نهایت علم elmend
با تلاش پژوهشگر ایرانی

روغن زیتون منجر به كشف قانون جهانی جدید تغییر فاز شد

روغن زیتون منجر به كشف قانون جهانی جدید تغییر فاز شد

نهایت علم: 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 نهایت علم 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.
پژوهشگران امولف در مطالعه اخیرشان از حفره نوری پر از روغن استفاده كردند كه در آن نور همانند پروسه 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 نیز 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 ممكنست 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 شكل گسترده در طبیعت انجام می شود و در فناوری های گوناگون نیز از تغییرات فاز بهره گرفته شده است.
سیستمی كه دانشمندان طی این مطالعه آنرا مورد مطالعه و بررسی قرار دادند دارای حافظه است چونكه 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 برای اینكه توسط آینه ها منعكس می شود. قرار دادن چیزی درون چنین حفره نوری، موجب 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 بوسیله حفره منتقل می شود به جهت حركت آینه ها بستگی دارد.
رودریگز در این زمینه اظهار داشت: انتقال نور بوسیله 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 همین طور در تغییر فاز معینی مانند آب جوش یا مواد مغناطیسی نیز 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 مشكل باشد.
با این وجود، در حفره ای كه در روغن زیتون وجود دارد، هیسترزیس همیشه وجود ندارد، پژوهشگران مشاهده نمودند كه این مساله 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 استواری 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 نیز مشاهده می شود.
رودریگز در آخر اظهار داشت: در صورتیكه در آینده رفتار جهانی مقیاس را در سایر سیستم های دارای حافظه مورد بررسی قرر می دهیم بر كارهایی دیگر نیز 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 مساله 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، ممكنست 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.




منبع:

1399/01/31
22:05:51
5.0 / 5
1299
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۳
دوستان سایت نهایت علم
نهایت علم