از عمر جهان چند ثانیه می‌گذرد؟
تاریخ انتشار: ۱۸ مهر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۸۵۷۱۲۷
یک گروه متشکل از سه محقق جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۳ را به خاطر تلاش‌هایی که منجر به تحول عظیمی در مورد نحوه مطالعه دانشمندان بر روی الکترون‌ها شد، دریافت کردند. آنها با روشن کردن مولکول‌ها با فلاش‌های نور در زمان اتوثانیه این کار را انجام دادند. اما اتوثانیه چقدر طول می‌کشد و این پالس‌های بی‌نهایت کوتاه، چه چیزی را در مورد ماهیت ماده به محققان می‌گوید؟
من اولین بار به عنوان یک دانشجوی کارشناسی ارشد در رشته شیمی فیزیک با این حوزه تحقیقاتی آشنا شدم.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
"آتو" یک پیشوند نماد علمی است که نشان دهنده ۱۰ به توان ۱۸- است. یعنی یک عدد اعشاری با هفده صفر و سپس عدد یک. یک فلش نور که یک اتوثانیه(۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱) طول می‌کشد، یک پالس بسیار کوتاه از نور است. در حقیقت تقریبا تعداد اتوثانیه‌های موجود در یک ثانیه، به اندازه تعداد ثانیه‌هایی است که از عمر جهان هستی می‌گذرد.
پیش از این دانشمندان می‌توانستند حرکت هسته‌های اتمی سنگین‌تر و آهسته‌تر را با پالس‌های نوری فمتوثانیه (۱۰ به توان ۱۵- پالس نوری) مطالعه کنند. هزار اتوثانیه معادل یک فمتوثانیه است. اما محققان تا قبل از زمانی که پالس‌های نوری اتوثانیه‌ای را تولید کردند، نمی‌توانستند حرکات در مقیاس الکترونی را ببینند. (سرعت حرکت الکترون‌ها تا حدی بالاست که دانشمندان نمی‌توانند دقیقا آنچه که در سطح فمتوثانیه انجام می‌دهند را تجریه کنند)
بیشتربخوانید
دلایل جالب دانشمند ایرانی برای اثبات کروی بودن زمین + فیلم پالس‌های اتوثانیه چه می‌کند؟بازآرایی و چینش مجدد الکترون‌ها در اتم‌ها و مولکول‌ها فرآیندهای زیادی را در علم فیزیک هدایت می‌کند و عملا زیربنای تک تک بخش‌های علم شیمی است؛ در نتیجه دانشمندان تلاش زیادی را به کار گرفتند تا چگونگی حرکت و بازآرایی مجدد الکترون‌ها را دریابند.
الکترون‌ها در فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی با سرعت بالایی به اطراف حرکت می‌کنند و همین کار مطالعه درباره آنها را سخت کرده است. برای بررسی این فرآیندها، دانشمندان از طیف‌سنجی استفاده می‌کنند که روشی برای بررسی چگونگی جذب یا انتشار نور ماده است. آنها برای تعقیب الکترون‌ها در زمان واقعی، به یک پالس نور نیاز داشتند که کوتاه‌تر از زمان لازم برای بازآرایی مجدد الکترون‌ها باشد.
به عنوان یک قیاس، دوربینی را تصور کنید که فقط می‌تواند نوردهی طولانی، در حدود ۱ ثانیه داشته باشد. اشیای درحال حرکت، مثل انسانی که به سمت دوربین می‌دود یا یک پرنده در حال پرواز در آسمان، ممکن است در عکس‌ها تار به نظر برسند و این کار را برای تشخیص اینکه چه در حال رخ دادن است سخت خواهد کرد.
حالا تصور کنید که از دوربینی با نوردهی ۱ میلی‌ثانیه استفاده می‌کنید. حالا حرکاتی که در مثال قبل درموردشان صحبت کردیم، به خوبی در عکس‌ها، به شکلی دقیق و واضح ظاهر می‌شوند. مقیاس اتوثانیه هم در مقایسه با مقیاس فمتوثانیه به همین ترتیب عمل کرده و به خوبی می‌تواند رفتار الکترون‌ها را به نمایش بگذارد.
پالس‌های اتوثانیه در پاسخ به چه نوع سوالاتی به ما کمک خواهند کرد؟
مثلا شکستن یک پیوند شیمیایی، فرآیندی اساسی در طبیعت به شمار می‌رود که در جریان آن الکترون‌هایی که بین دو اتم مشترک هستند، به صورت اتم‌های غیرپیوندی جدا می‌شوند. الکترون‌هایی که قبلا به اشتراک گذاشته شده بودند، در طول این فرآیند دستخوش تغییرات فوق سریعی شده و پالس‌های اتوثانیه این امکان را برای محققان فراهم خواهد کرد که شکستن یک پیوند شیمیایی را در زمان واقعی دنبال کنند.
توانایی ایجاد پالس‌های اتوثانیه( دقیقا همین پژوهشی که سه دانشمند برای آن جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۳ را مال خود کردند) برای اولین بار در اوایل دهه ۲۰۰۰ محقق شد و از آن زمان به بعد، پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه حاصل شده. طیف سنجی اتوثانیه‌ای با ارائه عکس‌هایی در بازه‌های زمانی کوتاه‌تر از اتم‌ها و مولکول‌ها، به محققان در مسیر درک رفتار الکترون‌ها در مولکول‌های منفرد (از جمله نحوه مهاجرت بار الکترون و همچنین شکستن پیوندهای شیمیایی بین اتم‌ها) کمک زیادی کرده است.
در مقیاس بزرگ‌تر، فناوری اتوثانیه در راستای مطالعه نحوه رفتار الکترون‌ها در آب و انتقال الکترون‌ها در مواد نیمه هادی جامد مورد استفاده قرار گرفته است. در حالی که محققان در حال بهبود توانایی‌هایشان در تولید پالس‌های نوری اتوثانیه هستند، درک عمیق‌تری نیز از ذرات اساسی تشکیل دهنده ماده به دست خواهند آورد.
منبع: خبرآنلاین
باشگاه خبرنگاران جوان وبگردی وبگردیمنبع: باشگاه خبرنگاران
کلیدواژه: دانستنی ها کره زمین جایزه نوبل فیزیک پالس های اتوثانیه الکترون ها مولکول ها اتم ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۸۵۷۱۲۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
فراخوان حمایت از فیلم‌های ۱۰۰ ثانیه‌ای منتشر شد
اردوان محمودیان در گفتگو با خبرنگار مهر، اظهار کرد: جشنواره فیلم ۱۰۰ ثانیه‌ای یکی از جشنواره‌های خلاق فیلم‌سازی است که هر سال از سوی حوزه هنری کشور برگزار می‌شود.
وی افزود: فیلم ۱۰۰ هویت کامل یک فیلم مستقل را دارد و گروهی حرفه‌ای با طرح و ایده ابتدایی و موجز شروع به ساخت آن می‌کنند و این شکل از فیلم‌سازی در جهان امروز و فضایی مجازی با استقبال خوب مخاطبان نیز روبه رو است.
مسئول واحد هنرهای تصویری حوزه هنری چهارمحال و بختیاری درباره فراخوان منتشر شده حمایت از آثار ۱۰۰ ثانیه‌ای ادامه داد: حوزه هنری کشور به عنوان پیشگام در فیلم ۱۰۰ ثانیه‌ای و به منظور حمایت از ایده‌های فیلم‌سازان استان در این شیوه فیلم‌سازی فراخوان حمایت از آثار ۱۰۰ داستانی را برای فیلم‌سازان استان منتشر کرده است.
به گفته محمودیان خانواده ایرانی (بحران جمعیت_ فرزندآوری)، مادری مهمترین شغل (نقش زن در خانواده و اجتماع)، نقش پدر و مادر در تربیت فرزندان، تفاوت جهان اعضای خانواده آسیب خانواده جزیره‌ایی، بحران نظام ارزشی نوجوانان و جوانان نسل جدید، زندگی در عصر دیجیتال از جمله موضوعاتی پیشنهادی برای تولید آثار ۱۰۰ ثانیه‌ای است.
وی خاطرنشان کرد: فیلم‌سازان چهارمحال و بختیاری می‌توانند فیلمنامه‌های خود را تا تاریخ ۱۰ خرداد ۱۴۰۳ به واحد هنرهای تصویری حوزه هنری ارسال نمایند.
مسئول واحد هنرهای تصویری حوزه هنری چهارمحال و بختیاری اضافه کرد: علاقه‌مندان برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این فراخوان می‌توانند با شماره ۰۹۱۹۹۵۱۵۳۲۰ تماس حاصل نمایند.
کد خبر 6094034
تصاویر پدر ساواکی مهران غفوریان