با تلاش پژوهشگر ایرانی
روغن زیتون منجر به كشف قانون جهانی جدید تغییر فاز شد
به گزارش فیكس سرور دانشمندان موسسه ˮامولفˮ(AMOLF) آمستردام در مطالعه اخیرشان به رهبری دكتر ˮسعید رحیم زاده كلالهˮ موفق به كشف قانون جهانی جدید ˮتغییر فازˮ تنها با كمك روغ زیتون شده اند.
به گزارش فیكس سرور به نقل از ایسنا وبه نقل از فیز، قطره ای از روغن زیتون در یك سیستم فوتون های قوی بین دو آینه، جنبه های جهانی تغییر فاز در فیزیك را آشكار كرد.
محققان امولف در مطالعه اخیرشان از حفره نوری پر از روغن استفاده كردند كه در آن نور همانند فرآیند جوشاندن آب تحت تغییر فاز قرار می گیرد.
"تغییر فاز" یا "گدازفاز"(phase transition) عبارتست از انتقال یك سیستم ترمودینامیكی از یك فاز یا حالت ماده به حالتی دیگر توسط انتقال گرما. این نام بیشتر برای تعریف گذر ماده بین جامد، مایع و گاز، و به ندرت برای پلاسما هم استفاده می شود. فاز یك سیستم ترمودینامیكی و حالت ماده خواص فیزیكی یكنواختی دارا می باشد. طی یك تغییر فاز محیط برخی مشخصات محیط، به صورت ناممتد بر اثر تغییر بعضی از شرایط خارجی مانند دما، فشار، یا دیگر خواص تغییر می كند. برای مثال مایع امكان دارد در اثر گرمایش تا نقطه جوش تغییر فاز داده و به گاز تبدیل گردد، كه در نتیجه آن حجم آن بسیار افزایش می یابد. تغییرات فاز به صورت گسترده در طبیعت انجام می شود و در فناوری های گوناگون هم از تغییرات فاز بهره گرفته شده است.
سیستمی كه دانشمندان طی این مطالعه آنرا مورد مطالعه و بررسی قرار دادند دارای حافظه است چون كه روغن سبب تعامل فوتون ها با یكدیگر می شود. با تغییر فاصله بین دو آینه و اندازه گیری انتقال نور در حین انجام آزمایش دانشمندان موفق به كشف یك قانون جهانی شدند كه تغییر فاز در یك سیستم دارای حافظه را توصیف می كند.
دكتر "سعید رحیم زاده كلاله رودریگز" محقق ارشد این مطالعه اظهار داشت: گروه تحقیقاتی تعامل فوتون ها در موسسه امولف سامانه غیرخطی و صدا در سیستم های فوتونی را مورد مطالعه قرار دادند. یكی از این سیستم ها حفره ای است كه توسط دو آینه در فاصله نزدیك از هم قرار گرفته است. در داخل حفره، نور به عقب و جلو می رود چونكه توسط آینه ها منعكس می شود. قرار دادن چیزی درون چنین حفره نوری، سبب تغییر در خواص سیستم می شود. ما با قرار دادن قطره روغن زیتون در داخل حفره، سیستمی دارای حافظه ایجاد كردیم. روغن واسطه ای موثر برای تعامل فوتون-فوتون است كه ما می توانیم آنرا با اندازه گیری انتقال نور لیزر در این حفره مشاهده نماییم.
رودریگز و "ژو جنگ"(Zou Geng) و "كوین پیترز"(Kevin Peters) دانشجویان مقطع دكترای وی طی این مطالعه انتقال را هنگام افزایش و كاهش فاصله بین دو آینه در سرعت های مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها دریافتند میزان نوری كه از راه حفره منتقل می شود به جهت حركت آینه ها بستگی دارد.
رودریگز در اینباره اظهار داشت: انتقال نور از راه حفره غیرخطی است. در فاصله مشخصی بین آینه ها، میزان نور منتقل شده به این بستگی دارد كه آیا حفره را باز می نماییم یا آنرا می بندیم. این رفتار هیستِرِزیس (Hysteresis) نامیده می شود. این رفتار همینطور در تغییر فاز معینی مانند آب جوش یا مواد مغناطیسی هم مشاهده می شود.
در یك تعریف كلی، هیستِرِزیس عبارتست از وابستگیِ حالت ثابت یك سیستم به گذشته اش. سیستم های دارای هیسترزیس غیرخطی هستند و مدلسازی ریاضی آنها می تواند خیلی سخت باشد.
با این وجود، در حفره ای كه در روغن زیتون وجود دارد، هیسترزیس همیشه وجود ندارد، محققان مشاهده نمودند كه این مورد زمانی كه سرعت را می افزایند و حفره باز و بسته می شود، رخ می دهد.
رودریگز در ادامه اضافه كرد: در اسكن های سریعتر ما مشاهده كردیم كه هیسترزیس بعنوان تابعی از سرعت اسكن ناپدید می شود. این اتفاق مستقل از پارامترهایی مانند شدت نور یا استقامت غیرخطی با سرعت جهانی اتفاق می افتد. معادلاتی كه چگونگی رفتار نور در حفره پر از روغن ما را توصیف می كند، مشابه آنچه كه مجموعه اتم ها، ابررساناها و حتی فیزیك با انرژی بالا را توصیف می كنند، هستند. بنابراین، رفتار جهانی كه ما آنرا كشف كردیم احیانا در چنین سیستم هایی هم مشاهده می شود.
رودریگز در پایان اظهار داشت: در حالیكه در آینده رفتار جهانی مقیاس را در سایر سیستم های دارای حافظه مورد بررسی قرر می دهیم بر كارهایی دیگر هم تمركز می نماییم و تمركز خودمان را بر روی مطالعه حفره های پر از روغن حفظ می نماییم. سیستم ما دارای یك سامانه غیرخطی نوری قوی در دمای اتاق است كه فرصت هایی را برای توسعه برنامه های بالقوه فراهم می آورد. ما حالا در حال بررسی این مورد هستیم كه دریابیم وقتی دو یا چند حفره به یكدیگر متصل می شوند چه اتفاقی رخ می دهد. از آنجائیكه هر سیستم حافظه ای دارد، امكان دارد یك مجموعه از حفره ها در نهایت می توانند بعنوان یك ابزار محاسباتی یا حتی در برنامه های تشخیصی و سنجش مفید باشند و كاربرد داشته باشند.
یافته های این مطالعه در مجله "Physical Review Letters" منتشر گردید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب