العودة   منتدى لغة الروح > لغة الفيزياء > الفيزياء العامة


فيزيائيون يتعقبون الفراشة الكسورية

كل ما يخص الفيزياء العامة


إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
#1  
قديم 04-19-2016, 09:54 PM
mo7med غير متواجد حالياً
لوني المفضل Cadetblue
 رقم العضوية : 647
 تاريخ التسجيل : Apr 2016
 فترة الأقامة : 1685 يوم
 أخر زيارة : 11-09-2017 (06:56 PM)
 المشاركات : 101 [ + ]
 التقييم : 30
 معدل التقييم : mo7med is on a distinguished road
بيانات اضافيه [ + ]
Post فيزيائيون يتعقبون الفراشة الكسورية



فيزيائيون يتعقبون الفراشة الكسورية

بحث امتد عقودًا يقترب من شكل تكراري يصف سلوك الإلكترون .
فيزيائيون يتعقبون الفراشة الكسورية

تصف فراشة هوفستاتر حركة الإلكترونات
بعد حوالي أربعين سنة من البحث، وجد الفيزيائيون برهانًا تجريبيًّا لأحد أول الأنماط الكسورية التي عرفتها فيزياء الكمّ: فراشة هوفستاتر. سُمِّيت تيمنًا باسم دوجلاس هوفستاتر، المؤلف الحائز على جائزة بوليتزر عن كتابه «جودل، وأشَر، وباخ» الصادر في 1979. يصف هذا النمط (شكل الفراشة) سلوك الإلكترونات في مجالات مغناطيسية قصوى.

وليتمكن العلماء من اصطياد «الفراشة»، كان عليهم صنع شبكة مبتكرة. فمنذ شهر مايو، نشرت مجموعات مختلفة عن تجارب تسعى لهذا الشكل باستخدام الشبكات مسدسة الأضلاع للذرّات. وفي أغسطس الماضي، أعلنت مجموعات أخرى البحث عنها باستخدام مصائد ليزر ذَرِّيَّة.
يقول بعض الفيزيائيين إن دراسة هذا النمط قد تساعد في تطوير مواد ذات خصائص كهربية عجية، لكن النقطة الأساسية في المطاردة كانت التأكد من أن شكل الفراشة يبدو كما هو متوقع.

يقول كوري دين، فيزيائي تجريبي في سيتي كوليدج بنيويورك: «كان مفهوم هوفستاتر في البداية مزعجًا لكثيرين. وأخيرًا يمكن القول إن أطروحته لم تكن غاية في الغرابة».

وهوفستاتر، عالِم الإدراك بجامعة إنديانا في بلومنجتُن، رسم لنا الشكل في السبعينات الماضية، حين كان طالب دراسات عليا في الفيزياء. وكان معلومًا آنذاك أن الإلكترونات حين تقع تحت تأثير مجال مغناطيسي؛ تدور سريعًا في دوائر. ووجد هوفستاتر أنه، نظريًّا، إذا تم حصر الإلكترونات داخل شبكة بلورية ذَرِّيَّة، ستكون حركتها أكثر تعقيدًا من ذلك.
فكلما تم تصعيد المجال المغناطيسي؛ انقسمت مستويات الطاقة الحاكمة لحركة الإلكترونات باضطراد. وحين يتم التعبير عن الحركة بشكل بياني، ترسم مستويات الطاقة تلك شكلاً يشبه الفراشة، ويظل هذا الشكل يشبه الفراشة، حتى لو تمّ تتبع مستويات متناهية الصغر. تلك الأشكال المتكررة، اشتهرت لاحقًا على يد الرياضي بَنوا مانلدبروت بـ«الكسورية»، ولم تعجب أستاذه هوفستاتر المشرف عليه.
فقد «سمّى بازدراء ذلك الشكل الذي ادَّعى هذا المبتدئ أنه رآه (مجرد لعب رقمي)» حسب قول هوفستاتر. «بل قال لي إنني قد لا أستطيع الحصول على الدكتوراة بأعمال من هذا القبيل». وبعد الانتهاء من الدكتوراة، نشر هوفستاتر1 شرحه للفراشة في عام 1976.

كان اختبار الفكرة صعبًا.. فقوة المجال المغناطيسي المطلوبة تعتمد على المسافة بين الذرات في الشبكة. وفي المواد المعتادة، حيث تكون الذرات منفصلة بمسافات لا تتجاوز واحدًا من مليار من المتر، يمكن للنمط أن ينشأ فقط بمجالات مغناطيسية بقوة عشرات آلاف تسلا.
وأفضل مغناطيس متاح يمكنه الوصول إلى حوالي 100 تسلا، لجزء من الثانية فقط. والمجالات المغناطيسية الأقل قد تكفي في شبكات ذرية بفراغات أكبر، يمكن تكوينها بوضع طبقات من المادة في كومات. وفي مايو الماضي، أفاد باحثون2 بأنهم حزموا ورقة مفردة من الجرافين، تكون فيها ذرات الكربون مرتبة بشكل قرص العسل، أعلى ورقة من نيتريد البورون المرتب كقرص العسل أيضًا. كوّنت تلك الطبقات نَسَقًا متكررًا يقدِّم هدفًا أكبر للمجالات المغناطيسية من الأشكال المسدسة لكل مادة على حدة، وهو ما يكبّر المجال المغناطيسي.

وبعد تطبيق المجال المغناطيسي، قاس الباحثون تغيّرات غير مترابطة في توصيل المادة المولفة (قفزات متدرجة تنتج عن انقسامات بمستويات طاقة إلكتروناتها).
لم يكن ذلك كشفًا مباشرًا لسلوك الإلكترون المتوقَع، لكنه كان تجليًا له. ولم تحلِّق فراشة هوفستاتر نحو الشبكة بعد، لكنها أعطت إشارة لوجودها. يقول بابلو هاريلو–إريرو، الفيزيائي التجريبي بمعهد تكنولوجيا ماساتشوستس (MIT) بكمبردج: «لقد وجدنا الشرنقة. ولا أحد يشك إذن أنّ هناك فراشة داخلها».

وولفجانج كترله، فيزيائي آخر بمعهد تكنولوجيا ماساتشوستس، يطارد الفراشة لكن بطريقة أخرى: بجَعْل الذرات تتصرّف كإلكترونات. وللقيام بذلك.. يبرِّد ذرات الروبيديوم لبضع أجزاء من المليار من الدرجة فوق الصفر المطلق، ويستخدم الليزر لحبسها في شبكة لها جيوب مثل كرتونات البيض.
وحين يتم تمرير زوج إضافي متقاطع من الليزر، تعبر الذرات من فجوة إلى أخرى. وتتيح إمالة الشبكة للجاذبية قيادة الذرات إلى مسارات تحاكي الحركات الدائرية لإلكترون بمجال مغناطيسي، رغم أنه لا مجال مغناطيسيًّا فعليًّا هناك.
وتستطيع المنظومة أن تتعقب بسهولة حركة الذرات الفرادى، ويُفترض أن تستطيع محاكاة مجال مغناطيسي قوي يكفي لإنتاج فراشة هوفستاتر. يقول كترله، الذي نشر فريقه مؤخرًا دراسته إلكترونيًّا على موقع أركسيف (arXiv) قبيل الطباعة3: «الذرات الباردة تعطينا حرية هائلة»، لكن تلك المنظومة تعاني إشكالية: إذ تميل أجهزة الليزر إلى تسخين الذرات البادرة، وبذلك تحدّ من القدرة على التحكم في طاقات الجسيمات، والكشف عن النمط الكسوري.
وإذا أمكن التعامل مع الحرارة، وتمت محاكاة الفراشة، فهذه المنظومة قد تكون نقطة بداية لاستكشاف السلوكيات الكمية في المواد الصلبة، كالتي توصل الكهرباء سطحيًّا، لكنها تكون عازلة داخليًّا. يقول ديتر جاكش، الفيزيائي بجامعة أكسفورد، المملكة المتحدة: «أتوقع كنزًا من الظواهر والتبصرات الجديدة سوف يتم كشفه عند استكشاف الفراشة».

References

  • Hofstadter, D. R. Phys. Rev. B14, 2239–2249 (1976).
  • Hunt, B. et al. Science 340, 1427–1430 (2013).
  • Miyake, H., Siviloglou, G. A., Kennedy, C. J., Burton, W. C. & Ketterle, W. Preprint athttp://arxiv.org/abs/1308.1431 (2013).

ساعد في نشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك


الموضوع الأصلي: فيزيائيون يتعقبون الفراشة الكسورية || الكاتب: mo7med || المصدر: اسم منتداك

كلمات البحث

العاب ، برامج ، سيارات ، هاكات ، استايلات








رد مع اقتباس
إضافة رد

مواقع النشر (المفضلة)

الكلمات الدلالية (Tags)
الفراشة, الكسورية, يتعقبون, فيزيائيون

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع

Facebook Comments by: ABDU_GO - شركة الإبداع الرقمية

Bookmark and Share


الساعة الآن 07:10 PM.

أقسام المنتدى

لغة الفيزياء | الفيزياء العامة | الفيزياء الحديثة | الفيزياء النووية | المحاضرات عن بعد | تكنو فيز | الوسائط التعليمية | الفيديو العلمي | طرق وأساليب التدريس | الأجهزة التعليمية | البرامج والمواد التعليمية | فيزياء المرحلة الثانوية (نظام المقررات ) | الترجمة | الأخبار العلمية والتكنولوجيا | لغة الأدب | الأدب العربي | الأدب النبطي | لغتنا العربية | الركن الهادئ | لغة الذات | دورات وقراءات | الميديا التنموية | الروحانيات | اسأل طبيبك | استراحة المنتدى | لقاء العائلة | شاركنا أخبارك | التعارف والترحيب بين الأعضاء | منتدى الإدارة | القرارات الإدارية | تواصل مع الإدارة | منتدى الاقتراحات والملاحظات | ريشة فنان | منتدى المواضيع المحذوفة والمكررة | الفيزياء الطبية | مسار محاضرات الفيزياء | مسار محاضرات الفيزياء الجزء الأول (1و2و3) | مسار محاضرات الفيزياء الجزء الثاني (4و5و6) |



Powered by vbulletin
Copyright ©2000 - 2020.


HêĽм √ 3.1 BY: ! ωαнαм ! © 2010

أن المنتدى غير مسئول عما يطرح فيه أفكار وهي تعبر عن آراء كاتبها

This Forum used Arshfny Mod by islam servant

هذا الموقع يستعمل منتجات MARCO1

جميع الحقوق محفوظة لموقع لغة الروح |تصميم المتحدة لخدمات الانترنت