مشاوره رایگان تحصیلی
منو

رشته های لیزر گذار فاز را تجربه می‌کنند

+ 57
رأی شما
- 25

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

+ 57
رأی شما
- 25



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
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
اگر زمان وجود نداشت چه می شد،پیامد های آن چیست؟ (63 پاسخ)
نحوه کار برقگیر (0 پاسخ)
تفاوت جاذبه با گرانش چیست؟ (42 پاسخ)
خم کردن پرتو نور (13 پاسخ)
چرا ابرها سفید هستند؟ (7 پاسخ)
بسط سامرفلد و اثبات آن (0 پاسخ)
ارشد فیزیک پیام نور (1 پاسخ)
نظریه نسبیت قانون بقای جرم و پایستگی انرژی را نقض می‌کند؟ (2 پاسخ)
آیا ریل‌های قطارهایی که مگلو نیستند هم آهنربا می‌شوند؟ (1 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (1 پاسخ)
باردار کردن رسانا با باطری (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (221 پاسخ)
ابهام در مورد اصل فرما (اصل کمترین زمان) (4 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (975 پاسخ)
معرفی کانال های تلگرام فیزیک (9 پاسخ)
نیروی محرکه القایی در میدان مغناطیسی (0 پاسخ)
فیزیک کوانتوم (0 پاسخ)
جنس فضا زمان از چیست؟ (25 پاسخ)
چرا آذرخش در هوای آفتابی رخ نمیده؟ (6 پاسخ)
به طور کلی مفهوم انتگرال سه گانه چیست؟ (1 پاسخ)
فضای آنتی دوسیتر (1 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (98 پاسخ)
نقش نوع جریان AC یا DC در روشن شدن یا نشدن لامپهای ال ای دی (2 پاسخ)
ذره تاکیون (5 پاسخ)
زمین تخت گرایان (110 پاسخ)
دستگاه بیضوی (0 پاسخ)
رابطه میانگین قند خون سه ماهه انسات با اعداد پی ,فی ؛ ایی (0 پاسخ)
دستگاه مختصات راستگرد یعنی چی؟ (7 پاسخ)
اطلاعاتی جامع درباره فرکانس (7 پاسخ)
کتاب مناسب برای تانسورها و جبر برداری (0 پاسخ)
محاسبه ی مساحت بدن انسان برای تجویز دقیق دارو ها (2 پاسخ)
کتابی مناسب درباره نسبیت (8 پاسخ)
سرعت نور با سریهای عددی (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (224 پاسخ)
دوربین دو چشمی بخرم یا تلسکوپ ؟ (10 پاسخ)
تاثير ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي بر نور (30 پاسخ)
حل مسائل فیزیک هسته ای کنت کرین (22 پاسخ)
منظور پروفسور حسابی از بی نهایت بودن ذرات چه بوده؟ (39 پاسخ)
محاسبات کوانتومی (2 پاسخ)
پستی و بلندی‌های زمین به روایت ماهواره‌های آلمانی (2 پاسخ)
مسئله: برخورد ناکشسان دو قمر و افزایش جرم سکون (0 پاسخ)
انتگرال خطی (5 پاسخ)
طراحی یک تست ژنتیکی برای شناسایی زودهنگام خطر حمله قلبی (0 پاسخ)
تقسيم كردن يك زاويه به سه قسمت مساوي (56 پاسخ)
معمای وزنه ۳ کیلویی و اندازه‌گیری یک کیلوگرم گندم با ترازو (17 پاسخ)
فرمول ریاضی برای درمان کمبود ویتامین دی (2 پاسخ)
عدد طلایی و سیارات (2 پاسخ)
بردار مکان در سایر دستگاه ها (8 پاسخ)
فرمولی برای تمام ابعاد وجودی کره ! (2 پاسخ)
نوبل پزشکی به کاشفان شیوه جدید مقابله با سرطان تعلق گرفت (0 پاسخ)
اصطکاک چگونه انرژی گرمایی تولید میکند؟ (59 پاسخ)
عدد پی تغییر کرد! (21 پاسخ)
استفاده از اثرات میدان مغناطیسی برای چرخیدن دائم جسم (2 پاسخ)
خروج زمین از مدار گردش خود (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (1 پاسخ)
شمارا بودن اعداد گویا (0 پاسخ)
درهم تنیدگی کوانتومی تک ذره (3 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (106 پاسخ)
بیشترین دمای ممکن در هستی (3 پاسخ)
جفت شدگی اسپین - مدار (8 پاسخ)
مقالات فیزیک
همکاری انسان و هوش‌مصنوعی برای پیروزی در یک بازی سخت
با ساعت‌های مغزتان آشنا شوید.
ستاره‌شناسان وسعت دقیق کهکشان بچه‌قورباغه را آشکار کردند.
چرا انرژی خورشیدی از همیشه ارزان‌تر شده است؟
اخترشناسان ابرنواختر خاصی را شناسایی کردند.
چقدر تحقیقات روان‌شناسی صحیح و قابل اطمینان هستند؟
پاسخی که می‌تواند ۹۵درصد باقیمانده از جهان را توضیح دهد!
درباره‌ی خانه‌های هوشمند آینده، چه می‌دانیم؟
رمزگشایی از مکانیسم یادآوری و فراموشی
ارزش موقعیت مکانی، در امید به زندگی انسان‌ها
ستارگان در کیهان چگونه شکل می‌گیرند؟
باکتری‌های روی پوست ما، معمولی و کُشنده!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی چهار
چرا غروب خورشید در مریخ آبی‌رنگ است؟
روشی موثر و بدون‌درد برای دارورسانی به چشم
زمین با چه مصائبی دست و پنجه نرم می‌کند؟
سبک زندگی عاملی مهم در ابتلا به دیابت نوع ۲
تجزیه‌ی ترکیبات شیمیایی با کاتالیزوری جدید
فرصتی برای رصد دنباله‌داری درخشان در آسمان شب
نگرانی‌ دانشمندان از مصرف بالای سیگار الکترونیکی!
زمین‌شناسان، گودال بزرگی را در گرینلند پیدا کردند.
سریع‌ترین ماشین شبه مغز با یک میلیون پردازشگر
نور آبی، احتمال ابتلا به بیماری‌های قلبی را کاهش می‌دهد.
نگاهی نزدیک به زندگی نئاندرتال‌ها
یافته‌ی جدید ناسا درباره‌ی سپر مغناطیسی زمین
ارتباط تشعشعات رادیویی با سرطان
ناسا محل فرود مریخ‌نورد بعدی را اعلام کرد.
چرا سینه‌های زنان، بزرگ‌تر از سینه‌ی مردان است؟
کم‌آبی بدن می‌تواند عاملی برای بدخوابی در بزرگسالاتن باشد.
چگونه طلا را در دمای اتاق ذوب 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
کشف ابزاری ۶۰۰۰ ساله در خانه‌ی رئیس‌ جمهور آمریکا! (0+)
ردیابی دنیاهای پنهان، در ژرفای کیهان (0+)
پیشرفته شدن هوش مصنوعی چقدر خطر دارد؟ (0+)
ساخت پلیمری جدید با قابلیت خودتعمیری! (0+)
بیت‌کوین باعث گرمایش زمین تا ۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌شود؟! (0+)
غیرواقعی یا حقیقت؟ تکلیف مشاهدات یوفوها چیست؟ (0+)
سرنخ‌هایی برای حل رازی قدیمی در منظومه‌ی شمسی! (0+)
راهی علمی برای احیای باکتری‌های روده‌ای (0+)
کشف موزاییکی باستانی مربوط به عصر رومیان (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی یک (0+)
تاثیر مصرف لبنیات قبل از خواب (0+)
سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان‌ راه‌شیری، تنها نیست! (0+)
روشی برای بهبود تشخیص بیماری‌ها در بدو تولد (0+)
تهدیدی جدی برای سیاره‌های فراخورشیدی (0+)
به راستی چه کسی این قطعه یخ عظیم را با این دقت، برش داده؟ (0+)
ادامه ...