Exploring Black Holes
Classical mechanics_Point Par_Walter Greiner & S. Allan Brom
مکانیک ایرودوف
انگشت نگاری به وسیله ی نوترون
پژوهشگرانی از انگلستان و فرانسه روشی جدید و بسیار حساس را برای تجسم اثر انگشتِ باقی‌مانده روی سطوح فلزی مانند اسلحه، کارد و پوکه‌های گلوله توسعه داده‌اند. در این شیوه از تغییر رنگ فیلم‌های فلورسنت استفاده می‌شود. این گروه معتقد است که روش آنها می‌تواند برای تکمیل فرایندهای علمی موجود در کشف جرایم مورد استفاده قرار گیرد.
احتمال آنکه دو نفر اثر انگشت یکسانی داشته باشند، در حدود 1 به 64 میلیارد است. به همین دلیل نهادهای اجرای قانون به شواهد مبتنی بر انگشت‌نگاری تکیه می‌کنند. با وجود پیشرفت‌هایی در این روش از قرن نوزدم، تنها حدود 10 درصد تصاویر مربوط به اثر انگشت در صحنه‌ی جرم، از کیفیت کافی برای شناسایی بدون ابهام مجرم به گونه‌ای که برای دادگاه قابل قبول باشد، برخوردار است.
اثر انگشت در اصل رسوب عرق و چربی‌های طبیعی است. روش‌های سنتی انگشت‌نگاری شامل استفاده از پودرهای رنگی، واکنشگرهای شیمیایی یا بیولوژیکی می‌شود که با بقایای اثر انگشت واکنش داده یا به آن می‌چسبند و یک تضاد بصری نسبت به سطح زیرین ایجاد می‌کنند. محدودیت بزرگ این روش آن است که، این بقایا می‌توانند با گذشت زمان یا قرار گرفتن در معرض آب یا سایر مواد، کیفیت خود را از دست بدهند.
فلز بدون روکش
رابرت هیلمن (Robert Hillman) و همکارانش از دانشگاه لستر (University of Leicester)، مؤسسه‌ی ILL (Institut Laue-Langevin) و مؤسسه‌ی ISIS در آزمایشگاه رادرفورد اپلتون (Rutherford Appleton Laboratory)، به جای تمرکز روی خود بقایا، تصمیم گرفتند با سطوح خالی بین شیارهای برآمده‌ی اثر انگشت کار کنند. هیلمن می‌گوید: «تصور کنید بقایای انگشت روی سطح مانند تپه‌های کوچکی باشند. ما تصمیم گرفتیم از فلز بدون روکش در عمق دره‌های موجود بین این تپه‌ها استفاده کنیم.»
به تازگی این گروه آزمایشی با یک پلیمر الکتروکرومیکی انجام داده است که با اعمال ولتاژ الکتریکی تغییر رنگ می‌دهد. هیلمن می‌گوید: «ما از الکتروشیمی برای ته‌نشین کردن پلیمر از محلول مونومر بهره گرفتیم و سپس محلول مونومر را با الکترولیت زمینه جایگزین کردیم.» بقایای نامرئی باقی‌مانده از اثر انگشت انسان، جریان الکتریکی را هدایت نمی‌کند، بنابراین مانند شابلون عمل می‌کند. زمانی که این پلیمر روی اثر انگشت ته‌نشین و ولتاژ اعمال می‌شود، این رسوب چسبناک مانع عبور جریان شده و فیلم را به سمت دره‌ها هدایت می‌کند. این ولتاژ رنگ فیلم را تغییر می‌دهد، تضاد بصری را بهینه می‌کند و یک عکس نگاتیو از اثر انگشت ایجاد می‌کند.
اکنون این پژوهشگران با اضافه کردن مولکول‌های فلورسنت به نام فلوروفور (fluorophore) در این روش یک گام فراتر نهاده‌اند. این مولکول‌ها موجب می‌شوند هنگامی که فیلم در معرض نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرد، نور با رنگ خاصی گسیل کند. هیلمن می‌گوید که این رویکرد پالت رنگ فیلم‌های پلیمری را گسترش می‌دهد و همچنین با امکان تنظیم رنگ‌بندی به‌گونه‌ای که بهترین تضاد ممکن با سطح فلز زیرین را بدست آورد، اجازه‌ی کنترل بیشتری را می‌دهد.
بازتاب نوترون
در این روش مولکول‌های فلورسنت باید کاملاً در فیلم نفوذ کنند، بدون آنکه به سطح فلز زیرین برسند؛ جایی که پدیده‌ی فلورسانس بدتر می‌شود. برای اطمینان از این موضوع، پژوهشگران در ILL و ISIS از روشی موسوم به بازتابندگی نوترونی استفاده می‌کنند که شامل شلیک باریکه‌ای نوترونی به سمت فیلم و اندازه‌گیری نوترون‌های بازتاب شده است. پراکندگی نوترون می‌تواند نسبت به ایزوتوپ‌های خاصی که در نمونه وجود دارند، حساس باشد. برای بهره‌گیری از این موضوع، بخش‌های انتخاب شده‌ای از سیستم به‌وسیله‌ی دوتریوم (ایزوتوپی از هیدروژن)، نشان‌دار می‌شود و اندازه‌گیری‌هایی جهت تعیین شرایط ایده‌آل برای بکارگیری مولکول‌های فلورسنت انجام می‌شود.
این پژوهشگران معتقدند که روش جدید انگشت‌نگاری بسیار حساس بوده و تنها با مقادیر کوچکی از بقایای اثر انگشت قابل انجام است؛ بسیار کمتر از مقداری که برای روش‌های معمول مورد نیاز است. هیلمن معتقد است که این شیوه‌ی جدید همچنین جهت ترکیب با روش‌های موجود، که اغلب شامل جانشینی واکنشگرها به منظور آشکارسازی اثر انگشت می‌باشد، مناسب است. اگر این واکنشگرها در شناسایی با شکست مواجه شوند، مناطق سطحی خالی هم‌چنان جهت ته‌نشینی پلیمر آزاد خواهند بود.
پل کلی (Paul Kelly) از دانشگاه لوفبورو (Loughborough University) انگلستان که سهمی در این پروژه نداشته است، می‌گوید که با وجود مزیت‌های روش جدید، محدودیت‌هایی نیز برای استفاده از آن وجود دارد. زیرا تنها روی نمونه‌های فلزی کار می‌کند. او می‌گوید: «این قطعاً راه‌حل جامعی برای همه‌ی مسائل انگشت‌نگاری محسوب نمی‌شود. اما پیشرفت‌های بیشتری که در آخرین مرحله‌ی کار مورد بحث قرار گرفته است، با توجه به کاربرد در مواردی نظیر کارد و پوکه‌های گلوله، به‌خوبی دلالت بر امکان به حداکثر رسیدن ظرفیت این روش در آینده دارد.»
او می‌افزاید: «در حالی که دانشمندان روش‌های جدید انگشت‌نگاری را توسعه می‌دهند، در پایان نوبت پزشکان نهاد پزشکی قانونی است که میزان توانمندی و کارایی آنها را ارزیابی کنند.»
منبع:PSI
تخم پرنده ای که خودش سطحش را تمیز می کند
پژوهشگری
با ریختن غیرعمدی ظرفی از آب، متوجه شد که تخم گونه‌ای از پرندگان
خود‌به‌خود تمیز می‌شود. او ساختار میکروسکوپی سطح تخم را مورد بررسی قرار
داده و به تحلیل جالبی از نتایج رسیده است.
گونه‌ای از پرندگان به نام گوئیلمت‌ها
این پروژه با یک تصادف آغاز شد. 4 سال پیش استیون پورتوگال (Steven Portugal) در دانشگاه بیرمنگام، در حال مطالعه‌ی چگونگی تکامل رنگ و ساختار تخم پرندگان بود. روزی او هنگام خم شدن به سمت میز کار خود، به طور تصادفی ظرفی بزرگ از آب‌مقطر را روی جعبه‌ای پر از تخم پرندگان خالی کرد.
او می‌گوید: «اول فکر کردم که اوه، من ظرفی پر از آب را وارونه کردم. اما فکر دوم این بود که چرا آن تخم بسیار عجیب به نظر می‌رسد؟»
روی بیشتر تخمها، قطره‌ها پهن شده و به صورت رگه‌هایی از آب جاری می‌شدند؛ همان‌گونه که روی اکثر سطوح این اتفاق می‌افتد. تنها روی یک تخم، قطره‌ها به شکل کره‌های تقریباً کاملی درآمده بودند. او ضربه‌ای به این تخم زد. قطره‌ها شروع به جاری شدن کردند اما شکل خود را تا پایان مسیر حفظ کردند. شما می‌توانید مشابه همین اثر را روی بسیاری از سطوح طبیعی دیگر ببینید مانند برگ‌های نیلوفر آبی (lotus plant)، گیاه کوزه‌ای (pitcher plant) یا سطح بدن حشره‌ی دم فنری (springtail). آنها در دفع آب بسیار خوب عمل می‌کنند. اصطلاح تخصصی آن اَبَر‌‌‌‌آب‌گریزی (superhydrophobic) است که قطره‌ها از پهن شدن روی سطح آنها امتناع می‌کنند.
این تخم متعلق به گونه‌ای از پرندگان دریایی به نام گوئیلِمُت‌ها (guillemot) بود که در سراسر انگلستان، شمال اروپا و شمال اقیانوس آرام یافت می‌شوند. آنها در ظاهر شبیه پنگوئن هستند، در مناطق صخره‌ای و به صورت دسته‌جمعی لانه‌سازی می‌کنند.
در
ابتدا پورتوگال قصد داشت طبیعی بودن این تخم را بررسی کند. برای انجام این
کار، او زاویه‌ای که یک قطره‌ی آب هنگام قرار گرفتن روی تخم می‌ساخت،
اندازه گرفت. هر چقدر اندازه‌ی زاویه‌ی تماس بزرگتر می‌شد، میزان کروی بودن
قطره نیز بیشتر شده و دافعه آب توسط سطح افزایش می‌یافت (شکل زیر را
ببینید). این زاویه برای دفع کامل 180 درجه و برای جذب کامل صفر درجه بود.
زاویه‌ی تماس برای این تخم به 120 درجه می‌رسید؛ کمتر از گیاه نیلوفر آبی و
بیشتر از سایر تخمها که این زاویه برای آنها بین 60 تا 100 قرار داشت.
آب
توسط برگ‌های نیلوفر آبی دفع می‌شود. زیرا سطح آن با گل‌میخ پوشیده شده
است (شکل زیر را ببینید) که این باعث می‌شود بسته‌هایی از هوا بین آنها به
دام بیفتد. تخم گوئیلمت‌ها به طور مشابهی عمل می‌کند. زمانی که پورتوگال
پوسته‌ی تخمها را با یک میکروسکوپ قدرتمند مورد مطالعه قرار داد،
چشم‌اندازی ناهموار از کوه‌ها و دره‌ها در ابعاد میکروسکوپی دید. او
می‌گوید: «مانند هیمالیا به نظر می‌رسید. صدها مخروط کوچک که بالای هر کدام
مخروط‌های کوچکتری وجود داشت. بسیار شبیه آن چیزی که روی برگ نیلوفر آبی
می‌بیند. آب به‌جای آنکه در سطوح بین مخروط‌ها جمع شود، روی نوک آنها قرار
می‌گرفت.»
آیا این ساختار تنها مختص گوئیلمت‌هاست؟ پورتوگال پوسته‌ی تخم 450
گونه‌ی مختلف از پرندگان را که هر کدام جداگانه در بریتانیا تولید مثل
می‌کنند، مورد مطالعه قرار داد. او می‌گوید: «این ساختار در هیچ‌کدام آنها
وجود نداشت. من نتوانستم هیچ مورد مشابهی در سایر تخمها پیدا کنم. تنها
استثنا مربوط به سایر گونه‌های گوئیلمت‌ها بود.»
پورتوگال می‌گوید: «این کار مشابه 4 سال ماموریت شرلوک هولمز در تلاش برای کشف عملکرد این ساختارها بوده است.» او به طور سیستماتیک تفسیرهای ممکن را رد می‌کرد. برای مثال او می‌دانست که خانواده‌ی گوئیلمت‌ها هنگامی که در لانه هستند، تخمها را روی پاهای خود قرار می‌دهند. شاید این مخروط‌ها در اثر افزایش اصطکاک بین آنها و پای پرنده، مانع غلت خوردن تخمها شوند.
اما این نامحتمل به نظر می‌رسد. چرا که پنگوئن‌های امپراطور نیز روی تخم‌های خود می‌خوابند و پوسته‌ی تخم آنها هیچ شباهتی با تخم گوئیلمت‌ها ندارد. او حتی موفق شد پاهایی از این پرندگان مرده را بدست آورد و اصطکاک بین آنها و تخم‌های متناظرشان را به وسیله‌ی ماشینی اندازه‌گیری کند. اما آنها دوام نیاوردند.
گوئیلمت‌ها در گروه‌های چند‌هزارتایی لانه‌سازی می‌کنند و هر پرنده ظاهراً می‌تواند تخم خود را از میان انبوه مجاور آن تشخیص دهد. این در مورد سایر پرندگان دریایی بریتانیا صدق نمی‌کند. پورتوگال می‌خواست بداند که آیا سطح تخم گوئیلمت‌ها ممکن است بتواند نور را به شیوه‌ای منعکس کند که هر کدام از آنها را منحصر به فرد سازد. اما پس از اندازه‌گیری بازتابش‌های بسیاری، او نتوانست گواهی برای آن پیدا کند.
سرانجام او تفسیرهای احتمالی را به دو بخش تقسیم کرد: بخش اول و شاید بدیهی‌ترین اینکه مخروط‌های دفع‌کننده‌ی آب، تکامل پیدا کرده‌اند تا آن را دفع کنند. این پرندگان روی صخره‌ها لانه‌سازی می‌کنند و بنابراین به‌طور منظم به‌وسیله‌ی افشانک‌های آب دریا (sea spray) به این تخمها آب پاشیده می‌شود. این مخروط‌ها کمک می‌کنند تا آنها خشک باقی بمانند. دوم اینکه این تخمها خود را تمیز می‌کنند. هنگامی‌که قطره‌های کروی آب از روی آنها سر می‌خورند، کثیفی و میکروب‌ها را با خود حمل می‌کنند.
هر دو ویژگی حائز اهمیت هستند. زیرا این گونه از پرندگان لانه‌های خود را به‌طور مناسب نمی‌سازند. آنها مستقیماً روی سنگ‌های برهنه قرار می‌گیرند. او می‌گوید: « تخمها به‌وسیله‌ی افشانک و نمک دریا، مدفوع والدین و دوستان پوشیده می‌شود. در حقیقت آنها از تمیزترین پرندگان محسوب نمی‌شوند.»
همه‌ی
تخمها باید گازها را از طریق پوسته‌ی خود مبادله کنند. بنابراین جنین
باید بتواند اکسیژن گرفته و دی‌اکسید کربن را پس دهد. آنها همچنین باید
به‌اندازه‌کافی آب از دست دهند تا کیسه‌ی هوا تولید کنند به‌گونه‌ای که
جوجه‌ی در حال رشد بتواند قبل از بیرون آمدن از تخم، نفس بکشد. اگر تخمها
به‌وسیله‌ی نمک، کثیفی یا مدفوع پوشیده شوند، جوجه‌ها خواهند مرد.
از میان بسیاری از پرندگان دریایی نظیر کبوتر دریایی، طوطی دریایی و غیره، تنها تخم‌های این گونه است که به دلیل نبود آشیانه‌ی مناسب نیاز به تمیز کردن سطح آنها وجود دارد.
اکنون پورتوگال در کالج سلطنتی دامپزشکی (Royal Veterinary College) در حال نوشتن کشفیات خود برای انتشار است و کار خود را در نشست سالیانه‌ی زیست‌شناسی تجربی در والنسیا ارائه کرده است. او علاقمند است تا بداند همکارانش در مورد فرضیات او چه عکس‌العملی نشان می‌دهند که تاکنون این بازخورد مثبت بوده است. او در پایان می‌افزاید: «مردم به‌وسیله‌ی این سطوح هیپنوتیزم شده‌اند. شما به تخم پرندگان نگاه می‌کنید و تصور می‌کنید که آن فقط یک تخم است. اما شما انتظار ندارید که آنها چنین ساختار پیچیده‌ای داشته باشند.»
منبع:PSI
اولین سیاره فرا زمینی مشاهده شده
تلسکوپ فضایی هابل نور مرئی ساطع‌شده از سیاره‌ای فراخورشیدی را آشکارسازی کرد. HD 189733 b که در سال 2005 کشف شد، یکی از سیارات خارج از منظومه شمسی است که اخترشناسان به خوبی آن را مطالعه کرده‌اند. این سیاره به دور ستاره‌ای در مجمع‌الکواکب والپکولا (یا روباه) که 19 پارسک (حدود 62 سال نوری) از آن فاصله دارد، می‌چرخد. تلاش‌های پیشین منجمان برای مشاهده‌ی این سیاره بر نور مادون قرمز ساطع‌شده از آن، که برای چشم انسان غیرمرئی است، متمرکز بود.
دسامبر سال گذشته، تام ایوانز اخترشناسی از دانشگاه آکسفورد بریتانیا و همکارانش، از تلسکوپ فضایی هابل برای مشاهده‌ی این سیاره و ستاره‌ی والدش استفاده کردند. قدرت تفکیک نوری هابل به قدری نیست که بتوان این سیاره را به صورت نقطه‌ای نورانی، مجزا از ستاره‌اش «دید»، بلکه این تلسکوپ، نوری را که از هر دوی این‌ها دریافت کرده، به صورت منبع نور نقطه‌ایِ واحدی ترکیب می‌کند. برای جدا کردن نور حاصل از سیاره، ایوانز و همکارانش منتظر ماندند تا سیاره در طول چرخش خود به سمت پشت ستاره حرکت کند، در آن هنگام سدی در برابر نور سیاره ایجاد شد و آنها توانستند تغییرات در رنگ نور را بررسی کنند.
طیف‌سنجی که بر هابل نصب شده، نور ساطع‌شده از این منبع نور را در محدوده‌ی طول موج زرد تا فرابنفش آشکارسازی کرد. هنگامی که سیاره پشت ستاره‌اش قرار داشت، میزان نور آبی مشاهده‌شده کاهش یافت، در حالی که سایر رنگ‌ها بدون تغییر ماندند. این موضوع نشان داد نوری که توسط اتمسفر سیاره بازتاب داده می‌شود و ستاره مانع از رسیدن آن به تلسکوپ است، آبی است. این تیم یافته‌های خود را در مقاله‌ای در Astrophysical Journal Letters در تاریخ 1 آگوست گزارش کرد [1].
آلان باس، اخترشناسی از مؤسسه‌ی علوم کارنگی واشنگتن می‌گوید: «اولین باری است که این کار برای طول موج‌های نوری انجام شده است». «این یک دور قدرت‌نمایی است». میزان نور مرئی منعکس‌شده توسط یک سیاره معمولاً در مقایسه با نوسانات نوری ستاره‌اش کوچک است و این تفاوت موجب می‌شود تمایز آن دو از هم دشوار باشد. خوشبختانه HD 189733 b نسبت به سایر سیارات فراخورشیدی بزرگ است و به قدر کافی روشن است.
نقطه آبی نه چندان کم‌رنگ
اگرچه به نظر می‌رسد رنگ این سیاره، سایه‌ی اقیانوسی عمیق باشد، اما بعید است آب به شکل مایع در آن موجود باشد. این سیاره فراخورشیدی، همانند مشتری، کره غول‌پیکری از گاز است و پیش از این اغلب در نقاشی‌ها به رنگ قهوه‌ای و قرمز کشیده می‌شد.
رنگ آبی آن ممکن است ناشی از ابرهای مملو از ذرات انعکاس‌گر حاوی سیلیکون و قطرات باران شبیه به شیشه‌ی گداخته آن باشد. گواه این ایده ادعایی است که در سال 2007 زمانی که هابل عبور این سیاره را از جلوی ستاره‌اش مشاهده کرد، عنوان شد و آن اینکه: به نظر می‌رسد نور ستاره از میان مه‌ای از ذرات عبور کرده باشد [2].
ایوانز چنین بیان داشت: «بهترین نظریه‌ی ما بر لایه‌ای از ابرها در عمق اتمسفر سیاره اشاره دارد». ابرها در ارتفاعات بالا به سادگی هر نوری را به فضا بازمی‌تابانند و موجب می‌شوند سیاره سفید به نظر برسد. نوری که در ارتفاعات پایین‌تر توسط ابرها منعکس می‌شود، ممکن است از لایه‌ای از سدیم عبور کند، که به طور گزینشی نور قرمز را جذب می‌کند، اما به نور آبی اجازه می‌دهد فرار کند.
اما ابرها تنها توجیه احتمالی این رنگ آبی نیستند. جاناتان فورتنی، اخترشناسی از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز می‌گوید: «به نظر می‌رسد رنگ سیاره مطابق با پراش نور توسط مولکول‌های هیدروژن موجود در اتمسفر باشد».
منبع:PSI
سیاهچاله راه شیری
بنا بر شماری از مشاهدههای
تازه، یک ابر گازی بدفرجام دارد با سیاه‌چاله‌ی بزرگ ِ میانه‌ی راه‌شیری
برخورد می‌کند. ستاره‌شناس‌ها انتظار دارند این ابر دست‌نخورده نماند؛ و
بعید است که بتواند در برخوردش با سیاه‌چاله‌ی میانه‌ی که‌کشان، جان سالم
به در ببرد.
ستاره‌شناس‌ها، این ابر گازی را که G2
خوانده‌می‌شود، در دسامبر ۲۰۱۱ مشاهده کرده و دریافتند که گردش آن
می‌تواند، تا نیمه‌ی ۲۰۱۳، به سیاه‌چاله‌ی میانه‌ی راه‌شیری بسیار نزدیک‌ش
کند. نوزده ماه پیش، گرانش بالای سیاهچاله که حدود 4.3 میلیون برابر
خورشید جرم دارد، این ابر گازی را مانند خمیر پاستا کشیده و می‌چلاند.
تصویرهایی
که در آوریل، Very Large Telescope، در شیلی، گرفته‌است، نشان می‌دهند که
جبهه‌ی G2، دور سمت دورتر سیاهچاله پف کرده‌است. استفان گیلسان از گروه
فیزیک-فضای موسسه‌ی ماکس پلانک در Garching آلمان،
می‌گوید: «چنین به چشم می‌آید که ابر گازی از سمت ما به درون سیاهچاله
سقوط می‌کند» ... «البته برخی مواد هم که به دور سمت تیره‌ی سیاهچاله تاب
می‌خورده‌اند و اکنون به سوی ما می‌آیند.»
گیلسان می‌گوید: «اگر این ابر را چون یک ترن هوایی در
نظر بگیریم، نخستین واگن به دور سیاهچاله تابیده‌است.» ... «بخش اصلی ترن
هنوز در راه است.»
ابر گازی با تندی ۳۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه، یا با صد
برابر تندی چرخیدن زمین به دور خورشید و یا یک‌صدم تندی نور، در فضا
پیش‌می‌رود. سیاهچاله، تنها در چند ماه، نه تنها آن را به این تندی رسانده
که به اندازه‌ی ۱۸۰ درجه حرکت جبهه‌ی آن را چرخانده‌است. این یافته‌ها در Astrophysical Journal آمده‌اند.
گیلسان و گروهش همچنین دریافته‌اندکه سیاهچاله، در سال گذشته G2 را تا
دوبرابر اندازه‌ی خودش کش آورده‌است. پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که
توده‌ی این ابر، تا سال آینده، به کم‌ترین فاصله‌اش از سیاهچاله نمی‌رسد.
در آن زمان تمام تلسکوپ‌ها در سرتاسر دنیا به سوی مرکز که‌کشان
خواهند‌چرخید تا آن نمایش شگفت‌انگیز را مشاهده کنند.
دمتروییس گیانوییس، ستاره‌شناسی در دانشگاه Purdue، در Lafayette غربی ِ ایندیانا، انتظار ندارد که G2
در برخوردش با سیاه‌چاله‌ی میانه‌ی که‌کشان جان سالم به در ببرد. او
می‌گوید که احتمالا این ابر آن‌قدر کش می‌آید که دیگر کاملا محو می‌شود.
اما بقایایش، در چند دهه‌ی آینده، دست آخر، به درون سیاهچاله جمع شده و یک
درخشش کم‌نظیر خواهیم دید؛ به نقطه‌ی بی‌بازگشت می‌رسند. او می‌گوید:
«واپسین پژواک مرگ این ابر خواهد بود.»
منبع:PSI
مشاهده تپ اختر های پرتو گاما پیش از رخداد صاعقه
پژوهشگران ژاپنی دریافته‌اند که به فاصله‌ی چندصد میلی‌ثانیه پیش از رخداد هر آذرخشی، گسیل پرتوهای گاما افزایش می‌یابد.
تاکنون
بهترین پژوهش‌ها درباره‌ی پرتوهای گامایی که در دقایقی پیش از رخداد
آذرخش تولید می‌شوند را فیزیکدانان ژاپنی انجام داده‌اند. علاوه‌براین،
این گروهی پژوهشی برای نخستین‌بار فرآیند گسیل پرتوی گاما را مشاهده کرده
است، که به صورتی ناگهانی و درست در کسری از ثانیه پیش از لحظه‌ی رخداد
آذرخش، پایان یافته است. این یافته‌ها داده‌های مهمی درباره‌ی
شتاب‌دهنده‌های جوی به دست می‌دهد که در فرآیند تولید پرتوهای گاما و
آذرخشی که ما در آسمان می‌بینیم، نقش دارند.
مدتی‌ست فیزیکدانان می‌دانند که گاهی به هنگام روشن‌شدن جرقه‌های آذرخش، پرتوهای گاما نیز تولید می‌شوند. درواقع در طول 30 سال گذشته، گسیل تپ‌هایی از پرتو گاما از ابرهای تُندری مشاهده شده که طول مدت این پالس‌ها بین چند میلی‌ثانیه و چند دقیقه متغیر بوده است. بیشتر پژوهشگران بر این باورند که دو گونه انفجار گاما وجود دارد: انفجارهایی که طول مدت آنها بسیار کوتاه بوده اما انرژی انفجار بیشتر است و هم‌زمان با آذرخش رخ می‌دهد، و نیز انفجارهایی با مدت‌زمان بیشتر و انرژی کمتر که گاهی هیچ آذرخشی در پی ندارند. گرچه تصور بر این است که هر دو گونه‌ی این انفجارها هنگامی رخ می‌دهند که ذرات باردار، توسط میدان‌های الکتریکی بسیار قوی که در ابرهای تندری تولید می‌شود، شتاب می‌گیرند. اما سازوکار یا سازوکارهای دقیقی که در ساخت این انفجارها نقش دارند هنوز هم‌چون رازی باقی مانده‌اند.
اول گسیل پرتوهای گاما، سپس رخداد آذرخش
در سال 2010 آزمایشی با عنوان «رصد پرتوهای گاما از ابرهای تندری زمستانی (به اختصار GROWTH)» در نیروگاه هسته‌ای Kashiwazaki-Kariwa
انجام شد. این آزمایش شامل چندین آشکارساز پرتو گامای متفاوت بود که هر یک
از آشکارسازها، با یک آشکارساز پلاستیک جفت شده و با هم کار می‌کردند.
وجود آشکارسازهای پلاستیک این اطمینان را می‌داد که ذرات بارداری هم‌چون
میون‌ها، با پرتو گاما اشتباه گرفته نمی‌شوند. این سامانه پرتوهای گامایی
آشکارسازی کرد که انرژی آنها بین 40 کیلوالکترون‌ولت (40 keV) و 30 مگاالکترون‌ولت (30 MeV) بود. در آخرین پژوهش، هاروفومی سوشیا (Harufumi Tsuchiya) از آزمایشگاه اخترفیزیک انرژی‌های بالای RIKEN به همراه همکارانش از چندین موسسه‌ی پژوهشی دیگر، داده‌های گردآوری شده در آزمایش GROWTH را بررسی کردند.
یک شب طوفانی
در ساعت 9:30 عصر روز 30 دسامبر سال 2010 اعضای این گروه پژوهشی دریافتند که نرخ آشکارسازی پرتوهای گاما در آزمایش GROWTH افزایش یافته است. در طول سه دقیقه پس از آن، شیوه‌ی افزایش این نرخ چنان بود که با مشاهدههای پیشین درباره‌ی طولانی‌تر شدن گسیل پرتوهای گاما از ابرهای تندری، هم‌خوانی داشت. اما درست در لحظه‌ای که آشکارسازهای اپتیکی موجود در آزمایش، رخداد آذرخش را به ثبت رساندند، به صورت ناگهانی و در مدت 800 میلی‌ثانیه، نرخ آشکارسازی پرتو گاما کاهش یافته و به میزان پس‌زمینه و همیشگی خود رسید.
این انفجارها درست یک ثانیه پیش از رخداد آذرخش پایان گرفت و این به خودیِ خود، یک هم‌خوانی باورنکردنی را به نمایش می‌گذاشت، گویی این دو پدیده به یکدیگر پیوند خورده‌اند. بازبینی داده‌های ثبت‌شده‌ی هواشناسی نیز نشان داد که به هنگام ثبت این رخداد، تا شعاع 5 کیلومتری محل انجام آزمایش هیچ جرقه‌ی آذرخشِ دیگری مشاهده نشده است. اعضای این گروه همچنین دریافتند که هم‌زمان با دگرگون‌شدنِ تپ‌های گاما در طول زمان، میانگین انرژی پرتوهای گاما نیز افزایش یافته است. به عنوان نمونه در پالس‌های دریافتی، شمار فوتون‌هایی که انرژی آنها بیش از 10 MeV بوده، به مدت دو دقیقه در حال افزایش بوده است.
ناحیه‌ای کوچک برای شتاب‌گیری ذرات
این گروه پژوهشی به دلیل بهره‌گرفتن از چندین آشکارساز، توانایی آن را داشتند که محل تشکیل پرتوهای گاما را نیز شناسایی کنند. آنها دریافتند که فوتون‌هایی که انرژی‌شان بیش از 10 MeV است در ناحیه‌ای به گستردگی 180 متر درون ابرهای تندری تشکیل می‌شوند. این یافته نشان می‌دهد که تشکیل پرتوهای گاما در ناحیه‌ای صورت می‌گیرد که گستردگی آن نسبت به ابعاد خودِ ابر، نسبتاً کوچک است. به علاوه تاخیر 800 میلی‌ثانیه‌ای که میان لحظه‌ی پایان‌یافتن تپ‌های پرتو گاما و رخداد آذرخش وجود دارد، حاکی از آن است که آذرخش از نقطه‌ای کمی دورتر از محل شتاب‌گیری ذرات، سرچشمه می‌گیرد. گرچه سازوکاری که شتاب‌گیری ذرات و گسیل پرتوهای گاما را به رخداد آذرخش مربوط می‌کند، هنوز ناشناخته است.
منبع:PSI
نیروی جاذبه برخواسته از تابش جسم سیاه
برخلاف
تصور رایج، تابش میدان الکترومغناطیسی علاوه بر رانش، قابلیت ربایش اتم‌ها
را نیز دارد. این نیروی جاذبه قابل توصیف توسط اثر اشتارک است. اما به
دلیل افت سریع این نیرو با فاصله، اندازه‌گیری آزمایشگاهی آن یکی از چالش‌های پیشِ رو خواهد بود.
تابش جسم سیاه می‌تواند نیرویی جاذبه بین اجسام کوچک ایجاد نماید. این جمله ادعای فیزیکدانی از دانشگاه Innsbruk (اتریش) است؛ کسی که قدرت این نیروی جدید را بین توده کوچکی از غبار و اتم هیدروژن محاسبه کرده است. گروه ایشان بر این باورند که این نیرو در وضعیت‌هایی می‌تواند از نیروی گرانش مهم‌تر باشد؛ به این معنی که حضور این نیرو می‌تواند اثرات مهم‌تری روی رفتار توده گازها و غبارها در فضا داشته باشد.
ربایش اجسام بوسیله تابش الکترومغناطیسی (موج الکترومغناطیسی با این خاصیت «باریکه ردگیر» نامیده می‌شود) پیشینه طولانی در داستان‌های علمی-تخیلی داشته است. با وجود علاقه فیزیکدانان برای ساختن دستگاه‌های تخصصی با چنین مکانیزمی، چنین دستگاهی بایستی بر چالشی بنیادی فائق آید؛ اینکه هر ذره جذب کننده فوتون پس زده می‌شود نه اینکه جذب شود.
تابش
می‌تواند به دو صورت روی اتم تاثیر بگذارد. هر فوتون با انرژی مشخص
می‌تواند الکترون را به حالت اتمی برانگیخته (حالتی با تراز انرژی بالاتر)
ارتقا دهد. همچنین به محض جذب فوتون توسط اتم، اتم تکانه فوتون را نیز جذب
می‌کند. این تکانه، اتم را دور از منبع نور پس می‌زند؛ در نتیجه فشار
تابشی میدان الکترومغناطیسی را خواهیم داشت. به بیان دقیق‌تر میدان
الکتریکیِ نور (موج الکترومغناطیسی) باعث کمی تغییر در ترازهای انرژی اتم
خواهد شد؛ این پدیده اثر اشتارک نامیده می‌شود. در حالی که انرژی برخی
حالات برانگیخته زیاد می‌شود انرژی حالت پایه، معمولا، کم می‌شود.
جذب شده به تابش
طبق گفته بالا، در نتیجه اثر اشتارک، کاهش انرژی ترازهای پایه را خواهیم داشت. هنگامی که یک اتم به واسطه برانگیزش یکی از الکترون‌هایش برانگیخته می‌شود، انرژی کل اتم کاهش پیدا می‌کند، چرا که سایر الکترون‌های اتم در حالت پایه قرار دارند. تابش شدیدتر، میدان الکترومغناطیسی قوی‌تری بوجود می‌آورد. به همین دلیل جابه‌جایی ترازهای انرژی به دلیل اثر اشتارک بیشتر خواهد بود. بنابراین تمایل طبیعی اتم‌ها برای کمینه کردن انرژی‌شان نیرویی جاذبه به سمت منبع تابش تولید می‌کند. این نیرو در «موچین‌های اپتیکی» برای به دام انداختن اتم‌ها در یک کانون لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هلموت ریتش Helmut Ritsch فیزیکدانی نظری از دانشگاه Innsbruk توضیح می‌دهد که این پروژه در نتیجه یک گفتگو با همسرش مونیکا-ریتش مارت (Monika-Ritsch Marte) شکل گرفت؛ مارت فیزیکدانی بیوپزشک است که در دانشگاه علوم پزشکی Innsbruk روی
موچین‌های اپتیکی تحقیق می‌کند. آنها تعمق کردند که آیا نوری با طیف وسیع
می‌تواند یک پتانسیل اپتیکی جاذب ایجاد کند یا خیر. ریتش می‌گوید: «اکثر
مردم در نگاه اول به این سوال پاسخ منفی می‌دهند». این زوج به همراه ماتیاس سونلِیتنر (Matthias Sonnleitner)
در قالب یک گروه تحقیقاتی، بر آن شدند تا امکان وجود چنین پتانسیلی را
برای تابش جسم سیاه (وسیع‌ترین طیف موج الکترومغناطیسی قابل تصور) مورد
مطالعه و بررسی قرار دهند.
سهم اشتارک
تابش جسم سیاه گسیل شده از یک شیء، شامل طیف وسیعی از فرکانس‌ها است. بنابراین انرژی‌های مورد نیاز فوتون‌ها برای برانگیخته کردن یک اتم وجود دارد؛ این فوتون‌ها نیرویی دافعه به اتم وارد می‌کنند. علاوه بر این انرژی‌های مورد نیاز برای اکثر گذارهای اتمی معمول، حداقل در عناصر سبک‌تر که اکثر جهان را تشکیل می‌دهند، متناظر با فرکانس‌های فوتونی در ناحیه مرئی و یا فرابنفش طیف الکترومغناطیسی است. جسم‌های سیاه در دمای پایین‌تر از ۶۰۰۰ درجه کلوین (دمای سطح خورشید)، بخش عمده‌ای از تابش‌شان را به عنوان فوتون‌های زیرقرمز گسیل می‌کنند. از آن جایی که انرژی این فوتون‌ها کمتر از انرژی مورد نیاز برای انجام گذارهای الکترونی است، فوتون‌های زیرقرمز جذب نمی‌شوند و در نتیجه فشار تابشی برای میدان الکترومغناطیسی ایجاد نمی‌شود. اما، این فوتون‌ها در تولید نیروی جاذبه ایجاد شده توسط اثر اشتارک سهم دارند. بنابراین، در اکثر فرآیندهای واقعی (از جهت فیزیکی) چنین نیروی جاذبه‌ای تحت عنوان «نیروی اپتیکی جسم سیاه» بزرگتر از فشار تابشی میدان الکترومغناطیسی است.
این
نیرو با افزایش فاصله به سرعت از بین می‌رود، از این رو محققان معتقدند
اندازه‌گیری این نیرو در آزمایشگاه چالشی بزرگ است. اگرچه در دماهای کمتر
از هزاران کلوین فشار تابشی مهم نمی‌باشد، اما اشیاء در چنین دماهایی به
اندازه کافی گرم هستند تا به شکل قابل توجه تابش کنند. به هر حال، تحت
شرایط اخترفیزیکی خاص، این نیرو نقشی کلیدی بازی می‌کند. در سامانه‌ای از
ذرات بسیار سبک، چنین نیروی جاذبه‌ای نقش مهم‌تری نسبت به نیروی گرانش
دارد. برای مثال، مدل‌سازی ابری از غبار میان سیاره‌ای، مقیاس ذرات غبار در
حد میکرومتر و دمای توده ۱۰۰ کلوین، نشان می‌دهد پتانسیل جسم سیاه روی
سطحش ۱۰۰ میلیون بار از پتانسیل گرانشی بیشتر است.
بازخورد اخترفیزیکی
هلموت ریتش به جستجو جهت دستیابی به جزئیات این مدل در سناریوهای گوناگون امیدوار است. او می‌گوید: «ما از انجمن اخترفیزیکدانان بازخورد‌های زیادی دریافت کرده‌ایم». او ادامه می‌دهد، «آنها تعدادی سناریو پیشنهاد کرده‌اند که ما باید آنها را بررسی کنیم».
مایلز پاگت ((Miles Padget فیریکدانی در زمینه نورشناخت (اپتیک) از دانشگاه Glasgow به این موضوع علاقه‌مند است. او می‌گوید: «فکر می‌کنم چنین پژوهشی دوست داشتنی است». او می‌گوید: «چنین مکانیزمی کاملا متفاوت با چیزی است که تاکنون در انجمن فیزیکدانان در ارتباط با گیراندازی اپتیکی اتم‌ها مورد بحث قرار گرفته است». او معتقد است که تحت خلا شدید و در مقیاسی کوچک ممکن است کنترل این نیرو ،مستقیما در آزمایشگاه فراهم شود.
همچنین فیزیکدان نظری آندری درویانکو (Andrei Derevianko) از دانشگاه Nevada
می گوید، در اصل، این اثر جاذبه از تابش میدان الکترومغناطیسی در نظریه
شناخته شده بود و در عمل در موارد خاصی مورد استفاده قرار گرفته است. با
این حال درک تمام مفاهیم و تعابیر چنین مکانیزمی می‌تواند نتایج مهمی داشته
باشد.
منبع:PSI
یونش یک ملکول بعد از برخورد فوتون با آن
یونش
یک مولکول پس از برخورد فوتون با آن، بسیار سریع رخ می‌دهد؛ آن‌قدر سریع
که تاکنون قادر به ثبت و مطالعه این لحظه نبوده‌ایم. اکنون پژوهشگرانی در
آلمان توانسته‌اند با ابداع روشی این لحظات را با دقت فراوان ثبت کنند.
فوتوسنتز و جراحی لیزر درصورتی بهتر درک و کنترل می‌شوند که بتوانیم از لحظه برخورد ابتدایی فوتون‌ها به مولکول‌ها عکسبرداری کنیم. پالس لیزری آتوثانیه (10-18 ثانیه) مطالعه لحظه بعد از یونش یک مولکول را ممکن ساخته، اما هنوز هم درک آن‌چه قبل از برخورد رخ داده، یعنی وقتی مولکول هنوز خنثی و دست‌نخورده است، ممکن نیست. در مقاله‌ای در فیزیکال ریویو لترز، کریستین نایدل (Christian Neidel) از موسسه ماکس بورن آلمان و همکارانش، موفقیت خود را در ردگیری تغییرات چگالی الکترون در اولین آتوثانیه‌های پس از تحریک فوتونی مولکول‌های کوچک گزارش می‌کنند.
نایدل و همکارانش ابتدا از یک پالس لیزر فروسرخ فمتوثانیه (10-15) استفاده می‌کنند، که تنها می‌تواند چگالی الکترونی یک مولکول (مانند N2، CO2 یا C2H4) را نامتوازن کند. این لیزر مولکول را یونیزه نمی‌کند، بلکه دوقطبی الکتریکی می‌سازد که با زمان تغییر می‌کند. سپس پژوهشگران مولکول خنثی را با یک پالس فرابنفش آتوثانیه یونیزه می‌کنند. از آن جا که میزان یونش به دوقطبی لحظه‌ای بستگی دارد، گروه می‌تواند زمان تحول چگالی الکترون را با تغییر تاخیر پالس‌های اول و دوم پیدا کند.
نویسندگان
با محاسبات تابع چگالی نشان می‌دهند که می‌توانند با دقت آتوثانیه،
پارامترهای مولکولی بنیادی (مثل تانسور قطبش) را استخراج کنند. اکنون هدف
آنها استفاده از این روش در اهداف مهمی مانند زیست‌مولکول‌های بزرگ است.
بر این اساس، باید مشاهده مهاجرت بار از یک بخش این مولکول‌ها به بخش دیگر
ممکن باشد، فرایندی که در بسیاری از عملیات زیستی، حیاتی است.
اتمسفر مریخمریخ اتمسفر خود را چهار میلیارد سال پیش از دست داد
اصابت
جسم عظیمی به اندازه پلوتو با مریخ، ممکن است اتمسفر اولیه مریخ را از بین
برده باشد. ارزیابی‌های انجام‌شده توسط مریخ‌نورد کنجکاوی نشان می‌دهد که
واقعه‌ای فاجعه‌بار به شدت ترکیب اتمسفر این سیاره را تغییر داده است.
بنا بر اولین تحلیل تفصیلی که به روی ترکیب تشکیل‌دهنده‌ی هوای سیاره سرخ انجام شد، رخ‌دادی مرموز و فاجعه‌بار اتمسفر مریخ را از آن جدا کرده است.
یک سال پس از فرود آمدن مریخ‌نورد کنجکاوی بر مریخ، و پس از آنکه یک کیلومتر روی سطح مریخ به کاوش پرداخته بود، ادوات SAM آن (واحد تحلیل نمونه‌های مریخ) به اندازه‌گیری‌های اولیه خود بازگشت و اصالت گازهای اتمسفر مریخ را که شامل آرگون، نیتروژن، اکسیژن، مونوکسیدکربن و دی‌اکسیدکربن بود، تأیید کرد.
این مخلوط گازی در دو مطالعه‌ی موازی که در نشریه Science به چاپ رسید، گزارش شد، که دقیقاً بر آن‌چه فضاپیمای وایکینگ در سال 1976 اندازه گرفته بود، منطبق بود. اما آن‌چه حائز اهمیت است این است که نتایج جدید بیشتر قابل‌اعتماد هستند.
دکتر کریس وبستر از آزمایشگاه پیشران جت واقع در پاسادنا، که نویسنده‌ی اصلی یکی از این مطالعات نیز هست، می‌گوید: «برای نخستین بار، اندازه‌گیری‌های کنجکاوری به قدر کافی دقیق هستند تا بتوان آنها را با اندازه‌گیری‌هایی که با استفاده از ادوات دقیق، عظیم و پیشرفته، در زمین و روی سنگ‌های آسمانی انجام شده و به نتایجی با دقت و صحت بالا منتهی می‌شود، به طور مستقیم مقایسه کرد».
تلاش‌های پیشین برای ارزیابی ترکیب تشکیل‌دهنده‌ی اتمسفر مریخ، توسط دو فضاپیمای وایکینگ و فونیکس در خود مریخ انجام شده است. با این وجود، نتایج آنها با یکدیگر هم‌خوانی نداشتند و عدم قطعیت‌های زیادی در نتایج وایکینگ وجود داشت.
مونیکا گریدی، استاد نجوم دانشگاه آزاد انگلستان که در این مطالعات حضور نداشت، از شنیدن نتایج جدید شگفت‌زده شد و گفت: «واقعاً عالی است که دو مطالعه‌ی مجزا که از ادوات و روش‌های متفاوت استفاده کرده‌اند، به ترکیبی یکسان دست یافته‌اند. این یافته‌ها نتایج به‌دست‌آمده از کاوشگر فونیکس را نقض می‌کند و برخی سردرگمی‌ها درباره‌ی ترکیب اتمسفر مریخ را از بین می‌برد».
این تیم بر این باور است که حادثه‌ای فاجعه‌بار باید 4 میلیارد سال پیش اتمسفر آن را از هم گسیخته کرده باشد. نشانه‌های این حادثه را می‌توان از نسبت دو شکل گاز آرگون (یکی شکل اولیه و دیگری که بعدها به واسطه فروپاشی هسته‌ای به وجود آمده است) دریافت، که بسیار متفاوت با همین نسبت در زمین است. بدین ترتیب نشان داده می‌شود که تحولی عظیم، نسبتِ مقادیرِ آنها را تغییر داده است. گریدی بیان می‌کند که این پدیده می‌تواند ناشی از فوران آتشفشان‌ها، یا برخوردی عظیم باشد که اتمسفر آن را به طور کامل از بین برده است.
این نتایج مخازنی از دی‌اکسیدکربن و آب را نیز نشان می‌دهد که پس از این حادثه‌ی فاجعه‌آمیز به وجود آمده‌اند و از آن زمان تاکنون تنها اندکی تغییر کرده‌اند.
دکتر وبستر گفت: «بعد از آن که مریخ سیاره شد و اقیانوس‌های مذاب آن به جامد تبدیل شد، گاززایی فاجعه‌باری به وقوع پیوست، در حالی که بخش‌های فرار مورد اصابت ستاره‌های دنباله‌دار و سایر اجرام کوچک‌تر قرار گرفت». «تصور می‌شود بادهای خورشیدی و برخورد احتمالی جرمی به اندازه‌ی پلوتو بسیاری از اتمسفر اولیه این سیاره را از بین برده باشد و از آن زمان به بعد، این اتمسفر بر اساس توازنی میان تزریق آتشفشان‌ها و تحویل گازهایی به فضا شکل گرفته است».
نتایج جدیدی که از فضاپیمای کنجکاوی به دست آمد، امکان مدل‌سازی تحول آب‌وهوای مریخ را در طول زمان برای دانشمندان میسر می‌کند تا دریابند که آیا این سیاره گرم و مرطوب بوده و آیا شرایط مناسب برای زندگی بر آن وجود داشته است یا خیر.
دکتر پائول ماهافی در مرکز پروازهای فضایی گودارد (Goddard Space Flight Centre) ناسا و نویسنده اصلی مطالعه‌ای که به موازات مطالعه‌ی قبلی انجام می‌شد، می‌گوید: «سؤال اساسی درباره‌ی امکان زندگی روی مریخ در حالت اولیه این است که چه مدت آب مایع، می‌توانسته به شکل دریاچه‌ها یا حتی اقیانوس‌ها بر سطح آن دوام داشته باشد تا امکان زندگی را برای موجودات ذره‌بینی‌ای که ممکن است در آن‌جا باشند، فراهم کرده باشد».
او ادامه داد: «از نقطه‌نظر عملی، لازم است ترکیب کنونی [اتمسفر] و نحوه تغییر آن را بشناسیم، آن‌گاه می‌توانیم برای ورود پرحادثه کاوشگری حامل انسان به سیاره سرخ آماده شویم».
علاوه بر این، ارزیابی دقیق اتمسفر مریخ برخی ابهامات را در خصوص منشأ مجموعه‌ای از سنگ‌های آسمانی که به زمین برخورد کرده‌اند، از بین می‌برد. پیش از این، بر اساس اندازه‌گیری گازهای به‌دام‌افتاده در این سنگ‌ها تصور می‌شد آنها از مریخ آمده باشند، اما بدون اطلاعات سختی که این نتایج در اختیار ما می‌گذارد، ماهیت آنها قابل تأیید نیست.
دکتر ماهافی بیان داشت: «اندازه‌گیری‌های ما روی ایزوتوپ آرگون بسیار نزدیک به مقادیر به دست آمده از سنگ‌های آسمانی است، که این عقیده را که این سنگ‌ها از مریخ آمده‌اند، تقویت می‌کند».
بی ثباتی ستاره نوترونی عامل ایجاد میدان مغناطیسی عظیم در کائنات
به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) و به نقل از ایسنا، ، ستاره‌های نوترونی چگال‌ترین اجرام در کائنات محسوب می‌شوند؛ این ستارگان پرجرم زمانی شکل می‌گیرند که دو ستاره نوترونی در یک سیستم دو دویی با یکدیگر ادغام شده و یک ستاره واحد تشکیل می‌دهند.
ستاره پر چگال نوترونی مدت زیادی دوام نداشته و عمر کوتاه آن با تبدیل ناگهانی به یک سیاهچاله پایان می‌پذیرد؛ این فرو ریختن و تبدیل شدن به سیاهچاله می‌تواند یکی از درخشان‌ترین انفجارها در کائنات را ایجاد کند.
محققان معتقدند، قدرت میدان مغناطیسی ستارگان نوترونی که بیش از هر سیستم اخترفیزیک شناخته شده است، ماده کلیدی چنین انتشار عظیمی در کائنات است.
اخترشناسان برای بررسی این فرضیه از شبیه‌سازی عددی استفاده کرده و یک ستاره نوترونی پرجرم با یک میدان مغناطیسی منظم (دو قطبی) شبیه‌سازی شدند.
لایه‌های پلاسما که در حال چرخش و ساییده شدن بر روی یکدیگر هستند، در نهایت باعث حرکت آشفته پلاسما می‌شود؛ در فرآیند موسوم به بی‌ثباتی مغناطیس چرخشی، میدان مغناطیسی بشدت تقویت می‌شود.
این مکانیزم خاص نقش مهمی در بسیاری از سیستم های اخترفیزیکی داشته و در ستارگان نوترونی پرجرم نیز دیده می شود.
نتایج این مطالعه در مجله Physical Review منتشر شده است.
منبع:Danakhabar
نویسه جدید وبلاگ
به
گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر)، اغلب دستگاه های نیمه هادی
اپتوالکترونیکی (OEDها)، از جمله فوتودیود، سلول های خورشیدی، دیودهای
نورافشان (LED ها)، و لیزرهای نیمه هادی، بر پایه مواد معدنی هستند. به
عنوان مثال می توان از نیترید گالیم برای LED و از سیلیکون برای سلول های
خورشیدی یاد کرد.در میان این مواد، نیمه هادی های آلی، در تولید OED ها با توجه به کم هزینه و بااستفاده تر بودن، نظرها را به خود جلب کرده است.
با وجود تلاش های گسترده ای که برای توسعه مواد جدید و معماری دستگاه ها صورت گرفته و موجب افزایش عملکرد آنها شده است، اما هنوز به پیشرفت های بیشتر برای افزایش بهره وری قبل از استفاده گسترده و تجاری از این فناوری ها، نیاز است.
مواد تهیه شده توسط تیم تحقیقاتی UNIST با استفاده از تجهیزات پایه ای و فرایندپذیری در دمای پایین، تولید می شود. این فرایند پذیری در دمای پایین، تکنیکی است که تولید رول به رول را امکان پذیر می سازد و برای دستگاه های الکترونیکی چاپ مناسب است.
پروفسور کیم بیونگ سو می گوید: اهمیت کار ما در تولید دستگاه های لیزری الکتریکی با استفاده از نانو ذرات نقره ای به عنوان مواد پلاسمونیک، است. در حقیقت این ماده گسیل تابشی و جذب نور را امکان پذیر می کند که منجر می شود، بازده جریان به میزان قابل توجهی افزایش یابد.
این تیم نشان داد که کارآیی PLEDها و PSCها با استفاده از رزونانس پلاسمون سطحی و نانو ذرات نقره افزایش می یابد و همچنین باید اضافه کنیم که PLED ها بازدهی بسیار قابل ملاحظه ای را به دست می آورند.
PSCهای تولید شده از این طریق، راندمان توان تبدیلی بالاتری ( از 7.53 تا 8.31 درصد) و راندمان کوانتومی داخلی بیشتری از (91 به 99 درصد در طول موج 460 نانومتر) را نشان داده است. در میان بالاترین مقادیر گزارش شده به ترتیب PLEDهای فلورسنتی و PSC ها، از بالاترین امتیاز برخوردار هستند.
این پژوهش توسط برنامه WCU (دانشگاه سطح جهانی) از طریق موسسه علوم و مهندسی کره بنیان نهاده شد و توسط وزارت آموزش و پرورش، علوم و فناوری، بنیاد تحقیقات ملی گرانت کره، پروژه R&D تکنولوژی بهداشت و درمان کره، وزارت بهداشت و رفاه کره و موسسه کره ای همکاری های بین المللی در زمینه ارزیابی و برنامه ریزی فناوری انرژی (KETEP) ، تامین بودجه شده و توسط وزارت دانش اقتصاد دولت کره پشتیبانی شد.
منبع:Danakhabar
