برای شما

نگاهی به خواص حالت ششم ماده .

 با عرض تسلیت بابت مرگ هموطنانمان بر اثر سانحه سـقـوط هواپیما در تهران .         

          

     محققان ناسا حالت جدیدی از ماده را کشف کردند که حالت چگالیده فرمیونی نام دارند . طی مدت زمان طولانی ماده را به سه حالت می شناختند که عبارت بودند از جامد ، مایع و گاز . اما امروزه می دانیم که این سه حالت تنها نیمی از از حالت های شناخته شده هستند و حداقل شش حالت برای ماده وجود دارد . این شش حالت عبارتند از : جامد ، مایع ، گاز ، پلاسما ، حالت چگالیده بوز - انیشتین و حالت چگالیده فرمیونی . دکتر جین دبورا سرپرست گروه دانشمندانی که چگالش فرمیونی را کشف کردند درباره یافته های جدید می گوید : دسامبر سال گذشته زمانی که حالت جدید را کشف کردیم برای ما اوقات هیجان انگیزی بود گروه ما هم به خاطر هیجان ناشی از پیشرفت های چشمگیر و هم به خاطر رقابت فشرده برای کشف حالت جدید بسیار سخت کار می کرد تا این که نتیجه دلخواه به دست آمد .

     اگر از دانش آموزان دوره دبیرستان خواص معمولی مواد را بپرسید پاسخ می دهند : جامدها شکل ثابتی دارند و از نظر فیزیکی سخت هستند اما قابلیت خرد شدن را هم دارند . مایعات به آسانی جریان می یابند اما متراکم کردن آنها بسیار سخت است و در هر ظرفی قرار گیرند شکل ظرف را به خود می گیرند . گازها کمترین چگالی را در مقایسه با سایر حالات دارند و به آسانی متراکم می شوند . گازها نه تنها در هر ظرفی قرار شکل ظرف را به خود می گیرند ، بلکه در تمام حجم ظرف پراکنه می شوند و تمام فضای ظرف را اشغال می کنند . چهارمین شکل ماده پلاسما است . این حالت تقریباً شبیه گاز است اما اتم های سازنده پلاسما به الکترون ها و یون ها شگافته شده اند . خورشید نمونه ای از پلاسما است . در واقع بیشتر ماده جهان به صورت پلاسما است . پلاسماها معمولاً بسیار داغ اند از این رو نمی توان پلاسما را تولید کرد و در ظرف های معمولی نگهداری کرد . پلاسما را با استفاده از میدان مغناطیسی می توان در یک محدوده از فضا حبس کرد .    

                         

     پنجمین شکل ماده ، حالت چگالیده بوز – انیشتین است که در سال 1995 کشف شد . این حالت از ماده زمانی پدید آمد که دانشمندان موفق شدند بوزون ها زا تا دمایی بسیار پایین سرد کنند . در دماهای بسیار پایین ، بوزون ها به صورت سوپرذرات منفردی درمی آیند که بیشتر از آن که ذره مادی باشند موج مانند به نظر می رسند . این حالت از ماده بسیار شکننده است و نور به آهستگی از میان آن عبور می کند . پس از چند سال از کشف حالت چگالیده بوز – انیشتین ، اینک حالت چگالیده فرمیونی هم به حالت های قبل اضافه شده است . این شکل از ماده چنان بدیع است که هنوز اقلب خواص آن ناشناخته است . اما آنچه که مسلم است ، این حالت در دمای بسیار پایین هم قابل دسترسی است . دکتر جین و همکارانش برای دستیابی به این ماده جدید ، تعداد 500 هزار اتم پتاسیم با  عدد جرمی 40 را تا دمای کمتر از یک میلیونیم کلوین سرد کردند .این دما بسیار نزدیک به صفر مطلق است . در این حالت اتم های پتاسیم بدون آن که چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، به صورت مایع جریان می افتند . پایین تر از این دما چه اتفاقی می افتد ؟ جواب این سوال را کسی نمی داند . دانشمندان در حال حاضر برای یافتن پاسخ این سوال به تحقیق مشغولند . حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز – انیشتین است .

     هر دو حالت از اتم هایی تشکیل شده اند که این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند . در چگالش بوز – انیشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالی که در چگالش فرمیونی اتم های فرمیون هستند .   

مطلب بعدی این وبلاگ مربوط به بونزنها و فرمیون ها است .

گرم شدن زمین تقویم فصل ها را تغییر می دهد

 

     دانشمندان در تازه ترین تحقیق خود در خصوص نقش گرمای بیشتر زمین بر زیست بوم های طبیعی به این نکته پی برده اند که گرمای مرکز شهرهای بزرگ موجب می شود تا فصل پائیز با هشت روز تاخیر و بهار یک هفته زودتر آغاز شود. بر اساس بررسی های محققان دانشگاه بوستون دمای مراکز شهرها به طور متوسط 5.2 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مناطق روستایی است. این دمای اضافی روی رشد درختان و گیاهان تا یک محدوده 10 کیلومتری از مرکز شهرها تاثیر می گذارد. محققان دانشگاه بوستون با مطالعه در تصاویر ماهواره ای از مناطق پر جمعیت میان بوستون تا واشنگتون که در سال 2001 تهیه شده است پدیده تغییر تاریخ فصول را در همه شهرهای با مساحت بزرگتر از 10 کیلومتر مربع مشاهده کرده اند . بالا بودن دمای شهرها نسبت به مناطق روستایی به علت استفاده از مصالحی همچون آسفالت و سیمان است که گرما را بیشتر از گیاهان جذب می کنند و سپس آن را طی شب پس می دهند . این تصاویر نشان می دهد که دمای هوا در فاصله 3 کیلومتر دورتر از مرکز شهر به طور متوسط 1.8 درجه سانتی گرادکمتر از دمای مرکز شهر است . در این محدوده برگ های درختان نسبت به درختان مرکز شهر با 9 روز تاخیر ظاهر می شوند . در فاصله 10 کیلومتری از مرکز شهر دما تا حد 2.5 درجه سانتی گراد نسبت به دمای مرکز شهر کاهش می یابند . و برگ های درختان با شش روز تاخیر ظاهر می شوند . محققان که نتایج بررسی های خود را در نشریه علمی << جورنال او جئوفیزیکال ریسرچ لترز >> به چاپ رساندند خاطر نشان کردند که دمای بالا تر در مرکز شهرها به معنای رشد بیشتر گیاهان در مناطق معتدل است . این امر به نوبه خود موجب می شود تا میزان جذب گاز های گلخانه ای از جو زمین در جریان عمل فتوسنتز افزایش یابد . اما فایده این امر تنها برای کوتاه مدت عاید شهرها خواهد شد . زیرا در دراز مدت میزان گازهای گلخانه ای تولید شده بیشتر از حدی خواهد بود که گیاهان توان جذب آن را داشته باشند . یافته های اخیر مشاهدات مربوط به تغییر طول فصول در اثر تغییر دما تایید می کند . در سال 1999 شماری از محققان آلمانی با جمع آوری داده هایی در سراسر قاره اروپا به این نتیجه رسید که طول فصل رویش از دهه 1960به بعد به میزان 10.8 روز افزایش یافته است . ظهور پیش هنگام فصل بهار نظم طبیعت را بر هم می زند و بر زندگی آن دسته از جانورانی که از برگ های تازه تغذیه می کنند تاثیر می گذارد و نتایج این تاثیر منفی در کل چرخه غذایی آشکار می شود .