۲۲ اسفند ۱۴۰۱ - ۱۳:۵۴
تعداد بازدید: ۱۱۱۲۸۸
دانشمندان به تجهیز نوعی دوربین عکاسی با سرعت ۲۵۰ میلیون برابر سریعتر از دوربین‌های دیجیتال دست یافتند که با آن می توانند ماده و اتم های در حال حرکت را واقعا ببینند.
کد خبر: ۲۸۲۸۴

دیدن ماده و اتم‌های در حال حرکت ممکن شد!

به گزارش پایگاه خبری تحلیلی خطوط، برای گرفتن عکس‌های دقیق، بهترین دوربین‌های دیجیتال موجود در بازار شاتر خود را حدود یک چهار هزارم ثانیه باز می‌کنند، اما برای عکس گرفتن از فعالیت‌های اتمی، به شاتری نیاز است که خیلی سریعتر عمل کند.

اکنون دانشمندان راهی برای دستیابی به بالاترین سرعت شاتر ارائه کرده اند که تنها یک تریلیونم ثانیه یا ۲۵۰ میلیون برابر سریعتر از دوربین‌های دیجیتال است. این امر باعث می‌شود که دوربین بتواند اتفاقی بسیار مهم مانند اختلال پویا در علم مواد را به تصویر بکشد.

به نقل از پایگاه مجله Nature Materials، این اتفاق زمانی است که خوشه‌های اتم در یک ماده به روش‌های خاصی توسط یک لرزش یا تغییر دما در یک دوره معین حرکت می‌کنند. این امر پدیده‌ای نیست که هنوز به طور کامل آن را درک کنیم، اما برای خواص و واکنش‌های مواد بسیار مهم است.

سیمون بیلینگه (Simon Billinge) دانشمند مواد از دانشگاه کلمبیا و رهبر این مطالعات می‌گوید: سیستم جدید شاتر فوق سریع به ما بینش بسیار بیشتری در مورد آنچه در اختلال پویا اتفاق می‌افتد می‌دهد. محققان از اختراع خود به عنوان تابع توزیع جفت اتمی شاتر متغیر یاد می‌کنند. او می‌افزاید: فقط با این ابزار جدید است که می‌توانیم واقعاً مواد را ببینیم. با این تکنیک، ما می‌توانیم یک ماده را تماشا کنیم و ببینیم کدام اتم‌ها در حرکت هستند.

بیلینگه توضیح می‌دهد: سرعت شاتر بیشتر، عکس لحظه‌ای دقیق‌تری از زمان می‌گیرد که برای رصد اجسامی مانند اتم‌هایی که به سرعت تکان می‌خورند، مفید است. به عنوان مثال، در یک عکس اگر برای عکاسی از یک بازی ورزشی از سرعت شاتر کم استفاده کنید، در نهایت با بازیکنانی تار در عکس مواجه خواهید شد.

تکنیک جدید برای دستیابی به عکس شگفت انگیز خود، به جای تکنیک‌های عکاسی مرسوم از نوترون‌ها برای اندازه گیری موقعیت اتم‌ها استفاده می‌کند. نحوه برخورد نوترون‌ها و عبور آن‌ها از یک ماده را می‌توان برای اندازه گیری اتم‌های اطراف، با تغییراتی در سطوح انرژی که معادل تنظیم سرعت شاتر است، ردیابی کرد.

این تغییرات در سرعت شاتر و همچنین سرعت شاتر یک تریلیونم یک ثانیه قابل توجه است چراکه این تغییرات در تشخیص اختلال دینامیکی از اختلال استاتیکی مرتبط، اما متفاوت، حیاتی هستند.

بیلینگه همچنین می‌گوید: این روش کاملاً جدید به ما امکان می‌دهد تا پیچیدگی‌های آنچه را که در مواد پیچیده می‌گذرد، بهتر درک کرده و جلوه‌های پنهانی خواص آن‌ها را متوجه شویم.

در این مورد، محققان دوربین نوترونی خود را روی ماده‌ای به نام تلورید ژرمانیوم (GeTe) امتحان کردند که به دلیل خواص خاص آن به طور گسترده برای تبدیل گرمای اتلاف به برق یا الکتریسیته به خنک کننده استفاده می‌شود.

این دوربین نشان داد: GeTe به طور متوسط در تمام دما‌ها مانند یک کریستال ساختار یافته است، اما در دما‌های بالاتر، اختلال دینامیکی بیشتری را نشان می‌دهد. به گفته محققان، درک بهتر این ساختار‌های فیزیکی دانش ما را در مورد نحوه عملکرد ترموالکتریک بهبود بخشیده و ما را قادر می‌سازد مواد و تجهیزات بهتری را توسعه دهیم. محققان در پایان می‌نویسند: ما پیش بینی می‌کنیم که تکنیک جدید شرح داده شده به یک ابزار استاندارد برای تطبیق ساختار‌ها در مواد تبدیل شود./ صدا و سیما

ارسال نظر
آخرین اخبار