دانشمندان دانشگاه هاروارد و MIT به رهبری پروفسور میخائیل لوکین و ولادن وولتیک موفق‌ شدند با پیوند دادن فوتون‌ها به یکدیگر، مولکول‌هایی را برای ایجاد وضعیت جدیدی از ماده شکل دهند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این وضعیت جدید همواره در حد نظریه وجود داشته است.

به گفته لوکین، کشف جدید با تفکر تثبیت‌شده چنددهه‌ای در خصوص ماهیت نور در تضاد است.

مدت‌های مدیدی است که فوتون‌ها به عنوان ذرات بدون جرمی توصیف شده‌اند که با یکدیگر تعاملی برقرار نمی‌کنند و چنانچه فردی دو پرتو لیزر را به سمت یکدیگر بتاباند، آن‌ها به سادگی از خلال یکدیگر عبور می‌کنند.

با این حال "مولکول‌های فوتونی" رفتاری متفاوت از لیزرهای معمولی دارند و مانند نوری هستند که بیشتر در داستان‌های تخیلی وجود دارند.

بسیاری از خواص نوری که محققان از آن آگاهی دارند، از این واقعیت ناشی می‌شود که فوتون‌ها بدون جرم بوده و این که آن‌ها با یکدیگر تعاملی ندارند.

آنچه دانشمندان در مطالعه جدید خود صورت داده‌اند، خلق نوع خاصی از محیط است که در آن فوتون‌ها به قدری قوی با یکدیگر تعامل برقرار می‌کنند که گویی دارای جرم هستند. آن‌ها در واقع، شروع به پیوستن به یکدیگر برای شکل‌دهی مولکول‌ها می‌کنند.

این نوع وضعیت پیوستگی فوتونی مدت‌های طولانی است که از لحاظ تئوری بحث شده و تاکنون مشاهده نشده بود.

برای به هم پیوستن فوتون‌های بدون جرم به یکدیگر، لوکین و همکارانش به مجموعه‌ای از شرایط بی‌نهایت تکیه کردند.

محققان با اتم‌های پمپاژشده به درون اتاقک خلا کار خود را آغاز کردند، سپس از لیزر برای خنک‌کردن ابر اتم‌ها تا چند درجه بالاتر از صفر مطلق استفاده کردند.

با استفاده از پالس‌های لیزری بی‌نهایت ضعیف، آن‌ها سپس فوتو‌ن‌های منفرد را به درون ابر اتم‌ها شلیک کردند.

زمانی که فوتون وارد ابری از اتم‌های سرد می‌شود، انرژی آن اتم‌ها را در طول مسیرش تحریک می‌کند و این امر موجب کندشدن قابل‌توجه فوتون‌ها می‌شود.

زمانی که این فوتون‌ها از خلال ابر حرکت می‌کنند، این انرژی از اتمی به اتم دیگر منتقل می‌شود و سرانجام با فوتون از ابر خارج می‌شود.

هنگامی که فوتون از این محیط خارج می‌شود، ماهیت آن حفظ می‌شود. این همان اثری است که در انکسار نور در لیوان آب می‌توان مشاهده کرد.

نور وارد آب می‌شود و بخشی از انرژی‌اش را به محیط می‌دهد و در درون آب نور و ماده به یکدیگر جفت شده‌اند، اما زمانی که از محیط خارج می‌شود، هنوز هم نور است.

فرایند مشاهده‌شده در این آزمایش نیز بدین صورت اما اندکی بی‌نهایت است و در آن نور به طور قابل‌توجی کند شده و انرژی زیادی در مقایسه با انکسار ساطع می‌شود.

زمانی که لوکین و همکارانش دو فوتون را به درون ابر شلیک کردند، آن دو با یکدیگر و به عنوان یک مولکول منفرد از محیط خارج شدند. این مولکول‌ها هرگز پیش‌تر مشاهده نشده بودند.

این اثر انسداد Rydberg نام دارد و در آن یک اتم تحریک می‌شود و اتم‌های مجاور نمی‌توانند به همان درجه تحریک شوند.

در عمل این اثر بدین معناست که فوتون وارد ابر اتمی می‌شود، نخستین فوتون یک اتم را تحریک می‌کند اما باید پیش از این که دومین فوتون اتم‌های مجاور را تحریک کند، به سمت جلو حرکت کند.

نتیجه این است که دو فوتون یکدیگر را از خلال ابر می‌کشند و هل می‌دهند، زیرا انرژی‌شان از اتمی به اتم بعدی تحویل داده می‌شود.

این یک تعامل فوتونی است که توسط تعامل اتمی میانجی‌گری می‌شود. این امر موجب می‌شود که این دو فوتون مانند یک مولکول رفتار کنند و هنگامی که آن‌ها از محیط خارج می‌شوند، به عنوان فوتون‌های منفرد و با یکدیگر خارج می‌شوند.

این اثر غیرمعمول بوده و دارای کارکردهای عملی است، زیرا فوتون‌ها بهترین ابزار برای حمل اطلاعات کوانتومی هستند.

برای ساخت یک رایانه کوانتومی محققان به ساختن سیستمی نیاز دارند که بتواند اطلاعات کوانتومی را با استفاده از عملیات‌های منظقی کوانتومی حفظ و پردازش کند.

با این حال، چالش اینجا است که منطق کوانتومی تعاملاتی را بین کوانتوم‌های منفرد می‌طلبد، به طوری که سیستم‌های کوانتومی بتوانند برای اجرای پردازش عملیاتی سوئیچ شوند. موفقیت جدید این عمل را تسهیل می‌بخشد.

این سیستم حتی با در نظرگرفتن چالش‌های اتلاف نیرویی که سازندگان تراشه با آن مواجه هستند، می‌تواند در محاسبات کلاسیک کارآمد باشد.

تعدادی از شرکت‌ها شامل IBM در حال طراحی سیستم‌هایی هستند که به روترهای نوری متکی‌اند و سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند، اما چنین سیستم‌هایی مشکلات خاص خود را دارند.

لوکین معتقد است فناوری وی و همکارانش می‌تواند روزی برای ساخت سازه‌های سه‌بعدی پیچیده مانند بلورها از نور به کار رود.

جزئیات این موفقیت علمی در Nature منتشر شد.


طبقه بندی: شیمی، اكتشافات،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 08:44 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
اولین نفخه‌ی اکسیژن ممکن است ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلیون سال قبل از آن تاریخی اتقاق افتاده باشد که دانش‌مندان تصور می‌کنند. بر اساس تحلیلی که پژوهش‌گران بر روی رسوبات کهن انجام داده‌اند٬ نشانه‌هایی از اکسیژنِ جو زمین در حدود ۳ میلیارد سال پیش پدیدار شده است.


ادامه مطلب

طبقه بندی: جغرافیا، نجوم، شیمی،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 08:40 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات






جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۱۳ به تصمیم اعضای کمیته نوبل نوبل شیمی سال ۲۰۱۳ به دانشمندانی اختصاص پیدا کرد که در توسعه مدل‌های رایانه‌ای چند مقیاسی برای سیستم‌های پیچیده شیمیایی نقش داشته‌اند.

براساس گزارش وب‌سایت نوبل،مارتین کارپلاس، مایکل لویت و آریه وارشل به صورت مشترک موفق شدند به خاطر ایجاد مدل‌های چند‌مقیاسی برای سیستم‌های پیچیده شیمیایی نوبل شیمی سال 2013 را از آن خود سازند.

مارتین کارپلاس از دانشگاه استراسبورگ فرانسه و هاروارد انگلستان، مایکل لویت از دانشگاه استنفورد و آریه وارشل از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی سه دانشمندی هستند که بنیانگذار ساخت برنامه‌های رایانه‌ای قدرتمندی بودند که در درک و پیش‌بینی فرایند‌های شیمیای کاربرد دارند.

به گفته سایت نوبل، از سال 1901 تا 2012 تعداد دانشمندانی که توانسته‌اند نوبل شیمی دریافت کنند 104 نفر بوده‌است که از این میان 63 جایزه به یک محقق اهدا شده و بقیه آنها اشتراکی بوده‌است. همچنین در میان برندگان نوبل شیمی نام چهار زن دیده می‌شود و دانشمندی به نام فردریک سنگر  نیز دو بار در سال‌های 1958 و 1980 موفق به کسب این جایزه علمی ارزشمند شده‌است.

جوانترین برنده نوبل شیمی فردریک ژولیو  نام دارد که در سن 35 سالگی در سال 1935 موفق شد این جایزه را از آن خود سازد. جان فن نیز مسن‌ترین برنده نوبل شیمی است که در سن 85 سالگی و در سال 2002 موفق به کسب این جایزه شد. میانگین سنی برندگان نوبل شیمی 57 سال تخمین زده‌شده‌است.

جایزه نوبل ارزشی برابر هشت میلیون کرون سوئد یا یک میلیون و دویست هزار دلار دارد که در صورت انتخاب چند نفر، جایزه میان آنها تقسیم می شود.




طبقه بندی: شیمی،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 08:33 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات



محققان روشی ساده و کم هزینه توسعه داده‌اند که از گشنیز برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌کند.

به گزارش ایسنا، سبزی گشنیز که در بیشتر کشورهای آسیای جنوبی و مکزیک مورد استفاده قرار می گیرد، یک راه حل جدید و پایدار برای تصفیه آب محسوب می‌شود.

این سبزی از توانایی بالقوه به عنوان جاذب زیستی برای حذف سرب و سایر فلزات سنگین سمی از آب آلوده برخوردار است.

در سیستم‌های تصفیه آب پیشرفته از کربن فعال استفاده می‌شود که این فناوری برای کشورهای در حال توسعه به ویژه در مناطق روستایی بسیار هزینه‌بر است.

دکتر "داگلاس شاور" تحقیقات خود را بر روی جاذب‌های زیستی یا بیوسوربنت‌ها (biosorbents) متمرکز کرده است؛ جاذب زیستی جایگزینی ساده و پایدار محسوب می‌شود که به مواد طبیعی مانند میکروب‌ها و گیاهان متکی است.

بر اساس این طرح، زمانی که فیلتر پارچ تصفیه آب نیاز به تعویض داشته باشد، می‌توان از دسته‌ای گشنیز یا برخی دیگر از گیاهان به عنوان فیلتر استفاده کرد.

موفقیت گشنیز در تصفیه آب، در ساختار دیواره‌های سلولی خارجی گیاه نهفته است که به جذب فلزات سمی مانند سرب کمک می‌کند.

نتایج آزمایشات صورت گرفته در مقیاس محدود در مکزیک، نتایج این تحقیقات را تأیید می‌کنند؛ با توجه به در دسترس بودن گشنیز به ویژه مناطق روستایی کشورهای در حال توسعه، می‌توان در آینده از این روش برای تصفیه ساده و کم هزینه آب استفاده کرد.

نتایج این تحقیق در دویست و چهل و ششمین نشست ملی انجمن شیمی آمریکا ارائه شد.




طبقه بندی: شیمی،

تاریخ : دوشنبه 25 شهریور 1392 | 08:22 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات


به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، اتم‌های سطوح اکسید آهن فقط هنگامی که شریک مولکولی مناسب‌شان را می‌یابند، شروع به رقص در عرض سطح می‌کنند.

دانشمندان موفق به فیلمبرداری از رقص اتم‌ها شدند و ثابت کردند که منوکسیدکربن شریکی است که مسؤول این حرکت سریع است.

فیلم‌های آن‌ها نشان می‌دهد که این حرکت مستقیما به خوشه‌بندی می‌انجامد. خوشه‌بندی اثری است که آسیب بزرگی به کاتالیزورها می‌رساند.

به گفته پروفسور اولایک دیبولد از موسسه فیزیک کاربردی دانشگاه وین، فلزاتی همچون طلا یا پالادیم اغلب به عنوان کاتالیزور برای سرعت‌بخشیدن به تعدادی از واکنش‌های شیمیایی خاص به کار می‌روند.

هنگامی که اتم‌ها به دور یکدیگر جمع‌ می‌شوند، بسیاری از آن‌ها دیگر با گاز احاطه‌کننده تماس برقرار نمی‌کنند و اثر کاتالیزوری تا حد زیادی کاهش می‌یابد.

به همین دلیل، تیم دیبولد چگونگی شکل‌گیری خوشه‌ها را از اتم‌های منفرد روی یک سطح و همچنین شیوه‌های ممانعت از بروز این فرایند بررسی کردند.

دانشمندان از اتم‌های پالادیم بر روی سطوح اکسیدآهن بی‌نهایت تمیز در اتاقک فوق خلا استفاده کردند.

به مدت چندین ساعت ، آنها به وسیله میکروسکوپ تونل‌زنی اسکن‌کننده تصاویری را از این سطوح گرفتند. دانشمندان سپس این تصاویر را به یک فیلم تبدیل کردند که در آن مسیرهای اتم‌های منفرد قابل رهگیری بودند.

با استفاده از این تکنیک، تیم تحقیقاتی دریافت که رقص اتمی سریع بر روی سطح با مولکول‌های منوکسیدکربن که به اتم‌های منفرد پالادیم متصل‌اند، آغاز می‌شود.

به محض این که این امر رخ می‌دهد، پالادیم به دشواری به زمین متصل می‌شود و می‌تواند تقریبا به طور آزادانه به اطراف حرکت کند، گویی توسط منوکسیدکربن از جا بلند شده است.

منوکسیدکربن و پالادیم با یکدیگر در عرض سطح حرکت می‌کنند تا این که با دیگر جفت‌های رقاص برخورد می‌کنند. سپس آن‌ها به یکدیگر می‌چسبند و خوشه‌ کوچکی را شکل می‌دهند که شروع به رشد می‌کند.

با قابلیت مشاهده خوشه‌بندی در زمان واقعی زیر میکروسکوپ، می‌توان این مکانیسم‌ها را به صورت دقیقی مطالعه کرد.

دانشمندان همچنین گروه‌های OH را روی سطح کشف کردند که می‌تواند اثر خوشه‌بندی را سرکوب کند.

در صورتی که جفت‌های پالادیم-منوکسیدکربن با یکدیگر برخورد نکنند، بلکه به جای آن با یک گروه OH برخورد کنند، در آن جا به دام می‌افتند و نمی‌توانند یک خوشه را تشکیل دهند. بنابراین، یک پوشش هیدروکسیل بر روی سطح می‌تواند منجر به پیشرفت مهم ثبات کاتالیزورها شود.

جزئیات این مقاله علمی در Nature Materials ارائه شده است.




طبقه بندی: شیمی،

تاریخ : چهارشنبه 22 خرداد 1392 | 04:31 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
.: Weblog Themes By BlackSkin :.

تعداد کل صفحات : 4 :: 1 2 3 4

ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو