرکت‌ها و دزدیده شدن اختراع خود توسط آن‌ها کرد و بالاخره توانست میلیون‌ها دلار از این شرکت‌ها دریافت کند. اما نتوانست تا حق امتیاز اختراع خود را پس بگیرد. امروزه مکانیسم اختراعی او را تمام خودروسازان جهان استفاده می‌کنند.

۷. ماشین ساخت کیسه‌های کاغذی قهوه‌ای 

«مارگارت نایت» یکی از مشهورترین زنان مخترع در قرن نوزدهم میلادی و یکی از اولین زنانی بود که حق ثبت اختراع خود را حفظ کرده است. هنگامی که او در کارخانه ساخت کیسه‌های کاغذی کار می‌کرد، یک ایده انقلابی به ذهنش رسید که اگر این کیسه‌ها را با انتهای صاف و تخت بسازد، بسته بندی آن‌ها بسیار راحتتر خواهد بود.

بنابراین او شروع به طراحی ماشینی کرد که این کیسه‌ها را به طور اتوماتیک با این طرح تولید می‌کرد. در ابتدا او یک نمونه چوبی از از این ماشین ساخت. اما هنگامی که او در حال طراحی و ساخت نمونه کاملتر و فلزی اخترع خود بود، «چالز آنان» طرح او را دزید و حق ثبت اختراع آن را به نام خود زد.

نایت بلافاصله از او شکایت کرد و با توجه به شواهد و مدارک زیادی که داشت به راحتی توانست ثابت کند که خودش مخترع واقعی این ماشین بوده است. اختراع او یک انقلاب در صنعت ساخت کارتن و کیسه‌های کاغذی ایجاد کرد و حتی امروزه نیز از اصول آن استفاده می‌شود.

۸. لامپ

توماس ادیسون یکی از مشهورترین و پرکارترین مخترعان تاریخ است که عمده شهرت خود را به خاطر اختراع لامپ‌های روشنایی به دست آورد. برای انجام این کار، ادیسون تلاش کرد تا کارایی ورژن لامپی را که قبلا توسط «چوزف سوان» مخترع بریتانیایی اختراع شده بود را بهبود ببخشد.

ادیسون حق ثبت این لامپ را در آمریکا به نام خود ثبت کرد و کمپینی را برای بازاریابی و فروش لامپ‌های ساخته شده خود آغاز کرد. این موضوع این باور را به وجود آورد که ادیسون مخترع واقعی لامپ است. با این حال در انگلستان، جوزف سوان یک سال زودتر توانسته بود تا اختراع خود را بهبود ببخشد و لامپ‌های روشنایی را بسازد.

_______________________________________________________________________________

بیشتر بخوانید: یکی از مرگبارترین اختراعات بشر که تاریخ را دگرگون کرد (+عکس)

_______________________________________________________________________________

برای جلوگیری از درگیری و شکایت احتمالی سوان، ادیسون یک کارخانه تولید کننده لامپ‌های روشنایی را برای او در انگلستان ساخت. سوان هم به ادیسون اجازه داد تا بتواند این لامپ‌ها را در آمریکا به فروش برساند و حتی امتیاز ثبت اختراع این لامپ‌ها را به ادیسون داد.

۹. تلویزیون

اگرچه در کتاب‌ها و منابع مختلف ممکن است خوانده باشید که «ولادیمیر زورکین» اولین تلویزیون را برای شرکت الکترونیکی RCA ساخت، اما در واقع تلویزیون توسط «فیلو تیلور فارنزورث» مخترعی با بیش از ۱۶۵ اختراع ثبت شده، اختراع شد. فارنزورث در سال ۱۹۲۷ و در ۲۱ سالگی تلویزیون را اختراع کرد.

سه سال بعد و هنگامی که زورکین برای دیدن اختراعش به آزمایشگاه او رفته بود، ایده فارنزورث را دزید. بعد از یک دهه شکایت و جنگ در دادگاه، سرانجام دادگاه رای را به نفع فارنزورث صادر کرد و شرکت RCA مجبور شد تا حق امتیاز استفاده از اختراع او را بپردازد، اگرچه او هنوز هم به شناخت و شهرتی که لایقش بود، نرسیده است.

منبع: برترین‌ها

کشف حالت جدیدی از ماده توسط دانشمند ایرانی

پژوهشگران آمریکایی به سرپرستی "جواد شبانی" دانشمند ایرانی موفق شدند حالت جدیدی از ماده را کشف کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، گروهی از فیزیکدانان "دانشگاه نیویورک" (NYU) به سرپرستی "جواد شبانی" (Javad Shabani)، استادیار فیزیک این دانشگاه، حالت جدیدی از ماده را کشف کرده‌اند که می‌تواند برای افزایش قابلیت‌های ذخیره انرژی در ابزار الکترونیک امیدوارکننده باشد و محاسبات کوانتومی را بهبود بخشد.

شبانی گفت: ما در بررسی خود موفق شدیم شواهد تجربی در مورد حالت جدیدی از ماده کشف کنیم که "ابررسانایی توپولوژیک" (topological superconductivity) نام دارد. این حالت توپولوژیک می‌تواند با روش‌های گوناگونی عمل کند که هم سرعت محاسبات کوانتومی را افزایش می‌دهند و هم ذخیره انرژی را تقویت می‌کنند.

فیزیکدانان دانشگاه نیویورک، در این کشف بزرگ با "ایگور زوتیک" (Igor Zutic)، پژوهشگر "دانشگاه بوفالو" (UB) و "الکس ماتوس ابیاگو" (Alex Matos-Abiague)، پژوهشگر "دانشگاه ایالتی وین" (WSU) همکاری داشته‌اند.

تمرکز این پژوهش، بر روش محاسبات کوانتومی است که با کمک آن می‌توان محاسبات را بسیار سریع‌تر از محاسبه معمولی انجام داد. روش محاسبه کوانتومی می‌تواند ظرفیت و سرعت پردازش داده را افزایش دهد.

شبانی و گروهش در این پژوهش، تبدیل حالت معمولی کوانتومی را به حالت توپولوژیک تحلیل کردند و سد انرژی میان این حالت‌ها را اندازه‌گیری کردند. آنها کار خود را با بررسی مستقیم ویژگی‌های این تغییر حالت در پارامتری که حالت ابررسانایی توپولوژیک را کنترل می‌کند، کامل کردند.

این محقق ایرانی در خصوص پژوهش انجام گرفته گفت: این کشف جدید در مورد ابررسانایی توپولوژیک در پلتفرم دوبعدی می‌تواند راه را برای ساخت کیوبیت‌های توپولوژیک مقیاس پذیر فراهم کند که نه تنها اطلاعات کوانتومی را ذخیره می‌کنند، بلکه می‌توانند حالت‌های کوانتومی را که بدون خطا عمل می‌کنند، ارائه دهند.