تبلیغات
فیزیک 87 دانشگاه دامغان - در صفر مطلق چه اتفاقی می‌افتد
درباره وبلاگ

آرشیو

طبقه بندی

آخرین پستها

پیوندها

صفحات جانبی

نویسندگان

ابر برچسبها

آمار وبلاگ

Admin Logo
themebox

در صفر مطلق چه اتفاقی می‌افتد

در صفر مطلق چه اتفاقی می‌افتد
آیا می‌دانید در دمای صفر مطلق (273 – سانتی‌گراد) چه اتفاقاتی می‌افتد؟ چرا دست‌یابی به این دما هیچ وقت در عمل امکان‌پذیر نیست و چه نقاط یا اجرامی در زمین،‌ یا حتی دنیا وجود دارند که به این دما نزدیکند؟

منبع : هوپا

در صفر مطلق چه اتفاقی می‌افتد

آیا می‌دانید در دمای صفر مطلق (273 – سانتی‌گراد) چه اتفاقاتی می‌افتد؟ چرا دست‌یابی به این دما هیچ وقت در عمل امكان‌پذیر نیست و چه نقاط یا اجرامی در زمین،‌ یا حتی دنیا وجود دارند كه به این دما نزدیكند؟

بهنوش خرم‌روز:‌ حتما درباره صفر مطلق شنیده‌اید، تقریبا 273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر. آیا می‌دانید در این دمای خاص چه اتفاقاتی می‌افتد؟ چرا دست‌یابی به این دما هیچ وقت در عمل امكان‌پذیر نبوده است؟ و چه نقاط یا اجرامی در زمین،‌ یا حتی دنیا وجود دارند كه به این دما نزدیكند؟

در واقع به نظر می‌رسد كه هنوز هم ما جواب این سوال‌ها را كامل نمی‌دانیم، زیرا اتفاقاتی كه در این دما می‌افتند، هم‌چنان شگفت‌انگیز و غافل‌گیركننده است. برای نمونه،‌ هفته پیش دانشمندان اعلام كرده‌اند كه مولكول‌های گاز بسیار سرد شده ‌می‌توانند تا صد بار بیشتر از مولكول‌های گاز در دمای اتاق، واكنش شیمیایی داشته باشند.

به گزارش نیوساینتیست، در آزمایش‌هایی كه در دمای نزدیك به دمای اتاق صورت می‌گیرند،‌ واكنش‌های شیمیایی با كاهش دما كندتر می‌شوند. اما اخیرا دانشمندان متوجه شده‌اند كه در دمای نزدیك به صفر مطلق (15/273- سانتی‌گراد یا صفر درجه كلوین) تبادل اتم‌ها كماكان انجام می‌گیرد و این امر، باعث ایجاد اتصالات شیمیایی جدید در این فراید می‌شود. به نظر می‌رسد این فرایند مدیون تاثیرات خارق‌العاده كوانتومی است كه قابلیت‌های مولكول‌ها را در دمای پایین افزایش می‌دهد.

به گفته دبورا جین از دانشگاه كلرادو‌ كه مقاله‌ای در مورد این یافته جدید منتشر كرده،‌ شاید خیلی منطقی به نظر برسد كه انتظار نداشته باشیم در صفر مطلق اثری از واكنش‌های شیمیایی باشد، اما در واقع این طور نیست و در این دما واكنش‌های فراوانی صورت می‌گیرد.

اما چرا دست یافتن به دمای صفر مطلق غیرممكن است؟
از نظر عملی، این كار نیاز به این دارد كه گرمای گاز را بگیرید؛‌ اما هر چه دما را پایین بیاورید،‌ گرمای بیشتری را باید از گاز بگیرید. در واقع برای رسیدن به صفر مطلق باید این كار را تا بی‌نهایت ادامه داد. در زبان كوانتوم، باید به سراغ اصل عدم قطعیت هایزنبرگ برویم كه می‌گوید هر چه دقیق‌تر در مورد سرعت یك ذره بدانیم،‌ كم‌تر در مورد موقعیت آن خواهیم دانست و برعكس. بنابراین اگر می‌دانید كه اتم‌هایتان در آزمایش‌تان وجود دارند،‌ باید تاحدی نسبت به سرعت حركت آن‌ها و این كه بالای صفر مطلق هستند یا نه، نامطمئن باشید،‌ مگر این كه وسعت آزمایش شما به اندازه كل هستی باشد!

فكر می‌كنید سردترین جای منظومه شمسی ما كجاست؟
سردترین جایی كه تا به حال در منظومه شمسی ما پیدا شده، روی كره ماه است. سال گذشته، ماهواره اكتشافی ماه ناسا، دمای گودال همیشه در سایه‌ای را در قطب جنوب ماه اندازه‌گیری كرد: 240- درجه سانتی‌گراد. این دما حتی از دمای اندازه‌گیری شده برای پلوتو كه فاصله‌اش از خورشید 40 برابر فاصله زمین از خورشید است نیز 10 درجه سردتر است.

فكر می‌كنید سردترین جرم طبیعی دنیا چه چیزی باشد؟

نجوم

سردترین جای شناخته شده دنیا، قلب سحابی بومرنگ است كه در منظومه قنطورس قرار گرفته و پنج‌هزار سال نوری با ما فاصله دارد. دانشمندان در سال 1997/ 1376 گزارش كردند كه گازهای به جا مانده از یك ستاره مركزی در حال مرگ، با سرعت خبره‌كننده‌ای جارو می‌شوند و آن ناحیه از فضا تا دمای یك درجه كلوین سرد شده است، یعنی تنها یك درجه گرم‌تر از دمای صفر مطلق. معمولا آثار به جا مانده از تشعشعات حاصل از انفجار بزرگ، یا همان تابش ریزموج زمینه كیهانی، ابرهای گازی موجود در فضا را تا 2.7 كلوین گرم می كند. اما انبساط سحابی بومرنگ نوعی یخچال كیهانی پدید آورده كه باعث می‌شود گازها سرمای غیرعادی خود را همچنان حفظ كنند و گرم‌تر از این نشوند.

با این حساب، سردترین جسم موجود در فضا چیست؟
اگر ماهواره‌های مصنوعی را هم به حساب بیاورید، ‌هنوز اجرام سردتری هم پیدا می‌شود. برخی ابزار موجود در تلسكوپ فضایی پلانك متعلق به آژانس فضایی اروپا،‌ كه اردیبهشت ماه 1388 به فضا پرتاب شد، تا دمای 0.1 كلوین سرد شده‌اند تا پارازیت‌های ریزموجی را كه ممكن است دید ماهواره را مختل نمایند،‌ متوقف كنند. محیط فضا، در تركیب با سیستم‌های خنك‌كننده مكانیكی و سرمازاهایی كه از گازهای هلیوم و هیدروژن استفاده می‌كردند، طی چهار مرحله متوالی توانستند سردترین جرم فضا را در 0.1 كلوین نگه دارند.

كم‌ترین دمایی كه در آزمایشگاه‌ها به آن دست یافته‌ایم، چه قدر بوده است؟
با همه آن‌چه گفته شد، ركورد كم‌ترین دما متعلق به یك آزمایشگاه روی سیاره زمین است. در سال 2003/ 1382 دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (ام.آی.تی) اعلام كردند كه ابری از اتم‌های سدیم را تا 0.45 نانوكلوین سرد كرده‌اند، كه این رقم ركورد را شكست. پیش از آن،‌ در سال 1999/ 1378 دانشمندان دانشگاه صنعتی هلسینكی در كشور فنلاند توانسته بودند قطعه‌ای از فلز رودیم را تا 1 نانوكلوین سرد نمایند. با این وجود، این دما تنها برای نوع خاصی از جنبش (كه در كوانتوم چرخش هسته‌ای نامیده می‌شود) است و نه دمای كلی همه جنبش‌های ممكن.

فكر می‌كنید گازها در دمای نزدیك به صفر مطلق چه رفتار عجیب و غریبی از خود نشان می‌دهند؟
در گازها، مایعات و جامداتی كه روزمره با آن‌ها سر و كار داریم،‌ جنبش اتم‌ها و مولكول‌ها و برخورد آن‌ها با یكدیگر باعث گرما یا انرژی حرارتی می‌شود. اما در دماهای بسیار پایین، چنین نیست. در این دماها، قوانین عجیب مكانیك كوانتوم حاكم است؛ به طوری كه مولكول‌ها به روال معمول با یكدیگر برخورد نمی‌كنند، بلكه امواج مكانیكی كوانتوم آن‌ها گسترش می‌یابند و با هم هم‌پوشانی پیدا می‌كنند. وقتی آن‌ها بدین صورت هم‌پوشانی پیدا می‌كنند، حالت چگالش بوز- انیشتین را شكل می‌دهند كه در آن، اتم‌ها به نحوی رفتار می‌كنند كه انگار یك اَبَراتم واحد هستند. اولین چگالش بوز- انیشتین خالص،‌ در سال 1995/ 1374 در كلرادو با استفاده از ابر اتم‌های روبیدیومی ساخته شد كه تا دمای كم‌تر از 170 درجه كلوین سرد شده بودند و پدیدآورندگان آن، توانستند جایزه نوبل فیزیك را از آن خود كنند.



نوشته شده توسط :فرزاد
جمعه 7 اسفند 1388-11:17 قبل از ظهر
نظرات() 

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر