آب و چهارمین حالت آن

از چهارمین حالت آب چه می دانید؟

نمونه‌های حالت جدید آب در کانال‌های شش‌وجهی بسیار ریز موجود در یاقوت معدنی کشف شده که جواهرات زمرد آبی و زمرد سبز را از آن استخراج می‌کنند. پهنای این کانال‌ها به‌اندازه‌ی پنج اتم است و در عمل، همانند قفسی عمل می‌کنند که یک مولکول آب را حبس می‌کند.

وبسایت وی آر - آب یکی از مواد مایع و فراوان‌ترین مادهٔ مرکب بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکلی که امروزه می‌شناسیم، است. بیش از ۷۵٪ وزن یک انسان از آب تشکیل شده‌است و نیز بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده است (نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع) با وجود این حجم عظیم آب تنها ۲ درصد از آب‌های کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک‌ها خصوصاً نمک خوراکی غیرقابل استفاده است. از همین دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده‌است.

چهارمین حالت آب

پژوهشگران آزمایشگاه ملی «اوک‌ریج» می‌گویند وقتی آب در فضایی کوچک تحت فشاری عظیم قرار می‌گیرد، رفتارهای کوانتومی نشان می‌دهد و در وضعیت «تونل‌زنی» قرار می‌گیرد. این چهارمین حالت آب پس از حالت‌های جامد، مایع و گاز است.

فیزیک کلاسیک می‌گوید اگر توپی را به دیواری شوت کنید، قطعاً از دیوار برمی‌جهد؛ اما بر‌اساس فیزیک کوانتومی علاوه بر بازگشت توپ، احتمال دارد که توپ تونل زده و در آن‌سوی دیوار پدیدار شود‌ یا همزمان در دو سوی دیوار دیده شود، یا جایی درون دیوار به دام بیفتد. این همان چیزی است که پژوهشگران دیده‌اند.

نمونه‌های حالت جدید آب در کانال‌های شش‌وجهی بسیار ریز موجود در یاقوت معدنی کشف شده که جواهرات زمرد آبی و زمرد سبز را از آن استخراج می‌کنند. پهنای این کانال‌ها به‌اندازه‌ی پنج اتم است و در عمل، همانند قفسی عمل می‌کنند که یک مولکول آب را حبس می‌کند.

پژوهشگران با آزمایش پراکندگی نوترون روی یاقوت معدنی متوجه شدند اثرات مربوط به اتم‌های هیدروژن همزمان در شش جهت‌گیری مختلف ظاهر می‌شوند و این به آن معنی است که این اتم‌ها توزیعی حلقوی دارند که از ویژگی‌های تونل‌زنی کوانتومی است.

دانشمندان موفق به کاهش سرعت نور در خلا شدند

با تغییر در نحوه‌ی چرخش پرتوهای نور، دانشمندان انستیتو ملی فیزیک فیلیپین موفق به کاهش سرعت نور در خلا شده‌اند.

این حقیقت که سرعت نور در خلا ثابت است، یکی از پایه‌های مهم علم فیزیک است اما به تازگی دانشمندان فیلیپینی موفق به تغییر سرعت نور در خلا شده‌اند.

با تغییر در نحوه‌ی چرخش پرتوهای نور، دانشمندان انستیتو ملی فیزیک فیلیپین موفق به کاهش سرعت نور در خلا شده‌اند. این دانشمندان از امواج متقارن دایره‌ای استفاده کرده‌اند تا نحوه‌ی چرخش نور به دور خودش را تغییر دهند که در جریان این کار به طور تصادفی متوجه کم شدن سرعت نور شده‌اند.

سال گذشته نیز دانشمندان در گلاسکو توانسته بودند با استفاده از یک ماسک، سرعت نور را پایین بیاورند. با بهره‌گیری از این ماسک امواج صاف به امواج مخروطی تبدیل‌ شده بودند اما در تحقیق جدید با این که محققان روی امواج غیرصاف تمرکز داشتند اما شکل آن‌ها را تغییر نداده‌اند.

هر موج دایره‌ای گشتاور زاویه‌ی خاص خود را دارد که دانشمندان موفق به تغییر این گشتاور بدون دخالت مستقیم در امواج شده‌اند. البته نتایج این تحقیق هیچ قانون فیزیکی را رد نمی‌کنند چرا که هر فوتون با سرعتی مانند گذشته به حرکت خود ادامه می‌دهد اما به دلیل طی کردن مسیر طولانی، مدت زمان بیشتری را برای رسیدن به مقصد نیار دارد. دانشمندان حتی موفق به محاسبه‌ی مقدار تاخیر قبل از انجام عملی آزمایش شده‌اند.

این تحقیق با وجود قرار داشتن در مراحل اولیه می‌تواند در زمینه‌ی فناوری‌های پردازشی و مخابراتی بسیار کاربردی باشد چرا که در این زمینه‌ امواج دایره‌ای متقارن کاربرد بسیاری دارند.

منبع: زومیت

سیاه‌ترین ماده زمین سیاه‌تر شد

ماده " Vantablack" که در سال 2010 توسط شرکت نانوسیستم‌های Surrey به عنوان تیره‌ترین، سیاه‌ترین و خنثی‌ترین ماده بر روی زمین اختراع شده بود، اکنون تیره‌تر شده است.

به گزارش ایسنا، این ماده در آن زمان قادر به جذب 99.96 درصد نور بود. اکنون این شرکت اعلام کرده که ماده مذکور را تیره‌تر ساخته و حتی طیف‌سنج‌ها نیز قادر به سنجش آن نیست.

این ماده با پرورش جنگلی از نانولوله‌های کربنی بر روی سطوح مبتنی بر آلومینیوم ساخته شده است. تا پیش از ظهور Vantablack، سایر تلاش‌ها برای ساخت مواد ابرسیاه نیازمند فرآیندهای پرهزینه و با دمای بسیار بالا بود اما شرکت نانوسیستم‌های سوری توانست آن را با دمای پائین تولید کند.

این مواد دارای کاربری‌های سودمند در زمانهایی است که نور مزاحم می‌تواند ایجاد مشکل کند؛ برای مثال درون تلسکوپی که برای مشاهده ستارگان کم‌نور طراحی شده، پوششی از Vantablack می‌تواند نور مزاحم را حذف کرده و تصویربرداری از ستارگان دوردست را ساده‌تر کند.

حذف نور مزاحم همچنین می‌تواند سیستم‌های طرح‌ریزی لیزر و فناوری انرژی خورشیدی را ارتقا بخشد. همچنین این ماده در حوزه هنر نیز مورد استفاده قرار گرفته و آنیش کاپور، مجسمه‌ساز مشهور حق انحصاری استفاده از این ماده را در هنر خریداری کرده است. 

ماده تاریک، تاریک تر و عجیب تر شده است!

نوشته شده توسط ارغوان اکبریه شنبه، 8 فروردین ماه 1394

این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید

فیسبوک

توییتر

گوگل پلاس

ایمیل

مشاهدات دو تلسکوپ فضایی قوی نشان می دهد که این ماده اسرار آمیز که حدود ۸۵٪ از کل هستی را فرا گرفته است، عجیب تر از چیزیست که تا کنون فکر می کردیم.

با مشاهده خوشه های کهکشانی که به هم برخورد می کنند، ستاره شناسان در حال برسی رفتار ماده تاریک هستند.

در یک پژوهش جدید، تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا که در بازه های زمانی مختلف و از زوایای مختلف بر روی برخورد 72 خوشه کهکشانی تمرکز کرده بودند، به ما این اجازه را دادند که ببینیم که چگونه ماده تاریک در طی زمان با خودش تعامل می کند.

نتایج پژوهش 27 مارس 2015 منتشر شد که در آن عکس های برخورد خوشه هایی که دانشمندان از پیش می دانستند که ماده تاریک در آن ها وجود دارند به ترتیب زمانی کنار هم گذاشته شده بود. دیوید هاروی (David Harvey)، نویسنده ارشد این پژوهش، می گوید: ما می دانیم که گاز و ستاره ها چگونه به این برخورد ها واکنش نشان می دهند و بعد از برخورد از کجا سر در می آورند. با مقایسه این که ماده تاریک چگونه رفتار می کند می توانیم پی ببریم که ماده تاریک دقیقا چیست.

وجود ماده تاریک فقط از این طریق احساس می شود که با ماده معمولی و از طریق جاذبه بین ذرات اندرکنش دارد. با این حال، از طریق نیروی الکترومغناطیسی اندکنش انجام نمی دهد که به همین علت است که نمی توانیم آن را ببینیم. همچنین، نه نوری تولید می کند، نه نور را بازتاب می کند و یا حتی را پخش نمی کند. در واقع، ماده تاریک بیشتر از این که سیاه باشد، نامرئی است.

در این پژوهش جدید، هاروی و تیمش متوجه شدند که تا چه اندازه این ماده نامرئی است، حتی برای خودش!

وقتی دو خوشه کهکشانی به هم برخورد می کنند، گازها، ستاره ها و ماده تاریک به طرق متفاوتی اندرکنش می کنند. ابرهای گازی در پی ایجاد نیروی کششی کم کم آرام می شوند و سرانجام باز می ایستند. درحال که ستارگان به سرعت از کنار هم عبور می کنند، البته در صورتی که برخوردی میانشان صورت نگیرد.در هنگام مطالعه این که در این میان برای ماده تاریک چه اتفاقی می افتد، دانشمندان متوجه شدند که، همانند ستاره ها، ماده تاریک نیز بر روی یکدیگر تاثیر کمی دارند.

این گونه فکر می شد که ماده سیاه به طورت یکسان در میان خوشه ها گسترش می یابد زیر منطقی به نظر می رسد که انبوه ماده تاریک اندرکنش نیرومندی داشته باشند، چیزی شبیه برخورد ابرهای گاز وقتی که ذرات برخورد کننده ماده تاریک در مجاورت آنان هستند. اما به جای این که یک کشش رخ بدهد، ابرهای ماده تاریک از میان یک دیگر بی سر و صدا عبور می کنند.

ریچارد مسیی (Richard Massey) از دانشگاه دورهام انگلیس گفت: هر برخورد صدها میلیون سال به طول می انجامد و بنابراین در بازه عمر انسان، ما فقط یک تصویر ثابت از یک زاویه از ماجرا را بینیم. حالا که چندین برخورد مشاهده و مطالعه شده است، می توانیم قطعات پازل را کنار هم بگذاریم تا بهتر بفهمیم که چه اتفاقی دارد می افتد.

حالا دیگر می دانیم که ذرات ماده تاریک در مجاورت با ذرات دیگر ماده تاریک، نیروهای قوی اصطکاکی را تجربه نمی کنند، اما باید بر روی خصوصیات دیگرشان بیشتر کاوش شود. در گام بعدی دانشمندان قصد دارند تا ببینند که آیا شواهدی وجود دارد تا نشان دهد که ذرات ماده سیاه مانند توپ های بیلیارد به هم برخورد می کنند و دور می شوند. چنین اندرکنش جنبشی ای نمایان گر خصوصیات پراکنش در میان برخوردهای عظیم خوشه های کهکشانی می باشد. آن ها همچنان امیدوارند تا ببینند که چگونه ماده تاریک در هنگام برخورد با یک کهکشان عمل می کند. البته این اتفاقیست که خیلی بیشتر از برخوردهای خوشه های کهکشانی روی می دهد.

به گفته هاروی، برای ماده تاریک کاندیداهای دیگری نیز وجود دارد، بازی هنوز تمام نشده است، ولی نزدیک به یک جواب هستیم. این ذرات بزرگ نجومی بالاخره به ما این فرصت را می دهند که دنیای سیاه اطرافمان را ببینیم.

مطالب مرتبط

• تصویر شگفت انگیز جدید گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی هابل از "ستونهای خلقت"
• فرضیه جدید درباره انقراض دایناسور ها توسط ماده تاریک

ارغوان اکبریه

نویسنده و مترجم

من اخبار علمی زیادی رو هر روز می خونم و دوست دارم با هم زبون های خودم این اخبار جالب رو شریک بشم تا از جدیدترین های دنیا مطلع باشند. 

تأییدات تجربی اثرگذاری از دور یک فوتون بر فوتون درهمتنیده اش

شگفتی جدید در فیزیک کوانتوم؛

ارتباط عشق با فیزیک!

این روش به محققان اجازه داد تا ببینید که چگونه یک فوتون، در یک جفت فوتون درهمتنیده تحت تاثیر فوتون دیگر قرار می گیرد.

دانشمندان کشف کردند که چگونه دونفر از راه دورهم می توانند برهم تاثیر بگذارند. 

به گزارش باشگاه خبرنگاران، هنگامی که در مورد عشق صحبت به میان می آید اغلب مردم به ارتباطات درونی و عرفانی و قلبی فکر می کنند اما چنین ارتباطاتی در جهان زیر اتمی نیز وجود دارند که به لطف یک پدیده عجیب و غریب و متضاد با نام درهمتنیدگی کوانتومی کشف شده است. 
 
مفهوم اساسی درهمتنیدگی کوانتومی به این معناست که دو ذره می توانند ارتباط نزدیکی با یکدیگر پیدا کنند حتی اگر بیلیون ها سال نوری از از هم فاصله گرفته باشند و تغییر یکی در دیگری تاثیر می گذارد. 
 
در سال 1964، فیزیکدان جان بل فرضیه ای ارائه کرده بود که چنین تغییراتی می تواند بلافاصله رخ دهد حتی اگر ذرات بسیار دور از هم باشند. نظریه بل به عنوان یک نظریه ی مهم در فیزیک مدرن در نظر گرفته می شود. پیش از او آلبرت انشتین سال ها قبل ثابت کرده بود اطلاعات نمی تواند سریع تر از سرعت نور انتقال پیدا کند. 
 
در نیم قرن گذشته، بسیاری از محققان آزمایش هایی را برای تست نظریه بل انجام دادند. ناسا در این خصوص اظهار داشت که با این وجود تمایل دانشمندان در این زمینه بسیار کم بود زیرا انجام این آزمایش به ساخت تجهیزات حساس و دقیق نیاز دارد. در سال گذشته، با این حال، سه گروه تحقیقاتی مختلف قادر به انجام آزمایش های اساسی بر روی نظریه بل شدند و همه آنها از ایده اولیه حمایت می‌کنند. 
 
کیریستر شالم فیزیکدان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) در بولدر کلرادو این تیم تحقیقاتی را رهبری می کند. شام و همکارانش با استفاده از نوار فلزی خاص خنک شده با دمای برودتی توانستند یک ابررسانا ایجاد کنند که هیچ مقاومت الکتریکی ندارد. 
 
این روش به محققان اجازه داد تا ببینید که چگونه یک فوتون، در یک جفت فوتون درهمتنیده تحت تاثیر فوتون دیگر قرار می گیرد. 
 
این نتایج که در مجله فیزیکال ریویو منتشر شد، به شدت نظریه بل را تایید می کرد. نویسنده دیگر این تحقیق فرانچسکو مارسیلی از آزمایشگاه ناسا (JPL)  در پاسادنای کالیفرنیا در بیانیه ای گفت: مقاله ما و دو مقاله دیگر منتشر شده در سال گذشته نشان می دهد که نظریه بل مبنی بر آنکه هر مدل در جهان شامل متغیرهای پنهانی است که ذرات درهمتنیده حتی از فاصله دور هم برهم تاثیر می‌گذارند.

منبع: باشگاه خبرنگاران