اكتشف مسبار فوييجر 2 زيادة في كثافة الفضاء خارج النظام الشمسي

في نوفمبر 2018 ، مسبار غادرت فوييجر 2 الحافة الخارجية للغلاف الشمسي بعد رحلة استمرت 41 عامًا ودخلت الفضاء بين النجوم. كشفت أحدث البيانات التي أرسلها المسبار معلومات مثيرة للاهتمام حول الفضاء خارج النظام الشمسي. تشير البيانات التي جمعتها سفينة الفضاء إلى أنه كلما تحركت فوييجر 2 بعيدًا عن الشمس ، تزداد كثافة الفضاء. ليست هذه هي المرة الأولى التي تُلاحظ فيها زيادة في كثافة المادة في الفضاء. ال رحالة 1 ، التي دخلت الفضاء بين النجوم في عام 2012 ، وجدت تدرج كثافة مماثل ، ولكن في مكان آخر في الفضاء. تُظهر البيانات الجديدة من Voyager 2 أن القياسات من Voyager 1 لم تكن صحيحة فحسب ، بل إن الزيادة المسجلة في الكثافة قد تكون سمة من سمات الفضاء بين النجوم.

تم إجراء البحث في "رسائل مجلة الفيزياء الفلكية" صدر. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abae58

اقرأ المزيد

Zeptoseconds. قام العلماء بقياس أقصر فترة زمنية في التاريخ

قام فريق من العلماء الألمان بقياس مرور الفوتونات عبر جزيء الهيدروجين. هذا هو أقصر قياس لفترة زمنية حتى الآن ويتم التعبير عنه في zeptoseconds أو تريليونات الثواني. قام الفيزيائيون في جامعة Johann Wolfgang Goethe في فرانكفورت بقياس كيفية التعاون مع علماء من معهد Fritz Haber في برلين و DESY في هامبورغ لفترة طويلة يتطلب الأمر فوتونًا لاجتياز جسيم الهيدروجين. والنتيجة التي حصلوا عليها هي 247 زيبتوثانية لمتوسط ​​طول الرابطة للجسيم. هذا هو أقصر فترة زمنية تم قياسها حتى الآن.

النتائج منشورة في المجلة "علوم"بالتفصيل. (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318)

مصدر الصورة: "https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/physics-zeptoseconds-new-world-record-in-short-time-measurement/"

دي تسايت

في عمله الحائز على جائزة نوبل عام 1999 ، قام الكيميائي المصري أحمد زويل بقياس معدل تغير الجسيمات في الشكل. باستخدام ومضات الليزر فائقة القصر ، اكتشف أن تكوين وكسر الروابط الكيميائية يحدث في نطاق الفيمتوثانية. فيمتوثانية يساوي واحدًا من المليار من الثانية (0,0000000000000000001 ثانية ، 10E-15 ثانية).

لكن علماء الفيزياء الألمان حققوا في عملية أقصر بكثير من الفيمتوثانية. قاموا بقياس المدة التي يستغرقها الفوتون لاختراق جزيء الهيدروجين. أظهرت القياسات أن رحلة الفوتون تستغرق 247 زيبتو ثانية لمتوسط ​​طول ارتباط الجسيمات ، وواحد زيبتو ثانية يساوي تريليون جزء من الثانية (0,00000000000000000000001 ثانية ، 10E-21).

تم إجراء التسجيل الأول لظاهرة قصيرة المدة في عام 2016. في ذلك الوقت ، استولى العلماء على الإلكترون المنطلق من روابط ذرة الهليوم الأصلية. قدروا أن هذه الحلقة استمرت 850 زيبتوثانية. ظهرت نتائج هذه القياسات في مجلة "Nature Physics".

اقرأ المزيد

الموصلية الفائقة عند درجة حرارة عالية قياسية

نشرت مجلة "Nature" منشورًا من قبل فريق من العلماء حول حقيقة أنهم تمكنوا من الحصول على واحدة موصل فائق للحصول على ذلك في درجة حرارة الغرفة يعمل ، ربما أبرد قليلاً من درجة حرارة الغرفة ، لأن 14,5 درجة مئوية. المهم هو أن المادة التي ظهرت فيها هذه الظاهرة يجب أن تضغط لتصل إلى 2,6 مليون الغلاف الجوي. لكن مجرد تحقيق الموصلية الفائقة عند درجة حرارة عالية يعد إنجازًا عظيمًا.

اقرأ المزيد

حدد العلماء أقصى سرعة ممكنة للصوت

وضعت مجموعة دولية من العلماء حداً أعلى لسرعة الصوت ، وهو حوالي 36 كيلومترًا في الثانية. حتى الآن ، تم قياس أعلى سرعة للصوت بماسة وكانت فقط حوالي نصف الحد الأقصى المعلن.

يمكن أن تخترق الموجات الصوتية وسائط مختلفة مثل الهواء أو الماء. اعتمادًا على ما يعبرونه ، يتحركون بسرعات مختلفة. على سبيل المثال ، تتحرك بسرعة أكبر عبر المواد الصلبة مقارنة بالسوائل أو الغازات ، لذلك يمكن سماع صوت قطار قادم في وقت أقرب إذا كنت تستمع إلى الصوت الذي يسافر على طول الطريق وليس في الهواء.

تضع نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين حدًا مطلقًا للسرعة التي يمكن للموجة أن تنتشر بها ، أي سرعة الضوء ، والتي تبلغ حوالي 300.000 ألف كيلومتر في الثانية. ومع ذلك ، لا يُعرف حتى الآن ما إذا كان للموجات الصوتية أيضًا حد أقصى للسرعة عند عبور المواد الصلبة أو السائلة. حتى الأن. اكتشف العلماء في جامعة كوين ماري بلندن ، وجامعة كامبريدج ، ومعهد فيزياء الضغط العالي في ترويكسك ، روسيا ، أن سرعة الصوت تعتمد على ثابتين أساسيتين بلا أبعاد: الثابت البنيوي الدقيق ونسبة كتلة البروتون إلى الإلكترون. نتائج أعمالهم في المجلة "علم السلف"قد تم النشر. (مصدر الصورة: Pixelbay)

اقرأ المزيد

التيار من الرسم البياني المتذبذب

أفاد فريق من علماء الفيزياء من جامعة أركنساس عن تطوير نظام قادر على اكتشاف الحركات الحرارية في بنية الجرافين وتحويله إلى تيار كهربائي. قال بول تيبادو ، أستاذ الفيزياء والمؤلف الرئيسي لورقة بحثية حول هذا الموضوع نُشرت في مجلة Physical Review E: "يمكن دمج دائرة تجميع الطاقة القائمة على الرسم البياني مع معالج لتوفير طاقة نظيفة منخفضة الجهد للأجهزة الصغيرة أو أجهزة الاستشعار". .

اقرأ المزيد

الفحص المجهري خارج حدود القرار

الفريق البولندي الإسرائيلي بقيادة د. قدم Radek Łapkiewicz من كلية الفيزياء في جامعة وارسو طريقة ثورية جديدة للفحص المجهري والتي من الناحية النظرية ليس لها حد دقة في مجلة "Optica".

تم الإعلان عن البحث من قبل مؤسسة العلوم البولندية (FNP) في اتصال إلى PAP. دكتور. Łapkiewicz هو أحد المستفيدين من برنامج الفريق الأول.

يتطلب تطوير علوم الحياة والطب مراقبة الأجسام الأصغر - على سبيل المثال بنية وتفاعل البروتينات في الخلايا. يجب ألا تختلف العينات التي تمت ملاحظتها عن التركيبات التي تحدث بشكل طبيعي في الجسم - لذلك يجب عدم استخدام الأساليب والكواشف بقوة شديدة.
المجهر الضوئي الكلاسيكي لديه دقة غير كافية. نظرًا للطول الموجي للضوء ، فإن مثل هذا المجهر لا يسمح بتصوير الهياكل الأصغر من حوالي 250 نانومتر (نصف الطول الموجي للضوء الأخضر). لم يعد من الممكن تمييز الكائنات الأقرب من بعضها البعض. هذا ما يعرف بالحد الانعراجي.
يحتوي المجهر الإلكتروني على دقة أعلى بعدة مرات من المجهر الضوئي ، ولكنه يسمح لنا فقط بمراقبة الأجسام الميتة التي توضع في فراغ ويتم قصفها بشعاع إلكتروني. لا يتعلق الأمر بدراسة الكائنات الحية أو العمليات التي تحدث بشكل طبيعي فيها.

مصدر الصورة: Optica Vol.7، Issue 10، pp.1308-1316 (2020) •https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600

اقرأ المزيد

المفاعلات الدوارة - مصانع كيميائية ذاتية التنظيم

بفضل قوة الطرد المركزي واستخدام السوائل بكثافات مختلفة ، يمكن تطوير مصانع كيميائية ذاتية التنظيم. إن فكرة المفاعلات الدوارة التي اقترحتها بولندا ليست فكرة ذكية فحسب ، بل إنها جميلة أيضًا. وضع البحث على غلاف مجلة "الطبيعة" المرموقة.

أظهر الفريق البولندي الكوري كيف يمكن إجراء سلسلة كاملة من التفاعلات الكيميائية المعقدة في نفس الوقت - دون اللجوء إلى أنظمة المصنع المعقدة ، ... قوة الطرد المركزي. أول مؤلف للنشر هو د. Olgierd Cybulski ، الذي يعمل في معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية.

مفاعل كيميائي دوار

- نعرض كيفية إعداد مصانع كيميائية ذاتية التنظيم - يصف المؤلف المقابل للنشر ، البروفيسور بارتوش Grzybowski (أيضًا UNIST ومعهد الكيمياء العضوية التابع لأكاديمية العلوم البولندية). ويضيف أنه لديه بالفعل فكرة عن كيفية صنع مفاعل الغزل الكيميائي ... لاستعادة الليثيوم من السوائل في البطاريات.

يمكن رؤية حقيقة أن السوائل ذات الكثافة المختلفة يمكن أن تشكل طبقات غير مخلوطة حتى أثناء الغداء - التحديق في المرق. تطفو دهون الحساء على السطح لأنها أقل كثافة من الجزء المائي من الحساء.

في المنزل ، يمكن الحصول على تجربة أكثر تعقيدًا: يتم سكب العديد من السوائل ذات الكثافة المختلفة ببطء في وعاء واحد في كل مرة. يمكنك البدء بأكثف أنواع العسل وشراب القيقب وصابون الأطباق والماء والزيت النباتي وحتى الكيروسين الأكثر ندرة. إذا حدث هذا ببطء كافٍ ، فسترى طبقات من ألوان مختلفة منفصلة عن بعضها البعض وغير مختلطة في هذا (غير صالح للأكل) ما يسمى بعمود الكثافة.
ولكن إذا بدأ عمود الكثافة هذا في الدوران بسرعة كبيرة جدًا - لتحويل الوعاء حول محور عمودي (مثل عجلة الفخار ، ولكن بشكل أسرع - على سبيل المثال 2,6 ألف دورة في الدقيقة) ، فقد اتضح أن الطبقات اللاحقة تتشكل متحدة المركز خواتم. السوائل الأخف وزنًا يكون قطرها أصغر ويتم وضعها بالقرب من مركز جهاز الطرد المركزي ، بينما يتم وضع السوائل الأكثر كثافة في حلقات كبيرة أقرب إلى حافة جهاز الطرد المركزي. يعتبر الطرد المركزي عاملاً مهمًا هنا حيث تبدأ قوة الطرد المركزي في السيطرة على التوتر السطحي للسائل. يمكن الحصول على طبقات رقيقة جدًا من السائل - حتى 0,15 مم أو حتى أرق - دون التعرض لخطر الاختلاط. إذا تم اختيار كثافة السائل بشكل صحيح ، فقد أوضح العلماء أنه يمكن الحصول على ما يصل إلى 20 حلقة ملونة في جهاز طرد مركزي يدور حول محور مشترك.

مصدر الصورة: طبيعة الغلاف: حجم المقالة 586 العدد 7827 ، 1 أكتوبر 2020

اقرأ المزيد

لقد قام العلماء بحساب كمية المادة في الكون بدقة

من أهم أهداف علم الفلك قياس كمية المادة الإجمالية في الكون بدقة. هذه مهمة صعبة للغاية حتى بالنسبة لعلماء الرياضيات الأكثر تقدمًا. أجرى فريق من العلماء من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد مثل هذه الحسابات مجلة الفيزياء الفلكية صدر. وجد فريق العلماء أن المادة المعروفة تشكل 31٪ من إجمالي كمية المادة والطاقة في الكون. 69٪ المتبقية هي المادة المظلمة والطاقة.

المادة المظلمة

- إذا كانت كل المادة الموجودة في الكون موزعة بالتساوي في الفضاء ، فسيكون هناك في المتوسط ​​حوالي ست ذرات هيدروجين لكل متر مكعب ، "كما يقول كبير الباحثين محمد عبد الله من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد. ومع ذلك ، يؤكد العالم ، أن معظم المادة هي في الواقع مادة مظلمة هي - لذلك لا يمكننا التحدث حقًا عن ذرات الهيدروجين ، ولكن عن المادة التي لم يفهمها علماء الكون بعد "، كما يقول. لا تصدر المادة المظلمة الضوء أو تعكسه ، مما يجعل رؤيتها صعبة للغاية. لكن وجودهم يتعرض للخيانة من خلال آثار الجاذبية. هذه هي الطريقة التي يشرح بها العلماء الانحرافات في دوران المجرات وحركة المجرات في عناقيد المجرات. لا يزال العلماء يحاولون معرفة طبيعة المادة المظلمة بالضبط وما الذي يخلقها ، لكن على الرغم من سنوات من البحث ، فإنهم يقفون على الفور.
يُعتقد أن المادة المظلمة في الكون ليست باريونية. من المحتمل أنها تتكون من جسيمات دون ذرية لم تكتشف بعد. ولكن نظرًا لأنه لا يتفاعل مع الضوء مثل المادة العادية ، فلا يمكن ملاحظته إلا من خلال تأثيرات الجاذبية ، والتي لا يمكن تفسيرها ما لم يكن هناك مادة أكثر مما يمكن رؤيته. لهذا السبب ، يعتقد معظم الخبراء أن المادة المظلمة موجودة في كل مكان في الكون ولها تأثير قوي على هيكلها وتطورها.
يوضح عبد الله أن إحدى التقنيات الجيدة لتحديد الكمية الإجمالية للمادة في الكون هي مقارنة عدد المجرات المرصودة مقابل وحدات الحجم المختارة والنماذج الرياضية. نظرًا لأن المجرات الحديثة تتكون من مادة تغيرت على مدى مليارات السنين بسبب الجاذبية ، فمن الممكن التنبؤ بكمية المادة في الكون.

اقرأ المزيد