جستجوي پيشرفتهبرو جستجو
ارتباط با ماآرشيوشناسنامه صفحه اصلي
تاریخ 1396/02/13 - روزنامه سراسري صبح ايران(چهارشنبه) نسخه شماره 5543


چرا سرعت نور اينگونه است؟


استفاده از باکتري براي فرآوري طلا

به همت دانشمند ايراني دانشگاه کوماموتو انجام شد
استخراج سوخت زيستي کم انرژي و سريع از ريزجلبک


عجيب و جالب


آيا مي دانيد؟


 چرا سرعت نور اينگونه است؟ 

سرعت نور در خلأ برابر با 299.792.458 متر بر ثانيه است؛ دانشمندان نهايتأ در سال 1975 با اين رقم به توافق رسيدند – اما چرا اين رقم را تصويب کردند؟ و چرا اين رقم اهميت دارد؟

سرعت نور در خلأ برابر با 299.792.458 متر بر ثانيه است

پاسخ به اين سئوالات ما را به يک سفر جالب در اعماق فضا، زمان، فيزيک و اندازه گيري مي برد و اما داستان هنوز گفته نشده است. مطالعات مدرن سرعت نور را براي اولين بار مورد پرسش قرار مي دهند. براي شروع بهتر است تاريخ را مرور کنيم: در ابتداي قرن هفدهم، عموم بر اين باور بودند که نور سرعت ندارد و فقط به طور آني ظاهر مي شود.

در قرن شانزدهم، اين ايده به طور جدي به چالش کشيده شد. در وهله ي نخست دانشمندِ هلندي آيزاک بکمان در سال 1629 يک سري آينه را در اطراف انفجارات باروت قرار داد تا ببيند آيا مشاهده کنندگان هيچگونه اختلافي را در لحظ? ظاهر شدنِ جرقه ي نور تشخيص مي دهند يا خير. متأسفانه اين نتايج براي بکان و علم قانع کننده نبودند، اما در سال 1676 يک ستاره شناس دانمارکي به نام اوله رومر تغييرات عجيبي را در زمان ماه گرفتگيِ يکي از قمرهاي مشتري در طول يک سال تشخيص داد.

آيا اين تغييرات به اين خاطر بودند که وقتي زمين دورتر باشد نور زمان بيشتري را لازم دارد تا از مشتري سفر کند؟ رومر اين چنين تصور کرد و محاسبات دقيقش سرعت نور را تقريبأ 220 هزار کيلومتر بر ثانيه اندازه گيري کردند – اين تخمين اصلأ بد نيست، به ويژه با توجه به اينکه داده هاي او در مورد اندازه هاي سياره همگي دقيق نبودند. آزمايشات بيشتر بر روي سياره مان با استفاده از پرتوهاي نور دانشمندان را به عدد درست نزديکتر کردند و سپس در ميانه ي دهه ي 1800، فيزيکدان جيمز کلرک مکسول معادلات مکسول خويش را معرفي کرد – روش هاي اندازه گيري ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي در خلأ.

معادلات مکسول خواص الکتريکي و مغناطيسيِ فضاي خالي را تثبيت کردند و پس از اينکه مشخص شد سرعت موج تابش الکترومغناطيسيِ فاقد جرم خيلي نزديک به سرعت فرضيِ نور است، مکسول بيان کرد که ممکن است آنها دقيقأ با هم انطباق داشته باشند. به نظر مي رسد مکسول درست گفته باشد و براي اولين بار توانستيم سرعت نور را بر اساس ثابت هاي ديگر در جهان اندازه گيري کنيم

خلأ با ذرات ابتدايي که به سرعت ايجاد شده و از بين مي روند پر شده است

در عين حال، کار مکسول به شدت نشان مي داد که نور به خودي خود يک موج الکترومغناطيسي است و پس از تأييد اين ايده، آلبرت انيشتين در سال 1905 به عنوان بخشي از نظريه نسبيت خاص خود به آن پرداخت. امروزه، سرعت نور يا c به عنوان سنگ بناي نسبيت خاص در نظر گرفته مي شود – برخلاف فضا و زمان، سرعت نور ثابت است و مستقل از مشاهده کننده عمل مي کند. بعلاوه، اين ثابت زيربناي درک ما از جهان است. اين ثابت با سرعت امواج گرانشي انطباق دارد و بله، اين همان c در معادل? معروف E=mc2 مي باشد.

فقط دانش مکسول و انيشتين را درباره ي سرعت نور در اختيار نداريم. دانشمندان نور را با برگرداندنِ ليزرها از اشيا و مشاهده عملکرد گرانش در سياره ها اندازه گيري کرده اند و تمام اين آزمايشات به يک رقم يکسان دست يافته اند. هرچند، به لطف نظريه کوانتوم (شاخه اي از فيزيک که بيان مي کند جهان به آن اندازه که تصور مي کنيم ثابت نيست)، داستان به اينجا ختم نمي شود.

نظريه ميدان کوانتوم مي گويد که خلأ هرگز واقعأ خالي نيست: خلأ با ذرات ابتدايي که به سرعت ايجاد شده و از بين مي روند پر شده است. اين ذرات موج هاي الکترومغناطيسي را ايجاد مي کنند و مي توانند تغييراتي را در سرعت نور ايجاد کنند. مطالعات بر روي اين ايده ها همچنان ادامه دارند و يک روش قطعي را براي آن پيدا نکرده ايم. در حال حاضر، سرعت نور به همان اندازه اي که قرن ها بوده باقي مي ماند و ثابت است…

منبع: bigbangpage.com - sciencealert.com


 استفاده از باکتري براي فرآوري طلا 

 
باکتري‌هاي فلزساز مي‌توانند به فراوري بهتر سنگ معدن طلا، رديابي معادن، بازيافت وسايل الکترونيکي و کشف نهشت‌هاي جديد مواد معدني کمک کنند.

به گزارش ايسنا و به نقل از ساينس ديلي، محققان دانشگاه آدلايد بيش از 10 سال به بررسي نقش ميکروارگانيسم‌ها در تغيير و تبديل طلا پرداخته و به نتايج تازه‌اي در اين زمينه دست پيدا کرده‌اند.

طلا در سطح زمين در آب حل و پراکنده ‌شده و مجددا به صورت ترکيب فلزي تغليظ مي‌شود. اين سفر پر فراز و نشيب چرخه زيست-زمين –شيميايي طلا نام دارد. حالا محققان براي اولين‌بار نشان داده‌اند که اين چرخه چقدر زمان مي‌برد و اميدوارند که در آينده بتوانند روند اين چرخه را سريع‌تر کنند.

طلاي اوليه تحت فشار و دماي بسيار بالا در اعماق زمين ساخته و با معدن‌کاوي از نهشته‌هاي اوليه بسيار بزرگ همچون سوپرپيت‌هاي کالگوريل استخراج مي ‌شود.

دکتر فرانک ريت، محقق دانشکده علوم زيستي دانشگاه آدلايد گفت: در اين محيط طلاي اوليه از طريق هوازدگي بيوشيميايي راه خود را به سمت خاک‌هاي سطحي، رسوبات و مسيرهاي آبي پيدا مي‌کند و در نهايت وارد اقيانوس‌ها مي‌شود. باکتري‌ها مي‌توانند موجب حل شدن اين طلا در آب و تغليط دوباره آن شوند. اين فرايند باعث مي‌شود بخش اعظم نقره حذف شده و فلز طلا تشکيل شود.

وي ادامه داد: ما مي‌دانستيم که اين فرايند به طور طبيعي رخ مي‌دهد اما براي اولين‌بار نشان داديم که اين واکنش‌ها تنها در عرض چند سال تا چند دهه رخ مي‌دهد. اين زمان در مقياس زمين‌شناسي به اندازه يک پلک زدن است.

ريت افزود: اين نتايج واقعا ما را شگفت‌زده کرده است و مي‌تواند کاربردهاي جالبي داشته باشد. از جمله اين که براي بهينه‌سازي فرايند استخراج طلا از سنگ معدن طلا و پردازش دوباره بقاياي معادن قديمي و بازيافت وسايل الکترونيکي به کار رود. اين کاربردها امروزه از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه و سودبخش‌ هستند.

اين مقاله که در Chemical Geology منتشر شده پنج مرحله از چرخه زيست-زمين-شيميايي طلا را نشان مي‌دهد. تخمين زده مي‌شود که هر مرحله بين 3.5 تا 11.7 سال و در مجموع 18 تا تقريبا 60 سال طول مي‌کشد تا طلاي ثانويه ساخته شود.

شناخت اين چرخه با پيدا کردن نهشت‌هاي طلاي حل نشده يا ايجاد روش‌هاي فراوري جديد به کشف معادن طلا کمک مي‌کند.


 به همت دانشمند ايراني دانشگاه کوماموتو انجام شد
 استخراج سوخت زيستي کم انرژي و سريع از ريزجلبک 

 دانشمندان در ژاپن به رهبري پروفسور ايراني موفق به استخراج سوخت زيستي، سريع و پايدار از ريزجلبک شدند.

به گزارش ايسنا و به نقل از ساينس ديلي، اين مطالعه در دانشگاه کوماموتو به رهبري حميد حسيني و همکاري بهاره حسيني و ديگر محققان انجام شد.

ديزل سوختي که از ريزجلبک استخراج مي­‌شود، به عنوان جايگزيني براي سوخت­‌هاي فسيلي مايع در حال تبديل­ شدن به عنصر مهمي در حوزه انرژي زيستي است.

اين ماده هنگام سوختن به همان اندازه نفت دي­‌اکسيدکربن آزاد مي­‌کند، با اين حال، چون دي­‌اکسيدکربن آزاد شده از ديزل زيستي به تازگي توسط فتوسنتز از جو حذف شده، اين ماده گاز گلخانه­‌اي را افزايش نمي­‌دهد.

تحقيقات انجام شده نشان داده­ ريزجلبک­‌ها درصد بالايي از توده زيستي ­خود را به نفت قابل استفاده تبديل مي­‌کنند.

در حال حاضر يکي از بزرگ­ترين موانع در جايگزين­ کردن ديزل توسط ديزل زيستي هزينه توليد آن است. سوخت­‌هاي فسيلي هنوز ارزان­تر از سوخت­‌هاي زيستي­‌اند بنابراين دانشمندان به دنبال ارائه پيشرفت­‌هاي مهم در کارآيي بهتر و به صرفه­‌تر فرآيند توليد ديزل زيستي هستند.

به تازگي محققان دانشگاه کوماموتو تلاش‌­هايي را براي کاهش دادن هزينه توليد ديزل زيستي صورت داده‌­اند.

حميد حسيني و تيم علمي­ از ميدا­ن­هاي الکتريکي پالسي (PEF) براي استخراج کردن هيدروکربن­‌ها از ريزجلبک استفاده کردند. يک ميدان الکتريکي پالسي ميلي يا ميکروثانيه­‌اي معمولا براي ضعيف­ کردن ديواره­‌هاي سلولي و افزايش نفوذپذيري به کار مي­‌رود که اين امر استخراج عناصر موجود در داخل سلول را ممکن مي­‌کند.

با اين حال دانشمندان دانشگاه کوماموتو از يک ميدان الکتريکي پالسي نانوثانيه­‌اي (nsPEF) براي متمرکز کردن آن بر روي ماتريس ريزجلبک (به جاي سلول) بهره بردند. در مقايسه با ميدان­‌هاي الکتريکي پالسي ميلي يا ميکروثانيه­‌اي، يک ميدان الکتريکي نانوثانيه­‌اي حتي در ولتاژهاي بالا از انرژي کمتري استفاده مي­‌کند و مانند شيوه­‌هاي سنتي استخراج نفت هزينه­‌بر يا مخرب نيست.

محققان با استفاده از nsPEF چندين آزمايش را روي ريزجلبکي موسوم به Botryococcus braunii (Bb) انجام دادند تا ميدان الکتريکي بهينه، ميزان انرژي مورد نياز و همچنين فرکانس تکرار پالس براي استخراج هيدروکربن را تعيين کنند. آن­ها در نهايت موفق به استخراج سوخت زيستي، سريع و پايدار از ريزجلبک شدند.

همچنين مشخص شد فرکانس پالس تقريبا هيچ تاثيري بر روي درصد استخراج نداشت. اين بدين معناست که مي­‌توان به سرعت مقادير بالاي هيدروکربن را براي سامانه‌­هاي صنعتي و بزرگ استخراج کرد.

حميد حسيني گفت: شيوه جديد تا حدودي غيرمخرب هست و ريزجلبک­‌ها قادرند پس از پايان فرآيند استخراج، کلوني­‌هايشان را بازسازي کنند.

دانشمندان اميدوارند اين فناوري، توليد سوخت زيستي را به عنوان منبع انرژي پاک مناسب ارتقا دهد.

جزئيات اين مطالعه در نشريه Biotechnology for Biofuels قابل مشاهده است.


 عجيب و جالب 

 محققان موتور پلاستيکي موشک ساختند

محققان دانشگاه ام اي تي نخستين موتور موشک تمام پلاستيکي را با استفاده از چاپگر سه بعدي ساختند.

به گزارش مهر به نقل از انگجت، اگر قرار باشد يک موشک با چاپگر سه بعدي ساخته شود، تصور همه برآن است که جنس آن بايد از فولاد باشد تا بتواند در برابر فشار مقاومت کند.درهمين راستا محققان MIT به طور موفقيت آميز نخستين موتور موشکي از جنس پلاستيک را به طور آزمايشي توليد کردند.

اين در حالي است که اصولا پلاستيک سريع ذوب مي شود و در مجاور هواي داغ توربين ها ضخامت آن کاهش يافته و به اندازه يک تار مو مي شود.

هرچند به نظر مي رسد اين روند دردسرساز باشد اما محققان آزمايش موتور پلاستيکي موشک را موفقيت آميز اعلام کرده اند. به طوريکه موتور چاپي توانست نيروي واقعي توليد کند و البته خسارت ناچيزي به گلوگاه موتور وارد شد. اما آزمايش دوم چندان خوب پيش نرفت. به هرحال محققان MIT تصميم داشتند از اين موتور يکبار استفاده کنند.

البته چاپ سه بعدي با فلز بسيار گرانبها است. بهاي چاپگر به تنهايي صدها هزار دلار هزينه دارد. به عنوان مثال چاپگر MIT حدود 13500 دلار هزينه داشت. با اين وجود براي گروهي از محققان فرصت ساخت موشکي با بودجه کم را فراهم کرد.

به نظر مي رسد سازمان هاي فضايي بزرگتر نيز براي کاهش هزينه ها از اين چاپگرها استفاده مي کنند، به خصوص براي موشک هايي که فقط يکبار مصرف هستند يا به سفرهاي طولاني مدت ارسال مي شوند.

به هرحال محققان به دنبال ساخت موتورهاي بزرگتر و مقاوم تر با چاپگرها هستند. آنها سعي دارند به تدريج موشک هاي قدرتمندي از پلاستيک بسازند.

آيا نور خورشيد موجب تغيير رنگ مو مي‌شود؟

متخصصان پوست و مو دريافتند گرماي خورشيد و اشعه UVبه موها آسيب مي‌رساند.

به گزارش ايسنا و به نقل از زي‌نيوز، کارشناسان بر اين باورند که موها در تابستان به علت تعريق بيش از حد و گرد و غبار آسيب مي‌بينند، اما نتايج مطالعات جديد نشان داده است اين گرماي خورشيد و اشعه UV است که به مو آسيب مي‌رساند و حتي منجر به تغيير رنگ آن نيز مي‌شود.

اين پزشکان در عين حال اظهار کردند: تعريق بيش از حد مو خوب نيست و منجر به چسبندگي و جذب گرد و غبار و آلودگي هوا مي‌شود. بنابراين، موها در تابستان نياز به مراقبت بيشتري دارند.

سلول‌هاي بنيادي ممکن است سرطان‌زا باشند

محققان دانشگاه هاروارد در بررسي‌هاي خود به اين نتيجه رسيدند که سلول‌هاي بنيادي ممکن است سبب ايجاد سرطان شوند.

به گزارش ايسنا و به نقل از انگجت، امروزه کاربردهاي فراواني براي سلول‌هاي بنيادي وجود دارد و تقريبا در تمام زمينه‌ها رد پاي اين سلول‌ها ديده مي‌شود.

حال، محققان دانشگاه هاروارد به اين نتيجه رسيده‌اند که اين سلول‌ها در مواردي ممکن است سرطاني باشند و به همين دليل بايد نظارت بيشتري بر روي اين سلول‌ها وجود داشته باشد.

محققان دانشگاه هاروارد آمريکا در بررسي‌هاي خود متوجه شدند که از 140 نمونه سلول‌هاي بنيادي که براي آزمايش ثبت شده بودند، پنج نمونه از سلول‌ها داراي جهش‌هاي سرطاني بوده و از دو نمونه نيز در طرح‌هاي درماني استفاده شده است.

بر اساس اعلام محققان، خوشبختانه درمان‌هاي اين بيماران منجر به سرطان نشده، اما خطري که وجود دارد، کاملا جدي است.

در حال حاضر حدود 20 سال از اولين کاربرد سلول‌هاي بنيادي براي درمان مي‌گذرد و در تمام اين سال‌ها اين خطر مورد غفلت واقع شده است.

براي جلوگيري از اين خطر محققان بايد در توالي دي.ان.اي‌هاي سلول‌هاي بنيادي به دنبال جهش‌هاي سرطاني بگردند که هزينه زيادي در پي دارد. به طور ميانگين هزينه اين بررسي براي هر ژنوم حدود هزار دلار است و احتمالا از سوي دولت آمريکا در آينده نزديک اجباري خواهد شد.


 آيا مي دانيد؟ 

 جبه زمين مي‌تواند کربن را از هوا جذب کند

اگر تلاش‌هاي انجام شده براي کاهش انتشارگاز گلخانه‌اي دي‌اکسيدکربن با شکست مواجه شود، در حالي که جهان رو به سمت گرم شدن است، آيا استراتژي جديدي براي نجات زمين وجود دارد؟

به گزارش ساينس، به گفته محققان، افزايش سرعت يک واکنش شيميايي که به طور طبيعي در سنگ‌هاي جبه اتفاق مي‌افتد باعث مي‌شود زمين چند تريليون تن دي‌اکسيدکربن از هوا جذب کند.هنگامي که سنگ‌ها از پوسته داخلي به سطح زمين مي‌آيند، خيلي سريع با جو و اقيانوس‌ها واکنش شيميايي انجام داده و دي‌اکسيدکربن را جذب مي‌کنند. پريدوتيت، سنگ آبي مايل به سبز با رگه‌هاي سفيد در جبه زمين قرار دارد (Peridotite) به طور معمول، اين سنگ‌ها در اعماق زمين بدون حرکت باقي مي‌مانند و از هرگونه واکنش شيميايي در امان هستند.

اما گاهي اوقات، برخورد بين صفحات تکتونيکي باعث مي‌شود اين سنگ به سمت بالا حرکت کند، به دليل اينکه پريدوتيت به طور طبيعي از نظر شيميايي ناپايدار است، با آب دريا، باران و جو واکنش نشان داده و دي‌اکسيدکربن را از جو و منيزيم را از آب مي گيرد و کربنات کلسيم توليد مي‌کند.

اين روند طبيعي در سراسر جهان وجود دارد. در کشور عمان از اين نوع سنگ‌ها به اندازه کافي وجود دارد، به‌طوريکه يک تريليون تن دي‌اکسيدکربن را جذب مي‌کنند. اما فعاليت‌هاي انساني باعث مي‌شود که در يک سال 38 ميليارد تن دي‌اکسيدکربن وارد جوشود.مشکلي که وجود دارد اين است که پريدوتيت با سرعت خيلي کم با دي‌اکسيدکربن موجود در جو واکنش نشان مي‌دهد. محققان با انجام آزمايش‎هاي متعدد به اين نتيجه رسيدند که سرعت اين فرآيند را مي‌توانند با افزايش فشار و دما تسريع کنند.

هک کردن مغز سربازان ارتش آمريکا براي ارتقاي مهارتهاي آن‌ها

وزارت دفاع امريکا در پي راه‌هايي براي ارتقاي هر چه سريعتر مهارت‌هاي نيروهاي خود است.

به گزارش ايسنا به نقل از ساينس الرت، براي بررسي اين امکانات، آژانس پروژه‌هاي تحقيقات پيشرفته دفاعي (DARPA دارپا) به تازگي بيش از حدود 50 ميليون دلار بودجه را در اختيار هشت تيم قرار داده تا به دنبال راه‌هايي براي چگونگي تحريک الکتريکي سيستم عصبي در جهت تسهيل يادگيري باشند.

هدف اين برنامه چهار ساله که (TNT) نام دارد، شناسايي روش‌هاي تحريک عصبي است که مي‌تواند سبب پلاستيسيته سيناپسيsynaptic plasticity شود.

پلاستيسيته سيناپسي عبارت است از علمي که به بررسي قابليت نورون‌ها براي تغيير توانايي‌هاي خود براي برقراري ارتباط با يکديگر مي‌پردازد.

هدف DARPA از راه‌اندازي برنامه TNT، افزايش روش‌هاي آموزشي موثر موجود براي مردان و زنان نيروهاي مسلح است تا پتانسيل کامل آنها را به کار گيرند.

اگر سرمايه‌گذاري بر روي اين روش موفقيت آميز باشد، تنها سربازان و جاسوسان از آن بهره نخواهند برد و مي‌توان استفاده از اين روش را گسترش داد.


 
سياسي
خبر دانشگاه
دانستني ها
پزشكي
استانها
انرژي
اقتصادي
اجتماعي
هنري
ورزشي
آگهي