#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.

#عمومی

پوست انسان چطور ضد آب است؟

ایسنا: محققان دانشگاه کیئو در ژاپن با مطالعه بر روی ساختار سلول‌های پوست انسان دریافتند که دو ویژگی در سلول‌های اپیدرم پوست باعث می‌شود تا خروج مایعات از بدن و ورود مواد از بیرون به درون غیرممکن شود.
به طور کلی هر فرد در هر ساعت حداقل 200 میلیون سلول پوست خود را از دست می‌دهد و با محاسبه این مقدار در طول یک شبانه‌روز مشخص می‌شود که یک فرد حداقل پنج میلیارد سلول پوستی را دفع می‌کند.
مهمترین چالش برای درک ماهیت ساختار پایدار و ضد آب پوست در شرایطی که روزانه میلیاردها سلول از پوست انسان دفع می‌شوند بزرگترین چالش برای دانشمندان است.
تاکنون دانشمندان بر این باور بودند که بخش سطحی پوست انسان شامل چندین لایه سلول مرده است که به طور پیوسته ریزش دارند، اما در مطالعات جدید مشخص شد که در زیر لایه اول یک لایه عمقی نیز وجود دارد که تنها از یک لایه سلولی تشکیل شده و اهمیت ویژه‌ای در حفظ عملکرد پوست دارد.
در این مطالعه مشخص شد که عامل اصلی در حفظ ثبات و جلوگیری از نفوذ یا دفع مایعات از طریق پوست به شکل ظاهری سلول‌های اپیدرم و قابلیت چسبندگی آنها مربوط می‌شود.
ساختار هندسی سلول‌های اپیدرم پوست از شکل پیچیده هندسی موسوم به tetrakaidecahedron با 14 سطح شامل 6 مستطیل و هشت 6 ضلعی پیروی می‌کند.
شکل هندسی بسیار پیچیده tetrakaidecahedron اولین‌بار در سال 1887 توسط ویلیام تامسون، فیزیک-ریاضیدان اسکاتلندی معرفی شد.
وی مدعی بود که این شکل هندسی بهترین حالت برای بسته‌بندی جعبه‌ در حداقل فضای ممکن و حداقل سطح است.
محققان بر این باورند که شکل هندسی فوق‌العاده سلول‌های پوست انسان سبب شده تا آنها با حداقل فضای بین سلولی کنار هم قرار گیرند و پیوند چسبنده‌ای با هم برقرار کنند. این ویژگی تنها با پیروی از شکل هندسی شامل مستطیل و 6 ‌ضلعی فراهم شده است.

#عمومی

کشف سرعت نور
وب سایت کلیک: گوگل در اقدامی جالب لوگوی رسمی خود را به مناسبت سیصد و چهلمین سال کشف سرعت نور، امروز تغییر داد. سرعت نور در سال ۱۶۷۶ توسط دانشمندی دانمارکی به نام اول رومر کشف شد، اما او اولین فردی نبود که سرعت نور را آزمایش کرده و سنجید. پیش از او گالیله در جستجوی یافتن این رقم بود.
در روشی که گالیله استفاده می کرد، دو نفر روی دو تپه در فاصله ۱٫۶ کیلومتری از یکدیگر می‌ایستادند درحالی که هریک چراغی در دست داشتند. و یکی از افراد چراغ را برای دیگری روشن می کرد و فرد دیگر به محض دیدن نور باید با روشن کردن چراغ خود پاسخ می داد.
گالیله هراندازه فاصله چراغ‌ها از یکدیگر را افزایش می‌داد، قادر به اندازه‌گیری سرعت میان آنها نبود و تنها به این نتیجه رسید که سرعت نور به اندازه‌ای بالا است که امکان محاسبه آن وجود ندارد.
ناتوان از تعیین رقم دقیق سرعت نور یا محدود بودن یا بی‌نهایت بودن آن، گالیله به این نتیجه رسید که نور ۱۰ برابر سریعتر از صوت حرکت می‌کند.
واقعیت این است که کشف سرعت نور به فاصله‌ای بیش از چند کیلومتر نیاز دارد. رومر در سال ۱۶۷۳،‌یک دهه پس از گالیله مطالعات خود را آغاز کرد و متوجه فواصل زمانی میان گرفت‌های قمر سیاره مشتری،‌Io که گالیله آن را در سال ۱۶۱۰ کشف کرده‌بود شد. وی با محاسبه این تفاوت زمانی به این نتیجه رسید نور ۱۰ تا ۱۱ دقیقه برای پیمودن مسیری برابر نیمی از شعاع مدار زمینی یامدار زمین به دور خورشید نیاز دارد. این به آن معنی است که نور با سرعت ۲۰۰۰۰۰۰۰۰ متر در ثانیه حرکت می‌کند، و این میزان ۲۶ درصد کمتر از رقمی است که امروزه به عنوان سرعت نور تعیین شده‌است.
سرعت نور دقیقا ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه است. جیمز بردلی در سال ۱۷۲۸ با کشف پدیده‌ای به نام اعوجاج نور ستارگان به رقم دقیق‌تر سرعت ۲۹۵۰۰۰۰۰۰ متر بر ثانیه دست یافت. اما رقم نهایی در سال ۱۹۷۵ توسط کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها ۳۰۰۰۰۰۰۰۰ متر بر ثانیه تصویب شد.

#عمومی

کشف مقاوم‌ترین باکتری جهان

ایسنا: دانشمندان موفق به شناسایی مقاوم‌ترین باکتری جهان در برابر بهترین آنتی‌بیوتیک‌های موجود شدند. به نقل از دیلی‌میل، گروهی از محققان با کاوش در اعماق 300 متری یک غار آبی در مکزیک موفق به کشف این باکتری باستانی شدند. طبق آزمایش‌های انجام شده این باکتری در برابر بیش از 70 درصد از بهترین آنتی‌بیوتیک‌های موجود کاملا مقاومت می‌کند.
باکتری شکست‌ناپذیر که superbug نامگذاری شده، حداقل چهار میلیون سال در غار تکامل یافته است و دانشمندان با مطالعه بر روی آن به دنبال شناخت نحوه تشکیل مقاومت در باکتری‌ها هستند.
کشف مقاوم‌ترین باکتری جهان همچنین باعث سست شدن نظریه مقاومت اکتسابی باکتری‌ها در برابر استفاده بیش از حد از آنتی‌بیوتیک شده اند، چرا که این باکتری تاکنون با هیچ آنتی‌بیوتیکی مواجه نشده است.
دانشمندان معتقدند علت اصلی مقاومت بسیار بالای این باکتری به شرایط موجود در محیط زندگی مربوط می‌شود. در محیط زندگی این باکتری‌ به علت عدم وجود فتوسنتز تراکم مواد غذایی بسیار کم است، لذا رقابت برای کسب غذا باعث شده تا اینگونه به سمت مقاومت بیشتر تکامل یابد.
یکی از مهمترین دستاوردهای این اکتشاف، کمک به شناسایی راز مقاومت باکتری باستانی برای شکستن مقاومت در سایر گونه‌های بیماری‌زا است.
مقاومت این باکتری شگفت‌انگیز در برابر بهترین و موثرترین آنتی‌بیوتیک‌های جهان باعث تعجب دانشمندان شده است، چرا که سیستم دفاعی این باکتری باستانی حداقل چند میلیون سال عمر دارد.
دکتر هازل بارتون، متخصص میکروبیولوژی از دانشگاه اوهایو و یکی از اعضای تیم شناسایی مقاوم‌ترین باکتری جهان عنوان کرد: کشف اینگونه باکتری قطعا نظریه مقاومت اکتسابی باکتری‌ها را نفی می‌کند، چرا که تا قبل از این اکتشاف همه دانشمندان بر این باور بودند که باکتری‌ها تحت تاثیر استفاده درمانی از آنتی‌بیوتیک به سمت مقاومت بیشتر تکامل می‌یابند.

#عمومی

http://porcesh.ir/36138/%D8%B1%D8%AF-%D9%BE%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%D9%86%D8%B3%D8%A7%D9%86/
کشف رد پاهای چند میلیون ساله اجداد انسان

لبّ کلام: جناب مولر فیزیکدان برکلی دربارهٔ مفهوم غامض "حال" یا اکنون در زمان بحث کرده، می‌فرمایند از دیدگاه ایشان با انبساط عالم فضا و زمان جدید خلق می‌شود و حال آن زمان تازه خلق‌شده در انبساط کیهانی است.

#عمومی
اولین شواهد مربوط به استفاده از آتش در انسان‌های اولیه به هشتصدهزار سال قبل برمی‌گردد، نه قبلتر.

#تخصصی

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/18/12/122001/meta?_utm_source=1-2-2

Nonlinear self-adapting wave patterns

Abstract

We propose a new type of traveling wave pattern, one that can adapt to the size of physical system in which it is embedded. Such a system arises when the initial state has an instability for a range of wavevectors, k, that extends down to k = 0, connecting at that point to two symmetry modes of the underlying dynamical system. The Min system of proteins in E. coli is such a system with the symmetry emerging from the global conservation of two proteins, MinD and MinE. For this and related systems, traveling waves can adiabatically deform as the system is increased in size without the increase in node number that would be expected for an oscillatory version of a Turing instability containing an allowed wavenumber band with a finite minimum.