سفارش تبلیغ
صبا
 
از ابلهى است پیش از توانا بودن شتابیدن ، و پس از فرصت داشتن درنگ ورزیدن . [نهج البلاغه]
 
امروز: سه شنبه 97 آبان 1


در مدرسه با سه شکل ماده آشنا میشویم: گاز، مایع و جامد. ولی این‌ها نیمی از حالات ماده اند. شش شکل ماده وجود دارد: جامد، مایع، گاز، پلاسما، ماده چگال باس-اینشتین و حالت تازه کشف‌شده: ماده چگال فرمیونی. تمام دانش‌آموزان راهنمایی خصوصیات حالات معمول ماده روی زمین را می‌شناسند. مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کنند، آنها سفت و گاهی شکننده اند. مایع‌ها جاری می‌شوند و به سختی متراکم می‌گردند و شکل ظرف خود را می‌گیرند.
گاز‌ها کم چگال‌تر اند و ساده‌تر متراکم می‌شوند و نه‌تنها شکل ظرف محتویشان را می‌گیرند، بلکه آن‌قدر منبسط می‌شوند تا کاملا آن را پر کنند.
حالت چهارم ماده، پلاسما، شبیه گاز است و از اتم‌هایی تشکیل شده‌است که تمام یا تعدادی از الکترون‌های خود را از دست داده‌اند (یونیده شده‌اند). بیشتر ماده جهان در حالت پلاسماست، مثل خورشید که از پلاسما تشکیل شده‌است. پلاسما اغلب بسیار گرم است و می‌توان آن را در میدان‌های مغناطیسی به دام انداخت.
حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-اینشتین (Bose-Einstein condensate) که در سال 1995 کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دما‌هایی بسیار پایین پدید می‌آید. بوزون‌های سرد در هم فرومی‌روند و ابر ذره‌ای که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره‌ای معمولی شکل می‌گیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکننده‌است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.
حالت تازه هم ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. دبورا جین (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز سال 1382 موفق به کشف این شکل تازه ماده شده‌است، می‌گوید: وقتی شکل جدیدی از ماده روبرو می‌شوید باید زمانی را صرف شناخت ویژگی‌هایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم – 40 تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتم‌ها در چنین دمایی بدون گران‌روی جریان می‌یابند و این نشانه ظهور ماده‌ای جدید بود. در دما‌های پایین‌تر چه اتفاقی می‌افتد؟ هنوز نمی‌دانیم.
ماده چگال فرمیونی بسیار شبیه ماده چگال بوز-اینشتین (BEC) است. ذرلت بنیادی و اتمها در طبیعت می نوانند به شکل بوزون یا فرمیون باشند. یکی از تفاوتهای اساسی میان آنها حالتهای کوانتومی مجزابرای ذرات است. تعداد زیادی بوزون می توانند در یک حالت کوانتومی باشند ، مثلا انرژی ، اسپین و ... آنها یکی باشد ، اما مطابق اصل طرد پائولی دو فرمیون نمی توانند همزمان حالتهای کوانتومی یکسان داشته باشند. برای همین مثلا در آرایش اتمی ، للکترونها که فرمیون هستند نمی توانند همگی در یک تراز انرژی قرار گیرند.در هر اربیتال تنها دو الکترون که اسپینهای متفاوت داشته باشند جا می گیرد و الکترونهای بعدی باید یه اربیتال دیگری با انرژی بالاتر بروند.
ینابراین اگر فرمیونها را سرد کنیم و انرژی آنها را بگیریم ، ابتدا پایینترین تراز انرژی پر می شود ، اما ذره بعدی باید به ترازی با انرژی بالاتر برود. وجود ماده چگال فرمیونی همانند ماده چگال یوز- اینشتین سالها قبل پیش بینی شده و خواص آن محاسبه شده بود ، اما رسیدن به دمای نزدیک به صفر مطلق که برای تشکیل این شکل ماده لازم است تا کنون ممکن نشده بود. هر دو از فرورفتن اتم‌ها در دماهایی بسیار پایین ساخته‌می‌شوند. اتم‌های BEC بوزون اند و اتم‌های ماده چگال فرمیونی، فرمیون. اما این‌ها به چه معنی اند؟
بوزون‌ها می توانند همگی در یک تراز انرژی قرارگیرند. به طور کلی اگر تعداد الکترون + پروتون + نوترون اتمی عددی زوج باشد، آن اتم یک بوزون است. مثلا اتم‌های سدیم معمولی بوزون ‌اند و می‌توانند به حالت فاز چگال بوز-اینشتین ادغام شوند.
اما فرمیون‌ها مطابق اصل طرد پائولی نمی‌توانند در یک حالت کوآنتومی هم ادغام شوند. هر اتمی که تعداد الکترون‌ها + پروتون‌ها + نوترون‌هایش عددی فرد باشد، مثل پتاسیم – 40 یک فرمیون است.
گروه جین برای مقابله با خواص ادغام‌ناپذیری فرمیون‌ها از تأثیر میدان مغناطیسی بر آنها استفاده‌کردند. میدان مغناطیسی سبب می‌شود ) فرمیونهای تنها جفت شوند. قدرت این پیوند را میدان مغناطیسی تعیین می‌کند. جفت‌های اتم‌های پتاسیم برخی از خواص فرمیونیشان را حفظ می‌کنند، ولی کمی شبیه بوزون‌ها عمل خواهند‌کرد. یک جفت فرمیون می‌تواند در جفت دیگری ادغام شود - و جفت تازه در جفتی دیگر ...- تا سرانجام ماده چگال فرمیونی شکل‌گیرد.
در اثر این پدیده، گران‌روی (Viscosity) ماده به وجود آمده باید بسیار کم باشد.
مشابه این پدیده را در ابررسانایی می‌بینیم. در یک ابررسانا، جفت‌های الکترون (الکترون‌ها فرمیون اند) می‌توانند بدون هیچ مقاومتی جریان یابند. متأسفانه مطالعه و دسترسی به ابررسانا‌ها بسیار مشکل است. گرم‌ترین ابررسانای امروزی باید در دمای 135- درجه سانتیگیراد عمل می‌کند و این بزرگ‌ترین مشکل برای مطالعه و استفاده از آنهاست. قدرت جفت‌شدن شگفت‌انگیز در حالت جدید، دانشمندان را امیدوار کرده‌است که بتوانند از یافته‌های خود درباره حالت تازه ماده، برای تولید ابررساناها در دمای اتاق استفاده‌کنند.
ابررساناها کاربردهای فراوانی در علوم و فن‌آوری فضایی دارند. برای مثال ژیروسکوپ‌هایی که برای هدایت فضاپیما‌ها در مدار استفاده می‌شوند، با آهن‌ربا‌های ابررسانا بسیار دقیق‌تر کارمی‌کنند. همچنین چون ابررسانا‌ها می‌توانند حامل جریان‌های بیشتر در اندازه‌های کوچکتری نسبت به یک سیم مسی باشند، حجم موتورهایی که از آنها ساخته‌می‌شود 4 تا 6 برابر کوچک‌تر از موتورهای امروزی فضاپیماها خواهدبود.


 نوشته شده توسط محمدسرحدی در دوشنبه 91/3/15 و ساعت 9:17 عصر | نظرات دیگران()
درباره خودم
آمار وبلاگ
بازدید امروز: 40
بازدید دیروز: 59
مجموع بازدیدها: 837649
فهرست موضوعی یادداشت ها
آشنایی با روش های تفکیک و تخلیص ترکیبات آلی-مقالات شیمی آلی[4] . شیمی[4] . سوالات شیمی[2] . شیمی(3)وآزمایشگاه[2] . شیمی3 . شیمیدان های نامی اسلام-امام جعفر صادق علیه السلام -ابن سینا ، حس . ضد یخ . ضرب المثل های شیمی . طریقه پاک کردن واز بین بردن انواع لکه ها . طلا-پلاتنین . ظرف مناسب برای پخت غذا کدامند؟ . عسل یا( داروهای آرامبخش ،داروهای شیمیایی یا آنتی بیوتیک های شیمی . علت سوزش و اشک هنگام خرد کردن پیاز . عناصر باهم بودن را دوست دارند! . عنصر آرگون ،در جدول تناوبی با نشان Ar، و عدد اتمی 18 قرار گرفته . عنصر شیمیایی جدید در جدول تناوبی-آیوپاک- عنصر . عوارض دکلره کردن مو . عوارض لامپ کم مصرف از نظر شیمی . عکس . فواید نوشابه گازدار . قانون بویل . قران . کنکور . گاز . گاز شهری (TOWN GAS) . گامی ‌دیگر برای به خدمت درآوردن انرژی اتم . لانتان ،آکتنیم،تالیف کتب درسی شیمی ،جدول تناوبی سال دوم دبیرستان . لایه اوزون چیست؟ . لایه اوزون-cfc . لاک ناخن از نظر شیمی . مزایا ومضرات استفاده از گاز نیتروژن در تایر خودرو . مزایای نمک دریایی نسبت به نمک‌های معمولی . معرفی دانشمندان شیمی . مقالات انرژی هسته ای-راکتور-اورانیوم . مقالات شیمی . مواد تشکیل دهنده شامپو . نانو . نرم افزار ISIS/Draw برای رسم مولکول های سخت شیمی . نفت خام . نمونه سوال . نمونه سوال شیمی سال اول-نمونه سوال شیمی سال دوم-نمونه سوال شیمی . نمک حمام چه فوایدی دارد؟ . نوبل شیمی . هرپایه . هشدار یک شیمیست به کسانی که رژ لب میزنن . همه چیز درباره استفاده صحیح از جواهر -جواهرآلات- بهترین روش تم . وبلاگ شیمی وزندگی اگر در یافتن مطلب در گوگل با مشکل روبه رو شدید . وطنم ایران . یخ خشک-کاربردهای یخ خشک چیست؟ . کلید سوالات شیمی 3شهریور 93 . سوالات شیمی 3 دی 88 . سوالات شیمی 3-خرداد89- با جواب -سوالات شیمی 3خرداد89 . سوالات شیمی(3)و آزمایشگاه دی 90 . سوالات وجواب شیمی 1شهریور1389 . سوالات وجواب شیمی 3 شهریور1389 . سوالی که دانش آموز در کلاس از من پرسید(جایگزین تترا اتیل سرب در . شامپوی خوب-آداب شامپو زدن . شبکه های بلوری . شعاع اتمی گالیم،چرا شعاع اتمی گالیم از آلومینیوم کم تر است؟ . شهریور93 . 10 استفاده غیرمعمول از نمک . 2009 برای کشف اسرار مولکولی حیات . آب اکسیژنه- H2O2 . آب قند به جای بنزین . آب -کشش سطحی- ظرفیت گرمایی . آب هم می تواندمشکل زاباشد . آرایش الکترونی اتمها-اوربیتال-ساختار اتم هاومولکول ها - . آزمایش . شیمی (3 ) وآزمایشگاه . شیمی (3) و آزمایشگاه . شیمی (3) و آزمایشگاه دی ماه 94 . شیمی (3) و آزمایشگاه -شیمی 3خرداد 93 همراه با جواب وپاسخ نامه،دا . شیمی (3)و آزمایشگاه ، دی ماه 1393 .اخرین امتحان در سال 1393 . شیمی ،دبیرستان،شیمی 3،امتحان نهایی،شهریور 94 . شیمی 3،خرداد94،کلید سوالات شیمی3 . شیمی 3دی ماه 95 با پاسخنامه . شیمی آلی -شیمی آلی در زیست شناسی وژزشکی . شیمی درس شیرین زندگی!!! . شیمی دی ماه 89 سوم دبیرستان . شیمی رنگ . شیمی و نان . شیمی(3) و آزمایشگاه . شیمی(3) و آزمایشگاه خرداد92 . شیمی(3) و آزمایشگاه -شهریور95- شیمی3 . شیمی(3) و آزمایشگاه -شهریور96-شیمی . شیمی(3) و آزمایشگاه شهریور 92 . شیمی(3) و آزمایشگاه، دی 92 شیمی سال سوم . شیمی(3) و آزمایشگاه-شهریور96-شیمی-دبیرستان- . ابتلا به بیماری با غذاهای رنگی شیمیایی . اتم . اتیلن کلیگول ، مهمترین سیال در مایعات خنک کننده . اربیتال اتمی،اربیتال هیبریدی و اربیتال مولکولی . از شیمی آموختم که ... . ازهررشته . اطلاعات ارزشمند در مورد طلا . الماس-گرافیت-فولریت-سختی الماس . امتحان . امتحان نهایی ازهردرسی . امتحان نهایی شیمی 3دی 88 . انرژی هسته ای . انرژی هسته ای به زبان ساده . انعقاد آب . انیمشن شیمی 3 برای سال سوم دبیرستان . انیمیشن پیش دانشگاهی . انیمیشن های شیمی 2 . براق کردن طلا و جواهر -نحوه تشخیص اصل یا تقلبی بودن طلا . پانزده نکته جالب در مورد عطرها و ادکلن ها . پر کردن دندان و مسمومیت با جیوه؟ . پیوند کووالانسی . پیوندیونی . تجربی و ریاضی . تجلی وحدت . تقارن . تماشای آنلاین تلویزیون . تکمیل شدن سطر هفتم جدول تناوبی عناصر (جدول مندلیف) . جدول تناوبی با تمام امکانات . جدول تناوبی بسیار زیبا با تمام امکانات . چگونگی تشکیل پیوند کووالانس وانرژی پیوند . چند حالت برای مواد داریم ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟ . چند نکته در مورد گاز مونو اکسیدکربن . خرداد95 . دانش آموز . دانش آموزان چهارم ریاضی (پیش دانشگاهی )و من . دانشمندشیمی . دانلود سوالات امتحان نهایی شیمی دی 91 . دانلود سوالات شیمی 1 اول دبیرستان هماهنگ کشوری سال 89 . دانلود سوالات شیمی(3)خرداد90 . دبیر . درباره عطر . دستمال چگونه نمی سوزد؟ . دوغ، نوشیدنی پرفایده و سالم . رابطه قران وشیمی . راز کشش سطحی آب . راه تشخیص رب گوجه فرنگی تقلبی . راههای تمیز کردن نقره و طلا و جواهرات . رژلب را نخورید . رسم ساختار لوویس مولکول ها-ساختار لوویس . زیاد آب معدنی نخورید- . سؤالات و کلید اولیه گروههای آزمایشی علوم ریاضی و فنی،‌علوم تجربی . سئوالات کنکورسال 1388 . سایت سنجش را از وبلاگ شیمی وزندگی ببینید . سختی آب و انواع آن . سمی . سوالات امتحان نهایی سوم دبیرستان شیمی دی ماه 89 . سوالات امتحانی شیمی 3و1 در سالهای مختلف -سوالات شیمی 1 درشهریور .
جستجو در صفحه

لوگوی دوستان
خبر نامه