تالارها ثبت نام نظرسنجی جستجو موقعیت قوانین آخرین ارسالها   چت روم
علم و دانش

Physics News | اخبار فیزیک

صفحه  صفحه 11 از 26:  « پیشین  1  ...  10  11  12  ...  25  26  پسین »  
#101 | Posted: 8 Nov 2011 11:11
توليد شيشه هاي نامرئي براي كاهش اتلاف انرژي

محققان كشور نوعي شيشه هاي نامرئي توليد كردند كه موجب كاهش اتلاف انرژي مي شود به گونه اي كه در مناطق سردسير مانع خروج گرما به خارج محيط و مانع انتقال گرما به محيط در متاطق گرمسير مي شود.

در حال حاضر با توليد شيشه هاي رفلكس در مقياس صنعتي، كشور از واردات شيشه هاي خاص نيز بي ‌نياز شده است به گونه اي كه 90 درصد كل شيشه هاي رفلكس كشور با نرخ توليد محصول 20 هزار متر در روز به وسيله اين شركت توليد مي شود.



در شيشه هاي Low-E پوشش هاي نانوئي استفاده شده است از اين رو كاربري اين نوع از شيشه ها را افزايش مي دهد كه از جمله مزاياي آن مي توان به تنوع در رنگ، عبور دهي نور، انتقال انرژي و گرما و تغيير انعكاس نور اشاره كرد.

اين نوع شيشه ها بخش مرئي طيف نور را عبور داده و در مقابل از عبور بخش حرارتي، امواج مادون قرمز و امواج مضر ماوراي بنفش جلوگيري‌كرده و در نهايت آنها را منعكس مي كند. اين نوع شيشه ها قادر هستند مانند يك عايق حرارتي شفاف عمل كنند و انتقال حرارت بسيار كمتري نسبت به شيشه هاي معمولي دارند.

علاوه بر اين شيشه هاي LOW-E موجب كاهش آلاينده هاي زيست محيطي مي شوند.

اين شيشه ها در مناطق گرمسيري گرماي بيرون را به داخل محيط منتقل نمي كند و در مناطق سردسير نيز مانع از خروج گرماي داخل به بيرون از محيط مي شود.


با توجه به مزاياي شيشه هاي كم‌ گسيل در كاهش مصرف انرژي، گواهي ‌نامه فني اين شيشه ها از سوي مركز تحقيقات ساختمان و مسكن تا مرداد 91 نيز تمديد شد.

منبع: كنجكاو

مرد=زن
     
#102 | Posted: 8 Nov 2011 11:13
احتمال وجود آب و حيات در عمق مريخ

تيمي از سياره شناسان بين المللي با انجام بررسي هايي نشان دادند كه زير سطح مريخ گرم و مرطوب است و بنابراين در اعماق سياره سرخ مي تواند داراي آب و اشكالي از حيات باشد.

دانشمندان بين المللي به سرپرستي تيم موسسه تكنولوژي كاليفرنيا و Jet Propulsion Laboratory با بررسي تصاويري كه دستگاه طيف نگار Crism كاوشگر مدارگرد Mars Reconnaissance ناسا و طيف نگار "امگا" كاوشگر "مارس اكسپرس" اسا از ويژگيهاي ژئولوژيكي مريخ تهيه كرده اند نشان دادند كه اعماق سياره سرخ گرم و مرطوب و سطح آن سرد و خشك است.

اين سياره شناسان به منظور دستيابي به اين نتايج بر روي بيش از 350 رسوبات خاك رس بررسي كردند.

به گفته اين دانشمندان نظريه اي وجود دارد كه بيان مي دارد از آنجا كه خاك مريخ غني از خاك رس است بنابراين براي تشكيل چنين خاكي نياز به آب مايع است. به همين دليل آب بايد در منطقه اي به دور از سطح باشد تا از انجماد و بخار دور بماند.

اين محققان در اين تحقيقات توانستند ويژگيهاي سنگهايي كه از آنها اين خاك رس تشكيل شده و شرايط محيطي (رطوبت و دما) كه در آن اين خاك به وجود آمده است را كشف كنند.

براساس گزارش وايرد نيوز، اين بررسي ها نشان داد كه رايج ترين خاك رس سطح سياره سرخ محتوي آهن و منيزيم است كه اين تركيبات بيشتر در عمق مريخ و در لايه هاي زيرين سطح ديده مي شوند.

درحالي كه رسوبات محتوي آلومينيوم كه از آبهاي سطحي به وجود آمده اند بسيار كمياب هستند.

همچنين در ميان رسوبات خاك رس غني از آهن و منيزيم ماده اي به نام پرهنيت نيز شناسايي شد. اين ماده در زير زمين و در دماي 200 درجه سانتيگراد تشكيل مي شود.

به همين دليل دانشمندان نتيجه گرفتند خاك رسي كه در حال حاضر در سطح مريخ وجود دارد در اعماق سياره سرخ و در محيطي مرطوب و غني از آب به وجود آمده است. به همين دليل اين احتمال وجود دارد كه اشكال ابتدايي حيات در زير سطح سياره سرخ وجود داشته باشد

منبع: جام جم

مرد=زن
     
#103 | Posted: 8 Nov 2011 11:14
بررسي خواص مكانيكي نانولوله كربني با شبيه سازي

محققان آمريكايي با انجام شبيه سازي كامپيوتري به بررسي تاثير افزودن مواد مختلف به سطح نانولوله‌هاي كربني پرداختند. در اين شبيه سازي آنها مولكول‌هاي پليمري را روي سطح نانولوله قرار داده و در نهايت خواص مكانيكي نانولوله كربني را مورد بررسي قرار دادند. نتيجه كار نشان داد با افزودن پليمر به نانولوله كربني خواص مكانيكي و هدايت گرمايي سيستم افزايش يافته است.

نانولوله‌هاي كربني مي‌تواند به‌عنوان افزودني به مواد مختلف اضافه شود. در اين فرآيند كه با افزوده شدن نانو لوله كربني به ماده انجام مي شود، خواص جديدي به ماده مورد نظر افزوده مي‌شود. براي مثال با اصلاح سطح مواد، خواصي مانند ضد آب بودن در شيشه خودروها ايجاد مي‌گردد. بههمين دليل محققان حوزه‌هاي مختلف مانند هوافضا، حسگري، تصفيه آب و... به تحقيق پيرامون اين ماده علاقه نشان مي‌دهند.

نانولوله‌هاي كربني از جنس الماس هستند اما ساختار متفاوتي دارند. به‌همين دليل خواص الكتريكي، مكانيكي و گرمايي آنها نيز متفاوت خواهد بود. نانولوله‌هاي كربني به‌طور طبيعي به‌صورت طنابي شكل چيده مي‌شوند كه دليل اين موضوع جاذبه واندروالسي ميان آنها است. سادهان جان، استاد پليمر دانشگاه آكرون، روي اين خواص جالب نانولوله‌هاي كربني مطالعه كرده است. براي اين كار او از شبيه سازي ساختار مولكولي استفاده كرده كه در مركز ابر كامپيوترهاي اوهايو موجود است.

جان مي‌گويد بزرگترين مانع بر سر استفاده از نانولوله‌هاي كربني، تجمع آنها در اثر جاذبه واندروالسي و همچنين برهمكنش الكترواستاتيكي ميان نانولوله‌هاي كربني منفرد است.

دو راهبرد اصلي براي افزودن تركيبات مختلف به نانولوله‌ها وجود دارد، عامل‌دار كردن كووالانسي و غيركووالانسي. در عامل‌دار كردن كووالانسي، پيوند شيميايي با اتم‌هاي كربن سطح ايجاد مي‌شود كه موجب تغيير خواص گرافيتي نانولوله كربني مي‌شود كه شامل خواص مكانيكي، هدايت الكتريكي و استحكام است. در راهبرد عامل‌دار كردن غيركووالانسي، از ارتباط دادن مولكول‌ها استفاده مي‌شود كه در آن زنجيره پليمري به نانولوله كربني به‌هم متصل شده و در نهايت مقاومت به ترك خوردن بهبود مي‌يابد.

جي فنگ، از محققان اين پروژه، مي‌گويد كه شبيه سازي نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در محلول به شكلي است كه فشار زيادي روي پردازشگر كامپيوتر وارد مي‌كند. در راهبردي كه ما پيش گرفتيم، قدرت تفكيك شبيه‌سازي براي بخش‌هايي نظير پديده‌هايي كه در نزديكي سطح نانولوله كربني اتفاق مي‌افتد، افزايش يافت. براي بخش‌هاي ديگر سيستم نظير حركت مولكول‌هاي حلال از قدرت تفكيك پايين استفاده شد.

اين گروه تحقيقاتي در شبيه سازي خود مولكول‌هاي نانولوله كربني را روي سطح ماده به‌صورت غيركووالانسي قرار دادند كه نتيجه كار نشان داد خواص مكانيكي و هدايت گرمايي سيستم افزايش يافته است. در اين تحقيق روي درك بيشتر مكانيسم جذب مولكول‌هاي پليمري از فاز محلول روي سطح نانولوله كربني تك جداره تمركز شده است. از نانولوله‌هاي كربني تك جداره كه روي ديواره‌هاي آن تركيبات پليمري نشانده شده، مي‌توان در توليد حسگرها استفاده كرد.

منبع: ستاد توسعه فناوري نانو

مرد=زن
     
#104 | Posted: 8 Nov 2011 11:16
تكامل ترموديناميكي

Authority: Institute of Human Thermodynamics
and IoHT Publishing Ltd


عرفان كسرايي

www.erfankasraie.com

erfan.kasraie@gmx.de

مبحث تكامل ترموديناميكي بعنوان يك موضوع جدي در مكانيسم تكامل ٬ بخصوص تكامل شيميايي تكامل مولكولي و تكامل انساني همچنين فرآيندهاي مرتبط با جريان حرارت انرژي گرمايي از خورشيد مطرح است. از نقطه نظر ترموديناميكي هر سيستم ترموديناميكي شامل مجموعه اي از اتمها و مولكولها در واكنشهاي گرمايي هسته اي ٬ واكنشهاي احتراق و غيره تا رسيدن به تعادل گرمايي ادامه خواهد يافت. بر همين اساس ٬ تنوع گونه هاي حيات ٬ بر مبناي مجموعه اي از اتمها و مولكولها به لحاظ ساختاري مي تواند با سيستم هاي ترموديناميكي تبيين گردد.

در اين مبحث اگر عنوان گردد كه هم سيستم هاي زنده و هم سيستم هاي غير زنده از قوانين ترموديناميك تبعيت مي كنند دستاوردهاي ساليان اخير در باب تكامل شيميايي حيات ٬ به چالش كشيده خواهد شد. اين موضوع تحقيق ذيل عنوان "تكامل ترموديناميكي" مورد بحث قرار مي گيرد. دو مناقشه اصلي در تبيين ترموديناميكي تكامل در اين مبحث با اين پرسش آغاز مي گردد كه كدام نوع از تعادل و كدام نوع سيستم جزئيات متناهي پروسه تكامل را بهتر تشريح مي كند؟ در ترموديناميك انواع گوناگوني از سيستمهاي تعادلي وجود دارد. اعم از نامتعادل و نشان گذاري شده و همچنين انواع گوناگوني در تعريف سيستم وجود دارد. نظير سيستم هاي باز ٬ بسته و نيز سيستمهاي ايزوله. قوانيني كه كميتهاي ماكروسكوپيك دخيل در فرآيندهاي شامل گرما (مانند فشار ، حجم ، دما ، انرژي داخلي و آنتروپي) را به هم مربوط مي‌كنند، اساس ترموديناميك كلاسيك را تشكيل مي‌دهند. اگر بتوانيم كميتهاي ماكروسكوپيكي را برحسب كميتهاي ميكروسكوپيك تعريف كنيم، مي‌توانيم ترموديناميك را به صورت رياضي و فرمول‌بندي به زبان مكانيك آماري بيان كنيم. در ترموديناميك توجهمان به داخل سيستم معطوف مي‌شود. ديدگاه ماكروسكوپيكي را اختيار مي‌كنيم و بر آن دسته از كميتهاي ماكروسكوپيكي تاكيد مي‌كنيم كه رابطه‌اي با حالت داخلي سيستم داشته باشند. تعيين كميتهايي كه براي توصيف اين حالت داخلي لازم و كافي هستند، به عهده آزمايش است. آن كميتهاي ماكروسكوپيكي كه به حالت داخلي سيستم مربوط هستند، مختصات ترموديناميكي خوانده مي‌شوند. مختصات ترموديناميك براي تعيين انرژي داخلي سيستم بكار مي‌آيند. در واقع هدف ترموديناميك كلاسيك پيدا كردن روابط كلي بين اين مختصات ترموديناميكي است كه با قوانين بنيادي ترموديناميك سازگار باشند.

اساس مناقشه اي كه مطرح شد به سخنراني ايليا پريگوگين ذيل عنوان "زمان٬ ساختار و نوسانات" در سال 1977 باز مي گردد. پيش از اين سخنراني به طور كلي ترموديناميك با مفاهيم كلاسيك تبيين مي گرديد كه به طور بنيادين بر اساس تئوري كلاسيك ماشينهاي بخار بيان مي شد. وي سرانجام به بيان جنبه هاي مهم تكامل بر پايه ترموديناميك پرداخت. ترموديناميك كلاسيك در سال 1824 با انتشار مقاله سعدي كارنو شكل گرفت. پس از آن قانون اول و دوم ترموديناميك توسط دانشمنداني نظير هربرت اسپنسر در سال 1880 فرموله شد. بولتزمان پروسه تكامل را تبيين نمود. قوانين ترموديناميك كلاسيك در سال 1824 بصورت منسجم بيان گرديد . طبق گفته اين دانشمندان مناقشه و جدل روي مسئلهء وجود٬ اساساً به جدل روي مسئلهء انرژي و بقاي آن باز مي گردد. براي مثال در يادداشتهاي شخصي اسپنسر چنين آمده است: " پيكان تكامل٬ تغيير از گونه هاي پست تر به گونه هاي عالي تر به تبع تجمع و يكپارچگي ماده و اتلاف انرژي است" . پريگوگين در سخنراني و مقالاتي كه در پي دريافت نوبل اش ارائه داد اساساً ساختارهاي تعادلي را تعريف نمود كه به چيزهايي نظير كريستالها و موجودات غير متحرك و به منظور تعريف ساختارهاي نامتعادل نظير جمعيت و همچنين موجودات متحرك اطلاق مي گردند. وي سپس بيان نمود تا آن زمان در مطالعه تكامل از اصول مسلم و بنيادين ترموديناميك كلاسيك استفاده نشده و تنها ترموديناميك سيستمهاي متعادل ٬ پديده تكامل را تشريح نموده اند. اين بيانات تا سالها بعد توسط دانشمندان بعنوان يك واقعيت پذيرفته شد.

پريگوگين در مقدمه آن مقاله و سخنراني مشهور يادآوري مي نمايد كه ترموديناميك تعادل تنها بخش كوچكي از ترموديناميك نظير انرژي آزاد هلموتز و غيره سيستمهاي با حجم و دماي ثابت را توصيف مي كند:

F = U – TS

يا از قبيل انرژي آزاد گيبس سيستم هاي با فشار و حجم ثابت.

G = H – TS

آنگاه پريگوگين اين پرسش را مطرح مي نمايد كه " آيا غالب انواع ساختارهاي پيرامون ما چنين طبيعتي دارند؟" پاسخ پريگوگين چنين است: خير!

دلايل بي شماري وجود دارد كه ببينيم پاسخ به اين سوال منفي است. بديهي است كه در يك شهر و در يك سيستم زنده شاهد گونهء كاملاً متفاوتي از اين نوع كاركرد هستيم. به منظور ارائه يك تئوري منسجم ترموديناميكي براي ساختارهايي از اين دست اين الزام وجود دارد كه نشان دهيم سيستمهاي نامتعادل ممكن است در واقع موجد نظم باشند. بر اساس اين فرض پريگوژين توضيحات خود را چنين ادامه مي دهد : فرايندهاي بازگشت ناپذير ممكن است به ظهور گونه هاي جديدي از حالات ديناميك ماده منجر شود. حالتي كه وي آن را dissipative structures يا ساختارهاي اتلافي مي نامد. علي ايحال بجاست كه بگوييم تئوري ترموديناميك غير متعادل و ناپايدار به نسبت ترموديناميك حالات متعادل ٬ تئوري منسجم تر و بعبارتي مستحكم تري است كه در نهايت پديده تكامل و تشكيل ساختارهاي زنده را تشريح و تبيين مي نمايد. با به چالش كشيدن مبدعان ترموديناميك كلاسيك توسط تئوري ساختارهاي اتلافي پريگوگين طي سي سال گذشته اساساً اين تئوري بعنوان يك تئوري مجزا از ترموديناميك كلاسيك مطرح گرديده است.

از جمله نظرات موافق با تئوري غير تعادلي فوق الذكر مي توان به كتاب John Avery (منتشر شده در سال 2003) اشاره نمود كه در جايي بيان مي دارد:

انسجامي ميان قانون دوم ترموديناميك و پيچيدگي سيستمهاي زنده پديد آمده كه از مبحث انرژي آزاد گيبس منتج شده و مي تواند به مكانيسم زيستي موجودات زنده نيز تعميم داده شود.

Fundamental evolution

اصول تكامل

در سالهاي اخير خصوصاً در سال 2005 در انگلستان تلاشهاي بي شماري در جهت تبيين تكامل ترموديناميكي صورت گرفت. براي مثال در استدلالات يادداشت راجر پنرز رياضيدان در فصل "بيگ بنگ و ميراث آن" از كتابي با نام راهي به حقيقت ميخوانيم:

مفهوم آنتروپي تنها يك انديشه مجرد و انتزاعي در تئوري مرسوم امروزي نيست. طبق گفته هاي وي اين امكان وجود دارد كه بنيادهاي جديدي در آينده اساس ترموديناميك را دگرگون كند. بدين منظور الزاماً مي بايست در مكانيك كوانتومي تغييرات عمده اي پديد آيد . تعابير وي از بنيادهاي قانون دوم با اشاره به ثابت مطلق كيهاني اذعان مي دارد كه

"آنتروپي الي الابد و به گونه اي اعجاب انگيز افزايش پيدا خواهد كرد."

بيان اينكه دورنماي مكانيك كوانتومي آينده چگونه خواهد بود بسته به اين است كه چه تعبيري از ترموديناميك حاكم گردد. قانون دوم ترموديناميك بصورت اصل تكاملي پذيرفته خواهد شد يا خير. بر اساس گفته "پي ير پروت" دانشمند علم ترموديناميك و نويسنده دائره المعارف كامل ترموديناميك از اين قانون به طور كلي مي توان نتيجه گرفت:با تجسم يك شيء فيزيكي ارگانيسم ها و دگرگوني ساختارها هسته و الكترونها و فوتونها مجبور به داشتن انرژي الكترومغناطيسي هستند كه از واكنشهاي گرمايي هسته اي داخلي خورشيدي ساطع مي شوند. هيدروژن به هيليوم تبديل شده و در اين پروسه فوتونها آزاد مي گردند.

پارادوكس قانون دوم

گذشته از اين مناقشات بر سر اينكه كدام شاخه از ترموديناميك منطبق بر تكامل است علي الاصول با پارادوكس قانون دوم مواجه مي شويم كه با طرح اين پرسش آغاز مي گردد كه اگر ميل دروني هر سيستم ايزوله اي به سمت نابودي و فروپاشي است پس اين موضوع براي سيستم هاي گسترش يابنده و در حال انبساط و رشد چگونه توجيه مي گردد؟

پي ير پروت براي درك ساده تر اين موضوع با اشاره به سوء برداشت ها از قانون دوم در قلمرو علوم در كتاب خود راجع به لين مارگوليس يكي از مبدعان تئوري endosymbiotic كه بيان داشته: "دومين قانون مشهور ترموديناميك في الواقع داس اجل در دست طبيعت است و بي نظمي (آنـتروپي) در هر سيستم بسته علي الدوام افزايش پيدا خواهد نمود." مي گويد: اشكالات فني وي دربرگيرنده ايرادات لفظي بسيار نظير اشتباه در به كارگيري اصطلاح "سيستمهاي بسته" است. كه حاوي اين مطلب است كه نه انرژي و نه ماده نمي توانند از مرزهاي سيستم عبور كنند. در تعبير درست و دقيق بايد اصطلاح سيستم ايزوله را به جاي سيستم بسته به كار برد كه بيانگر آن است هيچ چيزي از مرز سيستم نمي تواند عبور نمايد. در اين خصوص مارگوليس با داس اجل خواندن قانون دوم ترموديناميك درگير يك مغالطه آشكار و گيج كننده از قانون دوم ترموديناميك شده است. اگر چه كه اين موضوع چندان مستحق پارادوكس ناميدن نيست. هرچند كه تلاشهاي بنياديني در اين خصوص صورت گرفته كه اين تناقض را به نحوي رفع و رجوع كند. بر طرف شدن اين تناقض مويد اين موضوع است طبيعت در پي آن است كه انرژي آزاد H – TS در سيستمهاي باز كه انرژي را بين محيط و منبع حرارتي انتقال مي دهد را به حداقل برساند و در مقابل آنتروپي را در سيستمهاي ايزوله به مقدار ماكزيمم برساند. در نهايت مي توانيم ادعا كنيم بيان اين پارادوكس از آنجا ناشي مي شود كه فرض نادرستي چون ايزوله بودن همه سيستمها در مقدمه اين استنتاج به كار رفته است. از نقطه نظر ديگر آنتروپي در سيستمهاي ايزوله (از قبيل جهان هستي) افزايش مي يابد. همانگونه كه قانون دوم نيازمند آن است. علي ايحال اين تناقض مرتفع مي گردد چرا كه قانون دوم درباره سيستمهاي باز (نظير گونه هاي حيات) سخني براي گفتن ندارد. آنتروپي جهان تمايل به افزايش دارد هرچند كه در برخي اجزاي جهان هستي با كاهش آنتروپي مواجه شويم (مانند گونه هاي حيات) در جاي ديگر آنتروپي به مراتب بيشتر افزايش پيدا خواهد كرد و در نتيجه برايند و حاصل آن افزايش آنتروپي كل جهان خواهد بود. همانگونه كه گفتيم يكي از تئوري هاي رايج تكامل ترموديناميكي تئوري موسوم به ساختارهاي اتلافي است كه توسط شيميدان بلژيكي ايليا پريگوگين كه از نظريات مخالف ترموديناميك تعادلي پيروي مي كند. وي مي گويد ساختارهاي حياتي يك فرم منتج از سلولهاي بنيادين هستند كه اين نام تا حدي ساختار آنها را تشريح مي كند.

chaos theory. Prigogine’s most popular work is: Order out of Chaos)1984(

در مقابل ادعاي پريگوگين شيمي فيزيكدان روسي گئورگي گلاديشوف در مقاله اي كه در ژورنال بيولوژي نظري منتشر شده مي گويد: بنياد مبحث تكامل بيولوژيكي با مباحثات ترموديناميكي در سال 1987پايه ريزي شد. كه بر نقطه نظرات تكامل ترموديناميكي گيبس منطبق است. آنچه كه تحت عنوان "طبقه بندي موجودات" ناميده مي شود همچنين مويد معادله انرژي آزاد در ترموديناميك است. تئوري در شرايط دما ثابت و فشار ثابت چنين بيان مي دارد كه براي ساختارهاي سوپرمولكولي تابع گيبس به حداقل مقدار خود مي رسد. بالعكس ممكن است همچون اكولوژيست و پژوهشگر ترموديناميك امريكايي اريك اشنايدر تئوري تكامل را از نقطه نظر تعادلي بررسي نماييم. وي اذعان مي كند كه گونه هاي حيات بر اساس ساختارهاي اتلافي ترموديناميك غير تعادلي نوعي از افت سطح انرژي را نشان مي دهند. اشنايدر بر اساس قانون دوم ترموديناميك و اصل لوشاتليه استدلال مي كند زيرا سيستمهاي موجود بطور پيوسته تغييرات انتقال انرژي از گرم به سرد را نشان مي دهند. ساختارهاي پيچيده زنده ناشي از تمايل ذاتي به افت حرارتي و دستيابي به كمترين ميزان سطح انرژي است. همانگونه كه اشاره شد پايه گذار يكي از تفكرات اصلي در ترموديناميك فيزيكدان شهير اتريشي لودويك بولتزمان است كه اذعان مي كند: مناقشه پيرامون مسئله پيدايش و وجود مسئله اي ساده و ابتدايي نيست. هرچيزي نظير كليه ارگانيسم ها و خاك و هوا و آب كه به وفور در دسترس اند هيچ كدام جز با انتقال انرژي حرارتي از خورشيد (منبع گرم) به زمين (منبع سرد) پديد نمي آمد. فرموله كردن تكامل ترموديناميكي در بر گيرنده مناقشاتي بوده كه از سال 1925 توسط فيزيك شيمي دان اتريشي به نام آلفرد لوتكا تا به امروز ادامه داشته است. بر اساس اين مفهوم وي كتاب "اصول بيولوژي فيزيكي" را منتشر نمود كه در آن استدلال مي نمود كه حيات يك پروسه نيمه پايدار اتلافي است. وي موافق اين تئوري است كه ماده و شالوده حيات را مي توان به صورت يك سيستم باز تعريف نمود كه در معرض شار پيوستار قرار دارد و توسط انرژي توليد شده از جانب خورشيد در حالت تعادل نگاه داشته مي شود. لوتكا بيان مي دارد اجزاء شيمي سازنده سطح زمين در شرايط نيمه پايداري هستند نه به اين دليل كه در حوزه احتمالات حداكثري ثابت شده است بلكه به اين دليل كه به مقدار ذرات جديد مستمراً افزوده و كاسته مي شود. جايزه نوبل فيزيك در سال 1944 به اروين شرودينگر براي مفاهيم مشابهي از اين دست اعطا گرديد. در كتاب كوچك و مشهور شرودينگر تحت عنوان "حيات چيست؟" اين موضوع به طريقه اي معماگونه به عنوان يك مطلب بديهي تلقي گرديده است. "حيات ٬ مبارزه بي وقفه با افزايش آنتروپي است"

مقصود ما از ارائه نقطه نظراتي از اين دست در خصوص اصولي است كه بر محيط زندگي و نيز بر اجتماع ما حاكم مي باشد . و همچنين تلاشي است در جهت پيش بيني رشد و توسعه آتي آنها. آنتروپي يكي از مقادير ترموديناميكي و ابزاري تحليلي براي سنجش پديده هايي است كه بر زندگي ما حكمفرما هستند. از همين رو مي توان آن را به لحاظ معرفت شناختي در حوزه فلسفه طبقه بندي نمود. از زماني كه سير وقايع و رويدادهاي جهان پس از تدوين قوانين بين المللي و نيز بحثهايي كه پيرامون مقوله جهاني شدن در مي گرفت از ادامه اين روند تا دستيابي به برابري در دنيا حكايت مي كرد افزايش آنتروپي جهاني آشكارا از قبل قابل پيش بيني بود. آيا قرار است روزي حيات بشري به نابودي كشيده شود؟ آيا راه حل نهايي براي اين پديده بدست آمده است؟ جديدترين يافته ها و تعابير از نظريه آشوب كه توسط ايليا پيرگوگين طرح شده ما را اميدوار مي كند كه مي توان پايان اين داستان بدفرجام جهان هستي را مصادره به مطلوب كرد.

موضوع خلقت جهان و معماي حيات همواره سبب تحير فلاسفه و يك پرسش بنيادين بوده است. پيشرفتهاي بشر در فناوري هاي مدرن و نيز افزايش سطح دانش و آگاهي عمومي نسبت به محيط و جهان پيراموني نيز نتوانسته اند به طور قابل ملاحظه اي اعتقادات و باورهاي سنتي عمومي را اصلاح كنند. هنوز هم پس از گذشت سالها احساس ابهام درباره ماهيت جهان و مسئله وجود انسان همچنان گسترش مي يابد و امروزه ابهام در مقولات مذكور حتي بيش از پيش مسلم و مسجل شده است. كودكان پرسشهايي راجع به خداوند و به طور كلي گذشته و آينده وجود مي پرسند. اينكه ما به چه ميزان در زندگي خود و نسبت به محيط پيراموني خويش مختاريم؟ آيا جهان به همان صورتي كه ما مشاهده مي كنيم وجود دارد يا خير؟ مدلهايي كه ما در جهت تبين و تشريح اين مقولات در دست داريم هيچكدام پاسخ اقناع كننده اي به ما نمي دهد. اين پرسشها در ذهن هر متفكر و انسان پرسشگري ايجاد آشفتگي مي نمايد و هرگونه تلاش در راستاي بدست آوردن يك مدل اصولي و قطعي از جهان كه گذشته را تشريح كند و آينده را پيشگويي كند به نااميدي مي انجامد. از روزگاران نخستين حيات بشري زماني كه انديشه انساني توسعه يافت كوششهاي بسياري صورت پذيرفت تا فعاليتهاي انسان در جهان هستي را به لحاظ بيولوژيكي ٬ اجتماعي٬ مذهبي ٬ علمي ٬ و همچنين وضع قوانين گوناگون بصورت سيستماتيك تبيين و فرموله كند.

در ابتدا تئوري هايي به مدلسازي جهان هستي پرداخت كه غالب اين تئوري ها با بيان صورت و فرم پديده هاي بازگشت ناپذير رويكردي عمدتاً فلسفي به اين مقولات داشتند. فلسفه همواره سرمنشاء اصلي تئوريهاي بنيادين و سازنده بوده است. يونيان باستان فلسفه را مادر علوم مي دانستند. الفباي يونان باستان به هر حال چه به لحاظ ادبي و چه از نظر علمي زمينه اي براي توسعه انديشه انساني فراهم ساخت. در روزگار ما با پيشرفت علوم كامپيوتري٬ دانشمندان رشته هاي مختلف قادر شده اند با يكديگر ارتباط برقرار كنند و از پديده هاي طبيعي مدلسازي كرده و تقريبهاي مناسبي از رفتار پديده هاي گوناگون بنا نهند. از همين روست كه مي شنويم بيولوژيست ها از مدلسازي دي ان آ صحبت مي كنند. اكولوژيست ها از مدلهاي طبيعت مي گويند و جامعه شناسان در باره پديده جهاني شدن. دانشمندان علم ترموديناميك و مهندسان مكانيك نيز تلاشهاي خود را با يكديگر هماهنگ مي نمايند و قس عليهذا. برخي ديدگاههاي تحليلي جهت تشريح فعاليت هاي انسان تنها در محدوده هرمنوتيكي ادبيات گستره عمل دارند. اينگونه مدلسازيها فقط در برگيرنده يك سري عبارات هرمنوتيكي هستند و هيچ تحليل فلسفي از اصل موضوع ارائه نمي دهند. تنها بيان مي دارند كه همه فرآيندها بسوي تعادل پيش مي روند. و از قوانيني كه از فيزيك منتج شده اند تبعيت مي كنند. با اين رويكرد يك انديشه فلسفي بدبينانه از قانون دوم ترموديناميك استنباط ميشود كه بيان مي دارد افزايش آنتروپي در هر فعاليت طبيعي به مرگ حرارتي منجر مي شود. آيا اين استدلال معتبر است؟

وقتي جلوتر مي رويم در مي يابيم كه احياناً لازم است در فرضيه هاي پريگوگين در باب نظريه آشوب بازنگري اساسي بكنيم. هرچند مي بايست كمي هم در نگرش خود به مفهوم انرژي تغييراتي ايجاد نماييم. يك منبع بازگشت ناپذير انرژي مانند زندگي و حيات انسان مي تواند گزينه مناسبي براي توضيح و تبيين سمت وسوي پديده هاي هستي در چهارچوب انديشه هاي فلسفي باشد. اين ادعا اغلب در شرايط بي نظمي و آشفتگي كه در زندگي مدرن امروزي وجود دارد تاييد مي شود. اين فرمول بندي براي آنتروپي در نهايت با دقت زيادي استنتاج خواهد شد.

در زمان ما توسعه مفاهيم فلسفي گويا آنتروپي رو هم در بر گرفته است . اصل حداقل انرژي پيش از آن براي غالب تمدنهاي بشري قابل فهم بوده است. اما آنتروپي فقط در ترموديناميك و تحت عنوان انرژي توليد شده پسماند تعريف شده است. (بولتزمان 1872) و مفهموم آن توسط پريگوگين در سالهاي (1996-1980) گسترش يافت. ساريديس هم نقش عمده اي در تشريح مفاهيم فلسفي آنتروپي ايفا كرد. مفاهيمي كه آنها از آنتروپي تشريح نمودند در علوم جديد نيز كاربرد زيادي پيدا كردند. توصيف جهان هستي به عنوان يك مدل احتمالي از جمله اين كابردهاست. براي قرنها جامعه شناسان و علماي مذهبي مي پنداشتند كه جهان هستي و وقايع آن كاملاً جبري است. هر چيزي آغازي و انجامي دارد. جهان هستي با نگرشي انسان وار انگارانه تولد و مرگي دارد. اين موضوع حتي تئوري بيگ بنگ يا انفجار اوليه را نيز در بر مي گيرد كه مي گويد: در ابتدا خالقي جهان هستي را با ايجاد بيگ بنگ آفريد.

References

■ Adkins, P. (1984). The Second Law. New York: Scientific American Books.

■ Avery, J. (2003). Information Theory and Evolution. New Jersey: World Scientific.

■ Bennett, C. H. (1990), July, Complexity, Entropy, and the Physics of Information. "How to Define Complexity in Physics, and Why." (pages: 137-148), Addison-Wesley, ISBN 0201515067, [PDF]

■ Bennett, C. H. (1985). Emerging Syntheses in Science. "Information, Dissipation, and the Definition of Organization", (pages: 297-313), Addison-Wesley, Reading, Massachusett, ISBN 0201156865, [PDF]

■ Gladyshev, G. (1987). Thermodynamic Theory of the Evolution of Living Beings. New York: Nova Science Publishers Inc. ISBN: 1560724579

■ Haynie, D. (2001). Biological Thermodynamics. (textbook). Cambridge: Cambridge University Press.

■ Perrot, P. (1998). A to Z of Thermodynamics (dictionary). New York: Oxford University Press.

■ Prigogine, I. (1984). Order out of Chaos. New York: Bantam Books.

■ Schneider, E. & Sagan, D. (2005). Into The Cool - Energy Flow, Thermodynamics, and Life. Chicago: University of Chicago Press.

■ Schrodinger, E. (1944). What is Life. Cambridge: Cambridge University Press

مرد=زن
     
#105 | Posted: 8 Nov 2011 11:17
جمع‌آوري نمونه‌هاي فضايي با پرتوهاي ليزري كششي

سازمان ناسا اخيرا بودجه‌اي 100 هزار دلاري را براي تحقيق در زمينه كاربرد «پرتوهاي كششي» به منظور جمع‌آوري نمونه‌هاي فضايي براي تجزيه و تحليل در ماموريت‌هاي آينده اين سازمان اختصاص داده است.

به گزارش سرويس فناوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين بودجه قرار است براي آزمايش سه رويكرد ليزري جهت انجام كاري صرف شود كه تاكنون بيشتر شبيه كارهاي علمي تخيلي بوده است.

ايده چنين پرتو كششي تاكنون در ادبيات علمي وجود داشته اما هيچگاه به عرصه عمل نرسيده است.

پل استيسلي، دانشمند مركز پرواز فضايي گودارد ناسا كه اين پژوهش را رهبري مي‌كند با اذعان به شباهت اين رويكرد به ساخته‌هاي هاليوودي، آن را ابزاري مهم در پيگيري اهداف علمي و كاهش خطرات احتمالي ماموريت‌ها خواند.

ناسا ابتدا با ديدگاه استفاده از اين رويكرد براي جمع‌آوري زباله‌هاي فضايي به آن علاقه‌مند شد؛ اما خيلي زود متوجه شد كه براي انجام اين كار به ليزرهاي قويتري از ليزرهاي موجود نياز دارد.

اين كمك مالي قرار است براي بررسي سه رويكرد احتمالي جهت ضبط و جمع‌آوري مواد نمونه در فضاپيماهاي مداري آينده يا در كاوشگرهاي سياره‌يي مورد استفاده قرار گيرد. يكي از آنها اقتباس از يك اثر شناخته‌شده موسوم به «انبرك نوري» است كه در آن مي‌توان اجسام را با تمركز يك يا دو پرتو ليزري در دام انداخت. با اين حال اين مورد براي اجرا نياز به وجود جو در سياره مورد نظر دارد.

دو شيوه ديگر بر پرتوهاي ليزري با شكل خاص تكيه دارند. اين تيم به جاي يك پرتو كه از بيشترين شدت در مركز برخوردار بوده و در كناره‌ها كمتر مي‌شود، در حال كار بر روي دو جايگزين هستند: پرتوهاي سيم‌لوله و پرتوهاي بسل.

پرتوهاي بسل با ايجاد تاثيرات الكترومغناطيسي،‌ يك ماده را به سوي خود كشيده و از قابليت اجرا در محيط‌هاي خلا نيز برخوردارند.

اوج شدت يك پرتو سيم‌لوله در مارپيچي اطراف خط خود پرتو وجود دارد، در حالي كه شدت يك پرتو بسل در اوج بالا و پايين رفته و در فواصل دورتري از خط پرتو فرو مي‌ريزد.

پرتوهاي سيم‌لوله درحال حاضر قابليت‌هاي پرتو كششي خود را در فاز آزمايشگاهي ثابت كرده و نتايج آنها در مجله Optics Express منتشر شده، اما قدرت كشش پرتوهاي بسل كه در مجله Arxiv منتشر شده، هنوز به لحاظ تجربي اثبات نشده است.

به گفته دكتر استيسلي در هر سه مورد، تاثير كوچكي ديده شده اما در برخي نمونه‌ها اين پرتوهاي از شيوه‌هاي كنوني جمع‌آوري نمونه بهتر عمل مي‌كنند.

استيسلي اظهار كرد: شيوه‌هاي كنوني موفقيت خود را اثبات كرده‌اند، اما به دليل هزينه‌هاي بالا و دامنه و سرعت نمونه برداري محدود از كاربري محدودي برخوردارند. از سوي ديگر يك سيستم ضبط نوري مي‌تواند مولكول‌هاي لازم را از جو فوقاني بر روي يك فضاپيماي مداري جمع‌آوري كرده يا توسط يك كاوشگر از روي زمين يا جو پاييني ضبط شوند.

به گفته وي، اين رويكردها مي‌توانند به طور مداوم و از راه دور به ضبط ذرات در دوره طولاني‌تر زماني بپردازند كه اهداف علمي را ارتقا خواهند بخشيد.

منبع: ناسا

مرد=زن
     
#106 | Posted: 8 Nov 2011 11:19
روشي براي بررسي نانوذرات جانوس

محققان موفق به ارائه روش جديدي براي بررسي نانوذرات جانوس شدند. بررسي اين نانوذرات كه دو بخش مجزا شيميايي دارند، چالشي بزرگ براي دانشمندان بوده است. براي اين كار محققان از يك روش رايج به‌نام طيفسنجي جرمي يون تثبيت شده (IM-MS) استفاده كردند.

سيستم‌هاي رهايش دارويي جديد، پيل‌هاي خورشيدي، كاتاليست‌هاي صنعتي و نمايشگرهاي تلويزيوني حوزه‌هايي هستند كه در آنها مي‌توان از ذرات ويژه‌اي كه داراي دو سمت فعال شيميايي است، استفاده كرد. اين ذرات موسوم به جانوس هستند- رامان گاد جانوس كاشف اين ذرات بوده است-.

محققان دريافته‌اند كه با كاهش اندازه ذرات جانوس تا مقياس چند نانومتر، پتانسيل كاربردي آنها افزايش مي‌يابد. با اين حال پژوهشگران براي استفاده از اين مواد دچار مشكلاتي هستند، آنها راهي براي بررسي سطح اين ذرات نيافته‌ بودند. بنابراين ارزيابي فايده بخشي اين ذرات در كاربردهاي مختلف بسيار دشوار است، همچنين نمي‌توان روش‌هاي توليد آنها را بهبود داد.

اخيرا يك تيم تحقيقاتي از دانشگاه وندربيلت بر اين مشكل فائق آمده است. آنها توانسته‌اند براي اولين بار روشي ارائه كنند كه با استفاده از آن، خواص شيميايي اين نانوذرات جانوس را به تصوير بكشند. نتايج اين تحقيق در نشريه Angewandte Chemie به چاپ رسيده است. در اين مقاله به بررسي مشكلي اساسي در به‌كارگيري اين نانوذرات و همچنين كاربردهاي مختلف آن پرداخته شده است.

از آنجايي كه اين ذرات داراي دو بخش كاملا مجزا براي انجام واكنش شيميايي هستند بنابراين ارزش بيشتري نسبت به ذرات معمولي دارند. براي مثال از يك بخش مي‌توان براي اتصال ذره به دارو استفاده كرد و از بخش ديگر براي اتصال ذره به سلول هدف. اين موضوع وقتي ارزشمندتر مي شود كه مي‌فهميم اين دو بخش، در دو نيم‌كره مختلف ذره قرار دارد.

در نانوذرات بزرگتر ( بزرگتر از 10 نانومتر)، محققان از روش‌هاي رايج نظير ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده مي‌كنند تا سطح ماده را مورد بررسي قرار دهند. با اين كار مي‌توان روش‌هاي توليد را بهبود داد و ذرات جانوس كاملا مجزايي را توليد كرد. با اين حال روش‌هاي فعلي براي نانوذرات با ابعاد زير 10 نانومتر به‌كار نمي‌آيند.

براي حل اين مشكل محققان از يك روش رايج به‌نام طيف سنجي جرمي يون تثبيت شده (IM-MS) استفاده كردند كه با كمك آن مي‌توان هزاران ذره منفرد را شناسايي كند.

آنها سطح نانوذرات طلا با ابعادي بين 2 تا 4 نانومتر را با تركيبات شيميايي مختلف پوشش دادند. سپس اين نانوذرات را به دو بخش‌ كوچكتر شكستند به‌نحوي كه هر بخش شامل 4 اتم طلا باشد. سپس آنها را از طيف سنج عبور دادند.

نتايج نشان داد كه اين دستگاه قادر است نانوذرات طلاي اوليه را از نانوذرات شكسته شده و دوباره به‌هم متصل شده، تشخيص دهد.

تنها با اشعه ايكس مي‌توان چنين ساختارهايي را مطالعه كرد كه بسيار دشوار و زمان بر است به‌طوري كه ممكن است ماه‌ها براي اين كار زمان صرف شود.

منبع: ستاد توسعه فناوري نانو

مرد=زن
     
#107 | Posted: 8 Nov 2011 11:20
دانشمندان موفق به افزايش عمر نگهداري سلول‌هاي بنيادي شدند

محققان انگليسي با استفاده از سطوح نانويي موفق به نگهداري درازمدت سلول‌هاي بنيادي شدند.

به گزارش سرويس علمي ايسنا، در حال حاضر رشد سلول‌هاي بنيادي با غوطه‌وري‌سازي اين سلول‌ها در محلول‌هاي شيميايي كه راندمان كلي سلول‌هاي بنيادي را افزايش مي‌دهند، تقويت مي‌شود؛ اما كارايي اين روش محدود است. يافته‌هاي جديد محققان در انگليس نشان مي‌دهد كه الگودهي نانومقياس، ابزار قدرتمندي براي دستكاري غيرتهاجمي سلول‌هاي بنيادي است.

اين محققان با ليتوگرافي پرتوي الكتروني يك بستر رشدِ نانومقياس ساختند و با گرم كوبي (hot embossing) يا قالب‌گيري تزريقي استفاده شده براي نمونه‌ها در پلي‌كربنات (PC) و پلي‌استايرن (PS) آن را فرآوري كردند. اين سطح مي‌تواند سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال كاركردي را در محيط كشت براي بيش از هشت هفته نگهداري كند و فنوتيپ سلول بنيادي را در اين مدت حفظ كند.

«نيكولاج گادگارد» يكي از اين پژوهشگران مي‌گويد: نتايج ما يك سكوي ايده‌آلي ايجاد مي‌كند كه به عنوان يك محيط كشت سلولي عمومي، توان بالقوه خوبي دارد.

محققان براي الگودهي، از بستر پلاستيكي از ليتوگرافي پرتوي الكتروني - معروفترين روشِ ساخت تراشه‌هاي كامپيوتري - استفاده و روي سطح بستر، آرايه‌هايي از نانوحفره‌هايي به اندازه 120 نانومتر ايجاد كردند. اين بستر نانوالگوداده شده را مي‌توان براي توليد هزاران نمونه پليمري يكسان جهت كاشت سلول، در يك ماشين قالب‌گيري تزريقي استفاده كرد.

راهبرد قالب‌گيري تزريقي، بسيار مشابه با ساخت CDها و DVDها است. هنگامي كه سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال كه مي‌توان آنها را از مغز استخوان به دست آورد، روي اين سطوح نانوالگوداده شده كشت شدند، اين محققان توانستند در طول دوره‌هاي كشت، ويژگي‌هاي رخ‌ماندگي‌شان از قبيل توانايي مضاعف را حفظ كنند. در مقابل، سلول‌هاي كاشت‌شده روي سطوح منظم تخت به سرعت خواص توانايي مضاعف‌ خود را از دست مي‌دهند و به طور موثري براي آزمايش‌هاي سلول بنيادي يا كاربردهاي باليني غيرمفيد مي‌شوند.

«گادگارد» توضيح مي‌دهد: تا قبل از نتايج‌ خود، حفظ مشخصه‌هاي سلول‌هاي بنيادي فقط با استفاده از معجون‌هايي از مولكول‌هاي مختلف كه مشكلاتي داشتند، امكان‌پذير بود. بنابراين نتايج تحقيق ما براي اولين بار است كه نشان مي‌دهد مي‌توان از اين طريق مشخصه‌هاي سلول‌هاي بنيادي كه هم در تحقيقات بنيادي و هم در كاربردهاي باليني استفاده مي‌شوند، را حفظ كرد.

اين محققان، جزئيات نتايج كار تحقيقاتي خود را تحت عنوان «سطوح نانومقياس براي حفظ طولاني‌مدت رخ‌مانه و توانايي مضاعف سلول بنيادي مزانشيمال» در مجله‌ي «Nature Materials» منتشر كرده‌اند.

منبع ايسنا

مرد=زن
     
#108 | Posted: 8 Nov 2011 11:21
روشي جديد براي اتصال مولكول‌هاي منفرد به رشته‌هاي پليمري

هدف نهايي نانوفناوري الكترونيكي توليد قطعات الكترونيكي همچون ديودها، كليدها يا ترانزيستورها تنها با استفاده از يك مولكول منفرد است. براي بررسي ويژگي‌هاي الكتريكي يك مولكول منفرد، محققان بايد بتوانند ميان الكترودها و اين مولكول‌ها اتصال برقرار نمايند و اين يك چالش بزرگ است.

با وجودي كه تلاش‌هاي زيادي براي درك الكترونيك تك‌مولكولي صورت گرفته است، هنوز توليد عملي يك مدار مجتمع تك‌مولكولي امكان‌پذير نيست. يكي از مشكلات اين كار نبود روش‌هاي مطمئن براي سيم‌كشي هر مولكول عاملي است.

يوجي اوكاوا، يكي از محققان مركز نانومعماري مواد WPI در ژاپن مي‌گويد: «بيشتر كارهايي كه قبلاً براي اتصال سيم‌هاي الكتريكي به هر مولكول عاملي انجام شده است، روي اتصال مستقيم الكترودهاي فلزي به مولكول‌هاي منفرد متمركز بوده است. مشكل اصلي اين راهكار اين است كه توليد ابزارهايي كوچك‌تر از ابزارهاي معمولي مبتني بر سيليكون دشوار است، زيرا الكترودهاي فلزي به احتمال زياد با استفاده از روش‌هاي ليتوگرافي معمولي توليد خواهند شد. بهترين روش براي كاهش عرض سيم‌ها تا حد عرض مولكول‌هاي منفرد استفاده از پليمرهاي رساناي آلي به جاي الكترودهاي فلزي است. براي داشتن ويژگي‌هاي الكتريكي قابل اعتماد، ايجاد اتصال از طريق پيوند كوالانسي يك ضرورت به‌شمار مي‌رود. با اين حال هيچ گزارشي در زمينه اتصال رضايت‌بخش مولكول‌هاي منفرد به پليمرهاي رسانا وجود ندارد».

حال گروهي از محققان بين‌المللي به رهبري اوكاوا روش جديدي براي كنترل واكنش‌هاي شيميايي تك مولكولي (نوعي جوشكاري شيميايي) ارائه كرده‌اند.

اوكاوا توضيح مي‌دهد: «حدود 10 سال قبل دريافتيم كه با استفاده از نوك يك ميكروسكوپ تونلي روبشي مي‌توان واكنش پليمريزاسيون زنجيره‌اي مولكول دي‌استيلن را آغاز كرد. از آنجايي كه لبه جلويي پليمريزاسيون زنجيره‌اي الزاماً حاوي يك جزء شيميايي فعال است، مشاهده كرديم كه پليمر ايجاد شده به‌صورت خودبه‌خودي با هر مولكول عامل‌داري كه مواجه شود، پيوند برقرار مي‌كند».

محققان توانستند با استفاده از اين روش نانوسيم‌هاي پليمري رسانا را به يك مولكول منفرد متصل كنند. اين كار در زمينه علوم پايه نيز يك پيشرفت بزرگ محسوب شده و روش جديدي در زمينه شيمي سنتزي تك‌مولكولي روي يك بستر جامد به‌شمار مي‌رود. ساختار نهايي حاصل از اين كار يك مولكول عاملي منفرد است كه به يك پليمر رسانا به طول چندصد نانومتر وصل شده است. اين ساختار ابزار ايده‌آلي براي مطالعه ويژگي‌هاي انتقال الكتريكي اتصالات آلي است.

جزئيات اين كار در Journal of the American Chemical Society منتشر شده است.

منبع: ستاد توسعه فناوري نانو

مرد=زن
     
#109 | Posted: 8 Nov 2011 11:22
آيا ركورد سرعت نور شكست؟

خبرها حكايت از آن داشتند كه مسافران ويژه تور اپرا با سرعت سيري سريع‌تر از سرعت نور مسير حركت را طي كرده بودند. در واقع آنچه رسما در ابر آزمايشگاه سرن و در جريان آزمايش اپرا روي داد از اين قرار بود كه ذرات نوترينوي توليد شده در آزمايشگاه سرن حدود 60 نانو ثانيه زودتر از سرعتي كه نور اجازه مي‌دهد، در آزمايشگاه Gran Sasso در ايتاليا دريافت شده بودند.

اين نتيجه شگفت‌انگيز چنان موجي از حرف و حديث‌ها و دغدغه‌ها و شور و شوق در عموم علاقه‌مندان رشته‌هاي مختلف علوم به راه انداخت كه گويي از فردا بايد كتاب‌ها را عوض كرد، فيزيك را از نو بايد نوشت و براي دوم شدن نور بايد غصه خورد . اما اين نتيجه غيرعادي در كنار آن موج بزرگ، موجي از هيجان و انگيزه را در ميان جامعه فيزيك به پا كرد و طي همين مدت كوتاه مقالات متعددي از سوي دانشمندان و بويژه فيزيكدانان در تلاش براي بي‌اعتبار كردن يا توضيح دادن نتايج اين آزمايش منتشر شده است. اگر بخواهيم نسبت به واكنش‌هاي مطرح شده عليه نتيجه اين آزمايش قضاوت منصفانه و بي‌طرفي داشته باشيم، به نظر مي‌رسد كه احساس و برداشت كلي اهل فن آن است كه گروه اپرا بايد از مساله مهمي غفلت كرده باشند.

به عنوان نمونه‌اي شاخص از استدلال‌هاي منتشر شده در باب خطا بودن نتيجه آزمايش اپرا، مي‌توان به دلايل مطرح شده از سوي محققان دانشگاه گرانيگن هلند بر مبناي قانون نسبيت اشاره كرد كه از قضا دستمايه بحث‌هاي فراوان شمار”‰ديگري از فيزيكدانان نيز قرار گرفته است. اگر آزمايش اپرا را بررسي و مرور كنيم متوجه مفهوم ساده و محض آن مي‌شويم كه عبارت بوده است از اندازه‌گيري فاصله و زمان. فاصله كه تكليفش سر راست و روشن است و بين دو نقطه جغرافيايي قرار دارد. سنجيدن موقعيت مكاني توليد ذرات نوترينو در سرن با استفاده از جي.پي.اس به طور قابل قبولي آسان است، اما سنجش قطعي موقعيت آزمايشگاه گرن ساسو در ايتاليا به واسطه قرار داشتن در پاي كوهي با ارتفاع چند هزار متري شايد به نظر دشوار بيايد. با اين اوصاف، گروه اپرا مي‌گويند كه اين فاصله 370 كيلومتري را با دقت بسيار فراواني اندازه‌گيري كرده‌اند، اما در مورد زمان قضيه فرق مي‌كند و اندازه‌گيري فاصله زماني حركت نوترينوها از مبدا تا مقصد دشوارتر است.

گروه اپرا مي‌گويد كه با استفاده از ساعت‌هاي مستقر در هر دو سر مسير مي‌تواند لحظه توليد نوترينوها در مبدا و لحظه رديابي آنها را در مقصد با دقتي بي‌نظير اندازه‌گيري و تعيين كند، اما بخش بغرنج و پيچيده و چه‌بسا غلط انداز ماجرا همين ساعت‌ها و همگام نگاهداشتن دقيق آنها در هر دو طرف مسير است.
گروه اپرا اين مهم را با استفاده از ماهواره‌هاي جي.پي.اس انجام داده‌اند. ماهواره‌هاي جي.پي.اس مجموعه‌اي مشتمل بر 24 ماهواره است كه روي 3 مدار مختلف به دور زمين مي‌چرخند. هر ماهواره دائما در حال ارسال سيگنالي به سمت زمين است كه شامل داده‌هايي مانند زمان دقيق ارسال سيگنال و موقعيت ماهواره در مدار زمين است

گيرنده‌هاي جي.پي.اس با دريافت اين اطلاعات از حداقل 3 ماهواره مي‌توانند موقعيت خود را روي زمين محاسبه كنند. بايد توجه داشت كه ماجراي ثبت ركورد سرعت بيشتر از سرعت نور از همين جا مشكل‌دار مي‌شود و پاي برخي مفاهيم ضمني اضافي نظير مدت زمان سفر سيگنال‌هاي جي.پي.اس به زمين به اين سناريوي جنجالي باز مي‌شود كه گروه اپرا بايد در نظر مي‌گرفته، اما گويا از كنار آن به سادگي گذشته است.

محققان براي توضيح اين پديده به اثري اشاره مي‌كنند كه ظاهرا از جانب گروه آزمايش اپرا مورد غفلت يا اغماض واقع شده است كه به آن حركت نسبي ماهواره‌هاي جي.پي.اس نسبت به گيرنده گفته مي‌شود. صرف‌نظر از سرعت ماهواره، امواج راديويي ناقل سيگنال‌هاي ارسالي از ماهواره‌هاي جي.پي.اس با سرعت نور سفر مي‌كنند، اما در اين ميان توجه به اين نكته ضروري است كه هرچند سرعت نور كميتي ثابت است و به چارچوب مرجع و اين كه زميني يا مداري باشد بستگي ندارد، اما اندازه‌گيري زمان طبق قانون نسبيت به اين امر بستگي دارد. در مورد قضيه آزمايش اپرا، دو مرجع وجود دارد. آزمايش روي زمين انجام گرفته است، اما زمان‌سنجي توسط بازخواني سيگنال‌هايي صورت پذيرفته كه از ساعت‌هاي مستقر در مدار مخابره شده‌اند.
پس از نزديك يك قرن از اعلام نظريه نسبيت، مرزهاي دانش بشري بارديگر نگاه‌ها را به سوي نابغه دوران و تفكرات عالي وي معطوف ساخته و ثابت مي‌كند هنوز هم حق با اينشتين است

ماهواره‌هاي جي.پي.اس از غرب به شرق به دور زمين مي‌چرخند و برخي از آنها روي مداري با زاويه 55 درجه نسبت به استواي زمين قرار دارند و جالب است كه اين مسير كمابيش منطبق با مسير حركت نوترينوهايي بوده كه به نظر مي‌رسد سرعت نور را شكسته‌اند. پس از نقطه نظر ساعت مستقر در ماهواره جي.پي.اس، موقعيت مكاني مبدا و مقصد نوترينوها در آزمايش اخير در حال تغيير بوده‌اند. از نگاه ماهواره جي.پي.اس، آشكار ساز ذره در ايتاليا به سمت منبع نوترينوها در فرانسه حركت مي‌كرده است و در نتيجه فاصله پيموده شده توسط اين ذرات از نگاه اين ماهواره كوتاه‌تر است. كاملا طبيعي است كه اين موضوع كمي پيچيده به نظر برسد چون ما داريم درباره قانون نسبيت صحبت مي‌كنيم. گروه اپرا اين موضوع را ناديده گرفته بودند چون تصور آنها از ساعت، ابزاري ساكن روي زمين بوده است نه در حال چرخش در فضا.

اما اثر حركت نسبي ساعت‌هاي اتمي سوار بر ماهواره‌هاي جي.پي.اس تا چه حد تاثيرگذار است؟ محاسبات نشان مي‌دهد كه اين اثر موجب زودتر رسيدن نوترينوها به ميزان 32 نانوثانيه مي‌شود، اما به واسطه خطاي مشابهي كه در هر يك از دو سر مسير آزمايش در محاسبه زمان رخ مي‌دهد بايد ميزان اين تاثير مضاعف شود. بنابراين تصحيح كل معادل 64 نانوثانيه است كه تقريبا با آنچه گروه اپرا اعلام مي‌كند، برابر است.
آيا ركورد سرعت نور شكست؟

اين نتيجه‌گيري، قابل تحسين است ولي معلوم نمي‌كند كه مساله بالاخره حل شد يا هنوز بايد به دنبال جواب بهتري بگرديم. با توجه به اين كه بررسي و ارزيابي موشكافانه بخشي ضروري از فرآيند علمي محسوب مي‌شود، ارائه‌كنندگان اين محاسبه جديد نيز بايد به نوبه خود تاب تحمل آن را داشته باشد كه از سوي جامعه علمي به طور كلي و از طرف گروه آزمايش اپرا به طور خاص، مورد بررسي قرار گيرند.

اگر اين استدلال به قوت و اعتبار خودش باقي بماند، جريان اندازه‌گيري ذراتي سريع‌تر از نور بجاي نقض نظريه نسبيت اينشتين، در نقش تأييدكننده ديگري از حقانيت آن عمل خواهند كرد.

نزديك به 100 سال از انتشار نظريه نسبيت اينشتين مي‌گذرد. اين نظريه بزرگ كه نه‌تنها در زمان خود بلكه حتي امروزه به وضوح نشان داده است كه قامت درك و توانايي‌هايي علمي بشريت براي فهم آن هنوز كوچك است، بار ديگر دستاويز آزمون و استدلال‌هاي علمي مهمي قرار گرفت و چنين به نظر مي‌رسد كه سربلند بيرون آمده است. سال گذشته بود كه دانشمندان با انجام 5 آزمايش علمي مهم در زمينه پارادوكس زماني، حركت تقدمي اسپين، انحناي فضا ـ‌ زمان، پارادوكس زماني در ليزر و نسبيت در مقياس كلان به اين نتيجه رسيدند كه نظريه نسبيت هنوز نفس مي‌كشد و روز به روز بر حقانيت دنياي بزرگ آن صحه بيشتري گذاشته مي‌شود. اكنون و پس از يك قرن از اعلام نظريه نسبيت، مرزهاي دانش بشري بار ديگر نگاه‌ها را به سوي نابغه دوران و تفكرات عالي وي معطوف ساخته و ثابت مي‌كند هنوز هم حق با اينشتين است.

منبع: تبيان

مرد=زن
     
#110 | Posted: 8 Nov 2011 11:23
بازوي گم شده راه شيري پيدا شد

دو اخترشناس از مركز فيزيك اخترشناسي هاروارد اسميتسونيان موفق شدند بازوي گم شده كهكشان راه شيري را بيابند

بازوي گم شده كهكشان راه شيري كه اخترشناسان هاروارد اسميتسونيان به تازگي موفق به كشف آن شده‌اند جاي مناسبي براي يافتن حيات بيگانه نيست.

به نظر نمي‌آيد اين بازوي گم شده مكاني مناسب براي يافتن سياره‌اي با قابليت پشتيباني از حيات باشد و متخصصان معتقدند احتمال اينكه حيات در بخش‌هاي مركزي كهكشان شكل بگيرد بيشتر است.

بازوي جديد در انتهاي بازوي سپر-قنطورس واقع شده و فاصله آن از مركز كهكشاني در حدود 50 هزار سال نوري است. اين كشف مي‌تواند درك اخترشناسان را از شكل واقعي كهكشان راه شيري گسترش دهد.

به گزارش خبرگزاري مهر، آنچه همواره در تصاوير از كهكشان راه شيري ديده مي‌شود در واقع گمانه زني دانشمندان از شكل اصلي كهكشان راه شيري است، به دليل وجود حجم زيادي از غبارهاي ميان كهكشاني امكان ديد بخش بزرگي از كهكشان براي انسان‌ها از بين رفته است و تنها امكان ديدن نيمي از آن وجود دارد.

با اين همه اين ديد ناكامل پس از اينكه "توماس ديم" و "پاتريك تادئوس" در مركز اخترفيزيك هاروارد اسميتسونيان تلسكوپ خود را به سوي حاشيه خارجي كهكشان راه شيري نشانه رفتند، تغيير پيدا كرد. آنها توانستند با كمك تلسكوپ خود قطعه‌اي از پازل كيهاني را كشف كنند.

با اين همه محققان دانشگاه كاليفرنيا ويرجينيا بر اين باورند كه امكان وجود حيات در اين بازوي كهكشان بسيار بعيد است زيرا سياره‌هاي فلزي مانند زمين كه براي ميزباني حيات مناسب هستند بيشتر در مركز كهكشان ديده مي‌شوند.

در صورتي كه حياتي در بخش‌هاي خارجي تر كهكشان شكل گرفته باشد، در حدود ميلياردها سال پيشرفته‌تر از تمدن انسان‌ها خواهد بود زيرا ستاره‌ها در اين مناطق از كهكشان عمري دو برابر عمر خورشيد را دارند.

منبع: همشهري

مرد=زن
     
صفحه  صفحه 11 از 26:  « پیشین  1  ...  10  11  12  ...  25  26  پسین » 
علم و دانش انجمن لوتی / علم و دانش / Physics News | اخبار فیزیک بالا
جواب شما روی این آیکون کلیک کنید تا به پستی که نقل قول کردید برگردید
رنگ ها  Bold Style  Italic Style  Highlight  Center  List       Image Link  URL Link   
Persian | English
  

 ?
برای دسترسی به این قسمت میبایست عضو انجمن شوید. درصورتیکه هم اکنون عضو انجمن هستید با استفاده از نام کاربری و کلمه عبور وارد انجمن شوید. در صورتیکه عضو نیستید با استفاده از این قسمت عضو شوید.



 
Report Abuse  |  News  |  Rules  |  How To  |  FAQ  |  Moderator List  |  Sexy Pictures Archive  |  Adult Forums  |  Advertise on Looti

Copyright © 2009-2019 Looti.net. Looti.net Forum is not responsible for the content of external sites