Real Time Web Analytics وجود شبه‌ ذره انگولون به اثبات رسید! | دیپ لوک

وجود شبه‌ ذره انگولون به اثبات رسید!

0

مولکول‌­ها درون یک حلال چگونه می‌­چرخند؟ پاسخ دادن به این سوال مشکل است چون چرخش مولکول درون حلال، تحت تاثیر اتم‌های بسیار زیادی است که آن‌ ­را احاطه کرده ­اند. سالها بود که دانشمندان برای مدل کردن اثر متقابل مولکول-حلال، از شبیه‌­سازی‌­های بسیار گسترده‌ی کامپیوتری استفاده می‌­کردند، اما این روش بسیار زمان‌­گیر بود و حتی برخی اوقات، عملی نبود. حالا دانشمندان ثابت کرده‌اند که وقتی یک مولکول در ابرشاره هلیوم غوطه‌­ور می‌شود، شبه‌ ذرات انگولون (که دو سال پیش پیشنهاد شدند)، شکل می‌گیرند. این یک توصیف کوتاه و ساده از چرخش مولکول در حلال‌ها را ارائه می‌­دهد. نتیجه این پژوهش، در ژورنال Physical Review Letters منتشر شد. با دیپ لوک همراه باشید…

در فیزیک، مفهوم شبه‌ ­ذره به‌عنوان تکنیکی برای ساده­‌سازی توصیف سیستم­‌های بس ذره‌­ای به‌کار می‌­رود، یعنی، دانشمندان به‌­جای مدل­سازی برهمکنش‌های قوی میان تریلیون­ها ذره‌ی مجزا، اجزایی را مدلسازی می‌کنند که تنها به‌صورت ضعیفی با یکدیگر برهمکنش دارند. این اجزای سازنده همان شبه­‌ ذرات هستند و ممکن است شامل گروهی از ذرات شوند. مثلا برای توصیف حباب‌­های هوایی که از آب، بیرون می‌آیند، باید مجموعه‌ی­ بزرگی از معادلات مکان و اندازه حرکت هر یک از مولکول­‌های آب، حل شود، اما می‌­توان حباب­ها را مانند ذرات مجزا یا شبه ذراتی که توصیف ذره را بسیار ساده‌تر می‌­کنند، درنظر گرفت. به‌عنوان مثالی دیگر، یک اسب­‌سوار که در گرد و غبار محو شده را در نظر بگیرید. ما می­‌توانیم آن را بصورت شبه‌ ­ذره ای در نظر بگیریم که شامل خود اسب و ابری از گرد و غبار اطراف اسب است. با استفاده از این شبه ذره، درک اینکه چه اتفاقی رخ می‌­دهد، واقعا ساده­‌تر از بررسی هر ذره گردوغبار و یا اسب بصورت جداگانه خواهد بود.

مثال دومی که زدیم، شبیه چیزی است که دانشمندان، در این تحقیق انجام داده‌اند. دانشمندان به‌جای بررسی چرخش مولکول و تمامی اتم­هایی که آن­ها را احاطه کرده‌­اند، از دیدگاهی متفاوت و با استفاده شبه‌ ذره‌ی انگولون (angulon) به حل این مسئله پرداخته‌اند. شبه ­‌ذرات آنگولون که به هنگام اثر متقابل یک شی در حال چرخش با محیط اطرافش تشکیل می­‌شوند، دو سال پیش توسط Lemeshko و Schmidt و تنها به صورت نظری، پیش‌­بینی شده بودند. حالا محققان براساس داده­‌های تجربی که در دو دهه گذشته توسط چندین آزمایشگاه جمع­‌آوری شده، وجود این شبه ذره را ثابت کرده‌اند. تمام آزمایش‌ها یک نقطه مشترک داشتند و آن این بود که مولکول­‌های مختلف در حال چرخش در قطره‌­های کوچک ابرشاره هلیوم مشاهده شدند. نتایج نظری شبه ذره‌ی انگولون مستقل از مولکول­‌های مطالعه‌شده (چه سبک و چه سنگین مانند متان، آب، کربن یا آمونیاک) بوده و با نتایج اندازه‌­گیری‌ها سازگار است. این امر نشان می‌­دهد که شبه­‌ ذره‌­ انگولون درون قطره‌­‌های هلیوم تشکیل‌ می‌شود. Lemeshko  می­‌گوید:

در اولین پژوهش، ما آنگولون را به‌عنوان احتمالی برای توصیف چرخش مولکول­ها در سیالات پیشنهاد دادیم. اکنون ما مستندات معتبری ارائه کرده­‌ایم که شبه‌ذره انگولون واقعا وجود دارد. این امر، اساسا وجود نظریه‌ی بس­‌ذره‌­ای را ساده می­‌کند و می‌­تواند منجر به کاربرد‌های فراوانی در فیزیک مولکولی، شیمی نظری و حتی پزشکی شود.

مقاله اصلی را در زیر مشاهده کنید:

Download (PDF, Unknown)

لیسانس الکترونیک دارم و مشغول به تحصیل در مقطع فوق لیسانس در رشته نانوالکترونیک هستم. علاقمند به کوانتوم و کیهان شناسی- کوچکترین و بزرگترین دنیای فیزیک- هستم.

ارسال نظر

*