دانشمندان، نور را گره می‌زنند!

تحقیقات جدید تیمی بین‌المللی متشکل از فیزیکدانان نشان می‌دهد نور می‌تواند گره زده شود.

دکتر آنتون دیزیاتنیکوف از مرکز فیزیک هسته‌یی دانشگاه ملی استرالیا عضوی از تیمی بین‌المللی است که در حال طراحی گره‌هایی در نور است.

وی و همکارانش با استفاده از مفاهیم ریاضی و فیزیک در تلاش برای خلق گردابه‌های نوری دارای هسته‌های تیره در یک پرتو لیزری شفاف بودند که سپس می‌توانند در هم بپیچد و حلقه زنجیر و گره‌هایی را شکل دهند.

آن‌چه در مورد این گره‌های تاریک جالب به نظر می‌رسد این است که آن‌ها هر آن چه را که جریان برق انجام می‌دهد، به نمایش می‌گذارند.

ایده گره زدن نور سال‌هاست که ذهن دانشمندان را به خود مشغول ساخته و تیم‌های علمی اندکی با مهندسی کردن دقیق پرتوهای لیزر دارای گره‌های "مصنوعی" یا "ساخته شده توسط دست" این رویا را محقق کرده‌اند.

 با این حال هدف تیم علمی بین‌المللی حاضر در این پروژه خلق مدل‌هایی است که در آن‌ها گره‌ها به طور آنی خودشان را شکل می‌دهند، درست مانند گره‌های آزاردهنده‌ای که همواره در کابل‌های الکتریکی به وجود می‌آیند.

بر خلاف کابل‌های الکتریکی که تمایل به ایجاد گره دارند، نور فاقد چنین تمایلی است. دانشمندان دریافته‌اند که تحریک کردن گره‌ها برای تشکیل شدن در پرتوهای لیزر با معرفی آشفتگی در شکل نقاط لیزری به ندرت گره‌ها را تحریک به تشکیل شدن می‌کند.

مدل‌های جدید نشان می‌دهند که قبل از گره‌زدن آسان نور باید پارامترهای کلیدی نور در طیف خاصی را در اختیار داشت و پس از رسیدن به این مولفه‌ها تشکیل گره‌ها تضمین شده است.

 تیم محقق هنوز قادر به پیش‌بینی مکان دقیق شکل گرفتن این گره‌ها نیستند. آن‌ها فقط می‌دانند که تحت شرایطی خاص گردابه‌های نوری به طور آنی تشکیل هسته می‌دهند و جمع می‌شوند و خود را به شکل گره‌های کوچکی در می‌آورند.

این موفقیت می‌تواند دارای کاربردهای بالقوه در پرتوهای لیزر، اپتیک مدرن و حتی محاسبات کوانتومی باشد.

برچسب‌ها: فیزیک, فیزیک نور و اپتیک

نور خودش را در انحناهای دایره‌ای خم می‌کند

پژوهشگران موفق شده‌اند در آزمایش‌هایی باریکه‌ی نور را خم کنند. این نتیجه کاربردهای زیادی از جمله در پزشکی دارد.

۵ سال پیش فیزک‌دانان نشان دادند انتشار انواع خاصی از باریکه لیزری می‌توانند در فضای آزاد مسیر‌های خمیده را دنبال کنند. این چنین رفتار غیر منتظره‌ای می‌تواند کاربرد‌های زیادی داشته باشد؛ از کاربرد برای نانو ذرات تا نابودی تومورهایی که دسترسی به آن‌ها دشوار است. اما قبل از آنکه این پدیده عجیب بتواند مفید واقع شود محققان با چالشی روبرو شدند که چطور نور را در زوایای به اندازه کافی بزرگ خم کنند تا بتواند مفید باشد. اکنون دو گروه مستقل این مشکل را حل کرده‌اند. در راستای همین پژوهش آن‌ها ادعا می‌کنند که خمش صوت و دیگر انواع امواج می‌تواند در آینده ممکن باشد.

ایده خمش نور از مکانیک کوانتومی الهام گرفته شد. درک این ایده در سال ۱۹۷۹ توسط میشاییل بری و ناندور بالاز روشن شد. آن‌ها نشان دادند که معادله شرودینگر می‌تواند بسته موج‌های «ایری۱» ذرات (که بدون یک نیروی خارجی شتاب می‌گیرد) را تأیید ‌کند. سپس در سال ۲۰۰۷ دیمتریوس کریستودولیز و همکارانش در دانشگاه Central Florida معادل اپتیکی یک بسته موج ایری را تولید کردند. این کار شدنی است چرا که معادله توصیف کننده باریکه‌های محور-موازی (باریکه‌هایی که در آن پرتو‌های تشکیل دهنده باریکه همگی تقریباً موازی با جهت انتشار باریکه منتشر می‌شوند) از نظر ساختار ریاضی با معادله شرودینگر یکسان است و تنها چندین پارامتر از قبیل جرم و ضریب شکست عوض شده‌اند.

گروه کریستودولیز باریکه لیزری با شکلی خاص تولید کردند که می‌توانست از پهلو خم شود (خودش شتابیده شود). این محققان کل باریکه لیزری را خم نکردند، بلکه ناحیه‌های با شدت بالا را خم کردند. برای این کار آن‌ها یک باریکه لیزری با پهنای معمول در حد چند سانتی‌متر را از یک وسیله تحت عنوان «مدول‌کنندهٔ فضایی نور» عبور دادند به طوری که فاز باریکه در هزاران نقطه در عرض پهنای باریکه را تنظیم کرد. بر خلاف تأثیر یک لنز که تمام پرتو‌های تشکیل دهنده باریکه را در یک نقطه کانونی می‌کند این مدول کننده، فاز نسبی پرتوهای باریکه را چنان تغییر داد که تداخلشان یک ناحیه با شدت بیشینه ایجاد کرد، به نحوی که از پهلو به شکل یک سهمی نرم در سرتاسر باریکه خم شده بود و در یک سمت آن نواحی کم‌سوتر بودند.

خمش نور به شکل یک سهمی: تئوری و آزمایش

ویژگی‌های جذاب

علاوه بر این خمش، الگوی شدت باریکه نیز دو ویژگی جالب دارد. یکی اینکه در هنگام انتشار باریکه پراشی وجود ندارد، به این معنی با انتشار باریکه پهنای هر ناحیه شدت به طور چشم‌گیری زیاد نمی‌شود. این مطلب برخلاف انتشار یک باریکه معمولی می‌باشد؛ چرا که در باریکه‌های معمولی حتی اگر پرتو‌های باریکه به شکل خوبی موازی شده باشند با انتشار باریکه بازهم پهن‌شدگی داریم. ویژگی عجیب دوم، خاصیت خود-ترمیمی این باریکه است. به این معنی که اگر بخشی از باریکه توسط اشیاء کدر مسدود شود آنگاه هر اختلالی به الگوی شدت باریکه می‌تواند به آرامی ترمیم شود همچنان که باریکه به سمت جلو منتشر می‌شود.

یکی از محدودیت‌های کار این گروه این است که باریکه‌های ایری می‌توانند در زوایایی کوچک در حدود ۱۵ درجه خم ‌شوند. این به این معنی است که آزمایش این گروه انحناهای تیز مورد نیاز برای کار کردن در مقیاس‌های نانومتر و میکرومتر را نمی‌تواند فراهم کند.

اما در آوریل امسال موردیچای سیگِف و همکارانش مجموعه‌ای از جواب‌های عمومی معادله‌ی ماکسول را به‌دست آوردند. طبق این جواب‌ها باریکه‌ای بدون پراشیدگی و غیرمحور-موازی بایستی وجود داشته باشد که می‌بایست در یک مسیر دایره‌ای شتاب بگیرد. یک ماه بعد دو گروه چنین باریکه‌هایی (باریکه‌هایی با قابلیت خمش ۶۰ درجه) را در آزمایشگاه تولید کردند. یکی از دو تیم به رهبری ژیانگ ژانگ از دانشگاه California بود و رهبری گروه دیگر را جان دادلی از دانشگاه Franche-Comte برعهده داشت.

نه تنها حرکت‌های دایر‌ه‌ای

اکنون دو گروه مستقل از هم به طور آزمایشگاهی و از روش نظری نشان داده‌اند که شتاب در مسیرهای غیر از دایره هم ممکن است. یک گروه به رهبری ژانگ از دانشگاه Berkeley می‌باشد به طوری که حرکت‌های بیضوی و سهموی را هم به روش تحلیلی و هم به روش آنالیز عددی دو بعدی مطالعه کردند. گروه دیگر به رهبری ریستودولیز حرکت بیضوی را با استفاده از آنالیز برداری ۳ بعدی (به روش عددی) مطالعه کردند. هر دو گروه از لیزرهای موج-پیوسته استفاده کردند (طول موج ۵۳۲ نانومتر برای گروه ژانگ و طول موج ۶۳۳ نانومتر برای گروه کریستودولیز) به طوری که نور لیزرها را به درون مدول کننده فضایی نوری تاباندند. تغییر فاز مورد نیاز این فرآیند با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری خاص محاسبه می‌شود. در هر دو مورد گروه‌ها توانستند نور را در زاویه‌ای در حدود ۶۰ درجه خم کنند.

طبق گفته پنگ ژانگ عضو گروه Berkeley این مطالعات جدید می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد. او می‌گوید که از این تکنولوژی می‌توان در پزشکی استفاده کرد به طوری که به پزشکان این اجازه را می‌دهد تا تومورهای پشت یک اندام را عکس‌برداری کنند و یا حتی از بین ببرند بدون آنکه به اندام آسیب برسد. همچنین خاصیت خود-ترمیمی باریکه می‌تواند بسیار مفید باشد، چرا که اجازه انتقال انرژی را به بافت های درونی می‌دهد، حتی درصورت وجود یک مانع بر سر راه آن.

علاوه بر این ژیانگ ژانگ می‌گوید که این رهیافت می‌تواند به هر سیستم موجی از قبیل موج‌های ماده، موج‌های الکترونی و یا حتی به موج‌های صوتی و غیره تعمیم داده شود. در حقیقت او خاطر نشان می‌کند گروهش به دنبال خمش صوت است. او باور دارد که با دستکاری فاز موج صوتی به کمک دستگاهی مشابه مدول کننده فضایی نور می‌توان انرژی صوت را در لبه‌ها جابه‌جا کرد.

جرومه کاسپاریان از دانشگاه  Genevaدر سوئیس که در این پژوهش سهیم نبوده است (اما به این تحقیق علاقه‌ دارد) می‌گوید که این دو گروه یک چارچوب کلی درست کرده‌اند که خمش نور در زوایای بزرگ را شرح داده و بنابراین پیش‌بینی می‌کند. اما در مقابل میشائیل بری از دانشگاه  Bristolبا این موضوع موافق نیست. او اعتقاد دارد که نویسندگان این موضوع را روشن بیان نمی‌کنند که در آزمایش مربوطه، آن‌ها باریکه‌ی نور را خم نمی‌کنند. جزئیات این آزمایش زیرکانه است و از طرفی متخصصان بدان علاقه دارند. با این حال او می‌گوید: با این که مقالات از نظر تکنیک به‌کار رفته جالب است اما تعجب‌ برانگیز نمی‌باشد، چرا که دارای ایده‌ی بنیادی جدیدی نیست.     

۱- Airy wavepacket، نوعی بسته موج است که برخلاف بسته موج گاوسی معروف، بدون پراکندگی آزادانه انتشار می‌یابد.

برچسب‌ها: فیزیک, فیزیک نور و اپتیک

تشخیص زودهنگام "ام اس" با آزمایش چشم

کارشناسان پزشکی در مجله نورالوژی (Neurology) نوشته اند که آزمایش ساده چشم می تواند راهی سریع و آسان برای تشخیص بیماری ام اس در مراحل اولیه باشد.
او سی تی نوعی عکسبرداری از چشم است که ضخامت شبکیه چشم را اندازه می گیرد.

این عکسبرداری به مدت چند دقیقه و در مطب پزشک عملی است.

تحقیقی که بر روی ۱۶۴ بیمار مبتلا به ام اس انجام گرفته به این محققان نشان داده بین ضخامت شبکیه و میزان پیشرفت بیماری ام اس رابطه وجود دارد.

بر این اساس هرچه ضخامت شبکیه بیمار آنها کمتر بوده، بیماری در آنها فعال تر و طولانی تر بوده است.

این محققان از دانشگاه پزشکی جانز هاپکینز درآمریکا هستند و می گویند برای تعیین تاثیر این روش خارج از محیط تحقیقاتی به آزمایش های بیشتری نیاز است.

محققان با این روش به مدت دو سال پیشرفت ام اس را در بیماران دنبال کرده اند.

بیماری غیر قابل پیش بینی

ام اس بیماری است که عصبهای مغز و نخاع را تحت تاثیر قرار می دهد و در حرکت ماهیچه ها، بینایی و تعادل مشکل ساز می شود.

این بیماری با حمله به لایه محافظ دور عصب ها که غشاء میلین نام دارد باعث آسیب پذیرشدن اعصاب می شود.

ام اس چندین نوع دارد. اغلب بیماران به آن نوع از ام اس دچارند که علائم بازگشت پذیرش ظرف یک یا چند روز و حتی چند ماه ناپدید می شود و دوباره ظهور می کند.

معمولا بعد از حدود یک دهه، نیمی از بیمارانی که به این نوع از ام اس مبتلا هستند با حمله دوم و پیشرفته تر بیماری مواجه می شوند که طی آن علائم بیماری تدریجا بدتر می شود.

در برخی موارد بهبود غیر ممکن یا بسیار کند است.

ام اس نوع دیگری هم دارد که از آغاز بیماری، علائم آن وخیم است.

در حال حاضر برای این بیماری درمانی وجود ندارد اما معالجه های پزشکی می تواند پیشرفت آن را آهسته تر کند.

نظارت بر پیشرفت ام اس به دلیل انواع گوناگون و ماهیت غیرقابل پیش بینی اش برای پزشکان بسیار سخت است.

اسکن مغزی می تواند التهاب و مکانهای آسیب دیده اعصاب را نشان دهد اما مشخص نیست که این آسیب دیدگی ها از چه زمانی خود را نشان می دهند و یا اینکه با چه دقتی پیشرفت بیماری را منعکس می کنند.

او سی تی ضخامت فیبرهای عصبی شبکیه را در پشت چشم می سنجد.

برخلاف سلول های عصبی مغز که با غشاء میلین محافظت می شوند، سلول های عصبی در شبکیه چشم هیچ پوششی ندارند.

همین باعث شده کارشناسان احتمال بدهند اسکن عصب های شبکیه بتواند آسیب های اولیه بیمار را نشان دهد.

برچسب‌ها: پزشکی, اخبار پزشکی

محاسبه حالت هویل کربن

پژوهشگران با استفاده از شبیه‌سازی حالت‌های مختلف پروتون و نوترون در هسته، شکل «حالت هویل» کربن و اندازه آن را محاسبه کرده‌اند.

فیزیکدانانی در آلمان و آمریکا با محاسبه رفتار پروتون‌ها و نوترون‌ها درون هسته‌های کربن با استفاده از اصول اولیه، شکل حالت هویل (Hoyle state) این عنصر را شناسایی کرده‌اند که یک گام مهم در تولید عناصر سنگین درون ستاره‌هاست. پژوهشگران دریافتند که این حالت یک ساختار خمیده غیرعادی دارد، یافته‌ای که به شناسایی نیروها هنگام تولید کربن کمک می‌کند.

کربن-12 شامل 6 پروتون و 6 نوترون بوده و یک گام بسیار مهم در سنتز هسته‌ای، فرآیندی که طی آن عناصر سنگین درون ستاره‌ها تولید می‌شوند، محسوب می‌شود. فیزیکدانانی که هم‌جوشی ستاره‌ای را در دهه 1940 و 1950 مطالعه می‌کردند، بر این باور بودند که کربن-12 زمانی تشکیل می‌شود که دو هسته هلیم-4 از طیق هم‌جوشی هسته‌ای با یکدیگر ترکیب شده تا برلیوم-8 را تولید کنند و سپس این ذره با سومین هسته هلیم-4 ترکیب می‌شود. با این وجود مشکلی در این فرضیه وجود داشت: انرژی ذرات ترکیب شده بسیار بیشتر از انرژی حالت پایه کربن-12 بود. این دلالت بر این داشت که ذره جدید بسیار بعید به نظر می‌رسد که به این طریق تشکیل شده باشد- این برای توضیح فراوانی زیاد کربن در جهان نسبتاً نامحتمل است.

مطابق با هویل

برای غلبه بر این مشکل، هویل، ستاره‌شناس بریتانیایی در سال 1954، بیان کرد که کربن-12 دارای یک حالت برانگیخته می‌باشد که تا قبل از این دیده نشده است. ایده به این صورت بود که کربن-12 به سرعت این حالت را تشکیل می‌دهد و سپس به حالت پایه واپاشی کرده و در این فرآیند میزان 7.6 MeV انرژی آزاد می‌کند. این حالت برانگیخته سه سال بعد توسط پژوهشگرانی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا هنگام انجام آزمایش‌های مربوط به واپاشی بتا‌زای بورون-12مشاهده شد.

 در طی 60 سال گذشته فیزیکدانان هسته‌ای برای درک ماهیت حالت هویل که با مدل‌های استاندارد هسته‌ای قابل پیش‌بینی نبوده است، تلاش کرده‌اند.  در این مدل‌ها هسته متشکل از پروتون‌ها و نوترون‌های منفرد در نظر گرفته می‌شوند و تصور می‌شد حالت هویل سه خوشه هلیم-4 را بهتر توصیف می‌کند. این خوشه‌ها اکنون توسط اولف مایسنر و همکارانش از دانشگاه بون به لطف توان محاسبات ابرکامپیوتر JUGENE در جولیچ و فرم جدید «تئوری میدان مؤثر» استیون واینبرگ که پروتون‌ها و نوکلئون‌ها را به جای حالت‌های مقید شامل سه کوارک، به عنوان واحدهای مستقلی در نظر می‌گیرد، شناسایی شدند.

هسته‌های هلیم-4 یک «بازوی خمیده» را در کربن-12 تشکیل می‌دهند.

  شبکه فضا-زمان

تئوری واینبرگ تعداد ذراتی که می‌تواند برای تشکیل هسته کربن-12 در نظر گرفته شود، توسط یک ضریب سه کاهش می‌دهد- از 36 تا 12. با این وجود حتی 12 برای توصیفی تحلیلی از هسته بسیار زیاد است. در عوض گروه مایسنر این تئوری را با روش‌های عددی که اغلب برای توصیف برهمکنش کوارک‌های منفرد از طریق نیروی قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد، ترکیب کردند. این رویکرد با مقید کردن ذرات به گونه‌ای که فقط بتوانند در رئوس شبکه فضا-زمان قرار بگیرند، فضا و زمان را به مقادیر گسسته می‌شکند و اساساً سیر تکامل ممکن برای سیستم ذرات را ساده می‌سازند.

در مقاله‌ای که در سال 2011 منتشر شد، مایسنر و همکارانش توضیح دادند که آن‌ها چطور رویکرد ترکیبی را برای شناسایی حالت هویل مورد استفاده قرار دادند. برای انجام این کار آن‌ها ابتدا حالت پایه کربن-12 را انتخاب کردند، تعداد زیادی از پیکربندی پروتون و نوترون را درون JUGENE راه‌اندازی کرده و سپس آنچه که با گذشت زمان اتفاق می‌افتاد، مورد بررسی قرار دادند. پیکربندی که برای مدت بیشتری دوام داشت، پایدارترین حالت ممکن و در نتیجه حالت پایه بود. شناسایی حالت هویل کمی سخت‌تر بود، زیرا شامل توقف شبیه‌سازی در برخی نقاط پیشتر در زمان و سپس پرداختن به حالت‌های مختلفی بود که باقی می‌ماند. با وجود چالش‌هایی که برای کالیبراسیون شبیه‌سازی‌ها وجود داشت، آن‌ها از داده‌های پراکندگی و سایر داده‌ها استفاده کردند. مقادیر محاسبه شده آن‌ها برای انرژی حالت پایه کربن-12 و حالت هویل با مقادیر تجربی به خوبی مطابقت داشت.

شکل «بازوی خمیده»

اکنون در این کار آخر، این تیم ساختار آن حالت‌ها را با استفاده از نمایش پیچیده‌تر تابع موج محاسبه کرده است. با تشبیه نوکلئون‌ها و گروه‌های آن‌ها به آجرهای LEGO، مایسنر می‌گوید: «قبلاً ما تنها آجرهایی با یک اندازه داشتیم و اکنون سری کاملی از آجرهای با اندازه‌های مختلف را داریم که می‌توانیم ساختارهای پیچیده‌تری را بسازیم.» با ساختن چنین ساختارهایی این گروه دریافت که در حالت پایه کربن-12، شامل سه خوشه هلیم-4 است که به شکل یک مثلث متساوی الاضلاع فشرده مرتب شده‌اند و در حالت هویل این سه خوشه به شکل یک مثلث منفرجه یا بازوی خمیده در می‌آیند. پژوهشگران توضیح می‌دهند که این پیکربندی باز، از انرژی اضافی در سیستم ناشی می‌شود.

یکی از جنبه‌های هیجان‌انگیز این پژوهش بر طبق نظر مورتن جینسن از دانشگاه اوسلو در نروژ، آن است که به دانشمندان اجازه می‌دهد تا بفهمند کدام بخش از نیروی قوی عامل واپاشی کربن-12 است. این مهم است چرا که این نیرو در واقع شامل عناصری است که برخی از آن‌ها شکل هسته‌ها را دگرگون می‌کنند. او می‌گوید: «هویل حالت پیشنهادی‌اش را بر اساس اصل آنتروپیک (یک تئوری کیهان‌شناختی) پیش‌بینی کرد. با این استدلال که اگر چنین حالتی وجود نداشت، ما اکنون اینجا نبودیم. اما ما اکنون می‌خواهیم ساختار این حالت را بر حسب نیرو‌ها و اجزای اولیه آن بدانیم.»

آزمایش‌های تجربی

در همین حال دیوید جنکینز از دانشگاه یورک در انگلستان اشاره می‌کند که آخرین کار پیش‌گویی‌هایی را به وجود آورده است که می‌تواند به طور تجربی بررسی شوند، از جمله وجود برخی انتقال‌های الکترومغناطیسی شامل حالت هویل. اما او می‌افزاید که این انتقال‌ها ضعیف هستند و به سختی قابل اندازه‌گیری می‌باشند. «چالش‌هایی که در چنین آزمایش‌هایی وجود دارد کمتر از دستاوردهای نظری نیست.»

طبق گفته مایسنر کارهای نظری بیشتری برای انجام دادن وجود دارد. یکی از این کارها کاهش فضا در شبکه مجازی برای انجام محاسبات دقیق‌تر است. کار دیگر بررسی هسته‌های عناصر بزرگتر مانند اکسیژن-16 است و برهم‌کنش‌هایی که منجر به تشکیل چنین هسته‌هایی می‌شود- در این مورد کربن-12 با هسته هلیم-4 ترکیب می‌شود. او می‌افزاید: «این یک واکنش بسیار مهم است که منجر به تولید مولکول‌های حیات بخش می‌شود.» این کار در مجله ‌Physical Review Letters منتشر شده است.

برچسب‌ها: فیزیک, کوانتوم و فیزیک جدید

راز ابر فضایی

ابرها بر روی سیاره کیوان شکلی شش ضلعی به خود گرفته‌اند.

این اشکال شش‌ضلعی ابر برای اولین بار در دهه 1980 بوسیله سفینه فضایی "وویجر" کشف شدند و بار دیگر در سال 2012 سفینه "کاسینی" از آنها عکسبرداری کرد.

این ابرها در قطب شمال کیوان شکل می‌گیرند؛ در این عکس این ابر در پیش‌زمینه دیده می‌شود و بخشی از حلقه‌های کیوان در گوشه بالای راست تصویر را می‌توان دید. هیچکس نمی‌داند چرا این ابرها در این ناحیه با این الگوی هندسی شکل می‌گیرند.

برچسب‌ها: فیزیک, نجوم و اختر فیزیک

صبح‌ها استرس داريد؟!

برچسب‌ها: پزشکی, اخبار پزشکی

ادعای دانشمندان در حل فرضیه جهان شبیه‌سازی شده

  این پرسش که آیا ما در یک جهان واقعی زندگی می‌کنیم یا یک جهان شبیه‌سازی شده، برای قرنهای متمادی ذهن فلاسفه را بخود مشغول داشته و اکنون فیزیکدانان دانشگاه بن آلمان بر این باورند که توانسته‌اند راهی را برای آزمایش این نظریه شناسایی کنند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، «فرضیه شبیه‌سازی» مورد سوال بسیاری از فلاسفه از افلاطون گرفته تا سقراط قرار داشته است.
فیلم «ماتریکس» نیز بر این ایده که زندگی روزمره انسان در حقیقت یک شبیه‌سازی ساخته شده توسط یک رایانه بسیار قدرتمند بوده، صحه گذاشته است.

اما اکنون پس از گذشت 2000 سال از گفته افلاطون در مورد بازتاب ضعیف واقعیت عینی توسط حسهای انسانی، کارشناسان بر این باورند که توانسته‌اند این مسأله را حل کنند.

این دانشمندان دست به ساخت آزمایشی زده‌اند که به ادعای آنها می‌تواند واقعی یا شبیه‌سازی بودن آن را مشخص کند.

آنها در این آزمایش از مدلهای ریاضیاتی «شبکه کرومودینامیک(QCD)» در تلاش برای بازسازی یک واقعیت شبیه‌سازی شده استفاده خواهند کرد.

به گفته این محققان، یک شبیه‌سازی از جهان بدون توجه به پیچیدگی آن باید دارای محدودیتهایی باشد که می‌تواند آن را آشکار کند.

برای شناسایی محدودیتهای آن، دانشمندان باید شبیه‌سازی خود از جهان را ایجاد کنند.

این محققان امیدوارند که بتوانند امکان عملی شدن این قضیه را از لحاظ نظری مشاهده کرده و حدود نیروی شر را شناسایی کنند.

شبکه کرومودینامیک کوانتومی یک رویکرد پیچیده بوده که به چگونگی ارتباط گلئونها و کوارکها در حالت سه بعدی می‌پردازد.

به اعتقاد فیزیکدانان، شبیه سازی فیزیک در این مرحله بنیادی کمابیش با شبیه‌سازی کارکرد خود جهان برابر خواهد بود.

اگرچه مشکل اصلی برای چنین شبیه‌سازیهایی این است که قانون فیزیک باید بر روی یک شبکه سه بعدی گسسته تحمیل شود که در زمان پیشرفت می‌کند. در این زمان است که می‌توان از این آزمایش استفاده کرد.

به گفته محققان، این فاصله شبکه‌ای باعث ایجاد یک حد بر انرژی موجود در ذرات شده چرا که هیچ چیز کوچکتر از خود این شبکه نمی‌تواند وجود داشته باشد.

در این حالت اگر جهان اطراف در حقیقت یک شبیه‌سازی رایانه‌ای باشد، باید یک میانبر در طیف ذرات پر انرژی ایجاد شود. در حقیقت این نوع میانبر انرژی در تابشهای کیهانی وجود داشته و به آن «حد گرایزن-زاپستین-کازمین» گفته می‌شود.

این پژوهش در مجله arXiv منتشر شده است.

برچسب‌ها: فیزیک

دلیل هوش بالای انیشتین چه بود/ تفاوتهای غیرعادی 6 نقطه مغز انیشتین

نتایج مطالعات جدید نشان می دهد قشر پیریفرونتال مغز "آلبرت اینشتین" برخلاف اغلب افراد، شگفت انگیز و غیرعادی بوده است که همین تفاوت می تواند دلیل هوش و نخبگی این فیزیکدان بوده باشد.

به گزارش خبرگزاری مهر، بر اساس تحقیقات دانشگاه دولتی فلوریدا بخش هایی از مغز انیشتین با اغلب افراد متفاوت بوده است و همین می تواند با توانایی های شناختی و ادارکی فوق العاده وی مرتبط باشد.

این محققان برای نخستین بار کل قشر مخ مغز انیشتین را از 14 تصویری که اخیرا کشف شده توصیف کردند.

آنها تصاویر مغز اینشتین را با مغز 85 انسان معمولی مقایسه کرده و توانستند ویژگی های غیرمعمول مغز این دانشمند را تفسیر کنند.

اگرچه اندازه کلی و شکل هندسی مغز انیشتین طبیعی بوده اما نواحی پیریفرونتال، سوماتوسنسوری، آهیانه، موتور اولیه، قشر گیجگاهی و اوکیپیتال او غیرعادی بوده است.

پس از مرگ اینشتین در سال 1955 گروهی از محققان با کسب اجازه از خانواده اش، مغز او را برداشته و از زوایای مختلف تصویربرداری کردند.

علاوه بر این مغز به 240 قطعه تقسیم و تصاویر اسلایدی از آنها تهیه شد.

اما بخش عمده ای از این تصاویر، قطعات و اسلاید ها به مدت 55 سال از دید عموم مفقود شد.

اکنون برای این تحقیقات از 14 تصویر که در موزه ملی سلامت و پزشکی نگهداری می شود استفاده شده است.

برچسب‌ها: زندگی نامه دانشمندان و بزرگان, اخبار علمی

رکورد تبدیل حرارت به برق با استفاده از بی‌نظمی شکست!

محققان دانشگاه نورث‌وسترن در دستاوردی جدید توانسته‌اند رکورد تبدیل حرارت به برق را در یک ماده بی‌نظم بشکنند.

به گزارش علم پرس به نقل از ایسنا، این فناوری که در مجله نیچر منتشر شده، نشان داده که بی‌نظمی می‌تواند در ایجاد یک نسل جدید از فناوریهای جمع‌آوری انرژی نقش اساسی ایجاد کند.

دارندگان لپ‌تاپ و مکانیکهای خودور می دانند که حرارت یک محصول جانبی اصلی در هر کار است. برای مثال در ایستگاههای تولید برق، تنها یک سوم انرژی وارد شده به ژنراتور به برق تبدیل شده و مابقی به شکل حرارت زائد پیش از چرخاندن توربین منتشر می‌شود.

برای دهه‌های متوالی فیزکدانان از راههای مختلف برای تبدیل مستقیم حرارت به برق استفاده کرده‌اند. مواد موسوم به ترموالکتریک از تفاوتهای دما برای هدایت الکترونها از یک سمت به سمت دیگر استفاده می‌کنند. این الکترونهای جابجا شده یک ولتاژ ایجاد می‌کنند که می‌تواند برای نیرو دادن به دیگر چیزها مانند یک پیل مورد استفاده قرار بگیرد.

چنین موادی از کاربردهای زیادی برخوردار بوده و برای مثال در کاوشگر کنجکاوی نیز که در سطح مریخ حرکت می‌کند، از این دستگاههای ترموالکتریک برای تبدیل حرارت نیروی پلوتونیوم به برق استفاده می‌شود.

اگرچه این دستگاهها برای استفاده در همه‌جا به اندازه کافی کارآمد نبوده و فناوریهای موجود تنها می‌توانند پنج تا هفت درصد از انرژی حرارتی را به برق تبدیل کنند که بسیار کمتر از بازده تبدیل فناوریهایی مانند صفحات خورشیدی است.

ساخت یک دستگاه ترموالکتریکی بهتر به کشف موادی بستگی دارد که تنها رسانای برق بوده و حرارت را منتقل نمی‌کنند. به گفته محققان برای دستیابی به این نتیجه باید بی‌نظمی را به ساختار مواد معرفی کرد.

این محققان از ترموالکتریک مشهور تلورید سرب استفاده کردند که معمولا از یک ساختار شبکه ای منظم برخوردار است. آنها چند اتم سدیم را درون این ماده وارد کردند تا رسانایی آن افزایش یابد. سپس چند نانوبلور تلورید استرانسیوم را که یک ماده ترموالکتریک شناخته شده دیگر است، درون ترکیب اولیه وارد کردند. این بلورها به الکترونها اجازه عبور داده اما جریان حرارت را در مقیاس کوچک مختل کرده و شیب دما را حفظ می‌کنند.

گام نهایی این پژوهش، توقف جریان دما در مقیاسهای بزرگتر بود. برای این کار این محققان یک نسخه منکسر از بلورهای ترموالکتریکی خود ساختند. این انکسار باعث دستیابی به نتیجه دلخواه شد. شکافها به الکترونها اجازه حرکت داده اما ارتعاشات حرارت را در بلور منعکس کردند. این ماده از یک بازده تغییر ۱۵ درصدی برخوردار بوده که دوبرابر ترموالکتریکهای تلورید سرب است.

هر چند این ماده هنوز آماده ورود به فناوریهایی مانند مریخ‌نوردهای بعدی ناسا نیست چرا که سدیم مورد استفاده برای حرکت دادن الکترونها بسیار انفعالی بوده و می‌تواند ماده را از بین ببرد بویژه اگر در امتداد شکستگیهای طراحی‌شده برای توقف جریان حرارت تجمع کند.
برچسب‌ها: برق الکترونیک

نوار چسب مولکولی

هنگامی که ما اجزای سازنده یک سیستم را در کنار هم جمع می‌کنیم و به آن‌ها اجازه برهمکنش با یکدیگر می‌دهیم، ساختارهای بسیار پیچیده‌ای شکل می‌گیرند. یک راه مناسب برای تعیین اینکه کدام اجزا به هم متصل شوند این است که در آن‌ها آرایشی از دی ان ای‌ها جاسازی کنیم که فقط به اجزایی اجازه اتصال می‌دهند که زنجیره دی ان ای آن‌ها مکمل یکدیگر باشد. لانگ فنگ (Lang Feng) و همکارانش در دانشگاه نیویورک، مقاله‌ای را در فیزیکال ریویو لترز (Physical Review Letters) چاپ کرده‌اند که نشان می‌دهد روش دیگری نیز برای متصل کردن ذرات ریز به یکدیگر وجود دارد. روشی که آن‌ها معرفی کرده‌اند، از درهم‌تنیدگی حلقه‌های دی ان ای با ذرات مجاورشان استفاده می‌کند.

فنگ و سایر همکاران- فیزیکال ریویو لترز (2012)

تیم فنگ کره‌هایی از جنس پلی استایرن (polystyrene) با شعاع یک میکرون را که حاوی تعداد بسیار زیادی مولکول دی ان ای دارای زنجیره‌های خود مکمل بودند در یک آرایه قرار دادند. هر یک از این مولکول‌ها می‌تواند به مولکول دیگری که زنجیره‌اش به شکل تصویر آینه‌ای خود مولکول است متصل شود. آن‌ها سپس آرایه‌هایی از کره‌ها را که دارای دو زنجیره ناسازگار بودند با یکدیگر ترکیب کردند. در واقع دو کره که دارای زنجیره‌های یکسانی هستند می توانند به طور مستقیم به یکدیگر متصل شوند، اما چنانچه بخواهیم دو کره با زنجیره‌های متفاوت را به یکدیگر متصل کنیم، روی هر یک از این کره‌ها حلقه‌های مجزایی تشکیل خواهد شد و اتصال این کره‌ها به یکدیگر تنها در صورتی ممکن است که این حلقه‌ها در هم تنیده شوند.

تیم فنگ از کره‌هایی استفاده نمودند که دارای هسته‌ مغناطیسی بودند. این کره‌ها زمانی که در یک میدان مغناطیسی کوچک قرار می‌گیرند زنجیره‌هایی را تشکیل می‌دهند. این امر به معنای آن است که کره‌ها هنگام تشکیل حلقه‌ها (که با سرد کردن ترکیب اتفاق می‌افتد) به اندازه کافی به هم نزدیک هستند. آن‌ها دریافتند که حتی پس از حذف میدان مغناطیسی نیز کره‌ها نسبت به یکدیگر مقید باقی می‌مانند. اما همان‌طور که برای حلقه‌های درهم‌تنیده نیز انتظار داریم، اضافه کردن یک آنزیم که به رشته دی ان ای‌ها اجازه می‌دهد بدون صدمه از میان یکدیگر رد شوند باعث از هم گسیختن زنجیره‌ها می‌شود. بر خلاف روش‌های قدیمی برای اتصال دی ان ای‌ها ، این نوع اتصال چسب مانند به ترتیب مراحل فرآیند بستگی دارد و روش‌های نوینی را برای گردآوری ساختارهای پیچیده پیش روی ما قرار می‌دهد.

برچسب‌ها: فیزیک, کوانتوم و فیزیک جدید

ما کجای دنیا هستیم ؟ + تصاویر جالب

در کرانه عظیم گیتی زمین کجا واقع شده و چشم انسان تا کجای دنیا را می‌تواند کشف کند؟
دانشمندان می‌گویند که هستی بیش از 13 میلیارد سال عمر دارد و پیمودن پهنای آن 186 میلیارد سال نوری زمان می‌برد.
تصاویری که در زیر می‌بینید مجموعه‌ای از اجرام آسمانی است که در با تمام وسعت خود در هر عکس نسبت به عکس قبل تبدیل به نقطه‌ای می‌شود و ذره‌ای بیش نیست. حال ما کجای این دنیا هستیم؟

زمین

منظومه شمسی

منظومه های ستاره ای نزدیک به منظومه شمسی

کهکشان راه شیری

گروه کهمشان های محلی

خوشه سنبله

خوشه های محلی

جهان هستی

برچسب‌ها: فیزیک, نجوم و اختر فیزیک, تصاویر دیدنی

محققان الگوریتم ریاضی برای حل سریع جداول سودوکو ارائه کردند

دو محقق اقدام به ارائه یک الگوریتم ریاضی کره اند که با استفاده از آن می توان جدولهای سودوکو را به سرعت و بدون حدس زدن حل کرد.

به گزارش خبرگزاری مهر، زولتان توروسکی محقق شبکه های پیشرفته و ماریا ارسی- راواسز دانشجوی دکترای دانشگاه نوتردام علاوه بر ارائه یک فرمول ریاضی برای حل جدولهای سودوکو علت سخت تر بودن برخی جداول را نسبت به برخی دیگر توضیح داده اند.

تنها مانع این روش این است که شما باید دارای PhD ریاضیات باشید تا درک کنید که در واقع آنها چه مسئله ای را مطرح کرده اند.

توروسکی و ارسی - راواسز که در دانشگاه بیب-بولایی تحصیل کرده اند به عنوان بخشی از تحقیقات خود درباره نظریه بدست آوردن حد مطلوب و پیچیدگی محاسباتی به تحلیل جداول سودوکو پرداختند.

آنها اظهار داشتند که اکثر علاقمندان به سودوکو از سیستم "نیروی بیرحمانه" و میزان زیاد حدس زدن برای حل مسائل استفاده می کنند. از این رو آنها تمام ترکیبهای ممکن اعداد را تا زمانی که جواب صحیح پیدا شود امتحان می کنند، درحالی که این شیوه موفقیت آمیز است، اما امتحان کردن تمام این اعداد محتمل و وقت گیر است.

توروسکی و ارسی - راواسز به جای این روش اقدام به ارائه یک الگوریتم آنالوگ جهانی کرده اند که کاملا قطعی است و نیازی به حدس زدن هم ندارد، همواره به جواب درست می رسد و مهمتر این که سرعت بدست آوردن این پاسخ نیز قابل توجه است.

این محققان همچنین کشف کردند که زمانی که آنها یک مسئله را با الگوریتم آنالوگ خود حل می کنند به دشواری مسئله مرتبط است. این امر موجب شد که آنها یک درجه رتبه بندی برای میزان دشواری یک مسئله یا جدول ارائه کنند.

محققان از یک نفر خواستند جدول سودوکوی آنها را حل کند

 درجه دشواری که آنها تعیین کردند از 1 تا 4 متغیر است که این درجه ها همان واژه های ساده، سخت و فوق سخت است که در رابطه با جداول سودوکو اعمال می شود. حل یک جدول با درجه سختی 2 ، نیازمند زمانی 10 برابر حل جدول با درجه سختی یک است.

براساس این سیستم سخت ترین جدول شناخته شده از درجه 3.6 برخوردار و مشخص نیست که آیا جدولی سخت تر از آن هم وجودداشته باشد یا خیر.

این نظریه با مشخص کردن میزان انتخابها برای هر جای خالی آغاز شد

 توروسکی و ارسی - راواسز اعتقاد دارند که الگوریتم آنالوگ آنها به طور بالقوه می تواند مورد استفاده مسائل متنوعی در صنعت، علوم رایانه ای و محاسبات زیستی قرار بگیرد.

روش شناسی توروسکی و ارسی - راواسز برای نخستین بار در مجله Nature Physics منتشر شد و سپس کاربرد آن در مجله Nature Scientific Reports انتشار یافت.

دشواری جدولهای سودوکو به عنوان دینامیکهای بی نظم نشان داده شده است

برچسب‌ها: ریاضیات, مقالات متفرقه

پرتاب ابزار اسکن میدان مغناطیسی خورشید به فضا

موشک حامل ابزار بررسی تغییرات میدان های مغناطیسی خورشید موسوم به SUMI روز پنجشنبه از مرکز تحقیقاتی در نیومکزیکو به فضا پرتاب شد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، بر اساس اعلام ناسا، مگنتوگراف اشعه فرابنفش خورشیدی (SUMI)‌ ابزاری برای بررسی وضعیت مغناطیسی بسیار پیچیده و دائما متغیر در جو پایین خورشید موسوم به «کروموسفر» است.

این لایه نازک از جو خورشید که به سختی قابل مشاهده است، در بین سطح قابل مشاهده یا همان «فوتوسفر» و تاج خورشیدی واقع شده است.

بررسی ساختار میدان های مغناطیسی می توانند به درک بهتر از شیوه ایجاد انفجارهای عظیم نوری مانند شعله های خورشیدی و فوران ذرات در قلب خورشید، مانند گدازه های تاج یا همان بادهای خورشیدی منجر شود.

محققان ناسا تأکید می کنند که ابزار مختلفی برای بررسی میدان های مغناطیسی این منطقه از خورشید بر روی زمین و در فضا وجود دارند، اما تنها SUMI‌ قادر به رصد و بررسی لایه کروموسفر است.

«جاناتان سرتین» از محققان ناسا تأکید می کند: با انجام موفقیت آمیز مأموریت SUMI‌ می توانیم ابزار فضایی دقیق تری برای بررسی فرآیند شکل گیری شعله های خورشیدی و فوران های تاج خورشیدی (CME) طراحی کنیم و همچنین امکان پیش بینی وضعیت آب و هوایی فضا نیز فراهم می شود.

برچسب‌ها: فیزیک, الکترومغناطیس

ساخت سلاح جدید با قابلیت شلیک صاعقه هدایتگر لیزر!

تیمی از دانشمندان و مهندسان مرکز تحقیق و توسعه پیکاتینی آرسنال ارتش آمریکا در حال تولید دستگاهی هستند که به پرتاب صاعقه رعد و برق در کنار پرتو لیزر برای انهدام هدف می‌پردازد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)،‌ در «کانال پلاسمای القا شده با لیزر(LIPC)» از صاعقه برای پرتاب پرتو لیزر استفاده شده و می‌توان آن را برای منهدم کردن هر چیز با قابلیت رسانای الکتریسیته بهتر از هوا یا زمینه اطراف آن و برای مثال مهمات منفجر نشده، بکار برد.

این سلاح با چند اصل ابتدایی فیزیک کار کرده و از یک لیزر برای حک کردن بر روی یک مسیر الکترومغناطیسی از میان هوایی استفاده می‌کند که با یک پرتو ولتاژ بالا مطابقت دارد. با ساخت این مسیر و برقراری لیزر می‌توان هدف را نابود کرد.

در این دستگاه، یک پالس لیزر بسیار شدید با دوره بسیار کوتاه دقیقا از عدسی‌های شبیه به هوا استفاده شده که در آن هوای مجاور به متمرکز کردن پرتو پرداخته و آن را خوب و در کنار هم نگه می‌دارد. در صورت قدرتمند بودن به حد کافی این پالس، یک میدان الکترومغناطیسی در اطراف‌ لیزر تولید شده که بقدری قدرتمند است که الکترونها را از مولکولهای هوا بیرون می‌کشد و اساس یک کانال پلاسما در میان هوا را می‌سازد.

از آنجایی‌که هوا از ذرات خنثی ساخته شده که مانند عایق عمل می‌کنند و کانال پلاسما یک رسانای خوب است، مسیر پرتو لیزر مانند یک رشته می‌شود.

به عبارت دیگر، درست همانطور که رعد و برق از ابر به زمین از یک مسیر دارای کمترین مقاومت به زمین برخورد می‌کند، یک جریان ولتاژ بالا راه خود را از این رشته بجای خم شدن غیرمنتظره از میان هوا پیدا می‌کند. به عبارت دیگر، لیزر تنها مسیر دارای کمترین مقاومت را میان منبع نیرو و هدف ایجاد می‌کند. ترتیب آن به این شکل خواهد بود: لیزر، رعد و برق، هدف.

مطمئنا LIPC نیازمند نرم‌افزارهای زیادی مانند یک لیزر دارای پالسهای بسیار کوچک و یک منبع نیرو برای ارائه لیزر و صاعقه است. به عبارت دیگر این ایده خیلی کاربردی نبوده و مانند بسیاری از سلاحهای لیزری دیگر با گلوله که از مسیر مستقیم برخوردار بوده، عمر مفید آن‌ها طولانی‌تر، انتقالشان ساده‌تر و بسیار ارزانتر هستند، قابل مقایسه نیستند.

برچسب‌ها: فیزیک, الکترومغناطیس

پایان ازدحام امواج رادیویی

دانشمندان ایتالیایی و سوئدی با پرتوافکنی امواج رادیویی به شکل ماکارونی‌های فرم‌دار پیچی در شهر ونیز دریافتند که با این امواج می‌توان تعداد نامحدودی کانال را دریافت و پخش کرد.

محققان دانشگاه پادوای ایتالیا و آزمایشگاه آنگستورم سوئد بر این باورند که توانسته‌اند مشکل ازدحام امواج رادیویی را حل کنند.

با ادامه انطباق جهان در عصر دیجیتالی، معرفی گوشی‌های هوشمند جدید، اینترنت بی‌سیم و تلویزیون‌های دیجیتال بدین معنی است که باندهای فرکانس رادیویی در دسترس برای پخش اطلاعات، کوچکتر و کوچکتر می‌شوند.

یک موج می‌تواند در نزدیکی محور خود چندین بار در جهت یا خلاف جهت ساعت پیچ بخورد که به معنی قابلیت انطباق آن در چندین ترکیب است.

به گفته دانشمندان، در یک چشم‌انداز سه بعدی، این فاز شبیه یک ماکارونی فرمی پیچ‌دار است.

هر یک از این امواج تابیده می‌توانند حتی در یک باند فرکانس بطور مستقل، ایجاد، تکثیر و شناسایی شده و مانند کانال‌های ارتباطی مستقل رفتار کنند.

برای نمایش قابلیت این امواج، دانشمندان به انتقال دو موج رادیویی تابیده در باند 2.4 گیگا هرتز در یک مسافت 442 متری از یک فانوس دریایی در جزیره سن جورجیو به یک دیش ماهواره در بالکن ساختماتی در شهر ونیز پرداختند که در آنجا دو کانال جداگانه را دریافت می‌کرد.

این کشف جدید علاوه بر افزایش کمیت اطلاعات منتقل شده در اطراف زمین،‌ می‌تواند به درک بهتر اجسام خارج زمینی مانند سیاه‌چاله‌ها کمک کند. سیاه‌چاله‌ها بطور مداوم به دور خود می‌چرخند و امواج در زمان عبور از میان آنها، در مسیر این سیاه‌چاه‌ها بهم می‌پیچند.

برچسب‌ها: فیزیک, الکترومغناطیس

انقلابی در بازیابی بینایی با کاشت کوچک ابداعی محققان

  محققان کاشت جدید چشمی ابداع کرده‌اند که به گفته آنها می‌تواند انقلابی در روند بازگشت بینایی به افراد نابینا باشد و آنها را قادر سازد تا بدون نیاز به عینک‌های بزرگ یا تجهیزات رایانه‌ای، اطراف خود را ببینند.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، کاشت «شبکیه زیستی»(Bio Retina) با بی‌حسی موضعی در چشم قرار می‌گیرد و به ارائه تصویر سیاه و سفید مشابه یک مانیتور رایانه می‌پردازد.

تاثیرات این کاشت به کاربران اجازه خواهد داد تا تلویزون تماشا کرده و چهره‌ها را شناسایی کنند.

پیش‌ساخت این فناوری در سال 2011 ساخته شده و کارآزمایی‌های بالینی آن قرار است در سال 2013 آغاز شود.

این دستگاه به ویژه در بازیابی بینایی برای بیمارانی مؤثر باشد که از شرایط مرتبط با پیری مانند انحطاط ماکولا، گلوکوم و آب مروارید رنج می‌برند.

شرکت نانو رتینا، سازنده این کاشت اعلام کرد: شبکیه زیستی شامل چندین اجزای مقیاس نانو در یک کاشت ریز مسطح بوده که تقریبا به اندازه ناخن یک کودک است. روش کاشت 30 دقیقه‌ای این دستگاه نیازمند بی‌حسی موضعی، یک شکاف کوچک و چسباندن دستگاه به شبکیه آسیب‌دیده است.

به گفته این شرکت، بازگشت بینایی فوری بوده و زمان بهبودی آن تا یک هفته برآورد شده است.

کاشت‌های دیگر چشمی در حال حاضر در حال فروش و استفاده هستند اما بیشتر آنها نیازمند عینک‌های رایانه‌ای بزرگ و عمل جراحی تحت بیهوشی عمومی هستند.

به گفته شرکت نانو رتینا، سیستمهای کنونی کاشت به بیهوشی عمومی و یک عمل جراحی شش ساعته برای کاشت، احداث و اتصال چندین بخش سخت افزار این دستگاه در چشم یا بجای آن افزدن یک کاشت در چشم که به یک سیم درون جمجمه بیمار متصل بوده، نیاز دارند.

در این کاشتها بیماران باید از عینک دارای یک دوربین خارجی و فرستنده به همراه یک کمربند با یک پردازشگر ویدیوئی و باتری برای شارژ سیستم استفاده کنند.

برخی از دستگاه‌های دیگر برای بازیابی بینایی در شرایط آسیب شدید طراحی شده‌اند. از جمله این دستگاه‌ها می‌توان به محصول شاون کلی از دانشگاه کارنگی ملون اشاره کرد که از دو دوربین ریز بر روی یک عینک برخوردار بوده و تصاویر را به یک تراشه رایانه‌ای متصل به چشم بیمار منتقل می‌کند.

این تراشه تصاویر را به یک جریان الکتریکی تبدیل کرده و با یک سیم به غشای مندرج در پشت شبکیه فرستاده می‌شود.

برچسب‌ها: فیزیک نور و اپتیک, فیزیک, اخبار علمی

قوی‌ترین لیزر اشعه ایکس جهان ساخته شد

دانشمندان لابراتور ملی شتاب‌دهنده SLAC در تلاش برای تولید ابزاری جهت کنکاش دنیای نانو، موفق به تولید پالس‌های لیزری با شدت بالاتر در باند باریک‌تری از طول امواج اشعه ایکس شدند.

به گزارش ایسنا، این موفقیت محققان را قادر به انجام آزمایشاتی می‌کند که تاکنون قابل اجرا نبوده‌اند.

در فرایندی موسوم به خود کاشتن (self-seeding)، الماس پرتو لیزر را به منظور ایجاد یک رنگ منفرد اشعه ایکس فیلتر می‌کند که در ادامه تقویت می‌شود.

این پیشرفت به محققان کمک می‌کند که در مطالعه و تغییر ماده در سطح اتمی کنترل بیشتری داشته باشند. این موفقیت همچنین تصاویر دقیق‌تری از مواد، مولکول‌ها و واکنش‌های شیمیایی ارائه خواهد داد.

به گفته جری هستینگز یکی از نویسندگان این مقاله، هر چه کنترل بر فرایندها بیشتر باشد، جزئیات کوچک‌تری قابل مشاهده خواهد بود.

به ادعای این محقق، Self-seeding پتانسیل لازم برای تولید پالس‌های اشعه ایکس با تراکم فوق‌العاده بالاتری را در مقایسه با عملکرد کنونی در حال انجام در لابراتوار شتاب‌دهنده دارد.

تراکم افزایش یافته در هر پالس می‌تواند در مطالعه مواد پیچیده برای پاسخ به پرسش‌هایی در خصوص موادی همچون ابررساناهای با دمای بالا یا حالت‌های الکترونی ظریف در عایق‌های توپولوژیک به کار رود.

این مرکز تحقیقاتی، پرتو لیزر را با شتاب‌دادن خوشه‌های الکترون به سرعتی تقریباً معادل سرعت نور و قرار دادن آن‌ها بر روی یک مسیر زیگزاگی توسط تعدادی آهن‌ربا صورت داد. این امر الکترون را وادار به ارسال اشعات ایکس می‌کند که در پالس‌های نوری که یک میلیارد برابر از سابق درخشان‌تر هستند تجمع می‌کنند و به اندازه کافی برای اسکن نمونه‌‌ها در یک کادریلیونم ثانیه سریع هستند.

بدون انجام این فرایند (self-seeding) این پالس‌های لیزری اشعه‌های ایکس دارای طیفی از طول موج‌ها در یک الگوی غیرقابل پیش‌بینی هستند که تمامی آن‌ها در آزمایشات مورد استفاده نیستند.

تاکنون خلق یک باند طول موج باریک‌تر به معنای کاهش طول موج‌های ناخواسته بود. به منظور خلق یک طول موج دقیق اشعه ایکس دانشمندان، اسلایسی از بلور الماس را پایین‌تر از دسته ۱۳۰ متری آهن‌رباها که در آن‌جا اشعات ایکس تولید می‌شوند، نصب کردند.

تولید طول موج‌های باریک‌تر فقط بخشی از قضیه است و پالس‌های حاصل هنگام پایان یافتن فرایند بهینه سازی سیستم و افزودن نوسانگرها می‌توانند تا ۱۰ برابر شدت بیشتری تولید کنند.

برچسب‌ها: فیزیک, کوانتوم و فیزیک جدید, اخبار علمی

ثبت نخستین تصویر از عجیب‌ترین رفتار ذرات

محققان دانشگاه گلاسکو برای اولین بار موفق به ثبت تصاویری از درهم‌تنیدگی فوتونها بر روی دوربین شدند.

به گزارش ایسنا، در مکانیک کوانتوم، درهم تنیدگی یکی از عجیب‌ترین رفتارهای ذرات در جایی است که قوانین فیزیک کلاسیک شکسته و رویدادهای به نظر ناممکن، یک واقعیت هستند.

درهم تنیدگی که توسط انشتین «عمل شبح‌وار در یک فاصله» توصیف شده، پدیده‌ای است که در آن دو ذره حتی در زمان فاصله بسیار با یکدیگر به شکل یک سیستم عمل می‌کنند. ذرات درهم تنیده در یک حالت انطباقی قرار دارند که حالت جداگانه آنها ناشناخته است؛ با این حال به محض این که یکی از آنها اندازه‌گیری یا مشاهده شد، دیگری یک موقعیت مرتبط آنی به خود گرفته و به نظر سرعت نور را نقض می‌کند.

داشتن توانایی بهره‌برداری از چنین رفتاری می‌تواند کاربردهای بسیاری در رمزگذاری ارتباطات داشته و از نسل بعدی فناوری رایانه موسوم به محاسبات کوانتومی پشتیبانی کند.

محققان دانشکده فیزیک و ستاره‌شناسی دانشگاه گلاسکو، یک گام به سوی توسعه چنین کاربری‌هایی با اندازه‌گیری درهم تنیدگی محکم فضایی فوتونها با استفاده از یک دوربین بسیار حساس برداشته‌اند.

این دوربین با استفاده از یک مجموعه ۲۰۱×۲۰۱ پیکسل توانست میدان کامل نور کوانتومی را در یک زمان مشاهده کند و به محققان اجازه داد تا ۲۵۰۰ حالت درهم تنیده متفاوت را ببینند.

فوتونهای درهم تنیده را می‌توان با استفاده از یک بلور خاص برای تقسیم یک فوتون به دو فوتون تولید کرد. با تصویربرداری از جفت فوتونها، محققان توانستند همبستگی در موقعیت‌های فوتونها را تا درجه‌ای اندازه گیری کنند که طبق فیزیک کلاسیک امکان‌پذیر نیست.

این پژوهش یک گام مهم در جهت فناوری‌های کوانتومی آینده به شمار رفته و به طور کلی نشان می‌دهد که دوربین‌ها می‌توانند به قابلیت‌های جدید مهم در علم اطلاعات کوانتومی دست یابند.

این پژوهش با همکاری دانشمندان دانشگاه هریوت وات و دانشگاه اوتاوا انجام و در مجله Nature Communications منتشر شده است.

برچسب‌ها: فیزیک, کوانتوم و فیزیک جدید

ساخت کوچکترین حفره نوری سه بعدی از مواد مصنوعی

پژوهشگران آزمایشگاه ملی «لورنس برکلی» با همکاری همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند کوچک‌ترین حفره نوری سه بعدی جهان را با پتانسیل تولید پرتو‌های نانولیزری با شدت بالا تولید کنند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، از این حفره نوری منحصر به فرد که دارای خواص الکترومغناطیسی غیرمعمول است، می‌توان در حوزه‌های مختلف از جمله اپتیک کوانتومی، اپتیک غیرخطی، LED، حسگری نوری و مدارات متجمع فتونیک استفاده کرد.

با تغییر لایه‌های چندگانه بسیار نازک از جنس ژرمانیوم و نقره، پژوهشگران موفق شدند «موادمصنوعی نامحدود» بسازند و با کمک آن یک حفره نوری سه بعدی را تولید کردند. در مواد طبیعی، نور به شکلی رفتار می‌کند که جهت پخش شدن آن اهمیتی ندارد؛ اما در مواد مصنوعی نامحدود، نور در برخی جهت‌ها بازگشت دارد که به آن انعکاس منفی گویند.

با استفاده از این ویژه مواد مصنوعی نامحدود، می‌توان حفره‌های سه بعدی نوری بسیار کوچک تولید کرد، به طوری که ابعاد آن تا مقادیر نانومتری کوچک ‌شوند. این حفره می‌تواند بزرگترین ضریب شکست گزارش شده در جهان را ایجاد کند.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «Experimental realization of three-dimensional indefinite cavities at the nanoscale with an anomalous Scaling law» در نشریه «Nature Photonics» به چاپ رسیده است.

«ژانگ» از نویسندگان این مقاله می‌گوید: پروژه‌ای که ما روی آن کار کردیم، راهبرد جدیدی برای طراحی حفره‌های نانومقیاس محسوب می‌شود. با استفاده از مواد مصنوعی، ما نشان دادیم که فیزیک پیچیده حفره‌ها می‌تواند منطق رایج را درهم بشکند. برای مثال فاکتور کیفیت مود نور ما با کاهش ابعاد حفره، افزایش می‌یابد. این نتایج فرصت بسیاری خوبی مهیا می‌کند تا ادوات نوری مخابراتی با عملکرد بالا بسازیم.

حفره‌‌های نوری قطعات اصلی بیشتر لیزرها را تشکیل می‌دهند. نوری که در یک حفره نوری به‌ دام می‌افتد، میان دو آیینه مقابل هم انعکاس یافته و در نهایت یک موج با فرکانس رزونانس ویژه ایجاد می‌کند. با این روش می‌توان پرتوهای لیزر تولید کرد. حفره‌های نوری با استفاده از مواد طبیعی ساخته می‌شود، این مواد نباید کوچکتر از طول موج نور باشند؛ اما مواد مصنوعی رفتار متفاوتی دارند.

«ژیاودونگ یانگ» از دیگر نویسندگان این مقاله می‌گوید: به‌ دلیل ضریب شکست غیرمعمول مواد مصنوعی، حفره سه بعدی ما می‌تواند از یک دهم طول موج نور هم کوچکتر باشد. در مقیاس‌ نانو، حفره‌های نوری مودهای نوری را در فضای بسیار کوچکی محدود می‌کنند که با این کار دانسیته حالت‌های فوتون افزایش یافته و در نتیجه برهمکنش میان نور و ماده بیشتر می‌شود.

برچسب‌ها: فیزیک نور و اپتیک, فیزیک

تولید نانوذره پروتئین‌ساز برای درمان بیماری‌ها

  دانشمندان نوعی کپسول کوچک برای درمان بیماری‌ها تولید کرده‌اند که حاوی دارو نیست، بلکه حاوی DNA و ماشین‌آلات زیستی دیگر برای تولید دارو هستند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این محققان کپسول‌های جدیدی در مقیاس نانو و میکرو طراحی کرده‌اند که حاوی راهنمایی‌های کدشده ژنتیکی و خطوط تولید برای سنتز پروتئین‌ها هستند؛ این خطوط تولید را می‌توان با استفاده از یک سیگنال خارجی فعال کرد.

«دانیل اندرسون» و همکارانش توضیح می‌دهند که ساخت یک واحد تولیدی نانومقیاس برای داروهای پروتئینی درون بدن انسان راهکار جدیدی است که می‌تواند درمان بیماری‌ها را دگرگون کند. این واحدهای تولیدی را می‌توان بهنگام نیاز روشن کرده و توسط آنها داروهایی تولید کرد که به صورت خوراکی قابل مصرف نبوده و یا سمی بوده و می‌توانند برای بخش‌های دیگر بدن مضر باشند.

تاکنون این کار تنها توسط باکتری‌ها صورت گرفته است که به نوعی طراحی می‌شوند که پروتئین‌های مورد نیاز را در محل بیماری تولید کنند؛ اما بر خلاف باکتری‌ها این واحدهای مصنوعی دارای بخش‌های ریزتری هستند که به راحتی قابل تغییر هستند. به همین دلیل گروه «اندرسون» این سامانه نانوذره‌ای حاوی DNA و بخش‌های مورد نیاز دیگر را که برای تولید پروتئین‌ها لازم هستند، ساخته‌اند. پروتیئن‌ها نیروی محرکه سلول‌های انسان بوده و اغلب به عنوان دارو مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این واحدهای تولیدی نانومقیاس کره‌های بسیار ریزی هستند که ماشین‌های تولید پروتئین را در خود جای داده‌اند. این ماشین‌ها مشابه ماشین‌های تولید پروتئین در درون سلول هستند. زمانی که نور لیزر روی این نانوذرات تابانده شود، فعال شده و پروتئین‌های فعال مورد نیاز را تولید می‌کنند. این ذرات حتی زمانی که به درون بدن موش تزریق شدند، با تابش لیزر روی بدن حیوان فعال شده و پروتئین مورد نیاز را تولید کردند.

موش‌ها جایگزین‌های آزمایشی برای انسان به شمار می‌روند. به گفته این محققان می‌توان از این نوآوری در رسانش موضعی مواد دارویی بهره برد.

هزینه این تحقیق توسط بنیاد «Misrock»، بنیاد تحقیقاتی علوم زیستی، موسسه ملی سرطان، موسسه ملی سلامت و صندوق Marie D. & Pierre Casimir-Lambert تأمین شده است.

جزئیات این تحقیق در مقاله‌ای با عنوان «Remotely Activated Protein-Producing Nanoparticles» در مجله «Nano Letters» منتشر شده است.

برچسب‌ها: نانو تکنولوژی, اخبار, پزشکی

دیاک چیست و چگونه کار می کند؟

دیاک رو اگر دیده باشید یک قطعه ای مثل دیود های عادی هست که سرو ته نداره یعنی براش مهم نیست که توی مدار بر عکی وصل بشه .

در نقشه های فنی اون رو با این شکل نمایس می دن :

کارش هم تقریبا مثل دیود هست ولی با چند تفاوت :

اگر دیاک D30 رو که دارای ولتاژ شکست ۳۰ ولت است را بصورت موازی با منبع تغذیه ببندیدی و ولتاژ منبع رو از صفر شروع کنید به زیاد کردن می بینید که جریان ناچیزی از منبع کشیده میشود ، وقتی ولتاژ به ۳۰ ولت رسید و از آن رد شد به یک باره دیاک اتصال کوتاه و جریان زیادی از ان عبور می کند .

اگر با دقت به ربع اول این نمودار توجه کنید همین رفتار را مشاهده میکند (نمودار افقی ولتاژ و نمودار عمودی جریان است ، این نمودار ، منحنی مشخصه دیاک است

یکی از کاربردهای دیاک در مدار های دیمر است که بوسیله آن نور محیط لامپ را کاهش می دهید

برچسب‌ها: قطعات الکترونیکی, دیاک, برق الکترونیک

بهترین چشم کدام است؟

محققان جهت ساخت انواع چشم های مصنوعی به تحقیق در مورد نوع عملکرد چشم های مختلف پرداخته اند و به این نتیجه رسیده اند که در میان چشمان جانوران مختلف چشم زنبور عسل بهترین نوع چشم جهت تقلید و ساخت نوع مصنوعی برای استفاده درربات های پرنده می باشد.

آیا می دانید بهترین نوع چشم  کدام است؟

محققان جهت ساخت انواع چشم های مصنوعی به تحقیق در مورد نوع عملکرد چشم های مختلف پرداخته اند و به این نتیجه رسیده اند که در میان چشمان جانوران مختلف چشم زنبور عسل بهترین نوع چشم جهت تقلید و ساخت نوع مصنوعی برای استفاده درربات های پرنده می باشد.

هر روز زنبورهای عسل قادرند بین کندو و غذا به پرواز در آیند حتی در زمانی که محیط اطرافشان مرتبا در حال تغییر است و زمانی که مسیر بین این دو شدیدا طولانی است با توجه به این موضوع که حشرات مغز نسبتا کوچکی دارند، دانشمندان بر این باورند که آنها از توانایی بصری خود و توانایی پردازش تصویر که قسمتی از آن توسط شاخک هایشان انجام می شود به پیدا کردن مسیر و غذا می پردازند.

دانشمندان برای درک بهتر این موضوع به ساخت یک نمونه چشم مصنوعی پرداختند در آزمایشگاه دانشگاه بیلفیلد آلمان انجام شد آنها امیدوارند که با این نوع از آزمایشها به اسرار سنجش بینایی حشرات پی ببرند و این امکان برای بشر ایجاد گردد که از این نوع مسیریابی در تکنولوژیهای نوین استفاده نماید مانند وسایل نقلیه هوایی (MAVS)

چشم زنبور عسل ساخته شده در بهترین دانشگاه تکنولوژی آلمان متشکل شده است از قطعاتی از شیشه اکریلیک بسیار سبک وزن، ترکیبی از لنز و آیینه که به یک دوربین فیلمبرداری usb قلاب شده اند.

اگرچه در حال حاضر این آزمایش یک single  چشم است یعنی یک چشم تک و نه یک جفت چشم زیرا تنها از یک دوربین استفاده شده است.

ادامه مطلب...

برچسب‌ها: فیزیک, پزشکی, زیست شناسی, رباتیک

ادامه مطلب...

تاثيرگذارترين ربات جهان کدام است؟

---

در ميان رباتهايي که در حال کمک به انسانها و معلولين هستند سامانه داوينچي همچنان در صدر قرار دارد زيرا  تاثيري که بر روند عمل هاي جراحي دارد از تمامي انواع ديگر بيشتر است.

---

پاسخ به اين سوال در ميان انبوه رباتهاي بزرگ و کوچکي که معرفي مي شوند کار آساني نيست اگرچه تالار مشاهير ربات‌ها، جايي است که در آن از ربات‌هاي تاثيرگذار بر پيشرفت فناوري بشري تجليل مي‌شود، در سال 2008 پاسخي کلي به اين پرسش داد.

پيش از آنکه پاسخ آنها را بررسي ناميم بد نيست در مورد اين تالار اندکي بدانيم اين تالار که نام اصلي آن The Robot Hall of Fame مي باشد در سال 2003 براي اولين بار در رشته علوم کامپيوتر دانشگاه کارنگي ملن “Carnegie Mellon University” واقع در پنسيلوانيا تاسيس شد و هدف آن کار بر روي دستاورد هاي رباتيک بوده است آنها که براي پاسخ به اين سوال از سال 2003 تا سال 2008 به بررسي پرداخته اند بر اين باورند که ربات هايي که در امور پزشکي و نجات زندگي انسانها کمک مي کند از تاثيرگذار ترين رباتهاي تاريخ هستند.

در ميان رباتهايي که در حال کمک به انسانها و معلولين هستند مانند نمونه هايي که در مورد صندلي هاي چرخدار و عمل هاي جراحي و دست و پاي مصنوعي استفاده مي شوند سامانه داوينچي همچنان در صدر قرار دارد زيرا  تاثيري که بر روند عمل هاي جراحي دارد از تمامي انواع ديگر بيشتر است.

*سامانه جراحي داوينچي اولين کار خود را در کنار جراحان در اتاق عمل در نوامبر سال 2005 در بيمارستان "ميريام" آمريکا آغاز نمود و پس از 10 ماه در  بيش از 120 عمل جراحي حضور موفقيت آميز داشت و در حقيقت تکميل کننده جراحي ها بود.

*موفقيت اين ربات جراح موجب شد تا مقامات اين بيمارستان به دنبال استفاده از "داوينچي" در طيف گسترده تري از اعمال جراحي باشند.

*محققان در ابتدا سه نوع عمل جراحي براي آن متصور شده بودند: برداشتن کامل يا بخشي از پروستات، عمل جراحي تعمير درچه ميترال قلب و جراحي ناي.

*در سال 2007 اين ربات براي عمل جراحي باز کردن قلب هم به کار گرفته شد اين ربات علاوه بر کاهش هزينه هاي بيمارستان ، ميانگين بستري بودن بيماران را نصف کرده و سرعت بهبودي آنها را افزايش داده است. همچنين حدود 99 درصد عروق باز شده در جراحي با دستياري داوينچي باز مانده اند در صورتي که اين عدد با يک دستيار انسان تنها 80 درصد است و اين يک موفقيت بي نظير محسوب مي شد

*تالار مشاهير ربات‌ها در سال 2008 اين ربات را يکي از 5 ربات برتر اعلام کرد و عنوان نمود که اين ربات، حرکت‌هاي يک جراح را در ابعادي بسيار کوچک انجام مي‌دهد تا بتواند با کمترين آسيب، جراحي را انجام دهد.

*در سال 2008 بيش‌ از 200 ربات داوينچي براي جراحي‌هاي حساس مانند ترميم دريچه قلب استفاده مي‌شدند.

*در سال 2011 يعني چند ماه قبل اين ربات يک عمل جراحي را با نظارت متخصصان ولي به تنهايي انجام داد! اين اولين بار است که بدون حضور انسان، يک عمل جراحي با موفقيت انجام مي شود، البته با نظارت ويدئويي جراحان ماهر!

ادامه مطلب...

برچسب‌ها: رباتیک, مطالب و مقاله هی علمی

ادامه مطلب...

رباتیک چیست؟

رشد روز افزون دانش بشری انسانها را با دست آوردها و علوم جدیدی آشنا می‌سازد که قبل از آن شاید تنها ریشه در تخیل داشت رباتیک یکی از تخیلات انسانی است که کم کم پا به عرصه واقعیت نهاده و زندگی بشری را دست خوش تغییرات شگرفی خواهد کرد.

از آنجایی که موسسه اطلاع رسانی تبیان سعی دارد همچون بقیه زمینه‌ها از پیشتازان عرصه علم و فناوری نیز باشد فعالیت در این بخش را لازم دانستیم

قوانین رباتیک:

کلمه ربات اولین بار توسط Karel Capek  نویسنده نمایشنامه R.U.R روبات‌های جهانی روسیه در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی (robotnic) به معنی کارگر می‌باشد.

در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بودن و دارا بودن نقاط ضعف و قوت یک انسان معمولی ، یک انسان دارای قدرت بسیار زیادی بود که در پایان نمایش نامه برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد البته لازم به ذکر است که پیش از آن یونانیان نیز مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه ماشینی بوده که ما امروزه ان را ربات می‌نامیم.

تعریف امروزه ربات از نظر عوام مردم وسیله ای است که اعمالی هوشمند شبیه انسان انجام می‌دهد در حالی که فرهنگ وبستر ربات را این‌گونه تعریف می‌کند:"یک دستگاه یا وسیله خودکاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسان‌ها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است".

در این راستا دانشمندان سعی بر آن دارند ربات‌هایی بسازند که به طرق مختلف نیاز ‌های انسان‌ را براورده سازند و در نهایت به رباتی با قابلیت ‌های کامل یک انسان برسند

ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:

• مغز که معمولاً یک کامپیوتر است

•  محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …

• سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.

 

بر اساس این سه قانون و سه قسمت ذکر شده به معرفی انواع ربات‌ها ، بررسی عملکرد آنها ، اخبار مسابقات ، تحلیل پیشرفت و آموزش آنها خواهیم پرداخت ، امید است در این قسمت نیز همچون بخش‌‌های دیگر با پیشنهادات و انتقادات سازنده خود، ما را یاری نمایید.

برچسب‌ها: رباتیک, مطالب و مقاله هی علمی

نامه ها را روی هوا امضا کنید! حذف صفحه کلید و ماوس رایانه با ابداع فناوری جدید

یک شرکت فناوری نوپا در حال آماده‌ شدن برای نمایش جدیدترین فناوری در کنترل حرکتی است که درک جهان را از صنعت با فراز و نشیبهای آن تغییر می‌دهد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری داشجویان ایران(ایسنا)، این فناوری موسوم به «جهش» (Leap) از اندازه کوچکی برخوردار بوده اما به کاربران اجازه خواهد داد تا با حرکت یک انگشت بر روی موارد روی نمایشگر رایانه حرکت کرده و حتی یادداشتهای دست‌نویس ایجاد کرده یا یک مدرک رسمی را در هوا امضا کنند.

این فناوری که توسط شرکت آمریکایی «Leap Motion» تولید شده، با فناوری مشابه با کینکت ایکس‌باکس مایکروسافت کار کرده اما از دقت بسیار بیشتری برخوردار است.

علاوه بر آن فناوری جهش نیاز به استفاده از صفحه کلید و ماوس را از بین می‌برد.

به گفته سازندگان، این دستگاه قادر به پیگیری و تقلید از حرکات دست با دقت بالاست که به ادعای آنها 200 بار دقیقتر از تمام دستگاههای موجود است.

همچنین این محققان بر این باورند که جهان را با این ابداع جدید خود که به داستانهای علمی و تخیلی واقعیت بخشیده، تغییر می‌دهند.

این دستگاه که به اندازه یک فلش درایو است به لپ‌تاپ با رایانه رومیزی متصل شده و به نصب نرم‌افزار خود می‌پردازد. در مرحله بعدی تنها یک حرکت موجی دست برای تنظیم کاربر با برنامه مورد نیاز خواهد بود.

فیلم های نمایشی نشان داده‌اند که جهش همچنین با ابزارهایی مانند مداد نیز کار می‌کند.

برای اولین بار می‌توان با حرکات طبیعی دست و انگشت به کنترل رایانه بصورت سه‌بعدی پرداخت و جالبتر اینکه به گفته سازندگان این فناوری تنها به رایانه محدود نخواهد بود.

نرم‌افزار هسته این نوآوری به حد کافی برای قرار گرفتن در طیف وسیعی از دستگاههای از جمله تلفن همراه هوشمند، تبلت، خودروها و حتی یخچال‌ها تطبیق‌پذیر است.

وظایف محاسبات پایه مانند هدایت یک سیستم عامل یا جست‌وجو در صفحات وب، طراحی مجازی پایه در شکل دو بعدی و سه بعدی، امضای یک مدرک دیجیتال با نوشتن در هوا، هدایت سیستم های تجسم داده سه بعدی مقیاس بالا، ساخت و کار بر روی نمونه‌های سه‌بعدی مانند خانه و خودرو و انجام بازی های رایانه‌‌یی از ویژگی های جهش است.

به گفته سازندگان در وب‌سایت این شرکت، انتظار می‌رود این فناوری با قیمت تقریبی 70 دلار تا اواخر سال جاری یا اوایل 2013 وارد بازار شود.

فناوری جدید کنترل حرکتی با قابلیت حذف صفحه کلید و ماوس رایانه

فناوری جدید کنترل حرکتی با قابلیت حذف صفحه کلید و ماوس رایانه

برچسب‌ها: اخبار علمی, اختراعات و ابتکارات جدید, برق الکترونیک

تولید برق از ویروس!

دانشمندان آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی، شیوه‌ای ابداع کرده‌اند که بر اساس آن می‌توان با استفاده از ویروس‌های بی‌خطر که انرژی مکانیکی را به برق تبدیل می‌کنند، نیرو تولید کرد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این دانشمندان با ساخت یک ژنراتور با قابلیت تولید جریان کافی برای راه‌اندازی یک نمایشگر کوچک بلور مایع به آزمایش رویکرد خود پرداختند.

این ژنراتور با فشار انگشت بر روی یک الکترود به اندازه تمبر که با ویروسهای مهندسی‌شده خاص پوشش داده شده، کار می‌کند و در آن ویروسها به تبدیل نیروی این فشار به یک بار الکتریکی می‌پردازند.

این ژنراتور اولین دستگاهی است که با جمع‌آوری خواص فیزوالکتریک از مواد بیولوژیکی به تولید الکتریسیته می‌پردازد. فیروالکتریک به تجمع یک بار در یک جامد در واکنش به فضای مکانیکی گفته می‌شود.

این دستاورد که در مجله نیچر نانوتکنولوژی منتشر شده، می‌تواند به تولید دستگاههای کوچکی منجر شود که انرژی الکتریکی را از لرزشهای کارهای روزانه مانند بسته‌شدن در یا بالا رفتن از پله‌ها جمع‌آوری می‌کنند.

این فناوری همچنین به شیوه آسانتری در ساخت دستگاههای ریزالکترونیک اشاره دارد چرا که ویروسها خود را در یک غشای منظم چیده و ژنراتور را آماده کار می‌سازد. چیدمان خودکار یکی از هدفهای مهم در جهان کوچک و دقیق نانوفناوری به شمار می‌رود.

تاثیر فیزوالکتریک در سال 1880 کشف شده و از آن زمان در بلورها، سرامیک، استخوان، پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای شناسایی شده است. در حال حاضر فندکهای برقی و برخی میکروسکوپ‌ها از آن استفاده می‌کنند. اما مواد مورد استفاده در دستگاههای فیزوالکتریک سمی بوده و کار با آنها بسیار سخت است که کاربرد گسترده از این فناوری را محدود می‌کند.

از این رو، این دانشمندان از باکتری‌خوار M13 که تنها به باکتریها حمله کرده و با انسان مهربان است، استفاده کردند. این ماده به دلیل خاصیت ویروسی آن خود را طی چند ساعت به چندین میلیون تکثیر کرده تا همیشه یک منبع پایدار از آن وجود داشته باشد. مهندسی ژنتیک بر روی این ویروسها آسان بوده و چینش خودکار آنها در غشاهای منظم کار با آنها را بسیار راحت می‌کند.

این دانشمندان اکنون در حال کار بر روی شیوه‌هایی برای ارتقای سیستم خود هستند. از آنجایی که ابزارهای بیوفناوری، تولید در مقیاس زیاد ویروسهای اصلاح شده ژنتیکی را ممکن می‌سازد، مواد فیزوالکتریک مبتنی بر ویروس می‌توانند به ارائه یک راه حل ساده برای دستگاه‌های ریز الکترونیکی در آینده بپردازند.

برچسب‌ها: اخبار علمی, شیمی, فیزیک, اختراعات و ابتکارات جدید

معجزه جدید فناوری با تولید USB انسانی!

با فناوری ابداعی سونی اریکسون قادر خواهید بود در هنگام دست دادن با یکدیگر وجه مورد نظر را بین کارت‌های اعتباری دیجیتال منتقل کنید!

سیستم مفهومی Connected Me که توسط محققان شرکت سونی اریکسون ابداع شده است، از بدن انسان به عنوان پل ارتباطی بین گجت‌های مختلف استفاده می‌کند!

این سیستم مفهومی قابلیت رد و بدل شدن سیگنال داده‌ها بین گجت‌های مختلف را بدون نیاز به بلوتوث یا پورت USB‌ و تنها از طریق بدن انسان امکانپذیر می‌کند!

«هانس وستبرگ» مدیرعامل شرکت سونی اریکسون در نمایشگاه لوازم الکترونیکی مصرفی و کنگره جهانی موبایل دستاورد جدید محققان شرکت را به نمایش گذاشت.

مدیرعامل شرکت برای نشان دادن نحوه عملکرد سیستم مفهومی Connected Me یک تلفن همراه را در دست گرفت و دست دیگر را بر روی حسگر یک سیستم صوتی قرار داد. سیگنال داده های MP3 تنها با عبور از بدن «وستبرگ» به سیستم صوتی منتقل و پخش شدند.

در حقیقت در این سیستم بدن انسان جایگزین پورت USB یا بلوتوث می‌شود.

کارایی سیستم مفهومی Connected Me بسیار بیشتر از انتقال یک فایل ساده موسیقی است؛ انتقال وجه بین کارت‌های اعتباری دیجیتال در هنگام دست دادن دو نفر یا پرینت گرفتن اسناد و فایل ها تنها با گذاشتن دست بر روی پرینتر از امکانات جادویی این سیستم است.

شرکت سونی اریکسون از تولید تجاری این سیستم مفهومی ظرف 12 تا 18 ماه آینده خبر داده است.

برچسب‌ها: اخبار علمی, اختراعات و ابتکارات جدید, برق الکترونیک

تبدیل تلویزیون به رایانه از طریق USB

رایانه‌های آینده در ابعاد یک USB بی‌سیم خواهند بود که می‌توانند تلویزیون را به یک رایانه تمام عیار تبدیل کنند.

یو اس بی «Cotton Candy» می‌تواند هر تلویزیونی را به یک رایانه با سیستم عامل آندروید، دستگاه بازی HD و واژه‌پرداز از طریق اسناد گوگل (Google Documents) مبدل کند و تنها به یک صفحه کلید و موس نیاز است.

رایانه «Cotton Candy» می‌تواند با سیستم عامل چندگانه شامل سیستم عامل آندروید یا سیستم عامل رومیزی «اوبونتو» ‌(Ubuntu)‌ که سیستمی مشابه ویندوز است، کار کند. این سیستم به مهارت‌های پیشرفته برنامه‌نویسی نیاز ندارد.

اگرچه این رایانه کوچک تنها 21 گرم وزن دارد، اما دارای یک پردازنده (A9 (1GHz سامسونگ، پردازنده گرافیکی 1.2 GHz، بلوتوث و سیستم وای فای، خروجی HDMI و سیستم عامل آندروید است.

مدیرعامل و بنیانگذار شرکت نروژی FXI تأکید می‌کند: میکرورایانه‌ها گام منطقی بعدی در ساخت قطعات سخت افزاری هستند.

قیمت این USB‌ که قادر است تلویزیون را به یک رایانه تمام عیار مبدل کند، هنوز مشخص نشدi، اما طراحان قول داده‌اند که این محصول تا پایان سال جاری میلادی با قیمتی زیر 200 دلار به بازار عرضه شود.

برچسب‌ها: اخبار علمی, اختراعات و ابتکارات جدید, برق الکترونیک

بوزون هیگز یا همان ذره الهی به شکل غیر رسمی معرفی شد

برچسب‌ها: فیزیک, کوانتوم و فیزیک جدید

GPS چیست؟

GPS چیست؟

GPS یا سیستم مکان یابی جهانی ،یک سیستم ناوگانی ماهواره است که از شبکه ای با 24 ماهواره ساخته شد و بوسیله ی سازمان دفاع آمریکا در مدار قرار گرفت. در ابتدا GPS  برای مصارف نظامی به کار گرفته می شد اما در 1980 ، دولت آمریکا این سیستم را برای استفاده های شخصی در نظر گرفت.GPS  درهر شرایط آب و هوایی و در هر جای دنیا ،در 24 ساعت شبانه روز قابل دسترسی است و هیچ حق اشتراک یا هزینه ای برای استفاده از GPS وجود ندارد.

 GPS چگونه کار می کند؟

ماهواره های GPS در یک مدار معین، زمین را دو بار در روز دور می زنند و سیگنال های اطلاعاتی را به زمین ارسال می کنند. دریافت کننده GPS این اطلاعات را گرفته و برای محاسبه مکان دقیق کاربر از روش های هندسی استفاده می کند. در اصل دریافت کننده ی GPS زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت سیگنال مقایسه می کند. اختلاف زمان بازگو کننده ی میزان فاصله ی ماهواره از دریافت کننده ی GPS است. با اندازه گیری فاصله، از تعدادی چند از ماهواره ها ،دریافت کننده می تواند مکان کاربر را مشخص کرده و آن را روی نقشه ی الکترونیکی واحد نمایان کند.

یک دریافت کننده ی GPS با سیگنال هایی که از حداکثر سه ماهواره دریافت می کند، می تواند مسیر حرکت و مختصات دو بعدی (طول و عرض) مکان را محاسبه کند. با در نظر گرفتن چهار یا بیشتر ماهواره ، دریافت کننده می تواند مختصات سه بعدی (طول،عرض،ارتفاع) مکان کاربر را مشخص کند. زمانی که مکان کاربر مشخص شد ، GPS می تواند سایر اطلاعات نظیر:سرعت،مسیر،فاصله ی پیموده شده،فاصله تا مقصد،زمان طلوع و غروب خورشید و ... را محاسبه کند.

برچسب‌ها: فیزیک, مطالب و مقاله های علمی

ادامه مطلب...