در دو مطالعه جداگانه، دانشمندان از قدرتمندترین لیزر پرتو ایکس دنیا استفاده کرده‌اند تا از یک سو نخستین پالس لیزری اتمی پرتو ایکس را خلق کند، و از سوی دیگر یک توده ماده 2 میلیون درجه‌ای را داغ و کنترل کند. لیزر اتمی می‌تواند برای مشاهده مولکول‌های زیستی در حین فعالیت استفاده شود و خلق ماده چگال داغ نیز می‌تواند برای درک فرایندهای همجوشی هسته‌ای به کار برده شود.

به گزارش پاپ‌ساینس، محققان آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC آمریکا، از یک منبع نوری همدوس شتاب‌دهنده خطی (LCLS) –یک لیزر پرتو ایکس با توانایی شلیک سریع- استفاده کردند تا تکه‌ای کوچک از ورقه آلومینیومی را گرم کرده و پلاسمای جامدی را ایجاد کنند؛ جسمی که با عنوان «ماده چگال داغ» شناخته می‌شود. این گروه به سرپرستی سام وینکو، دمای این ماده را به 2 میلیون درجه سانتی‌گراد رسانند، آن هم طی فرایندی که فقط  1 تریلیونیم ثانیه (هر تریلیون معادل 10 به توان 12 یا هزارمیلیارد است) طول کشید. این اندازه‌گیری‌ها به مدل‌های دقیق‌تری از نحوه شکل‌گیری و رفتار ماده چگال داغ منجر می‌شود. این مدل‌ها نیز به دانشمندان کمک می‌کنند تا فرایند همجوشی هسته‌ای را درک و شاید روزی بازآفرینی کنند؛ فرایندی که خورشید نیروی خود را از آن می‌گیرد.
 

دانشمندان می‌توانند با استفاده از لیزرهای معمولی از گاز پلاسما تولید کنند، اما برای خلق پلاسما از یک ماده جامد به لیزرهای فوق قدرتمند نیاز دارند. طول‌موج‌های فوق‌کوتاه نور LCLS می‌توانند به صورت هم‌زمان در یک ماده متراکم نفوذ کرده و به بررسی آن نیز بپردازد. لیزر LCLS در زیر زمین‌های شهر پالوآلتو کالیفرنیا قرا دارد و مسافتی حدود 1.5 کیلومتر را اشغال کرده است. این لیزر می‌تواند انفجارهای شدیدی از تابش پرتو ایکس را تولید کند که بیش از یک میلیارد بار روشن‌تر از هر منبع لیزر دیگری است.
در یک مطالعه جداگانه، گروهی از محققان از LCLS استفاده کردند تا نخستین لیزر پرتو ایکس مقیاس اتمی دنیا ساخته شود، شاهکاری که می‌تواند حوزه کاملا جدیدی از تصویربرداری اتمی را به روی دانشمندان بگشاید.

از زمانی‌که لیزر در 50 سال پیش اختراع شد، دانشمندان تلاش کرده‌اند تا به طول‌موج های کوچک‌تر دست یابند. اما به دلیل اینکه طول‌موج های کوتاه‌تر نیازمند تلمبه کردن (پمپ کردن) سریع‌تر اتم‌ها است، این کار بسیار دشوار است. اما لیزرهای الکترون آزاد در محدوده پرتوهای ایکس می‌توانند پالس‌های فوق سریعی از انرژی زیاد را تولید کنند، به همین دلیل این تلمبه کردن اتمی اکنون امکان‌پذیر است. دانشمندان آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور آمریکا از LCLS استفاده کردند تا ضربه‌ای را به گروهی از اتم‌های نئون وارد کنند. این ضربه با پرتاب کردن بعضی از الکترون‌ها به سطوح انرژی بالاتر و راه‌اندازی آبشاری از تابش پرتو ایکس، یک لیزر سایز اتمی کوچک را ایجاد کرد.

نور لیزر اتمی به مراتب خالص‌تر و پالس‌های آن نیز خیلی کوتاه‌تر هستند، بنابراین می‌توان از آن برای دستیابی به جزئیات واضح‌تر از اندرکنش‌ها و تغییرات فازی در مقیاس اتمی استفاده کرد؛ اطلاعاتی که مشاهده آنها بدون این ابزار غیرممکن است.

گروهی از دانشمندان اتریشی با استفاده از نظریه های ریسمان و کوانتوم میدانها نشان دادند که کاملترین و بی نقص ترین مایع، پلاسمای "کوارک- گلون" است که در برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن تولید می شود.

به گزارش خبرگزاری مهر، تجربه روزانه به ما می آموزد که مایعاتی چون عسل، آب یا بنزین از دیدگاه فیزیک به روشی متفاوت رفتار می کنند و به ویژه در فیزیک، برپایه سطح چسبندگی این مایعات، میزان سیال بودن آنها محاسبه می شود.

به طوریکه، سیالهای بسیار چسبناکی چون عسل غلیظ تر هستند و اصطحکاکهای داخلی قویتر را نشان می دهند، درحالی که در سایر مایعات، این سایشها کاهش می یابند تا جاییکه در مایعات کوانتومی چون هلیم فوق سیال که تا پیش از این به عنوان بی نقص ترین مایع شناخته می شد، سطح این چسبندگی بینهایت کم می شود.

حال این سئوال مطرح می شود که یک مایع چقدر می تواند سیال باشد؟ به بیانی ساده، یک مایع تا چه حد می تواند بدون سایش درونی باشد؟

در سال 2004، گروهی از فیزیکدانان نظری به منظور یافتن پاسخی برای این پرسش تائید کردند که نظریه کوانتوم یک محدوده پایین تر را برای چسبندگی سیالات ارائه می کند.

درحقیقت، این دانشمندان با استفاده از متدهای نظریه ریسمان موفق شدند پیش بینی کنند که ارتباط میان چسبندگی و غلظت انتروپی (افت) در پایین ترین حد ممکن برابر با h/4π است (در این معادله h ثابت پلانک است).

نظریه ریسمان"، یک نظریه در فاز توسعه است و تلاش می کند که مکانیک کوانتوم را با نسبیت عمومی تطبیق دهد و امیدوار است که بتواند تمام ویژگیهای لازم برای یک تئوری کامل را کسب کند.

این نظریه در ابتدا برای اثبات کامل نیروی هسته ‌ای قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای 1980 بار دیگر برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاریهای تئوری ابَر گرانش مورد استفاده قرار گرفت. بنا بر این نظریه، ماده در بنیادین‌ ترین حالت خود ذره نیست، بلکه همانند ریسمان است.

در سال 2005 یک سری از اندازه گیریهای جدید نشان داد که پلاسمای کوارک و گلون چسبندگی کمی بالاتر از این محدوده را نشان می دهند درحالی که فوق مایع هلیم بسیار بالاتر از این محدوده قرار دارد.

اکنون گروهی از دانشمندان پلی تکنیک وین به سرپرستی "دومنیک اشنایدر" و "آنتوان ربهان" در مقاله ای در نشریه علمی Physical Review Letters  منتشر کردند توانستند این رکورد چسبندگی پایین را نه تنها در سطح تجربی، بلکه حتی در محدوده نظریه نیز بشکند.

چسبندگی یک پلاسمای کوارک و گلون را نمی توان مستقیماً محاسبه کرد. در حقیقت رفتار این ماده تا حدی پیچیده است که هم در سطح نظری و هم در سطح تجربی به سختی قابل مطالعه است.

"آنتوان ربهان" در این خصوص توضیح داد: "از طریق نظریه ریسمان و نظریه کوانتوم میدانها ویژه پلاسمای کوارک و گلون می توان به فیزیک سیاه چاله های در ابعاد عظیم متصل شد. بنابراین ما می توانیم معادلات نظریه ریسمان را حل کنیم و سپس نتایج آن را به فیزیک پلاسمای کوارک و گلونها تبدیل کنیم."

به گفته این فیزیکدان، حتی محدوده های پایین تر چسبندگی گذشته نیز به روش بسیار مشابهی محاسبه شده اند، اما در آن مدلها پلاسما به عنوان یک حالت نسبی و ایزوتروپی (همسانگردی) مورد ملاحظه قرار گرفته بود.

همسانگرد یا ایزوتروپ به خاصیتی اطلاق می شود که اندازه گیری آن در هر جهت فضایی به نتیجه ای یکسان منجر می شود.

"ربهان" افزود: "در واقع، پلاسمایی که از برخورد در یک شتابگر ذرات تولید شده در ابتدا ایزوتروپ (همسانگرد) نیست. به طوریکه، ذرات شتاب می گیرند در جهت به خصوصی به یکدیگر برخورد می کنند و پلاسمای حاصل برپایه جهتی که به آن نگاه می شود خواص متفاوتی را نشان می دهد."

فیزیکدانان وینی در معادلات خود روشی را برای توجیه این ناهمسانگردی اولیه یافتند و نشان دادند که به طور شگفت انگیزی در این مدل جدید، رکورد محدوده چسبندگی می تواند شکسته شود.

"دومنیک اشنایدر" در این باره گفت: "چسبندگی به پارامترهای فیزیکی مختلفی بستگی دارد اما می تواند پایین تر از ارزشی که در گذشته به عنوان پایین ترین محدوده مطلق برای چسبندگی شناخته می شد برسد."

آزمایشاتی که درحال حاضر با پلاسمای کوارک و گلونها در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) در سرن ژنو انجام می شود می تواند فرصت مناسبی را برای تست این پیش بینی نظری جدید ارائه کند.

در صورت تائید این پیش بینی در آزمایشات تجربی می توان پلاسمای "گلون- کوارک" را به عنوان بی نقص ترین مایع معرفی کرد.

محققان فنلاندی موفق شدند با استفاده از روش نشت لایه اتمی (ALD) پوشش نازک‌تری از کاتالیست را در سطح پیل سوختی ایجاد کنند. با این کار مصرف کاتالیست کاهش یافته و کارایی سیستم نیز افزایش می‌یابد.

اخیرا مقاله‌ای تحت عنوان tomic Layer MEMS از جنس پلاستیک، نیکل و سایر مواد غیرسیلیکونی با استفاده از LIGA ساخته می‌شوند. "> LIGA ایجاد می‌شود. ساختارهای MEMS از جنس پلاستیک، نیکل و سایر مواد غیرسیلیکونی با استفاده از MEMS از جنس پلاستیک، نیکل و سایر مواد غیرسیلیکونی با استفاده از LIGA ساخته می‌شوند. "> LIGA ساخته می‌شوند. "> MEMS از جنس پلاستیک، نیکل و سایر مواد غیرسیلیکونی با استفاده از LIGA ساخته می‌شوند. "> LIGA برای لایه‌گذاری فلزات کاشته شونده روی زیرلایه ویفری بکار می‌رود. "> Deposition Preparation of Pd Nanoparticles on a Porous Carbon Support for Alcohol Oxidation  در نشریه Journal of Physical Chemistry C  به چاپ رسیده است که نشان می‌دهد با استفاده از روش نشت لایه اتمی (ALD) می‌تواند 60 درصد از مقدار کاتالیست گران‌قیمت مورد نیاز جهت تولید پیل‌های سوختی را کاهش داد. تانجی کالی از دانشگاه آلتو می‌گوید این کشف بسیار مهمی محسوب می‌شود زیرا پیش از این کسی نتوانسته بود تا این حد در مصرف کاتالیست  صرفه‌جویی کند.


پیل‌های سوختی می‌توانند جایگزین موتورهای احتراقی شوند که در حال حاضر در خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در پیل‌های سوختی که اکنون استفاده می‌شوند، باید از کاتالیست‌ها بهره گرفت. قیمت بالای این کاتالیست یکی از موانع اصلی بر سر راه توسعه این پیل‌ها است.

در بیشتر پیل‌های سوختی، سطح آند باید از یک پودر فلزی نجیب پوشیده شود تا سوخت بتواند با آن واکنش دهد. روش مبنی بر ALD که در دانشگاه آلتو ارائه شده است امکان نازک‌تر و یکنواخت‌تر کردن این پوشش را فراهم می‌کند با این کار هم هزینه تولید به‌شدت کاهش می‌یابد و هم کیفیت آن افزایش خواهد یافت.

نتایج این پروژه این فرصت را ایجاد می‌کند تا پیل‌های سوختی بهتری مبتنی بر الکل تولید کرد به‌طوری که از متانول و اتانول به‌عنوان سوخت در آنها استفاده نمود. حمل و نقل وکار با الکل بسیار ساده‌تر از سوخت‌های رایجی نظیر هیدروژن است. همچنین در پیل‌های سوختی الکلی امکان استفاده از پالادیوم به‌عنوان کاتالیست وجود دارد. رایج‌ترین کاتالیست در پیل‌های سوختی هیدروژنی پلاتین است که قیمت آن دو برابر بیشتر از پالادیوم است. این بدان معناست که پیل‌های سوختی الکلی که حاوی پالادیوم هستند برای عرضه به بازار بسیار اقتصادی‌تر هستند.

پیل‌های سوختی قادرند بدون ایجاد آلایندگی یا با تولید آلایندگی بسیار کم، الکتریسیته ایجاد کنند. آنها بسیار کارا بوده و می‌توانند با مصرف سوخت کمتر نسبت به ادوات مشابه، الکتریسیته بیشتری تولید کنند. از آنجایی که این پیل‌ها فاقد قطعه حرکتی هستند بنابراین خیلی بی‌صدا بوده و نیاز به نگهداری کمتری دارند.

در آینده، با کاهش هزینه تولید، پیل‌های سوختی جایگزین باتری‌ها در خودروها می‌شوند. هرچند در حال حاضر قیمت تولید این پیل‌ها بالاست اما در برخی سیستم‌های منزوی نظیر فضا پیماها از آنها استفاده می‌شود.

هنوز یک هفته‌ای از خبر جنجالی چینی‌ها مبنی بر جاسوسی یک فضاپیمای آزمایشی آمریکایی از کپسول تازه پرتاب شده‌شان به مدار زمین نمی‌گذرد که روس‌ها هم با ادعایی عجیب و غریب وارد میدان شدند.برخی از دانشمندان و مهندسان دست‌اندرکار پروژه ناموفق فوبوس ـ گرانت مدعی شدند که فضاپیمای بی‌همتای آنها قربانی یک خرابکاری فضایی شده است. تئوری این دانشمندان این است که آمریکایی‌ها با استفاده از تجهیزات راداری بسیار قوی، باعث شده‌اند مدارهای الکترونیکی کاوشگر فضایی فوبوس ـ گرانت مختل شود.فوبوس ـ گرانت نخستین کاوشگر فضایی سیاره زمین به مقصد فوبوس، یکی از دو قمر عجیب و نامتعارف مریخ بود که می‌بایست بر سطح آن فرود آمده و ضمن نمونه‌برداری از سطح این قمر به بررسی آن بپردازد.

اما همه این برنامه‌های بلندپروازانه روسی با روشن نشدن موتور این کاوشگر برای فرار از میدان گرانشی زمین ناکام ماند و باعث شد میلیون‌ها دلار پول روس‌ها در مسیر سقوط به زمین آتش بگیرد و بسوزد. این کاوشگر سرانجام و در اوایل هفته جاری سقوط کرد و باقیمانده‌هایی از آن به داخل اقیانوس آرام فرو افتادند.در سال گذشته شکست‌های پیاپی روس‌ها در برنامه‌های فضایی‌شان باعث شده که برخی از آنها به روش به ارث رسیده از نظام کمونیستی سابقشان، چشم‌ها را متوجه عوامل مرموزی در خارج از مرزهای کشور پهناورشان کنند.فضاپیمای فوبوس-گرانت اما در میانه این توهم توطئه فراگیر، پژوهشگری به نام الکساندر زاخارف از اکادمی علوم و تحقیقات فضایی روسیه یعنی همانجایی که کاوشگر فوبوس ـ گرانت در آن طراحی و ساخته شده، معتقد است که از نظر فنی هیچ کشوری در دنیا توانایی ساخت راداری آنچنان پرقدرت را که بتواند از فاصله 200 کیلومتری سیستم‌های الکترونیکی یک کاوشگر فضایی، مختل کند، ندارد.

کاوشگر فضایی فوبوس ـ‌گرانت پس از پرتاب از زمین در مداری با ارتفاع متوسط 200 کیلومتر از سطح زمین پارک شده بود تا در زمان برنامه‌ریزی شده و با روشن کردن موتورهایش راهی سفر طولانی خود به مقصد مریخ شود.زاخارف همچنین معتقد است که انتصاب شکست در یک کار بزرگ علمی به خارج از مرزهای کشور یک ریاکاری بزرگ برای سرپوش گذاشتن بر ضعف‌های فنی یا مدیریتی آژانس فضایی روسیه است.

ویکتور ساورسکی محقق دیگری از همان اکادمی نیز معتقد است امکان مختل کردن یک کاوشگر فضایی توسط تابش‌های الکترومغناطیسی وجود ندارد. او تاکید می‌کند که سامانه‌های الکتریکی و کامپیوتری به کار رفته در کاوشگران فضایی عمدتا برای کار در محیط خشن فضایی ساخته شده‌اند. در فضای ماوراء جو سطح تابش امواج پرتوان الکترومغناطیسی مانند امواج میکروویو و تابش‌های گاما و ایکس بسیار زیاد است و از آن گذشته همه اجرام فضایی در معرض برخورد با ذرات پرانرژی و باردار بادهای خورشیدی قرار دارند.

اما با وجود همه این اظهارنظرهای کارشناسانه ولادمیر پوپووکین، رئیس آژانس فضایی روسیه، راسکوسموس، معتقد است نیروهای ویژه‌ای از نیم‌کره غربی بر کاوشگر تابیده و موجبات سقوط این فضاپیما را فراهم کرده است. او همچنین افزوده که قصد تهمت زدن به کشور خاصی را ندارد اما همه می‌دانند که این روزها تجهیزات متنوعی برای ضربه زدن به محموله‌های فضایی در مدار زمین وجود دارد.

فضاپیمای فوبوس-گرانت در حال نصب روی موشک فضایی

روس‌ها اولین ملتی بودند که شهامت اعزام فضاپیماهایی به مقصد مریخ را داشته‌اند. از ابتدای عصر فضا تا کنون روس‌ها حدود 20 بار تلاش کرده‌اند تا کاوشگران رباتیکی را عازم سیاره سرخ نمایند اما همه آن ماموریت‌ها با شکست روبرو شده است. شاید که مریخ? خدای جنگ منظومه شمسی? این کشور را نفرین کرده باشد.

فوبوس-گرانت تنها محموله‌ای نبود که در اثر این ناکامی فضایی به اقیانوس سقوط کرد. این کاوشگر فضایی یک مدارگرد چینی به نام اینگ‌هو-1 را به همراه یک محموله زیستی کوچک که از طرف انجمن سیاره شناسی تدارک دیده شده بود را بر دوش خود حمل می‌کرد. ناگفته پیداست که این دو مسافرفوبوس-گرانتنیز به دنبال وسیله نقلیه بدشانس خود به اقیانوس سقوط کردند.

در این میان کپسول زیستی بین سیاره‌ای را می‌شد یک قدم بزرگ در راه بررسی و امکان سنجی مسافرت بین سیاره‌ای محسوب کرد. قرار بود این کپسول کوچک سه سال تمام سوار بر آخرین بخش فضاپیمای فوبوس گرانت کل مسیر رفت و برگشت به زمین را طی کند. در تمام این مدت میکروارگانیسمهایی از هر سه شاخه حیات زمینی باید تلاش می‌کردند تا با شرایط جدید خود در سفر بین زمین تا مریخ و در معرض تابشهای کشنده خورشیدی دوام آورده و نهایتا به زمین بازگردند. این تجربه علمی در صورت موفقیت می‌توانست گام بزرگی برای درک خطرات سفرهای فضایی سرنشین‌داربه ماوراء مرز مدارهای نزدیک به زمین باشد.

یکی از فضانوردان ساکن ایستگاه فضایی بین المللی تصاویری تماشایی از "دره بزرگ" رودخانه کلورادو گرفته و آنها را از فضا روی وبلاگ خود گذاشته است

"دان پتیت"، مهندس شیمی و فضانورد ناسا در سال 1996 به عنوان نامزد فضانوردی انتخاب شد.

وی نخستین بار در دوره 23 نوامبر 2002 تا 3 می 2003 در ایستگاه فضایی بین المللی اقامت کرد و در 161 روز ماموریت خود دو پیاده روی فضایی را به منظور نصب تجهیزات علمی به بدنه خارجی ایستگاه انجام داد.

این فضانورد آمریکایی برای دومین بار همراه با کپسول سایوز در 21 دسامبر 2011 به ISS بازگشت و به همراه "الگ کونوننکو" و "آندری کویپرز" تا می 2012 در ایستگاه فضایی اقامت خواهد داشت.

"دان پتیت"، روز گذشته تازه ترین عکس‌هایی را که از ISS از مناظر زمین گرفته است به همراه توضیحاتی بر روی وبلاگ خود گذاشت. این تصاویر جدید مربوط به "دره بزرگ" (Grand Canyon) رودخانه کلورادو هستند.

به گزارش خبرگزاری مهر، وی در وبلاگ خود توضیح داد: "دره بزرگ رودخانه کلورادو زمانی که از یک چشم انداز مداری دیده می‌شود، بسیار تماشایی است. شما حتی اگر تاکنون این دره را از نزدیک ندیده باشید به طور غیر ارادی این حرف را تائید می‌کنید و اگر قبلاً از آن بازدید کرده باشید، مغزتان با دیدن این تصاویر شما را به یاد تعطیلاتی می‌اندازد که در ریم جنوبی داشته‌اید."

"دان پتیت" در ادامه نوشت: "چشمان خود را تنگ کنید و منتظر بمانید تا نور فلاش‌ها ناپدید شود. اکنون شما می‌توانید چیزهایی کاملا متفاوت را ببنید. می‌توانید کرم‌هایی را ببنید که در واقع رسوبات ته آب هستند. غالباً در تلاش برای جستجوی حقایق طبیعت، درک انسان بر روی چیزهایی که واقعاً وجود دارند نقاب می‌زند.