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
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (16 پاسخ)
ممان الکتریکی و مغناطیسی (4 پاسخ)
پرواز بر روی ماه (10 پاسخ)
پرسشهایی درباره ی بالن ها (13 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
سوالی ساده در جهت نشان دادن اثبات پدیده گرانش حرکتی (8 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (51 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
مطالبی پیرامون محاسبه مجدد ثابت جهانی گرانش (0 پاسخ)
مقدار ثابت جهانی گرانش باید اندکی تغییر کند (2 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (2 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
دلیل سرعت بالای چرخش سیاهچاله های چرخان (0 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور از ابتلا به سرماخوردگی و آنفولانزا جلوگیری کنیم؟
کبد چرب چگونه به‌ سراغ شما می‌آید؟
زندگی سیاره‌های فراخورشیدی چگونه است؟
خصوصیت ژنتیکی که می‌تواند مصرف آب کشاورزی را کاهش دهد
مسابقه‌ی شماره‌ی سی و شش (عکاسی از حیوانات)
گرانش کوانتومی تقارن ندارد
کشف باستانی عجیب در فسیل‌ یک دایناسور
چگونه می‌توان به یک فرد با اعتماد‌به‌نفس بالا تبدیل شد و در زندگی موفق بود؟
اگر زمین سه‌ خورشید داشت، شرایط چگونه می‌شد؟
به‌راحتی صاحب لامبورگینی شوید
رژیمی غذایی که حافظه را تقویت می‌کند
کهکشان مارپیچی عجیب با چند بازو!
چگونه اخبار و مطالب جعلی را تشخیص دهیم؟
منشاء مهمان ناخوانده‌ی اسرارآمیز در منظومه‌ی شمسی
آیا ما انسان‌ها در بین موجودات خیلی خاص هستیم؟
سلامت و تندرستی زنان در گرو ترک الکل
چطور با والدین خود در مورد موضوعات مهم گفتگو کنیم؟
درختان چگونه به کمک زمین می‌آیند؟
پیش‌بینی‌های آب و هوایی دقیق‌تر می‌شوند
چگونه یک برنامه ورزشی خوب داشته باشیم؟
باغ وحش خودروها
روش صحیح نشستن پشت کامپیوتر
بیگانگان در کجای کیهان هستند؟
دانشمند ایرانی حالت جدیدی از ماده را کشف کرد
چطور یک کتاب خوب برای مطالعه انتخاب کنیم؟
چگونه حافظه‌ی خود را تقویت کنیم؟
عاقبت انسان‌ها به جنگ غذا ختم می‌شود؟
کشف دایناسوری پرنده با فسیلی در شکمش!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و پنج
چگونه حلقه‌ی طلای خود را تمییز کنیم؟
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
نئاندرتال‌ها ۵۵هزار سال قبل، از چسب استفاده می‌کردند! (0+)
چرا بیماران در بیمارستان به مریضی جدیدی مبتلا می‌شوند؟ (0+)
ناسا سنجاقکش را به فضا می‌فرستد! (0+)
مهم‌ترین عامل در ضریب بازدهی روزانه‌ی شما (0+)
با فرآیند واردات و مونتاژ خودرو‌ها آشنا شوید (0+)
تله‌های کیهانی، سیاه‌چاله‌ها را شکار می‌کنند! (0+)
روشی جدید برای اندازه‌گیری ثابت هابل (0+)
تک‌شاخ افسانه‌ای کشف شد! (0+)
اعجاز پوست تخم‌مرغ برای انسان (0+)
چرا باید در اطراف زحل به‌دنبال حیات فرازمینی بگردیم؟ (0+)
سرگذشت قاره‌ی جنوبگان در فصل انقراض بزرگ (0+)
چرا برخی کودکان به‌شکل عجیبی چاق می‌شوند؟ (0+)
کشف سه‌سیاره‌ی فراخورشیدی با ویژگی‌هایی خاص (0+)
فُک‌ها حرف می‌زنند! (0+)
چه چیزی از چاه کوانتومی می‌دانید؟ (0+)
ادامه ...