علم و بنیان Science &Foundation – Telegram
علم و بنیان Science &Foundation
373 subscribers
44 photos
14 videos
14 files
652 links
این کانال به‌شرح یافته‌های نوین با رویکرد بنیادی در حوزه‌های فیزیک کوانتوم، شیمی، مبانی اطلاعات، زیست‌شناسی، ذهن و آگاهی، و نیز مسائل آموزشی می‌پردازد.
@ScienceAndFoundation
ادمین:
@Afshin_1968
Download Telegram
#عمومی

ساخت تراشه بدون استفاده از نیمه‌رساناها

وب سایت تک‌شات: شاید شما هم کامپیوترهای عظیم الجثه ای که فضای یک اتاق را اشغال می کردند و به لوله های خلا مجهز بودند را به یاد داشته باشید، کامپیوترهایی که با آن ابعاد، از قدرت پردازشی کمتری نسبت به اسمارت فون های امروزی برخوردار بودند. حالا به لطف تلاش دانشمندانی از دانشگاه سن دیگو، ممکن است آن فناوری مجدد احیا شود.
این گروه از محققین نخستین دستگاه فاقد نیمه رسانا و دارای میکروالکترون هایی که با لیزر کنترل می شوند را ساخته اند که از الکترون های آزاد استفاده می کند، روندی که بسیارمشابه همان لوله های خلا کامپیوترهای قدیمی است. این تحقیق در واقع می توانست به تولید پنل های خورشیدی کارآمدتر و دستگاه های میکروالکترونیکی سریعتر که قابلیت انتقال انرژی بیشتر را دارند ختم شود.
نیمه رساناهای سیلیکونی و سایر نیمه رساناها قطعا بسیار کاربردی هستند و کمک کرده اند تا امکان قرار دادن میلیاردها ترانزیستور در چند اینچ مربع فراهم شود. اما این نیمه رساناها معایبی نیز دارند: سرعت الکترون در این محصولات به واسطه مقاومت مواد نیمه رسانا محدود است و برای جاری ساختن الکترون ها در شکاف حاصل از عایق بندی بخش های مختلف نیمه رسانا به انرژی زیادی احتیاج است.
لوله های خلا با چنین مشکلی روبرو نیستند، چرا که آنها الکترون های آزاد را به انتقال (یا عدم انتقال) جریان از درون یک فضا وامی دارند. البته، دستیابی به الکترون های آزاد در اندازه های نانو بسیار مشکل است و برای این کار یا باید از ولتاژهای خیلی بالا (بیش از 100 ولت) و دمای زیاد استفاده کرد و یا نیاز به لیزر پرقدرتی است که الکترون ها را آزاد کند. تیم محققین دانشگاه سن دیگو این معضل را با ساخت نانو ساختارهای قارچی شکل از جنس طلا حل کردند که در کنار و به موازات آنها نوارهای طلا قرار گرفته است. با ترکیب مقادیر کمی از ولتاژ (حدود 10 ولت) با لیزر کم قدرت، الکترون ها از فلز طلا آزاد می شوند.
نتیجه این کار افزایش ده برابری رسانایی سیستم بود که همانطور که در مقاله به چاپ رسیده در ژورنال Nature آمده است، تغییری است که برای "درک موقعیت های روشن و خاموش کافی است، بدین معنی که ساختار همانند یک سوییچ نوری عمل می کند."
بنابراین این دستگاه نیز می تواند مانند نیمه رساناها به عنوان ترانزیستور، تقویت کننده یا حسگر نور به کار گرفته شود. از طرفی از نظر تئوری باور بر این است که این سیستم از مقاومت کمتری برخوردار است و می تواند مقادیر بیشتری از انرژی را منتقل کند.
تا این لحظه، این تحقیق در حد مفهومی به اثبات رسیده است اما می توان به آینده آن امیدوار بود. یکی از اعضا این تیم تحقیقاتی، دن سیون پایپر اظهار کرده است: «حالا باید به نهایت کاربرد این سیستم پی ببریم و با محدودیت های عملکردی آن آشنا شویم.»
این گروه از دانشمندان قصد دارند کاربرد این پردازنده ها را در مواردی غیر از الکترونیک نیز مورد بررسی قرار دهند که شامل حوزه هایی مانند فتوولتاییک، کاربردهای محیط زیستی و احتمالا تسلیحاتی خواهد شد. لازم به ذکر است بودجه این تحقیقات توسط دارپا یا سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفتهٔ دفاعی آمریکا تامین شده است.
#عمومی

خبرآنلاین: این عکس حاصل ترکیب ۱۰۰ عکس تلسکوپی به صورت موزاییکی است و ۵۰ درجه از آسمان را پوشش می‌دهد. در این عکس به خوبی می‌توانید قسمت مرکزی کهکشان راه‌شیری و دره‌ بزرگ یا رودخانه‌ی تاریک گاز و غباری که در طول صفحه‌ این کهکشان کشیده شده را ببینید.
استوای کهکشانی را كه پايين بياييد به ستارگان درخشان صورت‌های فلکی عقاب، مار و سپر می‌رسید. در پایین و نزدیک به مرکز کهکشان هم صورت فلکی قوس دیده می‌شود. در طول این مسیر صدها سحابی تاریک و چندین و چند زایشگاه ستاره‌ای قرمز رنگ دیده می‌شود. از اجرام مسيه قابل توجه در این عکس می‌توان به سحابی عقاب (M16)، سحابی امگا (M17)، ابر ستاره‌ای قوس (M24)، سحابی سه‌تکه‌ (M20) و سحابی مرداب (M8) اشاره کرد. 👆👆
می‌فرماید گرانش شاید نیرویی بنیادی نباشد، بلکه خود برآمده از درهم‌تنیدگی کوانتومی است. 👆👆
علم و بنیان Science &Foundation
http://www.sciencealert.com/scientists-measure-the-smallest-fragment-of-time-ever-witness-an-electron-escaping-an-atom?_utm_source=1-2-2
#عمومی

کوچک‌ترین واحد زمان اندازه گیری شد

خبرگزاری مهر: دانشمندان در اقدامی بی سابقه موفق به اندازه گیری کوچک ترین واحد زمان شدند. به نقل از ساینس الرت، با توسعه فناوریهای نوین درک انسان از زمان و آنچه که پیرامون ما می گذرد دقیق تر از گذشته می شود.
به تازگی دانشمندان موفق به اندازه گیری تغییرات در یک اتم آن هم در سطح زپتاثانیه شده اند. هر زپتاثانیه یک تریلیونیوم میلیاردیوم ثانیه است که در واقع می توان آن را کوچکترین واحد زمانی مورد مطالعه قرار گرفته به شمار آورد.
بدین ترتیب اکنون دانشمندان می توانند کل فرآیند گریز الکترون از اتم را برای نخستین بار در تاریخ اندازه گیری کنند. این فرآیند در واقع آزمایش هیجان انگیز تأثیر فوتوالکتریک انیشتین به شمار می آید.
تأثیر فوتوالکتریک انیشتین نخستین بار توسط این دانشمند و در سال ۱۹۰۵ مطرح شد و این زمانی است که ذرات تشکیل دهنده نور که به فوتون معروف هستند با الکترونهایی در حال چرخش به دور اتم برخورد می کنند.
بر اساس علم مکانیک کوانتوم، کل انرژی ناشی از این فوتونها توسط یکی از الکترونها جذب شده و یا بین آنها تقسیم می شود. اما تاکنون هیچ کس نتوانسته بود به مطالعه دقیق این فرآیند آن هم با جزئیات کامل بپردازد.
اکنون و با دستاورد ارزشمند دانشمندان انستیتو اپتیک کوانتوم مکس پلانک آلمان این امکان فراهم شده است.
#عمومی

ساخت خورشیدی سه برابر داغ‌تر از خورشید واقعی!

دانشمندان چینی در ماه فوریه سال جاری موفق شدند حرارت راکتور هسته ای پلاسمای خود را تا ۴۹٫۹۹۹ درجه سلسیوس (معدل ۵۰ میلیون کلوین) بالا ببرند که این درجه حرارت، ۳ برابر درجه حرارت خورشید است.

http://www.bartarinha.ir/fa/news/425012/
#عمومی

کشف حالت چهارم برای آب

وب‌سایت کلیک: آب، حیاتی ترین عنصر روی کره زمین است و حدود ۶۰ درصد بدن انسان را نیز تشکیل می‌دهد، و اکنون مشخص شد که این ماده عجیب تر از چیزی است که تا کنون تصور می شد.
محققینی که مشغول تحقیق بر روی خواص فیزیکی آب بوده اند، متوجه شدند زمانی که آن را بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سلسیوس گرم می کنند "دمای متقاطق” را رد کرده و شروع به تبدیل بین دو حالت مایع می کند.
همه ما به سه حالت آب عادت کرده‌ایم و تصور اینکه حالتی به جز جامد، مایع و گاز داشته باشد، برایمان سخت است. اما از بسیاری جهات، آب ساده و قدیمی ما چیزی بر خلاف هر ماده دیگری در کره زمین است.
به استثنای جیوه، آب بالاترین کشش سطحی در بین مایعات را دارد. همچنین یکی از موادی است که حالت جامد آن می‌تواند روی حالت مایع خود شناور باشد و بر خلاف بسیاری از مواد شناخته شده، آب زمانی که یخ می زند، منبسط می شود.
این ماده همچنین نقطه جوش عجیبی دارد. در حالی که نقطه جوش سایر هیدروکسیدها مانند تلورید هیدروژن و سولفید هیدروژن، با کاهش سایز مولکولی کاهش میابد، اما H2O برای چنین وزن مولکولی کمی، نقطه جوش بالایی دارد.
فیلیپ بال در مجله نیچر اشاره می‌کند "هیچ‌کس به درستی آب را نمی‌شناسد. اعتراف به این نکته شرم آور است اما ماده ای که دو سوم سیاره ما را می پوشاند هنوز یک راز است. بدتر از همه این است که هرچه بیشتر بررسی می‌کنیم، مشکلات نیز بیشترمی شوند: تکنیک جدید اکتشاف ساختار مولکولی آب در حالت مایع، معماهای بیشتری را بر می انگیزاند.”
اکنون فیزیکدانان نشان دادند که جایی بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سلسیوس(۱۰۴ تا ۱۴۰ درجه فارنهایت) آب مایع می تواند تغییر حالت داده و خواص جدیدی را به نمایش بگذارد.
تیم بین المللی به سرپرستی فیزیکدانی با نام لورا مایسترو از دانشگاه آکسفورد، تعدادی از این خواص را بررسی کرده اند. آن ها مواردی همچون رسانش گرمایی، ضریب شکست، رسانایی، کشش سطحی و گذردهی نسبی را مد نظر داشته و این که این موارد چطور به نواسانات دمایی بین ۰ تا ۱۰۰ درجه سلسیوس پاسخ می دهند.
زمانی که آب به ۴۰ درجه می رسد، همه چیز شروع به تغییر می کند و خواص تا ۶۰ درجه همچنان در حال تغییر بودند. هر یک از این خواص "دمای متقاطع” مختلفی در این آستانه داشتند و محققین معتقدند این امر به دلیل تغییر فاز آب است.
این تیم لیستی از این موارد تهیه کرده است: تقریبا۶۴ درجه سلسیوس برای رسانش گرمایی، ۵۰ درجه سلسیوس برای ضریب شکست، ۵۳ درجه برای رسانایی، و ۵۷ درجه برای کشش سطحی.
هنوز مشخص نیست دقیقا چه اتفاقی می افتد اما حقیقت این است که آب می‌تواند بین دو حالت کاملا متفاوت از مایع در دمای خاص، خواصی غیرعادی از خود نشان دهد.
مولکول های آب اتصالات بسیار کوتاهی بین یکدیگر دارند و این پیوند هیدروژنی ضعیف تر از پیوندهایی است که اتم های هیدروژن و اکسیژن بین خودشان دارند. به همین دلیل پیوندهای هیدروژنی که مولکول های آب را به هم وصل می کنند، دائما شکسته و مجدد برقرار می شوند با این وجود در این آشفتگی ساختار و قوانین مشخصی وجود دارد. فیزیکدانان می گویند همین مساله خواص غیرعادی به آب بخشیده است اما هنوز کسی دقیقا نمی‌داند که این قوانین چگونه کار می کنند.
نتایج به دست آمده توسط مایسترو و تیمش باید توسط یک تیم مستقل دیگر تکرار شود تا پس از آن بتوان آن را به سایر حالت های این ماده تعمیم داد و آن را به رسمیت شناخت. آن‌ها معتقدند کشفشان تاثیر زیادی بر درک نانو و سیستم های بیولوژیک خواهد داشت.
آن‌ها در مقاله خود نوشتند "برای مثال، خواص نوری نانو ذرات فلزی(طلا و نقره) پراکنده در آب و خواص انتشار…نقاط کوانتومی استفاده شده برای هدف قرار دادن تومورها، رفتار منحصر به فردی را در این دما نشان می دهند.”
#عمومی

مغز انسان مانند اثرانگشت منحصربه‌فرد است

گجت نیوز: دانشمندان دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon) تحقیقات جدیدی را در مورد مغز انسان انجام دادند و با استفاده از تصویربرداری دیفیوژن به این نتیجه رسیدند که مغز هر فرد مانند اثرانگشت منحصربه‌فرد است و در هیچ دو نفری مشابه یکدیگر نیست.
محققان با استفاده از سیستم تصویربرداری دیفیوژن (Diffusion MRI) ثابت کردند که مغز انسان مانند اثرانگشت فرد منحصربه‌فرد است و با این روش می‌توان افراد را شناسایی کرد. دانشمندان برای انجام این تحقیق، نتایج ام آر آی دیفیوژن مغز 699 نفر را بررسی کردند.
این سیستم تصویربرداری از فرایند نفوذ مولکول‌های آب در بافت‌های بیولوژیکی به منظور ایجاد کنتراست در تصاویر استفاده می‌کند و به همین دلیل با نام دیفیوژن شناخته می‌شود. دانشمندان نتایج به دست آمده را دریافت کردند و با شمارش توزیع آب در تمام نقاط اتصال (کانکتوم محلی) از مسیرهای ماده سفید مغز به این نتیجه رسیدند که هر فردی از یک کانکتوم محلی منحصربه‌فرد مانند اثرانگشت برخوردار است. نکته جالب اینجاست که حتی کانکتوم محلی دوقلوها نیز تنها 12 درصد به یکدیگر شباهت دارند.
مغز انسان نشان‌دهنده‌ی تجارب زندگی فرد است
محققان برای اطمینان از درست بودن تحقیقات خود، 17 هزار آزمون شناسایی مختلف انجام دادند و موفق شدند تا 100 درصد افراد را از هم تشخیص دهند. آنها همچنین متوجه شدند که تجارب زندگی یک فرد مانند فقر یا بیماری بر روی ساختار مغز وی تاثیر می‌گذارد.
بنابراین با استفاده از این روش می‌توان چگونگی تاثیرات محیط و تجارب زندگی بر شکل مغز انسان را درک کرد. علاوه بر آن، محققان کشف کردند که با این شیوه امکان شناسایی افراد به وجود می‌آید. همچنین دانشمندان تلاش می‌کنند تا بر کاربردهای پزشکی این موضوع نیز تمرکز کنند.
یک قدمی پیوند سر با کمک فناوری واقعیت مجازی

به نقل از sky، پروفسور «سرجیو کاناوارو»، متخصص مغز و اعصاب ایتالیایی قرار است سال آینده نخستین عمل پیوند سر را با کمک فناوری واقعیت مجازی روی انسان انجام دهد. او معتقد است که این عمل جراحی به بیمارانی که از گردن به پایین فلج هستند، کمک می‌کند تا دوباره بتوانند راه بروند.

http://www.bartarinha.ir/fa/news/429381/
#عمومی

آیا سرعت نور تغییر کرده است؟

وب سایت تک شات - پریسا قره گوزلو: در علم مدرن فرض بر این است که سرعت نور همواره ثابت بوده است. اما، محققین اخیراً اظهار کرده اند که این پدیده ی در ظاهر ثابت، ممکن است در طول زمان دستخوش تغییراتی شده باشد.
جالب اینکه حالا این محققین برای اثبات یا رد این نظریه امکان جدیدی در دست دارند. پروفسور Joao Magueijo و Niayesh Afshordi به روشی دست یافته اند که می تواند تغییرات احتمالی در سرعت نور را مورد آزمایش قرار دهد. این دو به نوسانات چگالی جهان اولیه، که از طریق تابش های پس زمینه کیهانی قابل اندازه گیری است، بر اساس این نظریه که سرعت نور در نخستین لحظات پس از انفجار بزرگ بسیار سریعتر بوده است (دقیقاً 0.96478) یک عدد شاخص طیفی دقیق اختصاص دادند. اگر اندازه گیری شاخص در آینده با این عدد برابری کند می توان نتیجه گرفت که سرعت نور در طول زمان تغییر کرده است.
البته این پیش بینی انجام شده توسط این دو محقق خیلی با شاخص های موجود تفاوت ندارد، چرا که تخمین های فعلی از شاخص طیفی 0.968 برخوردارند که به شاخص معرفی شده جدید بسیار نزدیک است. اما چالشی که در حال حاضر پیش روی محققان است این است که باید مقادیر زیادی اطلاعات که از صحت کافی برخوردارند جمع آوری شود تا بتوان به آنها استناد کرد. در خصوص زمان مورد نیاز برای جمع آوری این اطلاعات هنوز نمی توان نظری داد.
در صورت اثبات نظریه ی تغییر ساعت نور در طول زمان، درک ما از نحوه ی بسط و توسعه جهان تغییر خواهد کرد. در حال حاضر، بر اساس نظریه ی ثابت بودن سرعت نور، نور برای رسیدن به نقطه ی حضورش در جهان زمان کافی در اختیار نداشته است. سرعت بالاتر نور می تواند این فاصله زمانی را از بین ببرد و باعث شود محققان حیات اولیه را مجدد مورد بررسی قرار دهند. و اما اگر سرعت نور همواره ثابت بوده است، نظریه ی سرعت متغیر رد می شود و این نظریه که جهان پیش از بسط سریع خود به مرحله ای کوتاه از پایایی رسیده است تایید می شود.
۳۰ نوامبر زادروز چاندرا بوز فیزیکدان برجستهٔ هندی است که لوگوی گوگل هم امروز به آن اختصاص یافته است.
#عمومی

رونمایی از بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان
خبرگزاری ایرنا: هند به صورت رسمی از بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان در جنوب این دو کشور رونمایی کرده و با فعالیت کامل آن به عنوان سومین کشور صاحب انرژی خورشیدی دنیا بخش مهمی از انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از انرژی پاک تامین می کند.
این نیروگاه که 648 مگاوات ظرفیت دارد، با استفاده از 2.5 مولفه فتوولتاییک ساخته شده که در زمینی به مساحت 10 کیلومتر مربع نصب شده اند.
این نیروگاه در طول 8 ماه با بودجه ای معادل 662 میلیون دلار در منطقه کاموتی واقع در استان تامیل نادو در جنوب هندوستان راه اندازی شده است. ظرفیت این نیروگاه رکورد قبلی را که 550 مگاوات بود و به یک نیروگاه با دو سایت مستقل در آمریکا اختصاص داشت، شکست.
این نیروگاه دولت هند را یک گام دیگر به اهداف آن در رابطه با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، نزدیک تر کرد. در ابتدا دولت این کشور با راه اندازی پروژه National Solar Mission هدف اصلی خود را تا سال 2022 میلادی، دستیابی به 20 گیگاوات توان الکتریکی با استفاده از نیروگاه های خورشیدی تعریف کرد. اما در سال 2015 آن را تغییر داد و مقرر شد تا آن زمان به 100 گیگاوات توان خورشیدی دست یابد.
در سال 2012 استان تامیل نادو با وجود این که نتوانست به اهداف تعریف شده برای آن دست یابد، نیروگاه هایی را راه اندازی کرد که 3 هزار مگاوات از توان الکتریکی موردنیاز هندوستان را تامین کردند.
کشور هند با راه اندازی این نیروگاه جدید قصد دارد تا سال 2017 میلادی به سومین کشور فعال در بازار انرژی خورشیدی پس از چین و آمریکا تبدیل شود.
#عمومی

دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان ساخته شد

وب سایت تک‌شات: دانشمندان حاضر در موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا به تازگی موفق به تولید نوع جدیدی از ساعت اتمی شده اند. این ساعت اکنون به عنوان پایدارترین ساعت در جهان شناخته می شود و به دانشمندان در درک بهتر اصول پایه ای جهان کمک می کند.
در حالی که اکثر ساعت های اتمی برپایه اتم های سزیوم ساخته می شوند، این ساعت جدید برپایه اتم های ایتربیم ساخته شده است. ایتربیم با ثبات‌ترین ماده در جهان است.
وقتی حرف از ساعت‌های اتمی می‌شود، پایداری به معنای دقیق بودن هر لحظه‌ای است که ساعت اعلام می‌کند. ایتربیم در هر لحظه میلیاردها بار تیک می‌زند و هر یک از این تیک‌ها باید دقیق باشد. اگر این تیک‌ها نامنظم باشند، از دقت ساعت کاسته می‌شود و وقتی دقت میلی‌ثانیه ای و نانوثانیه ای مطرح باشد، کوچکترین تاخیرها نیز اهمیت پیدا می کنند.
از آنجایی که ایتربیم پایداری بسیار زیادی دارد، ساعت های اتمی ساخته شده برپایه آن نیز از دقت نانوثانیه ای بهره مند اند. اما دانشمندان به ساعتی با دقتی بیش از پیکوثانیه و فمتوثانیه نیاز داشتند.
ساعت های اتمی با ارزیابی دقیق میزان حرکت اتم ها از حالت کم انرژی به پر انرژی کار می کنند. این ساعت ها با استفاده از لیزر، نور را با نواختی مشابه با حرکت اتم ها می تابانند و با ارزیابی آن، زمان مشخص می شود.
با این حال، یکی از مشکلات ساعت های اتمی، زمان مرده است. طی زمان های مرده، نوسانات کوچک در لیزر می تواند باعث تغییر در ارزیابی شود و به این ترتیب ،از دقت ساعت کاسته می شود.
برای حل این مشکل، دانشمندان چیزی به نام ساعت دوگانه ساخته اند، که دو ساعت اتمی مجزا را باهم هماهنگ می کند. بین این دو ساعت، زمان های مرده جابجا می شود تا اینکه در هر لحظه حداقل یک پرتو لیزر در حال تابش باشد. مشکل زمان مرده به این ترتیب برطرف می شود.
دانشمندان بر این باوراند که ساعت جدیدشان برای تولید ساعت های اتمی کوچک تر در آینده مفید است. ساعت های اتمی امروزه کمی بزرگ اند.
می توان چنین ساعت های اتمی کوچکی را به هر جایی از زمین برد و میدان های جاذبه ای را نقشه برداری کرد، یا اینکه آنها را به فضا برد نسبیت عام را بررسی کرد.