>>> تازه ترین اخـــبار و اکتـــشافات دنیای فیـــزیک <<<

جبر در آینه سراب كیهانی

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بسیاری از علاقه‌مندان به اخترشناسی با مفهموم لنز گرانشی آشنا هستند. اما شاید عده اندكی بدانند كه لنز گرانشی می‌تواند كاربرد‌های بیشتری از پرده‌برداری از جزئیات جهان‌های دوردست نیز داشته باشند. در واقع در تلاقی دور از انتظار اخیر میان اخترشناسی و جبر معلوم شد كه این سراب كیهانی می‌تواند در دست‌یابی به قلب ریاضیات محض نیز مورد استفاده قرار گیرد. [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] بسیاری از علاقه‌مندان به اخترشناسی با مفهموم لنز گرانشی آشنا هستند. اما شاید عده اندكی بدانند كه لنز گرانشی می‌تواند كاربرد‌های بیشتری از پرده‌برداری از جزئیات جهان‌های دوردست نیز داشته باشند. در واقع در تلاقی دور از انتظار اخیر میان اخترشناسی و جبر معلوم شد كه این سراب كیهانی می‌تواند در دست‌یابی به قلب ریاضیات محض نیز مورد استفاده قرار گیرد. در یك لنز گرانشی، نیروی گرانش ستاره‌ها و دیگر اجرام می‌توانند نور رسیده از ستاره یا كهكشانی بسیار دوردست به ما را خم كنند. پدیده لنز گرانشی زمانی رخ می‌دهد كه نور ساطع شده از یك منبع درخشان دوردست مثل كواسار در اطراف جرم سنگینی مثل خوشه‌های كهكشانی كه بین منبع نور و ناظر قرار دارد، خمیده می‌شود. پدیده لنز گرانشی یكی از پیش‌بینی‌های تئوری نسبیت آلبرت آینشتین به شمار می‌رود. این پدیده اغلب باعث می‌شود تا تصویر ستاره یا كهكشان دوردست به چندین تصویر مجزا شكسته شود. سان هونگ رای (S.Hong Rhie)، استاد دانشگاه نوتردام در ایالات متحده، چند سال پیش تلاش كرده بود تعداد تصاویر به وجود آمده در این پدیده را محاسبه كند.
در واقع این مسئله به شكل لنز یا به بیان دیگر چگونگی پراكنش جسم حائل بستگی دارد. هونگ رای در تحقیقاتش لنزی شامل خوشه‌ای از اجرام چگال ستاره یا سیاره مانند را مورد بررسی قرار داد. وی به دنبال كشف این مسئله بود كه اگر نور رسیده به ما از كهكشانی دوردست، از میان چنین خوشه‌ای موسوم به «چهار ستاره» عبور كرده باشد، چند تصویر را می‌توانیم ببینیم. او در خلال بررسی‌هایش دریافت اگر سه تا از این چهار ستاره حائل در رئوس مثلث متساوی‌الاضلاعی و ستاره چهارم در وسط آن قرار بگیرند، می‌توانند تصویر كهكشان دوردست را به ۱۵ تصویر جداگانه بشكنند. هونگ رای در ادامه تحقیقاتش كشف كرد كه در حالت كلی لنزی كه از n ستاره تشكیل شده باشد، می‌تواند به تعداد ۵n-۵ تصویر مجزا تولید كند. در و اقع او بر این باور بود كه این مقدار، بیشترین تعداد تصاویر ممكن است اما هرگز نتوانست آن را ثابت كند. تقریبا در همان سال‌هایی كه هونگ رای دست به گریبان موضوع لنز گرانشی بود، دو ریاضیدان روی مسئله‌ای كار می‌كردند كه ظاهرا ربطی به این ماجرا نداشت. آن دو تلاش می‌كردند یكی از سنگ بنا‌های ریاضیات موسوم به قضیه بنیادی جبر را بسط دهند.
این قضیه در باره معادلات چندجمله‌ای صدق می‌كند كه توان‌های مختلفی از یك متغیر را در بر می‌گیرند. برای مثال معادله x۳ + ۴x - ۳ = ۰ را درنظر بگیرید كه یك عبارت چندجمله‌ای از درجه ۳ محسوب می‌شود. در واقع قضیه بنیادی جبر كه اثبات آن به قرن هجدهم برمی گردد، می‌گوید یك معادله چندجمله‌ای از درجه n، دقیقا n جواب دارد. البته در حالت كلی، متغیر چنین معادله‌ای می‌تواند به صورت اعداد مختلط نیز باشد. به گفته دمیتری خاوینسون (D.Khavinson)، استاد دانشگاه فلوریدا «قضیه بنیادی جبر، چراغ هدایتی بوده است كه منجر به پیدایش جبر مدرن شد.» در واقع خاوینسون و ژنوار نیومان (G.Neumann) از دانشگاه آیوا همان ریاضیدانانی هستند كه می‌خواستند با بررسی قضیه بنیادی جبر در مورد عبارت‌های ریاضیاتی پیچیده‌تر موسوم به توابع هارمونیك گویا، این قضیه را بیش از پیش بسط دهند. توابع هارمونیك گویا توابعی هستند كه از تقسیم یك چندجمله‌ای بر چندجمله‌ای دیگر به دست می‌آیند.
این دو ریاضیدان در سال ۲۰۰۴ ثابت كردند كه برای گروه ساده‌ای از توابع هارمونیك گویا، تعداد جواب‌ها نمی‌تواند بیش از ۵n-۵ باشد. اما آنها نتوانستند ثابت كنند كه این مقدار بیشترین حد ممكن است. در واقع این ماجرا نشان داد خاوینسون و نیومان روی همان مسئله‌ای كار می‌كردند كه هونگ رای كار می‌كرد. به بیان دیگر برای محاسبه موقعیت تصاویر در لنز گرانشی، باید معادله‌ای را حل كرد كه از توابع هارمونیك گویا تشكیل شده است. زمانی كه جف رابین (J.Rabin)، ریاضیدان دانشگاه كالیفرنیا به پیش‌نویسی از مقاله هونگ رای بر خورد، این دو ماجرا در ذهن او با هم تلاقی كردند. در واقع تئوری هونگ رای درباره لنز گرانشی، اثبات آن دو ریاضیدان را كامل و كار آنها نیز حدس هونگ رای را تایید می‌كرد. بنابراین ۵n-۵، همان حد بالایی برای تعداد تصاویر در پدیده لنز گرانشی است. رابین در این باره می‌گوید: «این نوع تبادل نظر میان ریاضی و فیزیك، برای هر دو حوزه اهمیت زیادی دارد.» البته این ماجرا برای هونگ رای پایان خوشی نداشت؛ او پس از قطع بودجه‌های تحقیقاتی به خاطر بی‌نتیجه تلقی شدن تحقیقاتش، دیگر به كار آكادمیك ادامه نداد.
هونگ رای در این باره می‌گوید: «آنقدر از دست داوران به ستوه آمده بودم كه دیگر حاضر نشدم دردسر ارائه مقالاتم به ژورنال‌های مختلف را تحمل كنم. در آن زمان در زمینه اثر لنز گرانشی تازه كار بودم. آنچه می‌گفتم و آنطور كه می‌گفتم احتمالا برای كارشناسان این حوزه به كلی نا آشنا بود.»
این كار به لحاظ تئوری در مورد تمام انواع لنز‌های گرانشی درست است، اما با این حال كاربرد‌های عملی آن هنوز روشن نیست. علت این عدم‌اطمینان این است كه اجرام بررسی شده در نمونه لنز هونگ رای همگی در یك صفحه قرار داشتند و در مجموع منابع ساده‌ای هستند كه هیچ چیز بین‌شان وجود ندارد. اما لنز‌های گرانشی واقعی مجموعه‌های بسیار پیچیده‌تری‌اند كه ممكن است از خوشه‌هایی متشكل از صدها كهكشان به وجود آمده باشند. در واقع این لنز‌های حقیقی در نواحی بسیار بزرگی از فضا گسترده شده‌اند كه بین كهكشان‌های موجود در این نواحی و نیز درون خود این كهكشان‌ها، مقادیر عظیمی از گاز وجود دارد. از طرف دیگر با اینكه برخی لنز‌های گرانشی وجود دارند كه تنها چند ستاره یا سیاره را در برمی‌گیرند، اما تصاویر تولید شده توسط این لنزها به حدی نزیك به هم و فشرده‌اند كه توسط تلسكوپ‌های امروزی قابل تفكیك و شناسایی نیستند. اما به هرحال همین لنز‌های گرانشی كوچك موسوم به پدیده «میكرو لنزینگ» می‌توانند پرده از وجود سیاره‌هایی در اطراف ستاره‌های دوردست‌بردارند. در آینده‌ای نه چندان دور، تكنیكی موسوم به تداخل سنجی نوری كه می‌تواند رصد‌ها و مشاهدات چندین تلسكوپ را به یكدیگر متصل كند، ممكن است مشاهده تصاویر چندگانه تولید شده بر اثر پدیده لنز گرانشی توسط سیارات موجود در دیگر منظومه‌های ستاره‌ای را امكان‌پذیر كند.


New Scientist, Jun. ۰۵, ۲۰۰۸
كیوان فیض‌اللهی

دانش پژوهان ايراني موفق به كسب 5 مدال برنز در المپياد جهاني فيزيك شدند

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] سي و نهمين دوره رقابتهاي جهاني المپياد دانش آموزي فيزيك به كار خود پايان داد و دانش پژوهان ايراني موفق به كسب 5 مدال برنز در اين دوره از رقابتها شدند. به گزارش خبرگزاري مهر، المپياد جهاني فيزيك 2008 از 20 جولاي در هانوي ويتنام آغاز به كار كرده بود و 82 كشور جهان از جمله ايران در اين دوره از رقابتها شركت داشتند.
مهران ابراهيميان، سينا آقامحمدي، جمشيد رضايي، اميرعباس سالاركيا و امير نجفي اعضاي تيم ايراني المپياد جهاني فيزيك بودند.
محمد سپهري راد سرپرست اول، احمد شريعتي سرپرست دوم و مهدي سعادت ناظر علمي تيم كشورمان بودند.
.
منبع : خبرگزاري مهر

<SPAN lang=FA style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Tahoma; mso-bidi-language: FA">اگرچه ما به طور مستقيم قادر به مشاهده ي سياهچاله ها نيستيم ، اما مي توانيم تاثيرات آنها را بر روي اجرام مجاورشان ببينيم . اما اين كار هم بسيار مشكل و پيچيده است زيرا نور مادون قرمز حاصل از سحابي ها و گرد و غبار بين ستاره ها معمولا قدرت ديد ما را كاهش مي دهد و نوعي آلودگي نوري در فضا بوجود مي آورد.

محققان دانشگاه ژنو در سوئيس موفق به کشف سيگنالي شدند که سرعت حرکت آن از سرعت نور بيشتر است.
در دنياي خارق العاده کوانتوم و مکانيک کوانتومي، پديده اي به نام درگيري ذرات با يکديگر وجود دارد به اين معني که اگر دو ذره که به شدت با هم در ارتباطند را از يکديگر جدا کرده و در فاصله طولاني از هم نگه داريم ،علي رغم فاصله اي که بين آنها وجود دارد، در صورت بروز تغيير در يکي از ذره ها ديگري نيز دچار تغيير خواهد شد.

اين پديده توسط دکتر دانيل سالارت و همکارانش در دانشگاه ژنو مورد بررسي قرار گرفت. وي دو فوتون نور مرتبط و درگير به هم را در آزمايشگاه به فاصله 18 کيلومتر از يکديگر دور کرد و با بررسي خصوصيات هر يک از آنها دريافت که با تغيير در هر کدام ديگري نيز متحول مي شود.

وي اين آزمايش را بر روي جفتهاي زيادي از فوتونها انجام داد که نتايج به دست آمده مشابه نتيجه اوليه بود.

با مشاهده اين نتايج محققان به اين نتيجه رسيدند که بين اين دو ذره سيگنالي در حال حرکت است که خصوصيات يکي را به ديگري منتقل مي کند.

بر اساس گزارش NewScientist، محققان بر اين باورند که اين سيگنال بايد سرعتي 10000 بار بيشتر از سرعت نور داشته باشد تا بتواند خصوصيت يک فوتون را به ديگري منتقل کند.

نظريه ديگري که اين تيم ارائه داد مبني بر اين است که سنجش خصوصيات يک فوتون به سرعت بر روي فوتونهاي ديگر نيز تاثير مي گذارد.

ساخت رآكتور تجزيه هيدراتهاي گازي

پژوهشگران کشورمان در دانشگاه صنعتي شيراز موفق به ساخت رآکتوري با هدف تست و اندازه گيري شرايط تعادلي تجزيه هيدراتهاي گازي شدند.


علي محمد کاظمي کارشناس پژوهشي دانشگاه صنعتي دانشگاه شيراز در گفتگو با مهر گفت: اين رآکتور به منظور تجزيه هيدرات در فشار بالا توسط يکي از اساتيد دانشگاه نفت و گاز دانشگاه طراحي و توليد شده است.

وي با تاکيد بر اينکه اين رآکتور در حال حاضر در آزمايشگاه دانشگاه راه اندازي شده است، افزود: رآکتور مذکور با هدف تست و اندازه گيري شرايط تعادلي تجزيه هيدراتهاي گازي طراحي و ساخته شده است...

کاظمي با بيان اينکه اين دستگاه داراي قابليت اندازه گيري شرايط تجزيه هيدرات و تحمل 4500 PSI است، اظهار داشت: در اين طرح مطالعات جامع انواع طراحيها و روشها براي ساخت انواع رآکتور اندازه گيري شرايط تعادلي تجزيه گازي انجام شده و از ميان آنها بهترين روش با توجه به امکانات موجود در کشور انتخاب و به مرحله ساخت رسيده است.

وي افزود: اين دستگاه علاوه بر تجزيه هيدراتهاي گازي مي تواند دو افزودني موثر در کنار گاز مانند گازهاي متان، اتان و پروپان و نيز چند مخلوط گازي از ترکيبات فوق را اندازه گيري کند.

به گفته کاظمي اين افزودنيها باعث تسهيل شرايط تشکيل هيدرات گازي مي شود که به عنوان يکي از زمينه هاي تحقيقاتي در حال پيگيري است.

کارشناس پژوهشي دانشگاه صنعتي دانشگاه شيراز در خصوص نحوه عملکرد اين دستگاه گفت: گازهاي متان، اتان و پروپان به صورت تک ماده اي يا مخلوط پس از اختلاط به سلول تعادلي تزريق مي شود. سلول تعادلي داري 2 دريچه شيشه اي براي ديدن محتويات درون آن است و اطلاعات درون آن مانند دما و فشار از طريق يک کارت جمع کننده اطلاعات به کامپيوتر منتقل و به منظور بررسي هاي بعدي ذخيره سازي مي شود.

وي اضافه کرد: دقت اندازه گيري دما و فشار به ترتيب 1/0 و 25/0 درصد است.

منبع : جام جم آنلاین

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سرعت گیرهای هوشمند

یک شرکت تحقیقاتی تکنولوژی موفق به تولید سرعت گیرهای هوشمندی شده است که متناسب با سرعت حرکت اتومبیل تغییر حالت داده و به حالت مسطح تبدیل می شود.

سرعت گیرهایی که در اکثر خیابانهای شهر نصب شده اند می توانند نقشی موثر در کاهش خطر تصادفات ناشی از سرعت داشته باشند. با این حال چنین استفاده ای از سرعت گیرها به ندرت و در شرایط خاص اتفاق افتاده و برای اکثر رانندگان این سرعت گیرها نقشی به جز دست انداز جاده ای نخواهد داشت.
به منظور رفع این مشکل دو مخترع ژاپنی موفق به تولید سرعت گیرهای هوشمند قابل انقباضی شده اند که قادر است نیروی وارد شده بر سطح خیابان را حس کرده و متناسب با آن تغییر حالت دهد.

این به آن معنی است که در صورتی که سرعت اتومبیل کمتر از 30 کیلومتر بر ساعت باشد سرعت گیرها کاملا مسطح شده و در صورتی که سرعت اتومبیل بالای این میزان باشد سرعت گیر شکل خود را حفظ کرده و از سرعت اتومبیل خواهد کاست.
بر اساس گزارش گیزمگ، مخترعان این تجهیزات بر این باورند استفاده از این نوع سرعت گیرها فواید زیست محیطی نیز در بر خواهد داشت زیرا با اطلاع رانندگان از عملکرد این تجهیزات، سرعت آنها در محدوده سرعت مجاز باقی مانده و همین موضوع باعث کاهش میزان خروج گازهای گلخانه ای از اگزوز خواهد شد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ميدان مغناطيسی زمين
از 400 سال پيش بشر می دانست که اگر ا هن ربا ئی را از نقطه ای بياويزدهرکدام از دو سر ا هن ربا همواره در راستای شما ل و جنوب جغرا فيا ئی می ايستدقطبی از اهنربا که در راستای شمال جغرا فيايی است قطبN و ديگری را قطب S نا ميد ند . و علت ان رفتا ر اهن ربا را وجود ميدان مغنا طیسی زمين دانستند.

sir willam gilbert (۱۶۰۳-۱۵۴۴)يکی از فيزيکدانان پيشگامی بود که پی به وجود ميدان مغنا طيسی زمين برد وی نشان داد که اگر ميله اهنی را در راستای شمال وجنوب قرار دهيم وبررويش بکوبيم ان ميله اهن ربا خواهد شد.وی همچنين برای اثبات وجودميدان مغنا طيسی زمين يک اهنربا را درون کره ای قرار داد ونام ان راTerrllaکه به لاتين به معنای زمين کو چک بود گذاشت و سپس يک قطب نما را بر روی ان حرکت داد که مشاهده نمود اگر قطب نما بموازات سطح ترلا قرار گيرد جهت عقربه مغنا طيسی همواره ثا بت است . که نشان ميداد عقربه تحت تاثير ميدان مغنا طيسی اهن ربای درون کره است.
در واقع کره زمين ما نند يک اهنربا ی قوی عمل می کند که قطب N ان در جنوب جغرا فيا ئی قرار دارد( که می تواند قطب S اهن ربا ها را به سمت خود منحرف کند ) و قطب S اهن ربای درون زمين در شمال جغرافيا يی قرار دارد (که قطب N اهن ربا را به سمت خود منحرف سا زد).
همه خطوط ميدان مغناطيسی در نيمکره شمالی در نقطه ای با مختصات ۷۵۰۵۰Nو۹۶۰wاست که به ان قطب جنوب مغناطيسی گفته می شود به هم ميرسند .اين خطوط در نيمکره جنوبی در نقطه ا ی با مختصا ت ۱۵۰۰۴۵E۷۰۰ ۱۰SR

به هم می رسند که به ان نقطه قطب شمال مغناطيسی زمين گفته ميشود.
از انجا که محور مغنا طيسی زمين ( خطی که بطور مستقيم ازدو قطب مغناطيسی
زمين می گذرد) کا ملا بر محور دوران زمين ( خطی که از دو قطب شمال و جنوب جغرافيايی می گذرد) منطبق نيست بنا بر اين يک عقربه مغنا طيسی که مما س بر محور مغنا طيسی زمين می ايستد نمی تواند جهت شمال و جنوب جغرافيا يی زمين را دقيقا تعيين نمايد.
ميدان مغنا طيسی زمين رابا سه مولفه مغنا طيسی مشخص ميکنند
۱-- ميل مغناطيسی: از انجايی که خطوط ميدان مغنا طيسی زمين بر سطح زمين منطبق نيستند همواره بين شدت ميدان مغنا طيسی زمين و سطح افقی زاويه وجود دارد که به ان زاويه ميل مغنا طيسی گفته می شود.که حرف i ان را نشان ميدهند.
۲- زاويه انحراف مغناطيسی:
به صفحهای که بر روی ان عقربه مغناطيسی قرار دارد صفحه نصف النهارمغناطيسی وبه زاويه بين ان وصفحه نصف النهار جغرافيايی زاويه انحراف مغنا طيسی گويند که در هر منطقه متفاوت خواهد بود . دانستن مقدار زاويه انحراف مغناطيسی برای دريانوردان وخلبانان بسيار مهم است
زيرا انها در مسير يابی به نصف انهار جغرافيايی ااحتياج دارند درحاليه بوسيله قطب نما جهت نصف انهار مغنا طيسی را پيدا ميکنند بنابراين اگر از ميزان انحراف اگاه باشند با تصحييح بر روی جهت نصف النهار مغناطيسی به نصف النهار جغرافيايی دست می يابند
۳-مولفه افقی ميدان مغنا طيسی: که با تجزيه ميدان مغنا طيسی بدست می ايد
منشاء میدان مغناطیسی زمین
در قلب سياره ما گلوله سخت ويکپارجه ای از اهن وجود دارد که به اندازه سطح خورشيد داغ است و به ان هسته زمين ميگوييم که پهنای ان ۷۰درصدکره ماه است( ۱۲۱۶کیلومتر)وبه اندازه ۲/. طول جغرافيايی در سال سريعتر از زمين می چرخد. اقيانوسی از اهن مايع دور هسته درونی وجود دارد که به ان هسته خارجی گويندوشعاعش حدودا نصف شعاع زمين است در حدود ۳۴۸۶ کیلومتر محققان منشاء ميدان مغنا طيسی زمین را هسته خارجی ميدانندکه لايه عميقی از اهن مايع است و بدور هسته می گردد اثر نيروی کريوليس دوران زمين آن ايجاد طوفان و گرداب ميکند .در واقع هسته خارجی مانند اب روی اجاق بر روی هسته داخلی در جوش وخروش است.
در دمای بسیار زیاد زمین میتوان تصور کرد که هسته جامد متحمل واکنش شیمیایی شد ه و بدین ترتیب تبدیل به یک مولد جریان الکتریکی مثل یک باطری خواهد شد وچون مواد مذاب هسته خارجی در حال چرخش است میتوان آن مانند یک سیملوله (القا گر )تصور نمود.
بدین ترتیب در درون زمین مدار ی متشکل از یک باطری و یک القاگر داریم مسلما جریان الکتریکی از این القاگر عبور خواهد کرد وطبق قانون لنز در اطراف القاگر میدان مغناطیسی تولید میشود که همان میدان مغناطیسی زمین است خطو طمیدان مغناطیسی درون هسته همانند خطوط میدان مغناطیسی سیملوله موازی است که آزمایشات تجربی نیز موید موازی بودن خطوط میدان مغناطیسی زمین است واز طرفی چون هسته خارجی مانند القاگر است میتواند در آن پدیده خودالقایی نیز رخ دهد یعنی هرگاه واکنش شیمیایی و در نتیجه جریان الکتریکی هسته داخلی در حال کاهش بود جهت خطوط میدان خود را تغییر دهد بگونه ای که نیروی محرکه ای هم جهت با نیروی مولد و سبب تقویت شدت میدان مغناطیسی گردد و برعکس .

علاوه بر پدیده های داخلی پدیده خارجی به نام بادهای خورشیدی نیز روی افزایش شدت میدان مغناطیسی زمین موثر است . باد خورشیدی حاصل انفجارهای واقع در تاج خورشید است که دمای بسیار زیاد سبب اعمال فشار بر ذرات و جریان شدید ذرات منفجره خواهد شد که سرعتشان بطور متوسط در حدود ۵۰۰ کیلومتر برثانیه است و حدود ۵ روز طول میکشد که به زمین برسند این ذرات شامل الکترون و پروتون و آلفا و بعضی از یونهای دیگر هستند .. مطالعه لکه های خورشیدی نشان دهنده شدت انفجارات درون تاج خورشید است . در سال ۱۹۸۰ میلادی دانشمندان اعلام کردند که در اثر بادهای خورشیدی ذرات الکتریکی باردار فراوانی(پلاسما) با سرعت ۱۷۰۰ برابر بیشتر از طوفانهای خورشیدی معمولی به سوی زمین میآیند و ممکن است این مقدار پلاسما با این جریان قوی شدت میدان مغناطیسی زمین را طوری تقویت کند که تمامی فیوزهای سیستمهای الکتریکی از کار بیافتند . .اگرچه در آن دوران بعضی از فرکانسهای رادیویی دچار اختلال گردید ولی خوشبختانه آن حجم عظیم پلاسما به زمین نرسید .
جابجايی قطبهای مغناطيسی زمين
دانشمندان ا ز ديرباز ميدانستند که قطب مغناطيسي زمين حرکت ميکند. جيمز روس(james ross نخستينن فردي بود که محل قطب شمال را تعيين نمود وي اينکار را در طي سفري خطرناک که سبب شده بود چهار سال در يخهاي قطب به دام بيافتد انجام داده بود . در سال 1904روالد اماند سون دوباره محل قطب شمال را تعيين نمود ومتوجه شد که محل قطب شمال به اندازه50 کيلومتر جابجا شده است در نقشه زيرجابجايي محل قطب در طي سالهاي مختلف نشان داده شده است.همانطور که در نقشه هم معلوم است سرعت حرکت قطب اوايل هر10کيلومتر در يک سال بود و بعدها به 40کيلومتر در سال رسيد.


ايا روزی ممکن است ميدان مغناطيسی زمين کا ملا از بين برود؟
وقتی انجمن زمين شناسی ايالت متحده امريکا از کم شدن دور زدن عقربه مغنا طيسی در افريقا به اندازه ۱/. درجه کم شده و ميدان مغنا طيسی ۱۰درصد از قرن نوزدهم ضعيفتر شده برای جرايد اين سوال پيش امد که ايا ممکن است روزی ميدان مغناطيسی زمين از بين برود.
در جواب اين سوال پروفسور گری گلاتز ماير (gary Gratsmaier) از دانشگاه کاليفرنيا ميگويد با توجه به مطالعه مغناطيس در زمانهای گذ شته (علمpaleomagnetism) می بينيم که ميدان مغناطيسی در اعصار گذشته گاهی در حال افزايش وگاهی در حال کاهش است ودر واقع امروزه کره زمين دارای بيشترين شدت ميدان مغناطيسی خوددر تاريخش است.
هرگاه در نقطه ای از کره زمين مقدار کميتهای مغناطيسی (انحراف مغناطيسی-ميل مغناطيسیـ مولفه افقی بردار مغناطيسی) بطور فاحشی با نقا ط مجاورش فرق کند اصطلاحا گفته می شود که نا هنجاری مغنا طيسی اتفاق افتاده و احتمالادر ان نقطه از زمين مخازن ارزشمندی از سنگهای معدن مغنا طيسی مانند سنگ اهن وجود دارد. استفاده از اين روش در کشف ذخاير معدنی بسيار مفيد است.
معمولا مقدار سه کميت مغنا طيسی در طی روز وسال تغييرات جزئی دارند . ولی گاهی اوقات در ميدان مغناطيسی ودر نتيجه در مولفه های ان(سه کميت) به مدت ۶ يا ۱۲ ساعت تغييرات ناگهانی رخ می دهد که اصطلاحا به ان توفان مغناطيسی می گويند اين توفانها معمولا هر ۵/۱۱سال تکرار می شوند .و بسيار جالب است که پديده هايی مانند شفقهای قطبی و لکه های خورشيدی و انتشار موجهای راديويی نيز دارای دوره های ۵/۱۱ ساله هستند.که نشان دهنده ارتبا ط بين انها است.

اثر ميدان مغناطيسی زمين در ايجاد کمربند ون الن(van allen)يا پديده شفق قطبی:

هرگا ه ذره بارداری در ميدان مغنا طيسی زمين قرار گيرد از طرف ميدان بر ان ذره نیروی لورنتس اعمال ميشود

الفا F=qvBSIN
F=نیروی لورنتس
q=با ر ذره
v= سرعت ذره
B= شدت ميدان مغنا طيسی زمين
الفا = زاويه بين ميدان و سرعت ذره


ميدانيم که در نتيجه اندرکنش هسته ای درون خورشيد طو فانهای خورشيدی بطور مداوم ذرات پر انرژی با سرعت 500KM/S در فضاگسيل ميشوندودا امر سبب می گردد که سيلی از اين ذرات به سمت زمين بيا يد ودر دام حوزه های مغنا طيسی زمين فتند


از انجا ئی که در قطبين شد ت ميدان مغنا طيسی بيشينه است نيروی لورنتس وارد بر ذرات بنيادی بسيار بزرگ است .


اگر يک گروه پروتون يا الکترون يطور عمود وارد ميدان مغنا طيسی شونداز طرف ميدان بر ذرات يک نيرو ی عمودی ومرکز گرا بنام نيروی لو رنتس وارد خواهد شد
که سبب حرکت دورانی پروتونها می شود.



f=m.V۲/r
F=qvb


با برابر گرفتن دو رابطه فوق خواهيم داشت: r=mv/qB


يعنی ذرات درمسير دورانی به شعاعr شروع به حرکت میکنندو مسير حرکتشان
بدورخطوط ميدان مغنا طیسی زمين خواهد بود بعضی از
ذرات که بطور موازی با ميدان به زمين می رسند( الفا=صفر) هيچ نيروئی بر انها از طرف
ميدان مغنا طيسی زمين وارد نمی شود و نيروی لورنتس وارد بر ا نها صفر
ميشود و بر می گردند بنابراين تعداد بیشما ری ذره در حوزه های قطبی
زمين در رفت و امد هستند وچون در قطبين ما نند سا يرنقا ط مختلف زمين
هوا موجود است اين ذرات به مولکولهای هوا بر خورد می کنند وچون حامل
انر ژيهای زيادی هسند با جذب مولکولهای هوا انها رايونيزه کرده ودذرات جديد و پرتوهای گاما توليد می کنند و ما نقا ط در خشانی را در قطب
شاهدخواهيم بود که به ان کمر بند تشعشعی و ياکمر بند وان الن گفته می شود .


لا زم به ذکر است که ا ولين بار اين پديده در سال 1958 مشا هده گرديد و
سپس بشرتوانست در سال 1962 در اثر انفجا را تمی ان را بطور مصنو عی ايجا د کند.

کمربند ون الن دار مطابق شکل زير دارایدو لايه داخلی و خارجی ميباشد که برروی خطوط مغناطيسی زمين منطبق است

پلاسما و خورشید

پلاسما حالت چهارم مادهگاز ی سوزان وشبه خنثی است .اگر چه هیچ گذار
فازسریعی بین حالت گاز خنثی وپلاسما وجود ندارد ولی چون برخوردها ی
شدید گرمای ی ، همه یا بسیار ی از اتم ها ی گاز خنثی را به یون ها ی مثبت و
الکترون ها تجزیه میکند در سال ۱۸۷۹به پیشنهادفیزیکدان انگلیسی سرویلیام
کروکس، به این گازها حالت چهارم ماده گفته شد
خورشید خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی کاملا یونیزه است
(عمدتا هلیوم و هیدروژن)خورشید درواقع سرمنشاء تمام پلاسماهای طبیعی
اطراف زمین است مانند بادهای خورشیدی ودر مگنتوسفر شفق قطبی- کمربند
وان آلن.

علت عدم وجود پلاسما در زمین:
•

در دمای اتاق 300یعنی درجه میزان یون شدگی برای هوا حدود 10 به توان 122
- است که قابل چشم پوشیاست .

ولی اگر دمایی مانند دمای بالای جو یا ستاره ها در این چگالی گازهای یونیده
بسیار بیشتر از چگالی گازهای خنثی خواهد بود
ess.nrcan.gc.ca
میزان یون شد گی یک گاز به دما بستگی دارد

كسب اطلاعات جديدي درباره تغييرات دوره اي ستارگان شبيه به خورشيد

.

ستاره شناسان استراليايي با كمك تلسكوپ اروپايي VLT موفق شدند به اطلاعات جديدي درباره معماي قديمي مربوط به ستارگان شبيه به خورشيد دست يابند.

به گزارش خبرگزاري مهر ، ستاره شناسان تاكنون اطلاعات دقيقي در خصوص تغييرات عجيب سالانه نور حدود يك سوم ستارگان شبيه به خورشيد در دست نداشته اند.
در دهه هاي اخير دانشمندان توضيحات احتمالي بسياري را در اين خصوص ارائه كرده اند اما اكنون ستاره شناسان رصدخانه مانت استروملو در استراليا با كمك رصدهاي تلسكوپ جنوب اروپاي VLT واقع در شيلي به اطلاعات جديدي رسيده اند كه مي تواند تا حدود اين معماي قديمي را حل كند.
اين محققان در اين خصوص اظهار داشتند: "ستاره شناسان در اين مورد در تاريكي هستند. ما موفق شديم يك سري از كامل ترين رصدهاي تا به امروز را براي اين تغييرات به دست آوريم."
اين محققان 30 سال است كه به دنبال حل اين معما هستند و تاكنون توانسته اند حدود يك سوم از ستارگان شبيه به خورشيد را چه در كهكشان راه شيري و چه در ساير كهكشانها رصد كنند. اين تحقيقات نشان داد كه اين ستاره ها در آستانه رسيدن به پايان عمر خود و كمي قبل از تبديل شدن به كوتوله سفيد، كاملا سرخ، سرد و بسيار بزرگ مي شوند. در اين دوره زماني به اين ستارگان غولهاي سرخ نيز مي گويند. اين ستارگان قديمي تغييرات دوره اي نور بسيار شديد را در سقف زماني دو سال نشان مي دهند.

يكي از نتايج اصل هم ارزي جرم و انرژي اين است كه اين دو مي‌توانند به يكديگر تبديل شوند. مشاهده تجربي اين مسيله در فرايندهاي مختلف مانند اثر فوتوالكتريك ، اثر كامپتون ، پديده توليد زوج و … انجام شده است. در پديده توليد زوج تابش الكترومغناطيسي در مجاورت يك هسته سنگين به دو ذره الكترون و پوزيترون واپاشيده مي‌شود، اما پوزيترون نمي‌تواند طول عمر زيادي داشته باشد، چون فضا پر از الكترون است، لذا پوزيترون بعد از مدت كوتاهي از توليد شدن با يك الكترون تركيب شده و از بين مي‌رود و به جاي آن فوتون يا تابش الكترومغناطيسي ايجاد مي‌شود كه به اين پديده نابودي زوج ميگويند.

شرايط اوليه نابودي زوج

نابودي زوجهاي ذره و پادذره و همراه با آن آفرينش فوتونها ، عمل عكس توليد زوج است. نابودي ماده و آفرينش انرژي الكترومغناطيسي را براي حالتي در نظر مي‌گيريم كه الكترون و پوزيترون نزديك به هم و اساسا ساكن باشند. در آغاز اندازه حركت خطي كل اين دو ذره صفر است، بنابراين وقتي اين دو ذره به هم مي‌پيوندند و نابود مي‌شوند، يك تك فوتون نمي‌تواند آفريده شود، زيرا اين عمل باعث نقض قانون بقاي اندازه حركت خطي مي‌شود، ولي اگر دو فوتون آفريده شوند كه با اندازه حركتهاي مساوي و در جهتهاي مخالف حركت كنند، اندازه حركت خطي مي‌تواند پايسته بماند.
چنين زوج فوتونهايي داراي فركانسها و انرژيهاي يكسان هستند. در واقع مي‌توان گفت كه سه يا چند فوتون مي‌توانند آفريده شوند، ولي با احتمال به مراتب كمتر از آفرينش دو فوتون. همين طور ، وقتي چندين زوج الكترون و پوزيترون در نزديكي يك هسته سنگين نابود مي‌شوند، تعداد كمي ‌از اين نابوديها يك تك فوتون توليد خواهند كرد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سرنوشت نهايي پوزيترون
سرنوشت نهايي پوزيترونها بعد از توليد در پديده توليد زوج ، نابودي است. وقتي كه يك پوزيترون با انرژي بالا ظاهر مي‌شود، هنگام عبور از ماده ، در اثر برخوردها ، انرژي جنبشي خود را از دست مي‌دهد و سرانجام با سرعت پايين حركت مي‌كند. آنگاه اين پوزيترون با يك الكترون تركيب مي‌شود و تشكيل يك دستگاه مقيد به نام پوزيترونيوم مي‌دهد كه خيلي سريع (در مدت ۱۰- ^ ۱۰ ثانيه) به دو فوتون با انرژي مساوي واپاشيده مي‌شود.
از اين رو ، مرگ يك پوزيترون با ظهور دو كوانتوم نابودي يا دو فوتون ، كه انرژي هريك ۰،۵۱ ميليون الكترون ولت است، خبر داده مي‌شود. قابليت فنا شدن پوزيترونها به دليل ناپايداري ذاتي نيست، بلكه به خاطر احتمال زياد برخورد آنها و نابوديهاي بعدي با الكترونهاست.

جهان فرضي
در جهاني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم، كثرت تعداد الكترون ، پروتون و نوترون (در حالت كلي ذره) برقرار است، بنابراين زماني كه پادذره‌هاي اين ذرات خلق مي‌شوند، بلافاصله طي فرايندهايي نابود مي‌شوند، اما مي‌توان فرض كرد كه بخشي از جهان وجود دارد كه در آن تعداد پوزيترون ، پادپروتون ، پادنوترون (در حالت كلي پادذره) زياد است. هرچند اين امر در حال حاضر فقط در حد يك حدس و گمان است.

منبع: شبکه فیزیک هوپا