یکشنبه ۰۲ دی ۱۴۰۳
۱۸:۵۵ - ۲۳ مهر ۱۴۰۲ کد خبر: ۱۴۰۲۰۷۱۷۱۴
اختراعات و پژوهش های علمی

ابداع یک نوع «یخ» جدید که فقط در دمای بسیار گرم ذوب می‌شود

یخ,نوع جدید یخ
شکل عجیبی از یخ وجود دارد که فقط در دمای بسیار گرم ذوب می شود.

به گزارش ایسنا به نقل از اس ای، چیزهای عجیبی درون سیاره ها اتفاق می افتد، جایی که مواد در معرض فشار و گرمای شدید قرار می گیرند. مثلا اتم های آهن احتمالاً درون هسته جامد درونی زمین می رقصند و همین طور یخ داغ، سیاه و سنگین که همزمان جامد و مایع است نیز احتمالاً در غول های گازی غنی از آب مانند اورانوس (Uranus) و نپتون شکل می گیرد.

پنج سال پیش، دانشمندان این یخ عجیب و غریب به نام «یخ اَبَر یونی» را برای اولین بار در آزمایشات آزمایشگاهی بازسازی کردند و چهار سال پیش بود که وجود و ساختار بلوری آنرا تائید کردند.

سپس در سال پیش، پژوهشگران چندین دانشگاه در آمريکا و آزمایشگاه مرکز شتاب دهنده خطی استنفورد در کالیفرنیا (SLAC) حالت جدیدی از یخ ابریونی را کشف کردند. کشف آن ها درک ما را عمیق تر می کند که چرا اورانوس و نپتون دارای چنین میدان های مغناطیسی پیچیده با قطب های متعددی هستند.

اطلاعات عمومی ما می گوید که آب در زمین، یک مولکول ساده است که از یک اتم اکسیژن متصل به دو اتم هیدروژن تشکیل شده است که هنگام یخ زدن در یک موقعیت ثابت قرار می گیرند.

ولی یخ ابریونی به طرز عجیبی متفاوت است و با این حال ممکن است یکی از فراوان ترین شکل های آب در کیهان باشد. یخی که تصور می شود نه تنها درون اورانوس و نپتون (Neptune)، بلکه در بسیاری از سیارات فراخورشیدی مشابه نیز وجود داشته باشد.

این سیاره ها دارای فشارهای شدید دو میلیون برابری نسبت به جو زمین هستند و فضای داخلی آن ها به گرمی سطح خورشید است، جایی که وجود آب در آن عجیب است.

دانشمندان در سال ۲۰۱۹ آنچه را که فیزیکدانان در سال ۱۹۸۸ پیش بینی کرده بودند، تأیید کردند و آن، ساختاری است که در آن اتم های اکسیژن در یخ ابریونی در یک شبکه مکعبی جامد قفل شده اند، در حالیکه اتم های هیدروژن یونیزه شده آزاد میشوند و مانند الکترون ها از میان فلزات در آن شبکه جریان می یابند. این به یخ ابریونی خاصیت رسانایی می دهد. همچنین نقطه ذوب آنرا به گونه ای افزایش می دهد که در دماهای زیاد همچنان جامد باقی می ماند.

در این مطالعه جدید، آریانا گلیسون فیزیکدان دانشگاه استنفورد و همکارانش قطعات نازکی از آب را که بین دو لایه الماس قرار گرفته بود، با لیزرهای بسیار قدرتمند بمباران کردند.

امواج ضربه ای پی در پی فشار را تا ۲۰۰ گیگا پاسکال (۲ میلیون اتمسفر) و دما را تا حدود ۵۰۰۰ کلوین (۸۵۰۰ درجه فارنهایت) افزایش داد که گرم تر از دمای آزمایش های سال ۲۰۱۹ اما در فشارهای پایین تر از آن بود.

گلیسون و همکارانش در مقاله خود توضیح می‌دهند: کشف های اخیر سیاره های فراخورشیدی شبیه به نپتون که غنی از آب هستند، نیازمند درک دقیق تری از نمودار حالت آب در شرایط فشار و دمای درون آنهاست.

سپس پراش پرتوی ایکس، با وجود این که شرایط فشار و دما فقط برای کسری از ثانیه حفظ شد، ساختار بلوری این یخ داغ و متراکم را آشکار کرد.

الگوهای پراش حاصل تایید کرد که بلورهای یخ در واقع حالت جدیدی هستند که از یخ ابریونی مشاهده شده در سال ۲۰۱۹ مشاهده شده است. این یخ ابریونی تازه کشف شده موسوم به Ice XIX ساختار مکعبی متمرکز بر خود دارد و رسانایی بیشتری نسبت به نسل قبلی خود در سال ۲۰۱۹ موسوم به Ice XVIII دارد.

رسانایی در این جا مهم است، زیرا ذرات باردار متحرک، میدان های مغناطیسی تولید می کنند. این اساس نظریه دینامو است که توضیح می دهد چگونه سیالات رسانا مانند گوشته زمین یا داخل یک جرم آسمانی دیگر باعث ایجاد میدان های مغناطیسی می شوند.

نظریه دینامو یا اصل نظری ژنراتور زمین (Dynamo theory) مکانیسمی را تعریف می کند که بر پایه آن، اجرام آسمانی مثلاً یک سیاره در شرایط زمین یا یک ستاره مانند خورشید، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. نظریه دینامو فرآیندی را توصیف می کند که طی آن یک سیالِ در حال چرخش، با قابلیت های همرفت و رسانایی جریان الکتریکی می تواند یک میدان مغناطیسی را در مقیاس های زمانی نجومی- تا زمانی که در چرخش است- در خود حفظ کند. تصور می شود که مکانیسم دینامو منشأ وجود میدان مغناطیسی زمین و میدان های مغناطیسی عطارد و سیاره های غول پیکر منظومه شمسی (Solar System) است.

اگر مقدار بیشتری از محتوای درون یک غول یخی مانند نپتون توسط یک جامد خاکی و مقدار کمتری از آن توسط یک مایع چرخان گرفته شود، آنگاه نوع میدان مغناطیسی تولید شده را تغییر خواهد داد و اگر آن سیاره در هسته خود دارای دو لایه ابریونی با رسانایی متفاوت باشد، همانطور که گلیسون و همکارانش پیشنهاد می کنند که نپتون ممکن است چنین باشد، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط لایه مایع بیرونی با هر یک از آن ها بطور متفاوتی برهمکنش می کند و شرایط را عجیب تر می کند.

گلیسون و همکارانش به این نتیجه رسیدند که رسانایی افزایش یافته لایه ای از یخ ابر یونی شبیه به یخ XIX، تولید میدان های مغناطیسی ضعیف و چندقطبی مانند میدان های مغناطیسی که از اورانوس و نپتون منتشر میشوند را افزایش می دهد.

اگر چنین باشد، بیش از ۳۰ سال پس از آن که کاوشگر فضایی وویجر ۲ ناسا که در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد، از کنار دو غول یخی منظومه شمسی پرواز کرد و میدان های مغناطیسی بسیار غیرعادی آن ها را اندازه‌گیری کرد، به نتایج رضایت بخشی رسیده ایم.

این مطالعه در مجله Scientific Reports منتشر شده است.

  • 17
  • 1
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
هیثم بن طارق آل سعید بیوگرافی هیثم بن طارق آل سعید؛ حاکم عمان

تاریخ تولد: ۱۱ اکتبر ۱۹۵۵ 

محل تولد: مسقط، مسقط و عمان

محل زندگی: مسقط

حرفه: سلطان و نخست وزیر کشور عمان

سلطنت: ۱۱ ژانویه ۲۰۲۰

پیشین: قابوس بن سعید

ادامه
بزرگمهر بختگان زندگینامه بزرگمهر بختگان حکیم بزرگ ساسانی

تاریخ تولد: ۱۸ دی ماه د ۵۱۱ سال پیش از میلاد

محل تولد: خروسان

لقب: بزرگمهر

حرفه: حکیم و وزیر

دوران زندگی: دوران ساسانیان، پادشاهی خسرو انوشیروان

ادامه
صبا آذرپیک بیوگرافی صبا آذرپیک روزنامه نگار سیاسی و ماجرای دستگیری وی

تاریخ تولد: ۱۳۶۰

ملیت: ایرانی

نام مستعار: صبا آذرپیک

حرفه: روزنامه نگار و خبرنگار گروه سیاسی روزنامه اعتماد

آغاز فعالیت: سال ۱۳۸۰ تاکنون

ادامه
یاشار سلطانی بیوگرافی روزنامه نگار سیاسی؛ یاشار سلطانی و حواشی وی

ملیت: ایرانی

حرفه: روزنامه نگار فرهنگی - سیاسی، مدیر مسئول وبگاه معماری نیوز

وبگاه: yasharsoltani.com

شغل های دولتی: کاندید انتخابات شورای شهر تهران سال ۱۳۹۶

حزب سیاسی: اصلاح طلب

ادامه
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

خویشاوندان : فرزند موسی کاظم و برادر علی بن موسی الرضا و برادر فاطمه معصومه

ادامه
شاه نعمت الله ولی زندگینامه شاه نعمت الله ولی؛ عارف نامدار و شاعر پرآوازه

تاریخ تولد: ۷۳۰ تا ۷۳۱ هجری قمری

محل تولد: کوهبنان یا حلب سوریه

حرفه: شاعر و عارف ایرانی

دیگر نام ها: شاه نعمت‌الله، شاه نعمت‌الله ولی، رئیس‌السلسله

آثار: رساله‌های شاه نعمت‌الله ولی، شرح لمعات

درگذشت: ۸۳۲ تا ۸۳۴ هجری قمری

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

تحصیلات: فوق لیسانس مدیریت ورزشی

ادامه
حمیدرضا آذرنگ بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ؛ بازیگر سینما و تلویزیون ایران

تاریخ تولد: تهران

محل تولد: ۲ خرداد ۱۳۵۱ 

حرفه: بازیگر، نویسنده، کارگردان و صداپیشه

تحصیلات: روان‌شناسی بالینی از دانشگاه آزاد رودهن 

همسر: ساناز بیان

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
ویژه سرپوش