ورود به حساب کاربری
ایجاد حساب کاربری
کلمه عبور را فراموش کرده‌اید؟
ویرایش حساب کاربری

شارژ اعتبار
سوابق خرید
ردیف فاکتور تاریخ مبلغ (تومان) شرح تراکنش کد رهگیری

30 شماره آخر

  • شماره 3546 -
  • ۱۳۹۸ پنج شنبه ۱۸ مهر
روزنامه در یک نگاه
امکانات
روزنامه در یک نگاه ورق بزنید دریافت همه صفحات
تبلیغات
ایرانول سپیدار شهروند نارون

ساخت کوچک‌ترين موتور جهان

ترجمه: سيدامين مهناپور

کوچک‌ترين موتور جهان به واسطه اسپين ذاتي‌اش کار مي‌کند، به‌طوري‌که حرارت جذب‌شده از پرتوهاي ليزر را به نوسانات يا ارتعاشات يونِ به‌دام‌افتاده تبديل مي‌کند. فيزيک‌دانان نظري کالج ترينيتي دوبلين در ايرلند در يک همکاري بين‌المللي با استفاده از يک يون کلسيم، موتوري ساختند که ۱۰ ميلياردبرابر کوچک‌تر از موتور اتومبيل است. گروه QuSys به رهبري پروفسور جان گود در دانشکده فيزيک ترينيتي، طرز کار اين موتور را شرح دادند. نتايج اين تحقيق که در مجله بين‌المللي فيزيکال ريويو منتشر شده است، توضيح مي‌دهد که چگونه نوسانات تصادفي، بر عملکرد ماشين‌هاي ميکروسکوپي تأثير مي‌گذارند. در آينده چنين وسايلي با ترکيب با ديگر فناوري‌ها مي‌توانند حرارت اتلاف‌شده را بازيابي کرده و در نتيجه در اصلاح بازده انرژي مؤثر باشند. خود موتور؛ يعني يون کلسيم مثبت، از نظر الکتريکي باردار بوده و اين امر باعث مي‌شود که با استفاده از ميدان الکتريکي به آساني به دام بيفتد. ماده کاري در اين موتور، اسپين ذاتي يون (گشتاور زاويه‌اي آن) است. اين اسپين برای تبديل حرارت جذب‌شده از پرتوهاي ليزر به نوسانات يا ارتعاشات يون به‌دام‌افتاده مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين ارتعاشات شبيه به «چرخ طيار» عمل کرده، به‌طوري‌که انرژي مفيد توليدشده توسط موتور را مي‌گيرد. اين انرژي همان‌طوري که توسط مکانيک کوانتومي پيش‌بيني شده، در واحدهاي گسسته‌اي به نام «کوانتا» ذخيره مي‌شود. دکتر مارک ميچسون از گروه QuSys در ترينيتي و از نويسندگان مقاله مي‌گويد: «چرخ طيار به ما اجازه مي‌دهد که توان خروجي يک موتور در مقياس اتمي را اندازه‌گيري کرده و براي اولين‌بار يک کوانتاي انرژي را تجزيه کنيم. حرکت چرخ طيار از موقعيت سکون يا به عبارت دقيق‌تر، از «حالت پايه»اي‌اش (کمترين انرژي در فيزيک کوانتومي) شروع مي‌شود. تيم مذکور مشاهده کرد که اعمال نيرو باعث گردش تندتند چرخ طيار شد. از همه مهم‌تر، حالت يون در آزمايش قابل دسترسي بوده و اين امر به فيزيک‌دانان اجازه داد فرايند وارونگي را دقيقا برآورد کنند. جان گود، رهبر اين گروه که استاديار فيزيک است، مي‌گويد: «اين آزمايش و تئوري پشت آن سرآغاز دوران جديدي در تحقيقات فناوري‌هاي توليدکننده انرژي بر اساس تئوري کوانتوم است که اين موضوع در کانون تحقيقات گروه ما قرار دارد». مديريت حرارت در مقياس نانو يکي از تنگناهاي اساسي برای محاسبات سريع و کارآمدتر است. درک اينکه چگونه ترموديناميک مي‌تواند در چنين تنظيمات ميکروسکوپي‌اي به کار رود، در فناوري‌هاي آينده از اهميت بالايي برخوردار است. لازم به ذکر است که آزمايش اوليه به وسيله يک گروه تحقيقاتي به سرپرستي پروفسور فرديناند اشميت کالر و دکتر اولريش پوشينگر از دانشگاه يوهانس گوتنبرگ در ماينز آلمان انجام شده بود.
www.phys.org

ارسال دیدگاه شما

ساعت
روزنامه شرق
عنوان صفحه‌ها

شماره 3533

تاریخ ۱۳۹۸/۷/۳

کارتون
کارتون

ساخت کوچک‌ترين موتور جهان

ترجمه: سيدامين مهناپور

کوچک‌ترين موتور جهان به واسطه اسپين ذاتي‌اش کار مي‌کند، به‌طوري‌که حرارت جذب‌شده از پرتوهاي ليزر را به نوسانات يا ارتعاشات يونِ به‌دام‌افتاده تبديل مي‌کند. فيزيک‌دانان نظري کالج ترينيتي دوبلين در ايرلند در يک همکاري بين‌المللي با استفاده از يک يون کلسيم، موتوري ساختند که ۱۰ ميلياردبرابر کوچک‌تر از موتور اتومبيل است. گروه QuSys به رهبري پروفسور جان گود در دانشکده فيزيک ترينيتي، طرز کار اين موتور را شرح دادند. نتايج اين تحقيق که در مجله بين‌المللي فيزيکال ريويو منتشر شده است، توضيح مي‌دهد که چگونه نوسانات تصادفي، بر عملکرد ماشين‌هاي ميکروسکوپي تأثير مي‌گذارند. در آينده چنين وسايلي با ترکيب با ديگر فناوري‌ها مي‌توانند حرارت اتلاف‌شده را بازيابي کرده و در نتيجه در اصلاح بازده انرژي مؤثر باشند. خود موتور؛ يعني يون کلسيم مثبت، از نظر الکتريکي باردار بوده و اين امر باعث مي‌شود که با استفاده از ميدان الکتريکي به آساني به دام بيفتد. ماده کاري در اين موتور، اسپين ذاتي يون (گشتاور زاويه‌اي آن) است. اين اسپين برای تبديل حرارت جذب‌شده از پرتوهاي ليزر به نوسانات يا ارتعاشات يون به‌دام‌افتاده مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين ارتعاشات شبيه به «چرخ طيار» عمل کرده، به‌طوري‌که انرژي مفيد توليدشده توسط موتور را مي‌گيرد. اين انرژي همان‌طوري که توسط مکانيک کوانتومي پيش‌بيني شده، در واحدهاي گسسته‌اي به نام «کوانتا» ذخيره مي‌شود. دکتر مارک ميچسون از گروه QuSys در ترينيتي و از نويسندگان مقاله مي‌گويد: «چرخ طيار به ما اجازه مي‌دهد که توان خروجي يک موتور در مقياس اتمي را اندازه‌گيري کرده و براي اولين‌بار يک کوانتاي انرژي را تجزيه کنيم. حرکت چرخ طيار از موقعيت سکون يا به عبارت دقيق‌تر، از «حالت پايه»اي‌اش (کمترين انرژي در فيزيک کوانتومي) شروع مي‌شود. تيم مذکور مشاهده کرد که اعمال نيرو باعث گردش تندتند چرخ طيار شد. از همه مهم‌تر، حالت يون در آزمايش قابل دسترسي بوده و اين امر به فيزيک‌دانان اجازه داد فرايند وارونگي را دقيقا برآورد کنند. جان گود، رهبر اين گروه که استاديار فيزيک است، مي‌گويد: «اين آزمايش و تئوري پشت آن سرآغاز دوران جديدي در تحقيقات فناوري‌هاي توليدکننده انرژي بر اساس تئوري کوانتوم است که اين موضوع در کانون تحقيقات گروه ما قرار دارد». مديريت حرارت در مقياس نانو يکي از تنگناهاي اساسي برای محاسبات سريع و کارآمدتر است. درک اينکه چگونه ترموديناميک مي‌تواند در چنين تنظيمات ميکروسکوپي‌اي به کار رود، در فناوري‌هاي آينده از اهميت بالايي برخوردار است. لازم به ذکر است که آزمايش اوليه به وسيله يک گروه تحقيقاتي به سرپرستي پروفسور فرديناند اشميت کالر و دکتر اولريش پوشينگر از دانشگاه يوهانس گوتنبرگ در ماينز آلمان انجام شده بود.
www.phys.org

ارسال دیدگاه شما