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.

معرفی و لیست قیمت ورق آهن گالوانیزه، روغنی و سیاه (قیمت بازار) در بهمن 98 از یک مطلب تبلیغی

رپرتاژ آگهی:

بروزترین لیست قیمت ورق آهن گالوانیزه، روغنی و سیاه (قیمت بازار)

ورق های فولادی انواع مختلفی دارند که هر کدام با هدف و منظور خاصی تولید می شوند و به طور کلی به آلیاژی که پایه آن از آهن باشد ورق آهنی گفته می شود که این ورق ها از مواد گوناگونی تشکیل شده اند که هر کدام از آن ها در بخش مختلفی از صنعت ساخت و ساز و صنایع دیگر به کار می روند.

ورق های آهنی انواع متفاوتی دارند که شامل ورق روغنی، ورق گالوانیزه، ورق سیاه، ورق رنگی و ورق رنگی شیروانی می باشد که در این مطلب به خصوصیات و ویژگی های انواع آن ها اشاره خواهیم کرد و در جداولی قیمت ورق آهن نمونه هایی از هر محصول ذکر شده است که بهتر است قبل از اقدام به خرید ورق های فولادی از این موارد آگاه باشید تا خرید مطمئن تری را انجام دهید.

ورق چیست؟

ورق های فلزی از فلز های مختلفی همچون فولادهای ساختمانی و ضد زنگ و آلیاژهای مس ، برنج و آلومینیوم تولید شده ‌اند و در ابعاد و ضخامت های متفاوت با توجه به نوع کاربرد تولید و به بازار عرضه می شوند. معمولا از ورق های فلزی در صنایع مختلفی مثل کشتی سازی، ساخت هواپیما و بدنه خودروها و ساختن انواع سطوح فلزی، مخازن و تانکرها استفاده می ‌شود و ورق های فلزی انواع مختلفی دارند که شامل موارد زیر می باشد:

• ورق سیاه (پلیت گرم)
• ورق روغنی (پلیت سرد)
• ورق گالوانیزه
• ورق رنگی
• ورق اسید شویی
• ورق آلومینیوم

ورق گالوانیزه چیست ؟

ورق گالوانیزه هم نوعی از ورق ‌های فولادی می باشد که با استفاده از فلزِ "روی " سطح آن ها را پوشش می‌دهند و همین قضیه باعث مقاومت ورق گالوانیزه در برابر خوردگی و سایش می‌ شود و معمولاً از ورق گالوانیزه در سقف های شیروانی ، گلخانه ها و هر سطحی که در رابطه با خوردگی و فرسایش باشد استفاده می‌ کنند تا مقاومت را افزایش دهند و بیشترین کاربرد ورق گالوانیزه در محیط‌ های مرطوب مانند شمال کشور است زیرا حتی اگر پوشش آن ها دچار شکستگی شود باز هم زنگ نمی زند و همین باعث استفاده زیاد ورق گالوانیزه در ساختمان سازی شده است.

مزایای استفاده از ورق های گالوانیزه:

انجام عملیات گالوانیزه با هزینه ی کمی صورت می گیرد و اگر مقایسه ای بین این روش با سایر روش های معمول جلوگیری از خوردگی انجام دهید متوجه مقرون به صرفه بودن تولید این محصول خواهید شد . بنابراین استفاده از ورق گالوانیزه ارزان تر می باشد و علاوه بر آن تعمیرات و نگهداری ورق های گالوانیزه هم هزینه کمتری نسبت به سایر ورق ها خواهد داشت .

پوششی که "روی" ورق گالوانیزه از طریق گالوانیزه شدن ایجاد شده است ، به علت داشتن ساختار متالورژیکی خاص ، مقاومت خوبی در برابر صدمات مکانیکی ، سایش و خوردگی دارد و در انواع مختلف آب و هوا می توانید از این ورق ها با خیال راحت استفاده کنید .

همچنین ورق های گالوانیزه در برابر صدمات محیطی به صورت اتوماتیک محافظت می شوند و این محافطت توسط پوشش گالوانیزه انجام می شود .

ورق روغنی چیست؟

ورق های روغنی هم با استفاده از تکنولوژی نورد سرد تولید شده اند که نسبت به ورق سیاه ضخامت کمتر و رنگ روشن تری دارند و به علت همین ظاهر زیبا و جلوه ای که دارند معمولاً در کارهایی که مربوط به ظاهر می باشد از ورق روغنی استفاده می ‌کنند. زیرا نورد سرد باعث ایجاد یک ظاهر شفاف و جذاب و با کیفیت در سطح این ورق ها شده است. انواع ورق روغنی شامل : ورق روغنی  st12 ، ورق روغنی st13 و  ورق روغنی st14 می باشد، ورق ST12 ورق کششی هم نامیده می شود و از پرکاربرد ترین انواع ورق روغنی است.

غالبا کاربرد ورق های روغنی  در موارد زیر است:

• پروفیل های ساختمانی
• تولید پروفیل های مبلی
• ساخت درب و پنجره
• تولید بدنه کابینت
• تولید قطعات صنعتی
• ساخت وسایل برقی خانگی
• ساخت قطعات خودرو

ورق سیاه چیست ؟

ورق های سیاه در دو نوع ورق سیاه معمولی و ورق سیاه صنعتی وجود دارند و استاندارد های مختلفی در تولید آن ها نقش دارند که ورق های حاصل از نورد گرم همان ورق سیاه می باشد جزو ورق های فولادی بسیار معروف در صنعت است و در زمینه های مختلفی مثل خودروسازی ، ساخت کشتی و صنایع سنگین فلزی و ساختمان سازی از آن ها استفاده می شود .

ورق سیاه با ابعاد و ضخامت های مختلفی در بازار عرضه می شود که معمولا به صورت رول و شیت ‌های برش خورده و فابریک (۱٫۵*۶ – ۲*۶ – ۲*۱۲ – ۲*۱ – ۱٫۲۵*۲٫۵) می باشند و ضخامت ورق ‌های سیاه از ۱٫۸ تا ۱۰۰ میلی ‌متر خواهد بود که هر سایز و ضخامت در حیطه کاری خاصی مورد استفاده قرار می گیرد . همچنین قیمت ورق سیاه به ضخامت و مقدار کربن آن وابسته می باشد .

برای اندازه گیری کیفیت ورق های سیاه از شاخصی به اسم ST استفاده می شود که میزان آن در ورق سیاه معمولی بین اعداد St33  تا St52 می باشد . در واقع این نحوه نام گذاری ورق سیاه بر اساس مقدار کربن موجود در مواد سازنده ورق آهن می باشد و به طور مثال ورق St 33 که دارای کمترین مقدار کربن می باشد ، بیشترین انعطاف پذیری را نسبت به بقیه ی کیفیت ها دارد و ورق ST52 که دارای بیشترین مقدار کربن در خودش است ، انعطاف پذیری خیلی کمی در مقایسه با سایر نمونه ها دارد . همچنین ورق ST37 و ورق  ST52 جزو پرکاربرد ترین ورق های سیاه در بازار می باشند که در صنعت ساختمان هم خیلی از این ورق ها استفاده می شود .

قیمتهای هر کیلو:

قیمت ورق گالوانیزه

نام محصول	قیمت محصول
ورق گالوانیزه 0.8 رول 1000 هفت الماس	8,560 تومان
ورق گالوانیزه 0.9 رول 1000 هفت الماس	8,560 تومان
ورق گالوانیزه 0.8 رول 1000 تاراز شهرکرد	8,760 تومان
ورق گالوانیزه 0.9 رول 1250 تاراز شهرکرد	8,760 تومان
ورق گالوانیزه 0.6 رول 1000 هفت الماس	9,160 تومان
ورق گالوانیزه 0.6 رول 1000 تاراز شهرکرد	9,260 تومان
ورق گالوانیزه 0.5 رول 1000 هفت الماس	9,460 تومان
ورق گالوانیزه 0.5 رول 1000 تاراز شهرکرد	9,460 تومان
ورق گالوانیزه 0.5 رول 1000 فولاد مبارکه	9,700 تومان
ورق گالوانیزه 0.5 رول 1250 فولاد مبارکه	10,100 تومان
ورق گالوانیزه 0.6 رول 1250 فولاد مبارکه	10,100 تومان

قیمت ورق روغنی

نام محصول	قیمت محصول
ورق روغنی ۱ هفت الماس ۱۲۵۰  رول ST12	93,700 ریال
ورق روغنی ۲ هفت الماس ۱۲۵۰  رول ST12	94,100 ریال
ورق روغنی ۰٫۷ فولاد غرب ۱۲۵۰  رول ST12	94,200 ریال
ورق روغنی ۰٫۶ فولاد غرب ۱۰۰۰  رول ST12	99,200 ریال
ورق روغنی ۰٫۵ فولاد غرب ۱۰۰۰  رول ST12	99,700 ریال
ورق روغنی ۰٫۴ هفت الماس ۱۲۵۰  رول ST12	112,600 ریال
ورق روغنی ۰٫۴ فولاد غرب ۱۰۰۰  رول ST12	113,200 ریال
ورق روغنی ۰٫۴ هفت الماس ۱۲۵۰  رول ST12	113,200 ریال

قیمت ورق سیاه

نام محصول	قیمت محصول
ورق سیاه 2 رول 1000 فولاد سبا	5,550 تومان
ورق سیاه 12 فابریک 1500 فولاد کاویان	6,500 تومان
ورق سیاه 2 برش خورد 1000 پارسیان	6,900 تومان
ورق سیاه 10 کاویان 6000*1250 فابریک	7,070 تومان
ورق سیاه 10 فابریک 1500 فولاد کاویان	7,100 تومان
ورق سیاه 2 برش خورده 1250 پارسیان	7,200 تومان
ورق سیاه 10 رول 1500 فولاد سبا	7,630 تومان
ورق سیاه 12 رول 1500 فولاد سبا	7,630 تومان

آخرین قیمت ورق آهن در سایت فولادیوم

امکان دریافت آخرین قیمت آهن، ورق روغن، ورق گالوانیزه، ورق سیاه و ورق رنگی از کارخانه ‌های مختلف ورق روغنی هفت الماس فولاد مبارکه اصفهان، فولاد کاویان، هفت الماس، فولاد غرب و ... دریافت مشاوره تخصصی خرید انواع آهن‌آلات در وب‌ سایت فولادیوم   (fooladiom.com) برای راحتی کاربران می باشد.

لینک کوتاه: asriran.com/002yyx

Detection of very high frequency magnetic resonance could revolutionize electronics

January 27, 2020
University of California - Riverside

A team of physicists has discovered an electrical detection method for terahertz electromagnetic waves, which are extremely difficult to detect. The discovery could help miniaturize the detection equipment on microchips and enhance sensitivity.

Terahertz is a unit of electromagnetic wave frequency: One gigahertz equals 1 billion hertz; 1 terahertz equals 1,000 gigahertz. The higher the frequency, the faster the transmission of information. Cell phones, for example, operate at a few gigahertz.

The finding, reported today in Nature, is based on a magnetic resonance phenomenon in anti-ferromagnetic materials. Such materials, also called antiferromagnets, offer unique advantages for ultrafast and spin-based nanoscale device applications.

The researchers, led by physicist Jing Shi of the University of California, Riverside, generated a spin current, an important physical quantity in spintronics, in an antiferromagnet and were able to detect it electrically. To accomplish this feat, they used terahertz radiation to pump up magnetic resonance in chromia to facilitate its detection.

In ferromagnets, such as a bar magnet, electron spins point in the same direction, up or down, thus providing collective strength to the materials. In antiferromagnets, the atomic arrangement is such that the electron spins cancel each other out, with half of the spins pointing in the opposite direction of the other half, either up or down.

The electron has a built-in spin angular momentum, which can precess the way a spinning top precesses around a vertical axis. When the precession frequency of electrons matches the frequency of electromagnetic waves generated by an external source acting on the electrons, magnetic resonance occurs and is manifested in the form of a greatly enhanced signal that is easier to detect.

In order to generate such magnetic resonance, the team of physicists from UC Riverside and UC Santa Barbara worked with 0.24 terahertz of radiation produced at the Institute for Terahertz Science and Technology's Terahertz Facilities at the Santa Barbara campus. This closely matched the precession frequency of electrons in chromia. The magnetic resonance that followed resulted in the generation of a spin current that the researchers converted into a DC voltage.

"We were able to demonstrate that antiferromagnetic resonance can produce an electrical voltage, a spintronic effect that has never been experimentally done before," said Shi, a professor in the Department of Physics and Astronomy.

Shi, who directs Department of Energy-funded Energy Frontier Research Center Spins and Heat in Nanoscale Electronic Systems, or SHINES, at UC Riverside, explained subterahertz and terahertz radiation are a challenge to detect. Current communication technology uses gigahertz microwaves.

"For higher bandwidth, however, the trend is to move toward terahertz microwaves," Shi said.  "The generation of terahertz microwaves is not difficult, but their detection is. Our work has now provided a new pathway for terahertz detection on a chip."

Although antiferromagnets are statically uninteresting, they are dynamically interesting. Electron spin precession in antiferromagnets is much faster than in ferromagnets, resulting in frequencies that are two-three orders of magnitude higher than the frequencies of ferromagnets—thus allowing faster information transmission.

"Spin dynamics in antiferromagnets occur at a much shorter timescale than in ferromagnets, which offers attractive benefits for potential ultrafast device applications," Shi said.

Antiferromagnets are ubiquitous and more abundant than ferromagnets. Many ferromagnets, such as iron and cobalt, become antiferromagnetic when oxidized. Many antiferromagnets are good insulators with low dissipation of energy. Shi's lab has expertise in making ferromagnetic and antiferromagnetic insulators.

Shi's team developed a bilayer structure comprised of chromia, an antiferromagnetic insulator, with a layer of metal on top of it to serve as the detector to sense signals from chromia.

Shi explained that electrons in chromia remain local. What crosses the interface is information encoded in the precessing spins of the electrons.

"The interface is critical," he said. "So is spin sensitivity."

The researchers addressed spin sensitivity by focusing on platinum and tantalum as metal detectors. If the signal from chromia originates in spin, platinum and tantalum register the signal with opposite polarity. If the signal is caused by heating, however, both metals register the signal with identical polarity.

"This is the first successful generation and detection of pure spin currents in antiferromagnetic materials, which is a hot topic in spintronics," Shi said. "Antiferromagnetic spintronics is a major focus of SHINES."

---

Jing Shi is a professor in the Department of Physics and Astronomy at UC Riverside. Credit: I. Pittalwala, UC Riverside.

---

More information: Spin current from sub-terahertz-generated antiferromagnetic magnons, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-1950-4 , https://nature.com/articles/s41586-020-1950-4

Journal information: Nature

Provided by University of California - Riverside

چند فایده چرت زدن

5 دلیل برای چرت زدن

یک استراحت کوتاه در طول روز می تواند برای سلامت قلب شما مفید باشد.

حتی در بهترین روزها، ممکن است با احساس خستگی مواجه شوید. اگر با کمبود انرژی در میانه روز مواجه می شوید، چرت زدن روشی سالم برای احیای سطوح انرژی و جبران کمبود خواب است.

به گزارش گروه سلامت عصر ایران به نقل از "لیو استرانگ"، به هر دلیل که خواب خوب شبانه را تجربه نکرده باشید، چرتی کوتاه در روز بعد می تواند به بهبود شرایط خلق و خو و سطوح انرژی شما کمک کند.

البته اگر معمولا هنگام شب در به خواب رفتن با دشواری مواجه هستید یا به بی خوابی مبتلا هستید، چرت روزانه می تواند علیه شما وارد عمل شود. چرت روزانه می تواند احتمال خواب آلودگی هنگام شب را کاهش دهد، از این رو، باید به چرخه ای معیوب سلام کنید!

چرت زدن همانند یک حرفه ای

اجازه دهید این گونه در نظر بگیریم که چرت زدن برای شما خوب است. در همین راستا، چرت 20 تا 30 دقیقه ای برای شما کفایت می کند و چرت طولانی‌تر ممکن است موجب احساس سستی و بی حالی در شما شود.

در صورت امکان، هر روز زمانی یکسان را برای چرت زدن انتخاب کنید، از این رو، مغز می داند چه زمانی انتظار خواب و بیداری را داشته باشد. برنامه ریزی چرت روزانه پیش از ساعت دو بعد از ظهر حالت ایده آل است زیرا در خواب شبانه اختلالی ایجاد نمی کند.

البته چرت زدن به معنای آن نیست که لزوما مجبور به خوابیدن باشید. در واقع، مجبور کردن خود به خوابیدن در زمانی مشخص گاهی اوقات می تواند احساس فشار بیش از حد را در انسان ایجاد کند. در عوض، به اتاقی تاریک رفته، دستگاه های خود را خاموش کنید، کفش های خود را درآورید، در وضعیتی راحت دراز بکشید، چشم های خود را ببندید و درباره چیزی دلپذیر و آرامش بخش فکر کنید. اگر به خواب رفتید که فوق العاده است و اگر این گونه نشد، همچنان می توانید از فواید یک استراحت خوب بهره‌مند شوید. در اصل، مهم نیست که چه اتفاقی در این مدت رخ می دهد زیرا در هر صورت با یک بازی برد برد مواجه هستید و احتمالا پس از آن پر انرژی به فعالیت های خود ادامه می دهید. این ذهنیت روشی خوب برای چرت زدن و به طور کلی خوابیدن است.

محافظت از قلب

یک استراحت کوتاه در طول روز می تواند برای سلامت قلب شما مفید باشد. یک مطالعه که در سپتامبر 2019 در نشریه Heart منتشر شد، به بررسی شرایط بیش از 3,600 نفر پرداخت و مشخص شد خطر تجربه یک حمله قلبی یا سکته مغزی در افرادی که یک یا دو بار در هفته چرت می زدند، تقریبا نصف آنهایی بود که هرگز این کار را انجام نمی دادند. پژوهشگران این فرضیه را مطرح کردند که چرت زدن های گاه به گاه می تواند به کاهش استرس کمک کند که این شرایط نیز خطر مواجهه با مشکلات قلبی را کاهش می دهد.  

تقویت سیستم ایمنی

آیا پس از یک دوره خواب ناکافی با احساس ابتلا به بیماری مواجه هستید؟ چرت زدن می تواند برای شما مفید باشد. در مطالعه ای کوچک که در مارس 2015 در نشریه The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism منتشر شد، 11 مرد سالم تنها به دو ساعت خواب شبانه محدود شدند. روز بعد، آنها یا 30 دقیقه هنگام صبح یا بعد از ظهر چرت می زدند یا از این کار منع می شدند. پژوهشگران دریافتند که اگرچه کمبود خواب تاثیر منفی بر برخی نشانگرهای زیستی مرتبط با استرس و عملکرد سیستم ایمنی داشته است، اما چرت زدن می تواند به بازگشت سطوح آنها به شرایط عادی کمک کند.

تیز نگه داشتن ذهن  

مطالعه ای که در فوریه 2019 در نشریه Journal of Sleep Research منتشر شد، نشان داد که چرت زدن پس از یادگیری به مغز در تفسیر بهتر اطلاعات کمک می کند. اساسا، افراد پس از بیدار شدن از بینش و بصیرت بیشتری برخوردار بودند که یک ابزار حل مساله قدرتمند محسوب می شود و ممکن است به کسب آگاهی و رسیدن به نتایجی بهتر کمک کند.

تقویت حافظه

در میان فواید شناختی چرت زدن، تقویت مغز و حفظ اطلاعات از جایگاه بالایی برخوردار است. طی مطالعه ای که در ژانویه 2019 در نشریه Sleep منتشر شد، بزرگسالان جوان اطلاعات آموزشی را فرا گرفته و پس از چرتی یک ساعته یا وقت استراحتی کوتاه به مطالعه ادامه دادند. پژوهشگران دریافتند که چرت زدن به تقویت حافظه کمک کرده است. همچنین، آنهایی که چرت زده بودند، هوشیاری بهتر در ادامه روز را گزارش کردند که به افزایش بهره‌وری آنها منتج شده بود.

تقویت استقامت بدنی

مشخص شده است که چرت زدن نه تنها برای فرایندهای ذهنی مفید است، بلکه اثر مثبتی بر استقامت و عملکرد بدن نیز دارد. طی مطالعه ای در سال 2007 که در نشریه Journal of Sports Sciences منتشر شد، 10 مرد سالم یک سری دوی سرعت را پیش و پس از 30 دقیقه چرت پس از ناهار انجام دادند. رکوردهای زمانی آنها پس از چرت زدن بهتر شده بود. به گفته پژوهشگران، چرت زدن ممکن است بخشی مهم از رژیم ورزشکارانی باشد که طی تمرینات و مسابقات با محدودیت هایی در زمینه خواب مواجه می شوند.

ایران در هوش مصنوعی

ایران جزء کشورهای قدرتمند در هوش مصنوعی

دبیر ستاد توسعه علوم و فناوریهای شناحتی با تاکید بر اینکه هوش مصنوعی نقاط قوت و ضعفی در کشور برای توسعه دارد، گفت: ایران جزء کشورهای قدرتمند در هوش مصنوعی است.

دبیر ستاد توسعه علوم و فناوریهای شناحتی با تاکید بر اینکه هوش مصنوعی نقاط قوت و ضعفی در کشور برای توسعه دارد، گفت: ایران جزء کشورهای قدرتمند در هوش مصنوعی است.

 

دکتر مجید نیلی در خصوص وضعیت کشور در حوزه هوش مصنوعی گفت: واقعیت این است که ایران، در حوزه هوش مصنوعی جزء کشورهای قدرتمند به شمار می رود و این موضوع از حیث علمی، آموزشی و پژوهشی است.

 

وی با تاکید بر اینکه آینده نگری و روشن بینی اساتید و پیشکسوتان برجسته در کشور باعث شده که اکنون جایگاه خوبی در زمینه هوش مصنوعی داشته باشیم، بیان کرد: حدود ۳۰ سال گذشته  استاد ایرانی «کارو لوکس» این رشته هوش مصنوعی را به دانشگاه تهران وارد کرد؛ سیستم های فازی شبکه های عصبی،حسابگری زیستی که مبدع این حوزه هستند. به همین جهت ما پایه قوی در کشور داریم و چه از لحاظ مقالات و آموزش، ما توان فوق العاده خوب و ظرفیت بالایی داریم.

 

به گفته دبیر ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی، با توجه به اینکه حوزه هوش مصنوعی بیشتر در دانشکده های برق و کامپیوتر و تاحدی علوم پایه دنبال می شود. بنابراین می توانیم بگوییم کشور، به لحاظ استفاده از هوش مصنوعی زیر ساخت آماده ای دارد.

 

نیلی تاکید کرد: اما نکته ای که وجود دارد این است که هوش مصنوعی در دنیا در حوزه های دیگری  به کار گرفته شد و جنبه هایی از هوش مصنوعی تقویت شد که ما نیاز به تقویت بیشتری در آن حوزه ها داریم؛ به عنوان مثال در کشور امریکا از هوش مصنوعی بیشتر در سیستم های نظامی و دفاعی استفاده شده به همین دلیل خیلی موارد در این کشورها زود کاربردی شد که ما در این زمینه عقب بودیم و هستیم.

 

دبیر ستاد توسعه علوم شناختی گفت: از طرف دیگر در کشورهایی مثل ژاپن، کره و... هوش مصنوعی در محصولات کاربردی استفاده شده اند. مانند ربات های پیشرفته.

 

وی با تاکید بر اینکه یکی از نقاط ضعف ما این بوده که فضای استفاده از هوش مصنوعی را نداشتیم، بیان کرد: اما در این چند سال اخیر هوش مصنوعی با توسعه «آی سی تی» و اپلیکیشن های موبایل، اینترنت و ...آمدن  مشاغلی مانند تاکسی های اینترنتی، فروش های اینترنتی، بازی ها و ... بازار بزرگ غیر سخت افزاری پیدا کرده. چون این حوزه ها سریعتر در کشور ما رشد می کنند سریع تر کاربردی شده اند.

 

جهش کاربردی شدن هوش مصنوعی در کشور

 

دبیر ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی افزود: امروزه پروژه های دانشجویان ما و پروژه های دانشگاه های ما در راستای انجام فعالیت های هوش مصنوعی در بیزینس های جدید است و این یک جهشی در کاربردهای هوش مصنوعی در کشور ایجاد کرده است؛ نکته ای که وجود دارد این است که سقف پرواز این مدل هوش مصنوعی محدود است و اکنون مقداری انتظارات بیش از حد از آن وجود دارد.

 

وی با اشاره به سطحی از هوش مصنوعی که موجب پیشرفت می شود، بیان کرد: آن چیزی که در آینده هوش مصنوعی جهش ایجاد می کند ایجاد موجودی است که بتواند با  انسان تعامل داشته باشد و بتواند انسان را بفهمد و روی آن تاثیر بگذرد؛ به عبارت دیگر شبیه رفتار انسانی داشته باشد و به جای اینکه ما از آن یاد بگیریم از یک سیستمی استفاده کنیم که ما را بفهمد و سرویس بدهد. این اقدام به جز استفاده از هوش مصنوعی امکان پذیر نیست؛ در این جا بحث های علوم شناختی به شدت مطرح می شود که چگونه می توان سیستم هایی ساخت که انسان را  بفهمد؛ شرایط را درک کند و انتظارات هر فرد را پیش بینی کند و اینکه خلق و خو را تشخیص دهد و متناسب با آن به نیازها پاسخ دهد.

 

دبیر ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی گفت: ما خوشبختانه در این چندساله با توسعه علوم شناختی و توسعه سریع هوش مصنوعی کار را به صورت جدی پیش می بریم؛ قدم های بعدی هوش مصنوعی تنها متکی به داده نیست بلکه طراحی سیستم هایی است که به صورت بر خط با تعامل یاد می گیرند؛ در آن زمینه امیدواریم که بیشتر از قبل موفق عمل کنیم.

 

تحول جدی در هوش مصنوعی تا ۴ سال آینده

 

نیلی در پاسخ به اینکه پروژه هایی که در کشور در زمینه هوش مصنوعی آغاز شده چه زمانی به نتیجه ملموس می رسد، بیان کرد: در حقیقت این موضوع یک فرایند رو به رشد است که هر چند ماهی که جلوتر می رویم اثرات کوچک آن را می بینیم و برداشت این است که در ۳ تا ۴ سال آینده تحول جدی در کشور ایجاد شود.

 

به گفته دبیر ستاد توسعه علوم و فناوریهای شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، نتایج پروژه های هوش مصنوعی را می توان در خیلی موارد استفاده کرد. از سیستم های تعامل تا اقدامات خیلی ساده اینترنتی. اگر فرصتی باشد می توانیم به سمت خودروهای هوشمند نیز برویم.

 

ضرورت تقویت زیرساخت در حوزه هوش مصنوعی

 

وی با تاکید بر اینکه توان موجود و هزینه کرد موجود در حد پتانسیل کشور نیست، خاطر نشان کرد: سیستم های حاکمیتی باید زیرساخت ها را ایجاد کنند در عوض بخش خصوصی منفعت در توسعه این سیستم ها را در نظر بگیرد؛ چون هر چه که از حاصل این دانش به وجود بیاید و کسی نتواند از آن یک اقتصاد دانش بنیان تولید کند آن دانش می میرد؛ بنابراین به عبارت دیگر می باید زیست بوم بخش اقتصاد مقاومتی متکی بر هوش مصنوعی در کشور تقویت شود و این تنها مربوط به بودجه اقتصادی نیست.

 

نیلی افزود: در توسعه استفاده از هوش مصنوعی، مسئله یک سازوکار مهم است که زیست بومی ایجاد شود تا شرکتهای خوبی به وجود بیایند و منفعات آینده شان را به جد در این حوزه درک کنند؛ بنابراین هوش مصنوعی نیاز به سرمایه گذاری و حمایت های جدی است.

 

نقطه قوت و ضعف در حوزه هوش مصنوعی

 

وی با بیان اینکه نقاط قوت ما در حوزه هوش مصنوعی، این است که محققان ما سابقه خوبی در این حوزه دارند و سالهای زیادی است که به آن ورود پیدا کرده اند، گفت: نقطه قوت جدی در این حوزه این است که هوش مصنوعی خیلی متکی بر سخت افزار نیست بنابراین با توجه به اینکه در مسائل سخت افزاری ضعف هایی داریم و این بخش هزینه های اقتصادی سنگینی دارد، نمی تواند مانع پیشرفت هوش مصنوعی شود. هوش مصنوعی بیشتر براساس خلاقیت نیروی انسانی است.

 

وی با اشاره به یکی از معضلات این حوزه افزود: متاسفانه در ایران داده ها از محرمانگی عجیب و بی معنایی برخوردارند  و هر کسی داده دارد آن را موضوع مهمی تلقی می کند، در حالی که یکی از راهکارهای توسعه در این حوزه در اختیار گذاشتن داده برای عموم است، بدین واسطه محققان می توانند روی داده های موجود کشور کار کنند تا با استفاده از هوش خود آن را به منفعت برسانند.

 

دبیر ستاد توسعه علوم شناختی عنوان کرد: در حوزه هوش مصنوعی برای اینکه در حوزه های نرم کار کنیم سیستم های پردازشی و دیتا سنترهای خوب لازم هستند که به اندازه کافی در کشور است و این یکی از نقاط قوت به شمار می رود.

 

وی بیان کرد: اگر می خواهیم آینده اقتصادی جدی در این حوزه ببینیم باید در سیستم هایی مانند شهر هوشمند و خودروهای خودران و ... سرمایه گذاری جدی کنیم البته که دولت هم توان این  سرمایه گذاری ها را به نظر نمی رسد داشته باشد. وظیفه دولت این است که به ایجاد اکوسیستم ها و فضای کسب و کار دانش بنیان کمک کند که اتوماتیک کسانی که از این توسعه ها منفعت می برند حرکتی کنند.

 

وی ادامه داد: البته می بایست حاکمیت هم از پژوهشگران و محققان، دفاع و حمایت کند و صرفا به وارد کردن تکنولوژی نپردازد.

 

اهمیت به هوش مصنوعی با برگزاری چالشهای مختلف در ستاد علوم شناختی

 

دبیر ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی در پاسخ به اینکه آیا ستاد برنامه هایی برای حمایت از طرح ها و پروژه های علوم شناختی دارد یا خیر افزود:  برنامه هایی در قالب حمایت از پایان نامه ها و طرح های پژوهشی داریم؛ اما بنا داریم که چالشهای مختلفی در زمینه های مختلف از جمله هوش مصنوعی برگزار کنیم تا محققان بتوانند طرح های خود را مطرح کنند.

 

منبع:مهر