ساخت دوربینی مخصوص که جزئیات درونی دنیای هلیوم-۳ را نشان میدهد
ابزار اپل: گروهی از فیزیکدانان دانشگاه لنکستر در انگلیس دوربینی ساختند که از آن برای عکسبرداری از سایه نمونه هلیوم-3 استفاده می شود.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری فیزیک (phys.org) در انگلیس، این فیزیکدانان در مقاله ای که در مجله‌ی فیزیکال ریویوبی چاپ شد، روش استفاده از این دوربین و استفاده های ممکن از تصاویر گرفته شده توسط آنرا توضیح دادند.
هلیوم-۳ یکی از ایزوتوپ های غیر پرتوزای عنصر گازی هلیوم بوده که دارای ۲ پروتون و یک نوترون است. از این ماده بعنوان سوخت در تحقیقات مربوط به رآکتورهای همجوشی هسته ای استفاده می شود. این عنصر یکی از ایزوتوپ های پایدار هلیوم است.
فیزیکدانان علاقه‌ی ویژه ای به هلیوم-۳ دارند برای اینکه ساختار درونی جالبی دارد که برخی آنرا «جهانی در یک قطره» توصیف می کنند. یکی از خاصیت های هلیوم- ۳ این است که هنگامی در دمای فوق العاده پایین یخ می زند، تبدیل به فوق سیال می شود.
در قسمتی از تحقیقات، فیزیکدانان به روش هایی برای یافتن هلیوم-۳ رسیده اند. در این روش ها آنها از پروب های مخصوص (یکی از اجزای وسایل تصویربرداری) استفاده می نمایند که میدان مغناطیسی ضعیف هلیوم- ۳ را تشخیص می دهد.
فیزیکدان ها برای رسیدن به این هدف، مواد را از وسط نمونه های هلیوم-۳ عبور می دهند و تأثیر آنها را اندازه گیری می کنند. آنان همین طور کشف کردند که این امکان وجود دارد که تعدادی از خاصیت های آنرا با بهره گیری از میکروفن های مخصوص بشنوند.
پژوهشگران در این تحقیقات جدید راهی یافتند که هلیوم- ۳ را با سیستم خاصی که مجهز به دوربین است در پیش چشم نمودار کنند.
سیستم مجهز به دوربین متشکل از سه بخش اصلی است که در یک نمونه‌ی هلیوم-۳ معلق است. نخستین قسمت سیستم، یک جعبه‌ی بسته بود که بعنوان منبع شبه ذرات از آن استفاده می شد. در این قسمت وسیله ای وجود داشت که جفت کوپر (در فیزیک ماده چگال، یک زوج کوپر یا زوج BCS شامل یک جفت الکترون یا فرمیون های دیگر است) را می شکست و به شبه ذرات تبدیل می کرد.
شبه ذرات از یک سوراخ کوچک که در انتهای جعبه قرار داشت، خارج می شدند به سبب تفاوت دمایی، شبه ذرات بطور مستقیم به خارج از جعبه روان و به قسمت دوم سیستم وارد می شدند.
قسمت دوم، شامل حلقه‌ی سیم درحال لرزش بود که ورتکس های پرتوهای هلیوم-۳ (ورتکس: توده مایع یا جرم که با حرکات دورانی می چرخد و در مرکز دایره حفره یا خلا ایجاد می کند) را میان منبع تولید می کرد. قسمت سوم سیستم، دوربین بود که یک آرایه ۵×۵ چنگال های مرتعش (دیاپازون کوارتز) بود.
برای ایجاد یک تصویر، شبه ذرات از منبع به سمت ورتکس ها شلیک شدند. این شبه ذرات که به ورتکس نزدیک شدند، به شکل حفره هایی به سمت منبع منعکس شدند. شبه ذراتی که به اندازه‌ی کافی به ورتکس نزدیک نشدند به سمت دوربین رفتند. نتیجه‌ی نهایی سایه ورتکس تنگل (درهم تنیده vortex tangle) بود که به وسیله‌ی آرایه دوربین گرفته شد.
منبع: iostools.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب