1. مقدمه

در طبیعت  چهار نیروی بنیادی گرا نشی، الکترومغناطیسی، هسته ای ضعیف و هسته ای قوی وجود دارد که از طریق تبادل ذرات بنیادی و در نتیجه اندازه حرکت بین اجسام ایجاد می شود. نتیجه بر هم کنش ذرات بنیادی در هسته  واکنش هسته ای و انرژی حاصل از ان انرژی هسته ای است، که از آن برای صنعت، پزشکی،کشاورزی تولید برق استفاده صلح امیز و برای  انفجار های هسته ای استفاده نظامی می شود. انفجار هسته ای ، راکتور هسته ای کنترل نشده ای است که در ان واکنش هسته ای بسیار وسیع در زمان کمتر از  میلیاردم ثانیه رخ میدهد برای ایجاد انفجار هسته ای به یک سوخت شکافت یا گداخت پذیر، ماشه اغاز گر حوادث و روشی که اجازه میدهد تا قبل از اینکه انفجار پایان یابد، کل سوخت شکافته یا گداخته شود، نیاز میباشد در انفجار های هسته ای همه چیز در کانون انفجار در دمای بالا( حدود10⁶×300 درجه سانتی گراد)به حالت گاز در می آید و در خارج از کا نون موج شدید گرما همه چیز را می سوزاند و فشار موج ضربه ای ساختمان ها و تاسیسات را خراب میکند و تشعشعات مواد رادیواکتیو در محیط انفجار و نقاط دور دست، محیط زیست، گیاهان وموجودات زنده را به  مخاطره می اندازد. برای داشتن
فن آوری هسته ای چرخه سوخت ضروری است که شامل نورد سنگ معدن اورانیوم ، تهیه  هگزافلوراید اورانیوم ، غنی سازی و... است.غنی سازی به روش های الکترومغناطیسی ، سانتریفیوژ، لیزر، دیفوزیون گازی و ... انجام میگیرد.

2. بحث                                                               

ذرات بنیادی طبیعت ازذرات دیگری ساخته نشده اند مانند فوتون، گلوئون، گراویتون،کوارک، الکترون، بوزونهای برداری حدواسط و نوترینو و پروتون و نوترون ذرات بنیادی نیستند بلکه از کوارکها ساخته میشوند. نیرو یا بر هم کنش متقابل بین اجسام از طریق مبادله ذرات بنیادی و ا ندازه حرکت توسط اجسام ایجاد میشود.

نیروی قوی که منشاء نیروی هسته ای قوی بین نوکلئون هاست از طریق تبادل گلئون ها بین کوارک ها ایجاد میشود. نیروی الکترومغناطیسی بین ذرات باردار از طریق تبادل فوتون بین ذرات باردار ایجاد میشود. نیروی ضعیف که منشاء نیروی هسته ای ضعیف در واپاشی بتایی است از طریق تبادل بوزونهای برداری حد  واسط(w,z) برقرارمیگردد.                          

n (udd)→p(udu)و  )u ) و ( معرف کوارک بالا، dمعرف کوارک پایین است  )

نیروی گرانشی بین ذرات دارای جرم از طریق تبادل گراویتون بین آنها برقرار میشود.شدت نسبی نیروها:

 1 = هسته ای قوی و ،10^-2=الکترو مغناطیسی و10^-9  = هسته ای ضعیف و 10^-38  = گرانشی می باشد با  آزمایش جذب سوزن با یک آهن ربای کوچک  و نیروی گرانشی و الکتریکی دو بار آزمون شدت نسبی نیرو ها را می توان نشان داد.

واکنش هسته ای فرو پاشی خودبخودی، شکافت، همجوشی همان بر هم کنش بین ذرات بنیادی هسته  است.

راکتور هسته ای شکافت دستگاهی است که در ان شکافت هسته ای زنجیره ای کنترل شده به منظو تولید برق، تولید رادیونوکلئید ها و تامین انرژی کشتی ها ،زیر دریایی ها و ماهواره ها و تحقیقات هسته ای انجام میگیرد.
کند کننده ها برای تبدیل نوترون های سریع حاصل ازشکافت، به نوترون های حرارتی بکار میروند.بهترین هسته ها برای این منظور هسته های سبک از قبیل هیدروژن معمولی دو تریوم، بریلیوم  و کربن بصورت گرافیت می باشد. بنا به انرژی جنبشی نوترون نسبت به انرژی جنبشی اولیه آن دربرخورد الاستیک با هسته ها می باشد. نوترون در برخورد با هیدروژن  آب معمولی تقریبا تمام انرژی جنبشی خود را از دست داده و به نوترون حرارتی تبدیل میشود از این جهت آب معمولی از بهترین کند کننده است.

در همه راکتورها ی شکافتی ، نوترون های کند نشده حاصل از شکافت با اورانیوم  238 برخورد نموده و پلوتونیوم239 نیز مطابق   ²³⁸U+n(fast)→²³⁹ U→²³⁹  Np→²³⁹ Pu تولید می کنند، ولی برای اهداف نظامی از راکتورهای ویژه با شار نوترونی زیاد استفاده می شود ،این راکتور و یک واحد باز پردازش برای تولید Pu در یک ساختمان عادی جای می گیرد. انفجار هسته ا ی راکتور هسته ای کنترل نشده ای است که در آن واکنش هسته ای بسیار وسیع در زمان کمتر از  میلیاردم ثانیه رخ میدهد برای تولید انفجارهسته ای به یک سوخت شکافت یا گداخت پذیر، ماشه آغاز گر حوادث و روشی که اجازه میدهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود کل سوخت شکافته یا گداخته شود، نیاز میباشد. در شکافت هسته ای Fat man برای شروع واکنش انفجار داخل گوی صورت میگیرد و موج ضربه ای حاصل از ان Pu²³⁹ که در مرکز گوی با U²³⁸ احاطه شده را به داخل کره میفرستد و آن را فشرده میکند تا واکنش هسته ای خارج از حد بحرانی انجام گیرد و بمب منفجر شود. همچنین در شکافت هسته ای Little boyیک گلوله حاوی U²³⁵ به دور یک مولد نوترون بالای یک گوی حاوی U²³⁵ حول دستگاه مولد نوترون قرار دارد و هنگامی که این بمب به زمین اصابت میکند.حسگر حساس به فشار، ارتفاع مناسب را  برای انفجار چا شنی مشخص میکند و مواد منفجره پشت گلوله منفجر میشود و گلوله به پایین میافتد.سپس گلوله به کره برخورد میکند و واکنش شکافت هسته ای رخ میدهد و بمب منفجر میشود. انفجار گداخت هسته ای نسبت به انفجار شکافتی بازده و قدرت تخریب بیشتری دارد مشکلات استفاده از این انفجار الف ) T,d که سوخت این انفجار هستند هر دو به شکل گازند و امکان ذخیره سازی انها مشکل است پس باید به دمای-250^0C برده شوندتا مایع گردند. ب) تهیه T مشکل و پر هزینه است.

موج انفجارهمان گسترش سریع گاز داغ و فشرده از محل انفجار به محیط اطراف و افزایش فشار اتمسفر میباشد. گاز های ثانویه مسیر داغ تری را طی کرده و به گازهای اولیه میرسند و فشارشان بر هم نهاده شده و جبهه موج ضربه ای را تشکیل میدهند و به سطح تاسیسات فشار استاتیکی وارد میکنند.در پشت جبهه موج هوای همراه موج انفجار سرعت بسیار زیاد دارد و فشار دینامیکی ایجاد میکند که میخواهد اجسام را  در سوی حرکت خود  به جنبش دراورد در نتیجه آنها را واژگون یا قطعات آنها را از هم جدا میکند زیان های ناشی از انفجار هسته ای عبارتند از الف:در کانون انفجار همه چیز تحت دمای تبخیر میشود و در خارج از آن اغلب تلفات بخاطر سوزش ایجاد شده توسط گرماست ب:موج شدید گرما همه چیز را میسوزاند. ج: فشار موج ضربه ای ساختمانها و تاسیسات را خراب میکند. د: تشعشعات رادیواکتیویته باعث سرطان میشود. ه: بارش مواد رادیواکتیو در مناطق دور  بصورت ابری از ذرات رادیواکتیوتوسط باد در غالب غبار و توده سنگهای متراکم و آلوده شدن گیاهان و موجودات زنده و محیط زندگی با عث ایجاد آلودگی زیست محیطی می شوند.

از قسمتهای مهم فن آوری هسته ای  چرخه سوخت است که شامل مراحل زیر است :1 ) نورد سنگ معدن اورانیوم الف ) استخراج سنگ معدن اورانیوم از معادن زیر زمینی و  همچنین حفاری های روباز که دارای 3% U₃o₈ است.  ب ) آماده سازی و آسیاب سنگ معدن و تهیه کنسا نتره با شکل پودر ریز و جامدج ) تهیه کیک زرد که شامل 85- 65 درصدU₃o₈ است.هر تن سنگ معدن اورانیوم زرد شامل مقدار کمی U₃o₈ است.شستن سنگ معدن  در اسید و عملیات تعویض- یون منجر به U₃o₈ نسبتا خالص میگردد.2)تهیه هگزا فلوراید اورانیوم :برای غنی سازی اورانیوم آن را به صورت Uf₆ در میاورند چون:الف) در دمای بالای  بحالت گاز است.ب) فلوئور تک ایزوتوپی استU₃ o₈ + 2 H₂→3 Uo₂+ 2 H₂O وUo₂+4Hf→Uf₄+ 2 H₂o وUf₄+ F₂→Uf₆   3) غنی سازی اورانیوم : جداسازی U²³⁵ از مخلوط سایر ایزوتوپهای ان در سنگ معدن طبیعی  4 ) تهیه Uo₂ یا فلز خالص 5) تهیه میله سوخت و مجتمع سوخت و حمل سوخت6) مدیریت سوخت هسته ای در قلب راکتور7) باز فراوری و جداسازی عناصر شکافت پذیر8 ) پسماندداری.

انواع روشهای غنی سازی عبارتند از :1)روش الکترو مغناطیسی2)روش سانتریفوژ3)روش ایرو دینامیکی نازل4 )روش دیفوزیون گازی5)روش لیزر.در روش الکترومغناطیس اورانیوم یونیزه شده با سرعت وارد میدان مغناطیسی میشود. یون ها با توجه به جرم متفاوتی که دارند شعاعهای مختلفی را طی میکنند.  در روش سانتریفوژ هگزا فلوراید اورانیوم  را وارد دستگاه سانتریفوژ با سرعت دقیقه⁄ دور 10⁴×6  میکنیم اورانیوم 235 به سمت استوانه مرکزی و اورانیوم             238به سمت دیواره جانبی رفته و از آنجا خارج میشوند و به سانتریفوژ بعدی منتقل میشوند برای غنای مطلوب از زنجیره های موازی-سری–مرکب استفاده می شود.

در روش ایرو دینامیکی نازل Uf₆را با گاز کمکی سبکی ما نند He,H₂ به نسبت 95%تا سرعت صوت نزدیک
می کنند و غنی سازی مطابق شکل زیر انجام می گیرد.

  در روش دیفوزیون گازی بنا به اصل  گراهان انرژی ملکولهای یک گاز در حال تعادل برابر و ثابت است. پس ملکولهای با جرم متفاوت سرعت های متفاوتی خواهند داشت

                      M_1<M₂    →V₁>V₂      اگر ½M₁V₁ ² =½M₂V₂ ²                                         

در این روش که اولین روش غنی سازی بوده است، گاز Uf₆ را در ظرفی که دارای پرده نیمه تراواست وارد
می کنیم.دراین حالت گاز سبک  از پرده بیشتر عبور میکند الف) به وسیله تفنگ الکترونی فلز اورانیوم بخار میشود.ب) بخار اتمی به قسمت جدا سازی جریان یافته و پالسهای لیزر به اتم ها برخورد میکنند. در نتیجه اتم ها یونیزه میشوند.ج ) به وسیله میدان الکترومغناطیسی یون های تولید شده به طرف صفحه های باردار فرستاده میشوند و جمع میشوند.محاسن این  روش عبارتند از:الف) توان بالای جداسازی ایزوتوپی در تک مرحله ب) امکان پذیری از لحاظ تکنولوژی ج) سرمایه گذاری اولیه کم و مصرف انرژی پایین سیستم و فضای مورد نیاز بسیار کم است

د) راه اندازی و توقف کار سیستم در مدت زمان کمتر انجام می شود 

3. مراجع

1. Basic Nuclear Engineering, Arthur R foster L,1977

2. Introductory Nuclear Physics ,Kenneth S.Krane,1988                                                                     

3. Nuclear Reactor Engineering ,Glasstone,s.& Sesonske,1963

4. Fundamental of  Elementary Particle Physics,Longo,M.V.1973

5. WWW-Physicclassroom-Com

6. WWW-Ukea-Org-Uk

گستره اشعه مادون قرمز

منطقه اشعه مادون قرمز بین طول موجهای 0.8 میکرومتر (که حد نور مرئی است) و 343 میکرومتر قرار دارد.
در اشعه مادون قرمز طول موجهای کوتاهتر از 1.5 میکرومتر از پوست می‌گذرند و بقیه جذب شده و تولید حرارت می‌کنند. اشعه مادون قرمز را به دو قسمت تقسیم می‌کنند:

• طول موجهای بین 0.8 میکرومتر تا 4 میکرومتر.
  
  
• طول موجهای بلندتر از 4 میکرومتر که اغلب بوسیله مواد جذب می‌شوند، بخصوص طول موجهای بلندتر از 10 میکرومتر بوسیله هوا کاملا جذب می‌شوند.

جذب اشعه مادون قرمز

• آب یکی از مواد خیلی جاذب اشعه مادون قرمز است. محلول نمک طعام در حدود 20 برابر آب خالص اشعه را جذب می‌کند.
  
  
• شیشه معمولی برای اشعه مادون قرمز بلند به کلی غیر قابل نفوذ است و مورد استفاده آن در ساختن گلخانه‌ها برای حفظ گلها از سرما به سبب همین خاصیت است.

منابع اشعه مادون قرمز

منبع طبیعی

بزرگترین منبع طبیعی اشعه مادون قرمز ، خورشید است. مقداری از نور آفتاب که به ما می‌رسد، دارای اشعه مادون قرمز کوتاه است، زیرا پرتوهای مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده‌اند.

منبع مصنوعی

• اجسام ملتهب
  
  بهترین منبع مصنوعی برای اشعه مادون قرمز ، اجسام ملتهب می‌باشند که طول موج آنها بر حسب درجه حرارت تغییر می‌کند. اگر بخواهیم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشیم، باید نور این قبیل منابع مصنوعی را بوسیله شیشه‌هایی که در ترکیب آنها ید و یا اکسید منگنز دو (MnO) وجود دارد، صاف کنیم. این نوع صافیها طیف مرئی را جذب می‌کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور می‌دهند.
  
  
• عبور حریان الکتریکی از مقاومتها
  
  روش دیگر که سهل و عملی است، عبور جریان الکتریکی از مقاوتهای فلزی است، بطوری که این مقاوتها سرخ می‌شوند. این مقاومتها غالبا از آلیاژهای آهن و نیکل ساخته شده‌اند.
  
  
• چراغ با مفتول زغال چراغهایی که مفتول آنها از زغال چوب ساخته شده است، نیز به نسبت زیاد اشعه مادون قرمز دارند. در این چراغ نسبت اشعه کوتاه بین 1 میکرومتر و 7 میکرومتر خیلی کم ، ولی نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زیاد است.
  
  
• چراغ بخار جیوه چراغ بخار جیوه نیز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بین 0.92 میکرومتر و 1.3 میکرومتر تولید می‌کند، ولی نسبت اشعه حاصله نسبت به سایر منابع کمتر است.

اندازه گیری اشعه مادون قرمز

برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز از جذب انرژی حرارتی آن استفاده می‌نمایند، یعنی این اشعه را به جسمی می‌تابانند که بتواند کلیه انرژی را جذب کند و سپس مقدار حرارتی را که در جسم مزبور تولید گشته ، اندازه می‌گیرند.

• پیل ترموالکتریکی : وسیله دقیق دیگر برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز ، استفاده از پیل ترموالکتریک می‌باشد که در آن انرژی حرارتی تبدیل به انرژی الکتریکی می‌شود و به سهولت قابل اندازه گیری است.
  
  
• سوزن ترموالکتریک : برای اندازه گیری درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهی به نام سوزن ترموالکتریک استفاده می‌کنند.

خواص فیزیولوژیکی اشعه مادون قرمز

• اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی می‌شود.
  
• اشعه مادون قرمز ممکن است در پوست سوختگی‌های نسبتا شدیدی ایجاد نماید.
  
• اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست ، سبب تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست می‌شود و حتی از راه عکس‌العمل پوستی در بهبودی حال عمومی ‌نیز می‌تواند موثر واقع شود.
  
• این اشعه خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه بافتها است.

کاربرد اشعه مادون قرمز

• ترموگرافی
  
• طیف سنجی
  
• بالا بردن متابولیسم

آيا واقعا ممكن است كه سرعت هاي بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشد؟

بر اساس نظريه نسبيت هيچ فرآيند فيزيكي نمي تواند در سرعت هاي بالاتر از سرعت نور در خلا انجام گيرد. بدون ترديد ، قابل قبول نبودن اين سرعت ها يكي از عجيب ترين فرضيات فيزيك جديد است.

ابر نور

در كنار دنيايي با سرعت هاي كمتر از سرعت نور (جهان تارديون ، مشتق از كلمه لاتين تاردوس به معناي آهسته) دنياي ديگري وجود دارد كه سرعت نور در آن از سرعت هاي ديگر كمتر است، نه بيشتر (جهان تاكيون مشتق از لغت يوناني تاخيس به معني سريع مي باشد). دنياي دوم كشف نشده است ، زيرا هيچ نقطه مشتركي با دنياي اول ندارد.

در سالهاي اخير ، تعدادي مقاله تحقيقاتي منتشر شده كه نويسندگان آنها احتمال وجود ذرات «ابر نور» را كه تا كنون ناميده اند، مورد بررسي قرار داده اند.

واقعيت عجيبي كه در مورد فرضيه ابر نور وجود دارد، آنست كه اين فرضيه ، نظريه نسبيت خاص را نقض نمي كند ، بلكه آن را با دنيايي كه در آن سوي محدوده سرعت نور قرار دارد سازگارتر و هماهنگ تر مي سازد.

اگر تاكيون‌ها وجود داشتند؟

عقايد متفاوتي در اين مورد وجود دارد. اگر تاكيون ها واقعا وجود داشته باشند، چه مي شود؟ در اين صورت آنها نوع سوم ذراتي مي باشند كه براي ما شناخته شده اند. اولين نوع شامل ذراتي است كه هيچگاه به سرعت نور نمي رسند. (يعني تقريبا تمام ذرات بنيادي شناخته شده) ، نوع دوم فوتون‌ها (كوانتاهاي تابش الكترومغناطيسي) و احتمالا نوترينوها مي باشند كه هر دو آنها با سرعت نور منتشر مي شوند. تاكيون ها همواره داراي سرعتي مي باشند كه از سرعت نور بيشتر است.

دنياي تاكيون ها و دنياي ما

دنياي تاكيون ها هيچ نقطه مشتركي با دنياي ما كه در آن سرعت ها كمتر از سرعت نور است ندارد. سه نوع ذره‌اي كه هم اكنون ذكر آنها به ميان آمد، داراي يك خاصيت مشترك مي‌باشند. ذرات يك گروه تحت هيچ شرايطي نمي توانند به ذرات گروه ديگر تبديل شوند. از سوي ديگر ، فقط بر اساس دانش جديد مي توانيم چنين اظهار نظري را به عمل آوريم. اگر اين مسئله را از ديدگاه اطلاعات علمي كامل‌تري كه هنوز ناشناخته است مورد بررسي قرار دهيم، ممكن است كه كاملا تغيير نمايد. در آن صورت مي توانيم فرض كنيم كه دنياي تاكيون ها با دنياي ما برخورد پيدا مي كند و اين بدان معني است كه فرآيندهايي در طبيعت وجود دارند كه در جهات نامشخص پيش مي روند.

اصل عليت كه بر اساس آن علت هميشه مقدم بر معلول است يك اصل اساسي فيزيكي است. به بيان ديگر ، هيچ رويدادي نمي تواند گذشته را تحت تاثير قرار دهد و موجب تغيير آن چيزي گردد كه اتفاق افتاده است، ولي در دنياي ذراتي كه با سرعت نور و يا بيشتر از آن حركت مي كنند ، اين اصل ممكن است تغيير نمايد و علت و معلول با توجه به چارچوب مرجع جاي خود را عوض كنند.

در فرآيندهايي كه پيام ها با سرعت بيشتر از سرعت نور حركت مي نمايند، تسلسل وقايع (وقايعي كه پيش از وقايع ديگر رخ مي دهند) به انتخاب دستگاه مختصات بستگي پيدا مي كند، در عين حال ، جهت جريان اطلاعات يعني اساس بستگي علت و معلول تغيير نمي نمايد. اين مسئله موجب نقص عليت مي گردد.

بازگشت به گذشته

گمان مي‌رود چنين جرياني بتواند براي ايجاد ارتباط تلفني با گذشته كمك كند يا ممكن است شخصي خود را به ساعت 11 صبح روز قبل انتقال دهد … . چنين چيزي مادامي كه دنياي سرعتهاي كوچك‌تر از سرعت نور با دنياي سرعتهاي بزرگ‌تر از سرعت نور برخورد پيدا كند، تناقض مي‌باشد. اگر فقط محدوده سرعت‌هاي بالاتر از سرعت نور را مورد توجه قرار دهيم، چين تناقضاتي به‌وجود نمي‌آيد. تاكنون هيچ يك از اطلاعات تجربي به دست آمده وجود تاكيون‌ها را به اثبات نرسانيده‌اند.

دنياي ريز ذره‌ها

پيشرف جهان كوچك عقايد و تصورات خارق‌العاده‌اي پديد مي‌آورد كه نظريه‌هاي دانش عادي را نقض مي‌كند و آشكارا نشان مي‌دهد. چنين عقيده‌اي كه معلومات امروزي علمي مفاهيم مطلق و غير قابل تغييري هستند، پوچ مي‌باشد. به نظر نمي‌آيد كه هيچگاه پيشرفت فيزيك و اختر فيزيك به انتها برسد.

فرضيه ذرات بنيادي كه همواره وقايع عجيب‌تري را آشكار مي‌سازد. دائما با مفاهيم پيچيده رياضي و ساير مفاهيم پيچيده به‌ وجود مي‌آيد كه با دنيايي كه ما را احاطه كرده هيچ گونه مشابهتي ندراد. بايد گفت كه اين فرضيه روز به روز بيشتر با فرضيه كيهاني آميخته مي‌شود. به عبارت ديگر قوانين طبيعي حاكم بود و نقطه نهايي و متضاد ابعاد جهاني يعني دنياي ريز ذره‌ها و دنياي وقايع كيهاني هيچگاه با يكديگر متناقض نيستند.

بيان ريز ذره‌ها بوسيله پديده گرانشي

با نفوذ بيشتر در دنياي ريز ذره‌ها ، اثرات گرانشي بطور قابل توجهي كمتر مي‌شوند. ولي اين مساله تا نقطه معيني صادق است و نقش آنها بطور مشخصي افزايش مي‌يابد. و آنها مانند وضعيتي كه در جهان بزرگ وجود دارد به صورت پديده‌هاي فيزيكي غالب در مي‌آيند. در دنياي ريز ذره‌ها كه وجه مشخصه آن فواصل كوچك است، مقادير انرژي و در نتيجه جرم به اندازه‌اي افزايش مي‌يابد كه از اين نظر دنياي ريز ذره‌ها مشابه پديده‌هاي دنياي بزرگ و فوق‌العاده بزرگ مي‌گردد و دو جهان مانند گذشته يكي مي‌شوند و به همين دليل آنها برخي از قوانين طبيعت مشترك هستند.

سياهچاله‌ها كه نشان‌دهنده چگالي فوق‌العاده زياد ماده هستند، ناحيه ديگري مي‌باشند كه در آن وقايع جهاني و ميكروسكوپيك باهم يكي مي‌شوند. در اينجا پديده گرانشي در هر دو حالت عظيم است كه در حالت اول بصورت هندسه تغيير يافته فضا و در حالت دوم به صورت اثرات مكانيك كوانتومي بيان مي‌شود.

هسته خارجی زمین که ترکیبات آن تاکنون یک راز بوده از آهن و منیزیم بوجود آمده است. این کشف توسط تیم بین المللی دانشمندان در دانشگاه لینکوپینگ سوئد (Linköping University in Sweden) انجام گرفته است و در فیزیکال ریویو لترز(Physical Review Letters) منتشر شده است.

این کشف گامی بزرگ بسوی پیش بینی زلزله خواهد بود.

این تیم توانست تحت شرایط بسیار بالای فشار ، آهن را با منیزیم ترکیب کند. پروفسور ایگنور ابریکوسوف (Igor Abrikosov) استاد فیزیک نظری میگوید برای مدل بندی آنچه که در داخل زمین روی میدهد باید ترکیبات هسته را بشناسیم. در هسته زمین دما ۶۰۰۰ درجه و فشار ۳ میلیون برابر فشار اتمسفر است و بصورت آزمایشگاهی نمیتوان آن را مطالعه کرد. با وجود این، تنها آهن را دربرنمیگیرد و عناصر دیگری مانند سیلیکون، سولفور و اکسیژن به عنوان ترکیبات آن پیشنهاد شده اند و منیزیم با اینکه عنصر فراوانی میباشد جزو آنها نبوده است.

این به دلیل آنست که فکر میشده منیزیم و آهن در حالت مذاب ترکیب نمیشوند چونکه حجم اتمی نسبت به منیزیم خیلی کوچک است. اما با توضیحات پروفسور ایگنور ابریکوسوف اگر فشار افزایش یابد  کاهش حجم در منیزیم خیلی سریعتر از آهن است.

معلوم شده که میتوانیم ترکیبات آهن و منیزیم را در فشار های پایینی حدود ۲۰۰،۰۰۰ اتمسفر نیز داشته باشیم. این یافته به انجام تحقیقات جدیدی  برای کاربردهای صنعتی خواهد انجامید.

عنوان مقاله اصلی:

 “Beating the miscibility barrier between iron and magnesium by high-pressure alloying”

سایر اعضا:

L. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia , I. Kantor, W. A. Crichton, V. Dmitriev, V. Prakapenka, G. Shen, L. Vitos, R. Ahuja, and B. Johansson

این مقاله در جلد ۹۵ شماره ۲۴ Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

برای ديدن متن کامل کتاب فيزيک ۱ و آزمايشگاه چاپ ۱۳۸۲ اينجا را کليک کنيد.

همچنين برای ديدن متن کامل کتابهای فيزيک پيش دانشگاهی چاپ ۸۲ بر روی آنها کليک کنيد.

فيزيک پيش دانشگاهی رشته رياضی فيزيک

فيزيک پيش دانشگاهی رشته علوم تجربی

نیز برای مطالعه بیشتر این جا را کلیک کنید 

دكتر محمد رضا نوروزي محقق و منجم آماتور يكي از جالب ترين عكاسي هاي بلند مدت از نوسان هاي خورشيد در آسمان را به ثبت رساند.

"محور شيطان" ممكن است ايده گستره كيهاني را تغيير شكل دهد.

مشاهده يك الگوي اسرار آميز در زمينه ريزموج كيهاني (cosmic microwave background) نه تنها باعث شگفتي برخي فيزيكدانان شده بلكه تا حدودي اين زمينه را بعنوان شالوده اصلي تئوري انفجار بزرگ در ميان اين دانشمندان زير سئوال برده است. زمينه ريز موج كيهاني پس تاب ضعيف انفجار بزرگ فرض مي شود.

اما ممكن است كه توضيح ساده تري براي اين الگو وجود داشته باشد: كريس ويل (Chris vale) از دانشگاه كاليفرنيا مي گويد" اين الگو ممكن است ناشي از گرانش حاصل از تمركز عظيم كهكشانها در كيهان باشد".

اين الگو كه جاو ماگويجو (João Magueijo)  كيهان شناس كالج سلطنتي لندن آن را "محور شيطان" ناميده در نقشه زمينه ريز موج ويلكينسون ناسا نيز ظاهر مي شود.

دانشمنداني كه از تلسكوپ فضائي اسپيتزر ناسا استفاده مي كنند مي گويند موفق به كشف نوري شدند كه ممكن است مربوط به اولين اجرام كيهاني باشد.

دانشمنداني كه از تلسكوپ فضائي اسپيتزر ناسا استفاده مي كنند مي گويند موفق به كشف نوري شدند كه ممكن است مربوط به اولين اجرام كيهاني باشد. در صورت تائيد ، اين رصد تصوير زماني را فراهم مي آورد كه مربوط به بيش از 13 بيليون سال قبل مي باشد ، يعني زمانيكه اخگرها و خاكسترهاي در حال خاموشي انفجار بزرگ جاي خود را به ميليونها سال تاريكي مطلق داده و سپس بعد از آن كيهان بوجود آمد.

ممكن است اين نور مربوط به اولين ستاره ها و يا شايد گاز هائي باشد كه به درون اولين سياهچاله ها فرو رفته اند. گروه علمي مستقر در مركز فضائي Goddard ناسا اين رصد را به نوري كم رنگ از يك شهر دوردست توصيف مي كند كه از درون يك هواپيما در شب ديده مي شود. اين نور بسيار دور و ضعيف مي باشد.دكتر الكساندر كاشلينسكي (Alexander Kashlinsky) ، دانشمند بخش سيستمها و كاربردهاي علمي مي گويد : ما بر اين باوريم كه در حال مشاهده مجموعه اي از نورهاي متعلق به اولين اجرام بوجود آمده در كيهان هستيم. اين اجرام در همان دوران اوليه زمان ناپديد شده اند ولي نور آنها هنوز عرصه كيهان را در مي نورد.فرضيه دانشمندان بر اين است كه فضا ، زمان و ماده حدود 13.7 بيليون سال پيش و از انفجار بزرگ منشاء گرفته است. دويست ميليون سال بعد از اين انفجار دوران اولين نورستاره اي پديد آمد.نظريه پردازان مي گويند احتمالا اولين ستاره ها بيش از صد برابر بزرگ تر از خورشيد و بسيار داغ ، درخشان و كم عمر بوده اند و سوختن آنها فقط چند ميليون سال طول مي كشيد.

دكتر جان ماتر (John Mather) ، دانشمند ارشد پروژه از بخش تلسكوپ فضائي Webb مي گويد " اين رصد عميق مملو از ستاره ها و كهكشانهائي بود كه آشنا بنظر مي رسند. ما تمام اجرامي كه با آن آشنا بوديم- ستاره ها و كهكشانهاي دور و نزديك- را حذف كرديم و در نتيجه به تصويري از آسمان رسيديم كه در آن ستاره و يا كهكشاني وجود نداشت ، اما هنوز نور كم رنگ فرو سرخ بهمراه لكه هاي بسيار بزرگ در تصوير ديده مي شد كه به اعتقاد ما پس تابش اولين ستاره ها مي باشند.اين كشف جديد با رصد هاي دهه نود ماهواره كاوشگر پس زمينه كيهاني ناسا (NASA Cosmic Background Explorer) مطابقت دارد. كاوشگر فوق پس زمينه فروسرخي را رصد كرد كه مربوط به هيچ ستاره شناخته شده اي نيست.

كشف اخير اسپيتزر رصد هاي كاوشگر ريز موج Wilkinson ناسا از سال 2003 كه تولد اولين ستاره ها را 200 تا 400 ميليون سال پس از انفجار بزرگ تخمين مي زند را نيز تائيد مي كند.دكتر هاروي موسلي (Harvey Moseley) دانشمند ابزار دقيق اسپيتزر مي گويد: اين اندازه گيريهاي دشوار عملكرد ابزار دقيق ماهواره را به حدودي رسانده كه در طراحي آنها در نظر گرفته نشده بود.اختلالات صوتي پائين و شفافيت بالاي دوربينهاي فروسرخ اسپيتزر اين توانائي را به گروه داده تا مه آلودگي كهكشانهاي پيش نما را حذف كرده تا سيگنال انباشته شده از اولين نور در مقياسهاي زاويه دار بزرگ نمايان شد.اين تيم متذكر شد كه ماموريتهاي آينده مانند تلسكوپ فضائي Webb اولين دسته هاي مجزاي اين ستاره ها و يا ستارهاي درحال انفجار كه ممكن است اولين سياهچاله ها را بوجود آوردند را شناسائي خواهند كرد.  

يك ستاره نوتروني در ناحيه اي از فضا كشف شده كه يك سياهچاله در آنجا انتظار مي رفت.

بر اساس نتايج اخير رصد خانه پرتو ايكس چاندرا ، يك ستاره پرجرم پس از فروريختن بر خلاف انتظار به جاي تبديل شدن به يك سياهچاله ، ستاره اي نوتروني را بوجود آورد. دانشمندان اين ستاره كه گلوله اي چرخان نوتروني به قطر 12 مايل است را در يك خوشه ستاره اي بسيار جوان كشف كرده اند. اخترشناسان با از استفاده از خواص تعيين شده ستاره هاي ديگر اين خوشه به اين نتيجه رسيدند كه سرچشمه آن ستاره اي با جرم 40 برابر جرم خورشيد بوده است.مايكل مونو (Michael Muno) از دانشگاه كاليفورنيا مي گويد" اين كشف نشان مي دهد كه بر خلاف پيش بيني ، بعضي از پرجرم ترين ستاره ها بعد از رمبش به جاي بوجود آوردن سياهچاله ها باعث شكل گيري ستاره هاي نوترني مي شوند.

زمانيكه ستاره هاي پرجرم به جاي سياه چاله ها باعث زايش ستاره هاي نوتروني مي شوند ، تاثير بيشتري بر تركيب ستاره هاي نسل آينده خواهند داشت. وقتي اين ستاره فروريخته و ستاره نوترني را بوجود مي آورد ، بيش از 95 درصد جرم آن كه عمدتا مواد سرشار از فلزات موجود در هسته است به فضاي اطراف آن بر مي گردد.سيمون كلارك (J. Simon Clark) از دانشگاه Open انگلستان مي گويد" اين بدان معني است كه مقادير بسيار زيادي از عناصر سنگين دوباره به گردش در آورده مي شوند كه در نهايت مي تواند باعث بوجود آمدن ستاره ها و سيارات ديگر شوند". اختر شناسان دقيقا نمي دانند كه بزرگي يك ستاره بايد چقدر باشد تا به جاي يك ستاره نوتروني يك سياهچاله را بوجود بياورد. مطمئن ترين روش براي تخمين جرم ستاره مادر اين است كه نشان داد ستاره نوتروني يا سياهچاله عضوي از يك خوشه ستاره اي هستند كه تقريبا همگي از عمر يكسان برخوردار مي باشند. به دليل اينكه ستاره هاي پرجرم سريعتر از ستاره هاي كم جرم تر تكامل مي بابند ، جرم يك ستاره در صورتيكه مرحله تكاملي آن شناخته شود قابل تخمين است. ستاره هاي نوترني و سياهچاله ها مراحل پاياني چرخه تكاملي يك ستاره هستند و بنابراين ستاره هاي مادر مي بايد در ميان پرجرم ترين ستاره هاي خوشه باشند.

باستان شناسان لهستاني عقيده دارند كه قبر نيكولاس كوپرنيك اختر شناس قرن 16 و استدلالگر ايده منظومه شمسي در يك كليسا در لهستان پيدا شد. اين خبر روز پنج شنبه توسط يكي از اين دانشمندان اعلام شد.

وي كه در سال 1543 در سن 70 سالگي درگذشت اين عقيده باستاني كه خورشيد به دور زمين مي چرخد را به چالش كشاند. جسد وي در كليساي جامع كاتوليت در شهر Frombork در 180 مايلي شمال ورشو دفن شد. جرزي گاسوسكي (Jerzy Gassowski) سرپرست يك موسسه باستان شناسي و انسان شناسي در پولتسوك (Pultusk) لهستان مي گويد كه گروه چهار نفره وي در ماه آگوست (مرداد) پس از يكسال تحقيق در مورد قبرهاي زير كف كليسا توانسته جمجمه اي كه ظاهرا متعلق به اختر شناس و روحاني لهستاني است را پيدا كند.

گاسووسكي پس از اعلام اين خبر در جلسه اي با حضور دانشمندان ، طي يك مكالمه تلفني با خبرگزاري آسوشيتد پرس گفت" ما تقريبا 100 درصد مطمئن مي باشيم كه جمجمه متعلق به كوپرنيك مي باشد". وي اضافه كرد كه متخصصين شناسائي جسد با استفاده از اين جمجمه چهره اي را بازسازي كرده اند كه به خصوصيات ظاهري كوپرنيك- شامل بيني شكسته و اثر زخم بالاي چشم چپ- در تابلوي نقاشي شده از صورت وي بسيار شباهت دارد. متخصصين همچنين مشخص كردند كه جمجمه متعلق به مردي است كه حدود سن 70 سالگي فوت كرده است. گاسووسكي مي گويد" قبر در وضعيت بسيار بدي بوده و تمامي بقايا يافت نشد". وي اضافه مي كند كه گروه تلاش خواهد كرد تا خويشاوندان كوپرنيك را پيدا كند تا با استفاده از آزمايش DNA شناسائي دقيقتري صورت گيرد. 
 
منبع خبر : Space.com

 شگفتی از فرای فضا - ارتباط هوشمندانه با اساس زندگی

 در اینجا نمونه ای از انرژی نقطه صفردر اندازه ی یک فنجان در خارج از جو زمین نشان داده شده است. بطور ساده انرژی نقطه ی صفر هنگامی ایجاد می شود که فضا از تمام ماده و تشعشعات تخلیه شود.   این انرژی  شدید و فناناپذیر الکترمغناطیسی است

روی این مفهوم بنا شده که اگر ماده تا درجه ی صفر مطلق ( 273-)  ZPE این نمونه از انرژی نقطه صفردرجه ی کلوین سرد شود، این انرژی باقی خواهد ماند. زیرا این انرژی در خلاء وجود دارد

 انرژی نقطه صفر از دیدگاه سی. پی. اچ

 فضا-زمان چگونه انرژی تولید می کند؟

یک کوانتوم انرژی از تعداد زیادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود. سی. پی. اچ. ها روی یکدیگر کار انجام می دهند و انرژی تولید می کنند. البته این رویداد هنگامی رخ می دهد که چگالی گرانش بالا است.

با توجه به اندازه ی فوتون گاما می توانیم چگالی سی. پی. اچ. را در ساختمان فوتون به دست آورد. قطر یک الکترون تقریباً بربر 18- ^ 10 متر است. یک فوتون گاما در تولید زوج، یک الکترون و یک پوزیترون تولید می کند. فرض کنیم حجم یک فوتون گاما تقریباً دو برابر حجم الکترون باشد.

فرض کنیم چگالی سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون به صورت زیر باشد.

 De(cph)=n per m^3

 فضا از گراویتون انباشته است. گراویتون ها روی یکدیگر کنش دارند. آنها یکدیگر را جذب می کنند و امواج الکترومغناطیسی تولید می کنند. هنگامی گراویتون ها به انرژی تبدیل می شوند که چگالی آنها به مقدار زیر برسد:

 De(cph)=n per m^3

 بنابراین انتگرال روی فضا از چگالی صفر تا چگالی فوتون، روند تولید انرژی الکترومغناطیسی توسط گرانش است.

 Integration of gravitons is a projection to production electromagnetic energy

 به عبارت ديگر  نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی قابل تبدیل به نیرو است.

راستی نظر یادتون نره !