هیجان‌انگیزترین و مهم ترین اتفاقات فیزیک در سال ۲۰۱۷

0

در نخستین روز سال ۲۰۱۸، ضمن تبریک سال نو میلادی، از شما دعوت می‌کنیم تا برای مرور مهم ترین اتفاقات فیزیک در سال ۲۰۱۷ با دیپ لوک همراه باشید…

مشاهده‌ی برخورد ستاره‌های نوترونی

بله! این موضوعی بود که درباره آن فقط صحبت می‌شد بدون اینکه شاهدی برای وجود یا رخداد آن در دسترس دانشمندان باشد. برخورد بین دو ستاره‌ی نوترونی برای اولین بار و با استفاده از امواج گرانشی، به شکل دقیقی توسط دانشمندان مشاهده و ثبت شد. این فوق العاده است!

یک میهمان بین ستاره‌ای!

مشاهده‌ی سیارک‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار در منظومه‌ی شمسی، پدیده‌ی جدیدی نیست و ستاره‌شناسان همیشه در حال مشاهده آن‌ها هستند، اما این یکی خاص بود، دانشمندان برای اولین بار، یک سیارک یا یک ستاره دنباله‌دار را مشاهده کردند که متعلق به منظومه‌ی شمسی نبود، بله! درست متوجه شدید یک ستاره یا سیارک متعلق به منظومه‌ای دیگر مهمان کهکشان ما بود! هنگامی که دانشمندان شروع به مطالعه آن کردند، شگفت‌انگیزتر نیز شد، سیارکی با شکل عجیب و غریب با هسته یخی که احتمالا صدها میلیون سال برای رسیدن به منظومه‌ی ما در سفر بوده است.

دورترین نقطه فضا کجاست؟

تصور دورترین نقطه قابل مشاهده در کهکشان راه شیری از دید ما واقعیت بسیار بعیدی به نظر می‌رسید، اما خبر‌های بسیار هیجان‌انگیز حاکی از این بود که اخترشناسان توانسته‌اند فاصله‌ی یک گروه از ستارگان را ۶۶،۰۰۰ سال نوری دورتر و در طرف دیگر کهکشانمان اندازه‌گیری کنند.

فاصله

 

ستاره Tabby همچنان مرموزتر می‌شود!

KIC 8462852 که به عنوان ستاره Tabby شناخته می‌شود، از زمان کشف آن در سال ۲۰۱۵، با ویژگی‌های مرموز خود دانشمندان را متحیر کرده و همچنان این کار را ادامه می‌دهد. در سال ۲۰۱۷ دانشمندان کشف کردند این ستاره که الگوی تابش آن در ستاره‌ی دیگری مشاهده نشده، این کار را طولانی‌تر از آنچه تصور می‌شد، انجام می‌دهد. این یافته‌ی دانشمندان، مشکل اساسی تمام فرضیه‌هایی است که برای این ستاره درنظر گرفته شده است.

انسان دوباره به ماه می‌رود!

۴۵ سال از آخرین سفر یک انسان به ماه می‌گذرد. یوجین سرنن (Eugene Cernan) در سال ۱۹۷۲ موفق به فرود روی ماه شده بود، اما قرار نیست ماه بیش از این تنها باشد! معاون رئیس جمهور ایالات متحده آمریکا در ماه جاری اعلام کرد دولت ایالات متحده قصد فرستادن انسان به ماه را دارد.

پیشرفت‌های جدید در شناسایی انفجارهای سریع رادیویی

انفجار سریع رادیویی یکی از مهمترین معماهای پیش روی دانشمندان است. آن‌ها سیگنال‌های رادیویی بسیار قدرتمندی هستند که طول عمری در حد میلی‌ثانیه دارند. این سیگنال‌ها قابل پیش‌بینی یا تشخیص نیستند. در سال جاری، برای نخستین بار چنین انفجارهایی دو بار از یک مکان، مشاهده شدند. این اتفاق عجیب به دانشمندان این امکان را داد تا با ثبت مشاهدات جدید، سعی در یافتن منشا این امواج نمایند. اگرچه هنوز اطلاعات زیادی در اختیار دانشمندان قرار ندارد، اما این یک گام رو به جلو برای حل معماست.

مرگ غم‌انگیز کاسینی 

کاسینی (Cassini) به مدت ۱۳ سال، تنها کاوشگر سیاره زحل بود که می‌توانست در اطراف زحل گردش کرده و اطلاعات بی‌شماری را از این سیاره حلقه‌دار و ماه‌های حیرت انگیز اطراف آن (و برخی عکس‌های خارق العاده) برای ما ارسال کند. ۱۵ سپتامبر پایانی بر ۱۳ سال ماموریت این کاوشگر دوست داشتنی اما پر تلاش بود. کاسینی در حالی که در حال انجام آخرین ماموریت خود بود، در درون زحل فرو رفت و برای همیشه خاموش شد!

خورشید و مهمانی

خورشید درخشان ما، همواره در حال سوختن و انفجار بوده، اما قدرتمندترین انفجار خورشیدی ثبت شده در ۱۲ سال اخیر در سال ۲۰۱۷ ثبت شد. قدرت این انفجار به حدی بود که به برخی از تکنولوژی‌های ارتباطی روی زمین ضربه زده و باعث ایجاد شفق‌های حیرت‌انگیز شد. مردم ایالات متحده پس از سال ۱۹۱۸، در ماه اوت امسال برای نخستین بار خورشید گرفتگی کامل را در سراسر این کشور مشاهده کردند.

باز هم اثبات گرانش!

۱۰۰ سال پس از ازائه نظریه نسبیت عام توسط اینشتین، دانشمندان همچنان در حال اثبات مسائلی هستند که به درستی توسط او بیان شده است. در سال ۲۰۱۷، اختر فیزیکدانان بیان کردند که میزان انحراف محاسبه شده در مدار یک ستاره در اطراف یک سیاهچاله با نظریه‌ نیوتنی سازگار نیست، اما کاملا با نظریه‌ی انیشتین منطبق است.

مشاهده‌ی سیاهچاله‌های دوتایی عظیم

به لطف کشف امواج گرانشی، وجود سیاهچاله‌های دوتایی به اثبات رسید، اما ایده‌ی وجود سیاهچاله‌های فوق العاده بزرگ دوتایی تاکنون تنها به صورت نظری معتبر بود. در سال ۲۰۱۷ دانشمندان موفق به کشف و مشاهده‌ی یک سیاهچاله دوتایی فوق العاده بزرگ شدند که در اثر ادغام بین دو کهکشان (که هر کدام دارای یک سیاهچاله فوق العاده در مرکز خود بودند) ایجاد شده بود.

اندازه‌گیری جرم یک ستاره با استفاده از گرانش

از نظر اینشتین، اندازه‌گیری جرم یک ستاره با توجه به کمبود ستارگان در جهت مناسب، امری غیر ممکن بود، اما به لطف لنز گرانشی و استفاده از تفکیک زاویه‌ای تلسکوپ فضایی هابل، ستاره‌شناسان موفق به کشف یک ستاره از میان یک میلیون ستاره‌ی مورد بررسی شدند که به آن‌ها اجازه داد برای نخستین بار،  وزن یک ستاره را با استفاده از جاذبه اندازه‌گیری کنند.

 

سلام به زندگی فرازمینی!

TRAPPIST-1 تنها ستاره قابل سکونت شناخته شده نیست. با کشف سیاره LHS 1140b که ۴۰ سال نوری از ما فاصله دارد، امکان وجود حیات نیز در این سیاره بررسی و این سیاره به عنوان یکی از بهترین کاندیداهای سکونت فرازمینی معرفی شد. همچنین ستاره‌شناسان در ماه نوامبر، از کشف سیاره‌ی Ross 128 b، در فاصله‌ی ۱۱ سال نوری، به عنوان سیاره‌ای بسیار شبیه به زمین خبر دادند. سیگنال‌های مرموزی از این سیاره در سال جاری ثبت شد که در برخی از ارتباطات زمینی اختلال ایجاد کرد. پس زیاد خوشحال نشوید! باید منتظر بمانیم و ببینیم آیا سیاره دیگری دارای نشانه‌های زیستی است؟!

تصاویر ثبت شده توسط EHT

اگرچه امکان مشاهده سیاهچاله‌ها وجود ندارد، اما امکان ثبت تصویر از آن‌ها وجود دارد. به این منظور، گروهی از دانشمندان از مناطق مختلف جهان در سال ۲۰۱۷  برای مشاهده سیاهچاله‌‌ها، مجموعه‌ای از تلسکوپ‌ها به نام تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope)، را به مدت ۵ شب بر روی یک سیاهچاله متمرکز کردند.هدف آن‌ها این بود که ببینند آیا می‌توانند، برای اولین بار تصویری از افق رویداد یک سیاهچاله ثبت نمایند. ما هنوز منتظر نتیجه هستیم و هنوز در ابتدای راه قرار داریم. امیدوارم بتوانیم نتایج آن را در اوایل سال آینده ببینیم.

آزمایش اولین لیزر توپولوژیکی

با اسفاده از لیزر هندسی امکان ایجاد هرگونه حفره لیزری برای دانشمندان فراهم شده است. این دستگاه جدید، مجهز به یک منبع نوری مارپیچ اطراف یک حفره است که فاقد هرگونه پراکندگی نوری است (رفتاری مشابه حرکت الکترونها در سطح یک عایق توپولوژیک). این لیزر جدید در طول موج‌های مخابراتی عمل کرده و می‌تواند منجر به بهبود مدارهای فوتونی شود و یا حتی اطلاعات کوانتومی را از پراکندگی محافظت کند.

ایجاد ایزوتوپهای پرتوزا با رعد و برق!

یکی از جالب‌ترین اتفاقات فیزیکی امسال کشف شواهدی جدید از اثر رعد و برق در ایجاد ایزوتوپ‌های پرتوزا در زمین است. توانایی رعد و برق‌های شدید در ایجاد نوترون‌ها و اشعه‌ی گاما از قبل برای دانشمندان اثبات شده بود. دانشمندان معتقدند که از واکنش میان این اشعه‌ها و هسته‌های اتم‌های نیتروژن موجود در جو زمین، امکان تولید هسته‌های پرتوزا نیز وجود دارد. گروهی از دانشمندان برای اثبات این ادعا، یک دقیقه پس از رخ دادن رعد و برق شدید در جو زمین، سیگنال‌های اشعه گاما را که به دلیل واپاشی هسته‌های موجود در جو ایجاد شد، اندازه‌گیری نمودند. این اندازه‌گیری‌ها شاهدی بر تولید هسته‌های پرتوزا مانند ۱۳N است.

میکروسکوپ‌های با وضوح بسیار بالا

گروهی از دانشمندان موفق به ساخت میکروسکوپ‌های با وضوح و قدرت تفکیک بسیار بالا شده‌اند که توانایی ردیابی مولکول‌های زیستی را در سلول‌های زنده و به طور لحظه‌ای دارند. این تکنیک جدید که به MINFLUX معروف است، به نوعی ادغام کننده‌ی دو تکنیک برنده‌ی جایزه‌ی نوبل است. MINFLUX تصاویری در ابعاد نانومتر را با وضوح و سرعت بسیار بالاتری فراهم می‌کند و علاوه بر این، میزان نشر فوتون ها در این تکنیک نیز کمتر از تکنیک‌های مشابه قبلی است.

ارتباطات کوانتومی بدون جابجایی ذرات

در سال ۲۰۱۷ گروهی از دانشمندان به شکل نظری و آزمایشگاهی، موفق به انتقال اطلاعات با استفاده از فیزیک کوانتومی و بدون تبادل ذرات شدند. از سالها قبل، طرح مخابرات کوانتومی بدون نیاز به انتقال ذره فیزیکی، توسط گروهی از دانشمندان پیشنهاد شده بود. اگرچه امکان چنین پدیده‌ای مورد تشکیک دانشمندان بود، اما بالاخره گروهی از فیزیکدانان، موفق به انتقال یک عکس ساده بدون مداخله (تقریبا) هیچ فوتونی در این فرایند شدند.

اشعه‌های کیهانی با انرژی فوق العاده بالا با منشا فرا‌کیهانی

گروهی از دانشمندان نشان دادند که اشعه‌های کیهانی با انرژی فوق العاده بالا، از جایی خارج از کهکشان راه شیری ساطع می‌شوند. برای دهه‌ها، اخترفیزیکدانان معتقد بودند منبع اشعه‌های کیهانی با انرژی بیش از ۱EeV (یعنی ۱۰۱۸ الکترون ولت) می‌تواند به دلیل جهت ورود این ذرات باشد. این امر برخلاف اشعه‌های کیهانی با انرژی پایین است که از تمام جهات و پس از انحراف توسط میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری، ساطع می‌شوند، اما حالا، آشکارسازهای ذرات موجود در آرژانتین، سرعت رسیدن اشعه‌های کیهانی با انرژی فوق العاده بالا در نیمی از آسمان زمین را سریعتر از نیمه‌ی دیگر آن شناسایی کرده است. علاوه بر این، بررسی‌های بیشتر در مرکز کهکشان راه شیری پیشنهاد می‌کند که منشا این اشعه‌ها جایی خارج از راه شیری است.

ساخت بلورهای زمانی

مانند بلورهای معمولی که محور تقارنی خود را به طور خود به خودی از دست می‌دهند، بلورهای زمانی (Time crystals) نیز خود به خود تقارن زمانی‌شان را دست می‌دهند. اولین بلور‌های زمانی، از پنج سال پیش پیش‌بینی شده بودند و در حال حاضر دو سیستم مبتنی بر اسپین با خواص شبیه به بلورهای زمانی ایجاد شده است. میخاییل لوکین از دانشگاه هاروارد از نقص‌های اسپینی موجود در الماس برای ایجاد بلورهای زمانی استفاده کرده است.

اندازه‌گیری تداخل سه فوتونی

یکی دیگر از پدیده‌های فیزیکی جالبی که توسط فیزیکدان در سال ۲۰۱۷ مورد بررسی قرار گرفت، اندازه‌گیری تداخل کوانتومی سه فوتون بود. مشاهده این اثر بسیار دشوار است، زیرا می‌بایست همزمان سه فوتون غیر قابل تشخیص را در محل یکسانی قرار داد و همچنین از حذف اثرات تداخل تک فوتونی و دو فوتونی در اندازه‌گیری اطمینان حاصل کرد. این روش علاوه بر ارائه بینش عمیق در اصول مکانیک کوانتومی، می‌تواند در رمزنگاری کوانتومی و شبیه‌سازهای کوانتومی مورد استفاده قرار گیرد.

  • منبع ۱: futurism
  • منبع ۲: physicsworld
  • لینک کوتاه این مطلب: https://goo.gl/tdBLFD

دکترای شیمی معدنی از دانشگاه فردوسی مشهد علاقه مند به بیو شیمی معدنی و شیمی محاسباتی مخصوصا بررسی نقش فلزات در سیستم های زیستی مانند نقش آهن در تالاسمی!

ارسال نظر