تبلیغات
مقالات علوم پایه
درباره ما
دوستان
آخرین مطالب
لینکستان
نظر سنجی
امكانات جانبی
 

دو پژوهشگر بتازگی از رویكردی نوین برای توصیف ماهیت و رفتار سیاهچاله‌ها استفاده كردند. در این رویكرد، از دو زبان مجزای فیزیك یعنی گرانش و مكانیك كوانتومی بهره گرفته شده است.

این رویكرد نوین، علاوه بر این‌كه راه را برای یافتن نظریه كوانتومی گرانش هموار می‌كند، می‌تواند به حل شدن برخی ابهامات در مورد سیاهچاله‌ها نیز كمك كند.

نظریه كوانتومی گرانش كه در واقع تركیبی از مكانیك كوانتومی و گرانش است، می‌تواند فرمولی واحد برای توصیف همه پدیده‌های خرد و كلان هستی ارائه دهد.

سیاهچاله‌ها همیشه معماهای بی‌پاسخ زیادی در خود داشته‌اند. براساس نظریه‌های موجود، سیاهچاله‌ها تبخیر می‌شوند و در دمای ثابتی از خود حرارت بیرون می‌دهند ولی هنوز علت این پدیده مشخص نیست.

همچنین بنا به دلایلی، هر قدر سیاهچاله‌ها كوچك‌تر می‌شوند، دمای آنها بالاتر می‌رود. نظریه نسبیت عام اینشتین كه رایج ترین نظریه در مورد گرانش است، معمول‌ترین راه برای توصیف سیاهچاله‌ها محسوب می‌شود. سیاهچاله‌ها در واقع ماهیتی بسیار چگال دارند و ممكن است وزنی معادل میلیاردها خورشید داشته باشند.

در این رویكرد نوین، پروفسور جورجی دوالی از موسسه سرن در سوئیس و پروفسور سزار گومز از دانشگاهی در اسپانیا تصمیم گرفتند از مكانیك كوانتومی برای تشریح سیاهچاله‌ها استفاده كنند.

مكانیك كوانتومی معمولا برای توصیف پدیده‌های در مقیاس بسیار كوچك مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اولین گام برای ترسیم چهره‌ای كوانتومی از سیاهچاله‌ها، توصیف آنها به صورت ذره است. در نظریه كوانتوم، ذرات اجزای تشكیل‌دهنده هستند. این دو پژوهشگر، گراویتون را همانند فوتون فرض كردند.

گراویتون ذره‌ای نظری و بدون جرم است كه عامل انتقال نیروی گرانشی دانسته می‌شود. این دو دانشمند این گونه استدلال كردند كه چون سیاهچاله‌ها، چگال‌ترین شیء شناخته شده‌اند، گراویتون‌ها را می‌بایست در آن تا حد امكان نزدیك به هم فرض كرد.

مكانیك كوانتومی چنین سیستمی را چگالیده بوز ـ اینشتین می‌نامد. در این حالت خاص، ذرات بسیار سرد بوده و در نزدیكی هم قرار دارند و همانند یك شیء مستقل كوانتومی رفتار می‌كنند و این مساله سبب می‌شود اثرات كوانتومی را بتوان با چشم غیرمسلح نیز مشاهده كرد.

این دو پژوهشگر با فرض كردن سیاهچاله‌ها به شكل سطلی پر از گراویتون‌هایی كه در كنار هم قرار دارند، توانستند به برخی ابهامات در خصوص سیاهچاله‌ها (مثلا تابش انرژی و داغ‌تر شدن هنگام تبخیر) پاسخ دهند.

هر یك از گراویتون‌ها به خاطر نوسان كوانتومی، انرژی لازم برای بیرون پریدن از سطل را می‌یابد. ناظری كه بیرون از سیاهچاله قرار دارد افزایش دمایی را مشاهده می‌كند كه در واقع این افزایش دما به خاطر انرژی گراویتون‌هاست.

هر قدر تعداد گراویتون‌های درون سطل كمتر باشد، این گراویتون‌های باقیمانده بیشتر به هم نزدیك می‌شوند و در نتیجه برای خروج گراویتون بعدی، انرژی بیشتری مورد نیاز است.

این توصیف كوانتومی را می‌توان با توصیف گرانشی از سیاهچاله‌ها در هم آمیخت و به این صورت فیزیكدانان قادر خواهند بود از یكی از آنها برای به دست آوردن اطلاعات بیشتر از دیگری استفاده نمایند. این مساله ممكن است به شكل‌گیری نظریه گرانش كوانتومی بینجامد.

پروفسور دوالی می‌گوید: «در این تصویر جدید از سیاهچاله‌ها، ویژگی‌های گرانشی گراویتون‌ها را به زبان مكانیك كوانتومی تبدیل كردیم. در واقع ما در حال ساخت نسخه كوانتومی از نظریه اینشتین هستیم».

اما برخی از دانشمندان روی خوشی به این مطالعه نشان نداده‌اند. جرارد هوفت از دانشگاه اوت‌رخت هلند یكی از آنهاست.

وی می‌گوید: «به نظر من سیاهچاله‌ها چیزی فراتر از مجموعه‌ای چگال از گراویتون‌ها هستند». اما دوالی بر این باور است كه ایده‌اش آنقدر جذاب است كه باید از سوی جامعه علمی جدی تلقی شود. (جام جم - ضمیمه سیب)

منبع: NewScientist




:: مرتبط با: نجوم ,
ن : آروین مردوخ پور
ت : جمعه 1391/05/13

 ضایعات غذایی، منبعی شگفت‌انگیز برای تولید سوخت‌های زیستی تجدید شدنی هستند. در این میان پوست پرتقال جایگاهی خاص دارد. سالانه در دنیا حدود 15.6 میلیون تن ضایعات از پوست‌كردن مركبات حاصل می‌گردد كه می‌توان از این ضایعات برای تولید سوخت‌های زیستی و نیز سایر محصولات نظیر حلّال‌ها، مواد رایحه‌دار، تصفیه‌كننده آب و سایر چیزهایی دیگر استفاده كرد.

یكی از مشكلات در صنایع غذایی تبدیلی كه از مركبات استفاده می‌كنند، این است كه نیمی از محصول مورد استفاده به ضایعات تبدیل می‌شود و دفع این ضایعات نیز مشكلی بزرگ محسوب می‌گردد زیرا یا باید آن را دفن كرد یا سوزاند و هر دوی این راه حل‌ها به افزایش گازهای گلخانه‌ای می‌انجامد.

رویكرد صنایع غذایی تبدیلی در قبال این ضایعات چندان مطلوب نیست.

در حال حاضر از این ضایعات به عنوان خوراك دام یا برای تولید پكتین ـ كه نوعی افزودنی غذایی است ـ استفاده می‌شود. اما همین كار نیازمند هزینه‌های زیاد و البته مصرف انرژی است.

از پوست پرتقال تا سوخت خودرو

برای این منظور گروهی از دانشمندان از دانشگاه یورك، دانشگاه سائو پاولو و دانشگاه كوردوبا به همكاری با یكدیگر پرداختند. هدف این تیم، ایجاد یك پالایشگاه زیستی بدون ضایعات است كه به جای بهره‌گیری از فرآیندهای مكانیكی یا افزودن اسید، از ریز امواج با شدت بالا و دمای كم، برای استخراج مایع از سلولز موجود در پوست مركبات استفاده می‌كند. پس از جداكردن سلولز از مایع حاصل شده، می‌توان علاوه بر اتانول زیستی، محصولات ارزشمند زیادی را به دست آورد.

برخی از این محصولات عبارتند از: لیمونن، كه می‌توان از آن برای افزودن رایحه به مواد تمیزكننده خانگی و نیز به عنوان حلّال استفاده كرد و به این صورت آن را جایگزین محصولات مشتق از نفت كرد؛ پكتین كه معمولا در مواد آرایشی و بهداشتی و دارویی و نیز مواد غذایی نظیر ژله مورد استفاده قرار می‌گیرد و سلولز كه به عنوان عامل غلیظ‌كننده استفاده می‌شود و قابلیت تبدیل به سوخت زیستی را نیز دارد. همچنین از سلولز اسفنج مانند می‌توان به عنوان فیلتر جاذب استفاده كرد.

در این فرآیند می‌توان از سایر ضایعات خانگی و كاغذ نیز استفاده كرد. این كار علاوه بر سوددهی، می‌تواند صنایع تولید آبمیوه را به فناوری‌های سازگار با محیط ‌زیست كه هیچ‌گونه ضایعاتی ندارد مجهز كند. در این صورت دیگر لازم نیست این صنایع، هزینه‌ای برای انتقال این ضایعات به مراكز پرورش دام پرداخت كنند.

این تیم پژوهشی امیدوار است كه بزودی یك پالایشگاه زیستی را در شهر یورك انگلستان راه‌اندازی كند.

همچنین در دانشگاه مركزی فلوریدا، یكی از پژوهشگران در حال كار روی استخراج اتانول از پوست پرتقال با استفاده از آنزیم تنباكو است.

در این صورت می‌توان امید داشت كه در آینده روش‌های مطلوبی برای بهره‌گیری از ضایعات مركبات فراهم شود.

صالح سپهری‌فر - جام‌جم




:: مرتبط با: زیست‌شناسی ,
ن : آروین مردوخ پور
ت : جمعه 1391/05/13

برای آنانی كه مایلند از انرژی خورشیدی استفاده كنند، ولی منابع مالی چندانی برای این كار ندارند، صفحات خورشیدی روی سقف، تنها گزینه پیش‌رو نیست.حالا دیگر می‌توان با پوشاندن پنجره‌های رو به آفتاب با لایه‌ای از جنس خاص، هم از روشنایی نور خورشید لذت برد و هم الكتریسیته مجانی به دست آورد.

بتازگی پژوهشگران در دانشگاه صنعتی «دلف» هلند، نوعی پنجره با قابلیت تولید انرژی ساخته‌اند. این پنجره‌ها گرا‌ن‌قیمت نیستند و از قرار دادن نوعی لایه نازك روی شیشه معمولی به دست می‌آید. همچنین این پژوهشگران رابطه میان رنگ ماده مورد استفاده و حداكثر میزان انرژی حاصل را مورد مطالعه قرار دادند.

چنین پنجره‌هایی كه مولد انرژی هستند، می‌توانند منبعی ارزان‌قیمت برای تولید انرژی و گزینه دیگری برای استفاده از انرژی خورشیدی با صرف كمترین هزینه باشند.

برج‌های اداری در شهرهای بزرگ، بهترین مكان برای استفاده از این فناوری نوین هستند، زیرا مساحت كل پنجره‌های این ساختمان‌ها بسیار بیشتر از اندازه سقف آنهاست.

به طور كلی از پنجره‌ها و نمای شیشه‌ای ساختمان‌های اداری و خانه‌های مسكونی می‌توان برای تولید انرژی استفاده كرد. برای این كار ‌باید لایه‌ای نازك از ماده‌ای درخشنده را روی شیشه قرار داد و اطراف پنجره نیز سلول‌های خورشیدی را نصب كرد. لایه درخشنده، نور خورشید را جذب می‌كند و آن را به سلول‌های خورشیدی می‌فرستند. این فرآیند سبب می‌شود انرژی خورشیدی دریافتی در مساحتی زیاد به یك لایه باریك از سلول‌های خورشیدی هدایت شود.

البته رنگ ماده مذكور نیز اهمیت زیادی دارد. این مواد درخشنده متمركزكننده نور می‌توانند به ازای هر مترمربع، ده‌ها وات برق تولید كنند. البته میزان انرژی تولید شده به رنگ و كیفیت لایه مذكور بستگی دارد.

یك لایه نازك و شفاف می‌تواند حاكثر 20 وات برق تولید كند. با این‌كه میزان برق تولیدی شاید نتواند كل انرژی مورد نیاز ساختمان را تامین كند، اما می‌تواند انرژی لازم را برای تجهیزات اداری فراهم آورد.

به عنوان مثال، انرژی مورد نیاز یك دستگاه رایانه معمولی را می‌توان با یك پنجره با مساحت چهار مترمربع تامین كرد. اگر این لایه نازك بتواند نور بیشتری جذب كند، كارایی آن نیز بالاتر می‌رود.

برای رسیدن به چنین هدفی می‌توان از لایه‌ای نازك كه فقط طول موج‌هایی مشخص از طیف نوری را جذب می‌كند، استفاده كرد.

لایه نازكی كه رنگ‌های آبی، بنفش و قرمز را جذب می‌كند، رنگی قرمز به پنجره می‌دهد. همچنین لایه نازكی كه همه رنگ‌های موجود را در نور خورشید جذب می‌كند، سبب قهوه‌ای شدن پنجره می‌شود.

بازده دو لایه قرمز و قهوه‌ای حدود 9 درصد است كه این بازده تقریبا معدل سلول‌های خورشیدی قابل انعطاف است.

منبع: cleantechnica 

مترجم: صالح سپهری‌فر




ن : آروین مردوخ پور
ت : چهارشنبه 1391/05/11
 

 


 
موضوعات
صفحات
نویسندگان
آرشیو مطالب
برچسب ها
امكانات جانبی