مشاوره رایگان تحصیلی
منو

رشته های لیزر گذار فاز را تجربه می‌کنند

+ 64
رأی شما
- 27

پرتوی لیزر توان بالایی که در هوا منتشر می‌شود را می‌توان به جای یک تکه نگه داشتن، به «رشته‌های» کوچکی تقسیم کرد. بر طبق تحلیل جدیدی از رشته‌‌سازی (filamentation) لیزر در مجموعه‌ای از چندین رشته، گذار فازی وجود دارد که مشابه با اتفاقی است که برای آب نفوذکننده به دانه‌های قهوه رخ می‌دهد. عمل رشته‌سازی در لیزرهای مورد استفاده برای هدایت آذرخش یا کاوش اتمسفر به کار می‌آید و درک این گذار، بالقوه می‌تواند در کنترل آن مفید واقع شود.

ارتباط بین نقاط. سطح مقطع پالس لیزر شبیه سازی شده در فاصله 7/11 متر از منبع آن، چندین جزیره یا «خوشه» از رشته‌های متصل به هم را نشان می‌دهد. خوشه‌ها بر حسب اندازه رنگ آمیزی شده‌اند به طوری که بزرگترین خوشه‌ها قهوه‌ای و کوچکترین‌ها آبی تیره هستند. در این حالت، تک خوشه‌ای که از یک سو به سوی دیگر کشیده شده باشد وجود ندارد.

وقتی لیزر با شدت بالا با هوا برهمکنش می‌کند، می‌تواند خود به خود به صورت رشته‌ای حول هسته‌ی نازک پلاسما متمرکز (focus) شود. در صورتی که توان به حد کافی باشد، پالس نور در آغاز به صورت تک پرتو است اما پس از آن به چندین رشته که ناپایدار هستند تقسیم می‌شود. با حرکت پالس، این رشته‌ها در نقاط مختلفی از سطح مقطع پرتو ناپدید و دوباره ظاهر می‌شوند. درک چگونگی تشکیل این رشته‌ها و اینکه چگونه روی شارش الکتریسیته در پلاسمای بین رشته‌ها اثر می‌گذارد، برای استفاده‌ از رشته‌ها در کنترل آذرخش و هدایت امواج نور در مخابرات راه دور اهمیت دارد.

در مطالعه‌ی انجام شده بر چند رشته شدن، گروهی به سرپرستی جین-پی‌یر ولف Jean-Pierre Wolf از دانشگاه جنووآ پی بردند که مجموعه‌ی رشته شده (همانطور که در سطح مقطع دیده می‌شود) مشابه با نفوذ مایع به درون قهوه یا سایر مواد متخلخل است. این پژوهشگران اطلاعات حاصل از آزمایش پیشینی را که در آن رشته‌سازی پالس‌های لیزر 100 تراوات با استفاده از کاغذ فوتوگرافی ثبت شده بود بررسی کردند‌[1]. وقتی کاغذ نزدیک به منبع قرار داشت، لیزر قسمتی گرد و یکنواخت از کاغذ را می‌سوزاند اما در فاصله‌ای در حدود پنج متر، سطح مقطع شروع به «گلوله شدن» کرده و به طرح لکه‌داری با فضاهای خالیِ کم شدت تبدیل می‌شد. نهایتاً در فواصل دورتر، ناحیه‌ی سوخته شده به جزایر دراز و پرشدت یا «خوشه‌هایی» تقسیم می‌شد که حول یکدیگر می‌پیچیدند

این جزایر نواحی‌ای را نشان می‌دادند که چندین رشته تشکیل شده بود.

مواد متخلخل می‌توانند ساختار مشابهی داشته باشند. اگر ماده را برش بزنید، می‌توانید حفره‌هایی را ببینید که شبیه «جزیره‌ها» در سطح مقطع لیزر است. چنانچه این حفره‌ها مسیر متصل به یکدیگر پیوسته ای را شکل دهند آنگاه آب می‌تواند در آن جریان یافته یا از سمتی به سمت دیگر «نفوذ» کند. تحقیقات قبلی نشان داده است که اگر تخلخل ماده را به تدریج زیاد کنید، یک گذار فاز ناگهانی از عدم نفوذ به نفوذ اتفاق می‌افتد. نسخه‌ی دو بعدی از این رفتار گذری شبیه به گسترش بیماری در یک جمعیت یا جهت‌گیری مجموعه‌ای از اسپین مغناطیسی اتم‌ها یا الکترون‌هاست.

با استفاده از نظریه‌ی نفوذ به عنوان اصل پایه، ولف و همکارانش اطلاعات رشته‌ی لیزری را بر حسب شبکه‌ی دو بعدی تحلیل کردند. اگر در بخشی از شبکه شدت لیزر از آستانه‌ی مشخصی بالاتر بود، به آن برچسب «پر» زده می‌شد. گروه نشان داد که ضریب پرشدگی- یعنی نسبت جاهای پر به خالی- به طور یکنواخت با فاصله‌ی انتشار کم می‌شود. آن‌ها همچنین نشان دادند که «احتمال نفوذ» (احتمال اینکه جاهای پر به هم راه داشته باشند) در ضریب 48% به طور ناگهانی از یک به صفر افت می‌کند و مسافت انتشار متناظر با آن حدود 11 متر است. پس گذار فاز در این فاصله رخ می‌دهد. با کمک شبیه ‌سازی‌های رایانه‌ای، محققان این گذار فاز را به طور ریاضی توصیف کرده و مشابهت‌هایی با نفوذ سیال به درون مواد متخلخل یافتند. اگرچه تفاوت‌هایی هم بین رشته‌ها و رفتار نفوذی وجود داشت که به عقیده‌ی واب اِتومی Wahb Ettoumi از اعضای تیم ناشی از این است که خوشه‌های رشته‌ای نوعاً اندازه‌ی 2 میلیمتر مربع دارند در حالی اندازه‌ی خوشه‌های نفوذ دارای بازه‌ی وسیعی است. مقایسه با نفوذ، می‌تواند به پژوهشگران در ساخت‌ رشته‌های لیزر برای کنترل آذرخش یا سایر استفاده‌ها کمک کند زیر ا ارتباط بین رشته‌ها بر رسانایی بلندبرد پلاسما در مرکز هر رشته اثر می‌گذارد. مزیت رشته‌های لیزر این است که گذار فاز را می‌توان مستقیماً دید برخلاف مثلاً مواد مغناطیسی که رفتار شبه نفوذی اسپین‌ها در تراز میکروسکوپی اتفاق می‌افتد. اِتومی قصد دارد از رشته‌های لیزر برای مطالعه‌ی چگونگی واکنش چنین سیستم‌هایی در مقابل افت و خیزها استفاده کند.

دنیل فاچیو Daniele Faccioاز دانشگاه هریت-وات در انگلستان می‌گوید، «ارتباط چندین رشته به گذار‌ فاز مسلماً مهم است. از یک سو سیستم جدیدی را در اختیار ما قرار می‌دهد که با آن می‌توانیم این نوع از گذار فازها‌ و نفوذ را بررسی کنیم و از سوی دیگر ابزار جدیدی برای درک، تحلیل و احتمالاً کنترل رشته سازی است».

psi.ir

+ 64
رأی شما
- 27



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (24 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (17 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (24 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
گالری عکس آسمان (644 پاسخ)
زمین تخت گرایان (138 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (6 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (4 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (15 پاسخ)
انتقال الکترون در جریان الکتریکی (2 پاسخ)
ساخت اولین قلب با چاپگر سه‌بعدی و رگ و پی انسانی (0 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خودرا از دست ميده؟ (36 پاسخ)
نیرویی که جسم به زمین وارد میکند (1 پاسخ)
نخستین عکس واقعی از افق رویداد سیاهچاله منتشر شد (0 پاسخ)
آیا در سیاه چاله نیروی گرانش به بینهایت میل میکند؟ (11 پاسخ)
نوشتن معادلات قیدی و دیفرانسیلی (2 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (68 پاسخ)
اثبات قضیه استوارت و نقطه لومواین (4 پاسخ)
فشار برحسب واحد مارتینی (1 پاسخ)
اثبات قانون دوم نیوتن (15 پاسخ)
حرکت دورانی حول محور ثابت (5 پاسخ)
دانلود رایگان کتاب فیزیک هالیدی جلد 1 به زبان فارسی (25 پاسخ)
انرژی چیست؟ (1 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (4 پاسخ)
راهنمایی برای انتخاب کتاب ریاضی و فیزیک (8 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (112 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (37 پاسخ)
آشيل و لاكپشت (29 پاسخ)
نواحی در بسط لوران (22 پاسخ)
مقایسه فونون و فوتون (8 پاسخ)
مطابق فیزیک مطلق، انبساط جهان توسط نیروی دافعه بین اجرام (7 پاسخ)
حل معمای بزرگ دویصد سالۀ تاج خورشیدی با فیزیک مطلق (1 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (24 پاسخ)
نمایی از کهکشان مارپیچی M101 (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
مزیت منحصربه‌فرد نوشیدن قهوه
غذای بومیان صحرای آفریقا چه بوده است؟
کشف سیاره‌ی فراخورشیدی جدید
توانایی خارق‌العاده‌ی زنان
ابتکاری جالب برای جلوگیری از گرمایش زمین
آیا پلوتو میزبان حیات است؟
تاثیر نوشیدنی‌های انرژی‌زا بر کارکرد قلب
انقلابی در کشف ابرنواخترها
آنتی‌بیوتیکی طبیعی
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی بیست و هشت
هنگام رژیم لاغری، چه اتفاقی برای چربی‌ها می‌افتد؟
کشف همزمان دو سیاره‌ی فراخورشیدی
مشاهده‌ی واگیری عاطفی در بین کلاغ‌ها
صدای ستارگان چگونه است؟
این داروی گیاهی‌ می‌تواند کُشنده باشد!
در زیر جزایر برمودا چه می‌گذرد؟
کاهش خطر بیماری‌های قلبی با خوردن نوعی میوه
تصویری از خانواده‌ای کیهانی
دانشمندان گربه‌ی شرودینگر را گرفتند!
ماده‌ای حیاتی در شکل‌گیری حیات بر روی زمین
در این سیاره فلزات هم تبخیر می‌شوند!
تاثیر مصرف ماری‌جوانا در ورزش بهتر
حد متعادل کلسترول خون چقدر است؟
بادهای مریخی چقدر قدرت دارند؟
ساخت سریع‌ترین فِراری جهان
مقایسه‌ی باکتریایی روده‌ی زنان و مردان
جادوی گردو در بدن انسان
بالاخره اطلس قطب جنوب ماه تهیه شد
تاریخچه‌ی ۱۲۰هزار ساله‌ی تغذیه‌ی انسان
تاثیر کلسترون تخم‌مرغ بر بدن انسان
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
استخوان ۱۶۰ هزار ساله‌ی انسان (0+)
در سیارک ایتوکاوا آب پیدا شد! (0+)
کشف هزارپای باستانی (0+)
مغز ما توسط گوش‌هایمان کنترل می‌شود! (0+)
ثبت نور واقعی نورون‌های عصبی مغز (0+)
ماموریتی به مقصد قمر اسرارآمیز مریخ (0+)
پیکسل نمایشگرها یک‌میلیون‌بار کوچک‌تر می‌شوند! (0+)
کشف قبرستانی در کنار اهرام مصر (0+)
منشاء فلزات گران‌بهای زمین کجاست؟ (0+)
مضرات برداشتن آپاندیس تا چه حد جدی است؟ (0+)
کهکشان‌های اولیه‌، درخشان‌تر از انتظارها بوده‌اند! (0+)
مسن‌ترین درختان زمین را بشناسیم (0+)
کشف بقایای نواختری باستانی (0+)
این بیماری را با آلزایمر اشتباه نگیرید (0+)
چگونه امواج گرانشی نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین را تایید می‌کنند؟ (0+)
ادامه ...