سال 2013 سال پرباری برای فیزیک و فیزیکدانان بود. در این سال وجود بوزون هیگز که تئوری آن 50 سال پیش مطرح شده بود به اثبات رسید.
به گزارش تدبیر24 برخی از مهمترین وقایع فیزیکی سال گذشته به شرح زیر است:
• نخستین رایانه با استفاده از نانوتیوب های کربنی ساخته شد
محققان دانشگاه استنفورد برای اولین بار در جهان موفق به ساخت یک رایانه اولیه با استفاده از نانوتیوب کربنی شدند. نانولوله کربنی یک ماده نیمه رساناست که برای ساخت نسل جدید تجهیزات رایانه ای و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. تجهیزاتی که سنگ بنایشان نانوتیوب کربن است با سرعت خارق العاده ای اجرا می شوند و انرژی مورد استفاده برای راه اندازی آنان ناچیز است. متخصصان سراسر جهان در تلاشند تا تراشه های نانوتیوبی را جایگزین نمونه های سیلیکونی کنند.
اولین رایانه نانوتیوبی شاهکار سال ها تلاش شبانه روزی یک تیم تخصصی متشکل از دانشمندانی از سراسر دنیا بود.
حدود 15 سال پیش اولین ترانزیستور جهان با استفاده از نانوتیوب کربنی ساخته شد و 15 سال طول کشید که این ماده عجیب منجر به ساخت اولین رایانه شود.
محققان دانشگاه استنفورد از یک روش پیچیده و هوشمندانه برای حذف نانو لوله های کربنی فلزی در مدار استفاده کردند و با استفاده از این روش فقط نانو لوله های نیمه رسانا را در مدار حفظ کردند. این امر موجب کارایی مضاعف مدارهای الکترونیکی می شود.
• سریعترین فیلمبرداری جهان روی یک نانوکریستال انجام شد
محققان مرکز نانوتکنولوژی لندن، موفق به انجام سریع ترین فیلمبرداری جهان، برروی نانوکریستال طلا شدند. این روش قادر به ضبط یک میلیارد فریم در هر ثانیه است! به عنوان مثال می توان گفت که اگر بخواهیم حرکت توپ بیسبال را به این روش فیلمبرداری کنیم، تماشای یک صحنه کوچک از پرتاب توپ حدود 16 سال طول می کشد.
با استفاده از این روش تمام رفتار الکترون های موجود در نانوکریستال قابل مشاهده است. یکی از مهمترین کاربردهای این روش، درک بهتر رفتار نانوذرات تحت شرایط مختلف است.
در این روش، نانوذرات طلا با استفاده از پالس مادون قرمز گرم می شوند و الکترون های آنان شروع به نوسان می کنند؛ سپس از یک لیزر اشعه ایکس، برای روشن شدن حرکت الکترون ها استفاده می شود.عملکرد اشعه ایکس مانند فلش دوربین است.
با استفاده از این روش، حرکت یک الکترون نیز قابل ردیابی و کنترل است.
• کوچکترین مونالیزای جهان ساخته شد
فیزیکدانان دانشگاه صنعتی جورجیا واقع در آمریکا، موفق به ساخت کوچکترین مونالیزای جهان شدند.این شاهکار علمی با استفاده از روش لیتوگرافی و میکروسکوپ نیروی اتمی ساخته شد و ضخامت آن یک سوم یک تار موی انسان است.
لیتوگرافی یکی از رایج ترین روش های ساخت مواد در ساختار نانوست.این تابلوی کوچک Mini Lisa نامیده شد.
هر پیکسل 125 نانومتری از تابلوی Mini Lisa نشان دهنده مجموعه ای از واکنش های شیمیایی است. در سال 2012 نیز محققان موفق به نوشتن جدول مندلیف در یک تار موی انسان شدند ولی نقطه عطف ساخت تابلوی مونالیزا، موفقیت در کنترل مقدار انرژی گرمایی اعمال شده در هر پیکسل است تا تعداد مولکول های جدید تولید شده در هر نقطه تغییر کند. این قابلیت تا به امروز در ساخت موادی در مقیاس نانو، امکان پذیر نبوده است.
مبنای این تکنولوژی، روش نانولیتوگرافی ترموشیمیایی یا به اختصار TCNL بود.
این روش عامل موثری برای تغییر رسانایی گرمایی، اپتیکی و الکتریکی گرافین ( لایه دوبعدی کربن) محسوب می شود که کاربردهای بسیار مهمی در نانوالکترونیک ومهندسی زیستی دارد.
فیزیکدانان برای ساخت این تابلوی مینیاتوری، مولکول ها را تک تک در کنار هم چیدند.
• اولین فیلم واقعی سفر در زمان ساخته شد
محققان موفق به ساخت اولین فیلم واقعی سفر در زمان شدند که پاسخگوی بسیاری از سوالات آنان در زمینه نسبیت بود.
• ترسیم نقشه تولد، زندگی و مرگ جهان با استفاده از تلسکوپ پلانک
آژانس فضایی اروپا با استفاده از تلسکوپ پلانک دقیق ترین نقشه موجود از پس زمینه کل کیهان را رونمایی کرد که ساختار جهان ازلی را در قالب تشعشعات نوری نشان می داد.
• تحول در تصویربرداری پزشکی با ساخت یک دستگاه جدید
محققان دستگاه قابل حملی را طراحی کردند که با استفاده از اشعه X از نواحی بدن عکسبرداری می کند و علاوه بر بافت های سخت، بافت های نرم را نیز با وضوح بالا نمایش می دهد.
میزان اشعه X برخوردشده با بدن بیمار توسط این دستگاه بسیار کمتر از روش های قلبی است.
در دستگاه های متداول، پرتوهای الکترومغناطیسی از یک منبع منتشر می شوند و به بدن بیمار برخورد می کند؛ در این دستگاه جدید، از سطوح نانوساختار با آرایه ای از روزنه های میکروسکوپی استفاده شده است. هریک از این روزنه ها به اندازه یک میکرون هستند و پرتوهای الکترونی را ساطع می کنند. این پرتو ها از یک صفحه میکروساختاری عبور می کنند و به اشعه X تبدیل می شوند. این فرآیند باعث می شود که بافت های نرم نیز قابل مشاهده باشند
• اثبات بوزون هیگز پس از 50 سال و دریافت جایزه نوبل
دانشمند 84 انگلیسی و همکار بلژیکی اش سال گذشته وجود ذره ای به نام بوزون هیگز را اثبات کردند. نظریه بوزون هیگز حدود 50 سال قبل مطرح شده بود و سال 2012 در مرکز تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) به صورت تجربی مشاهده شد.
پروفسور پیتر هیگز استاد بازنشسته دانشگاه ادینبورگ انگلیس در بیانات خود اظهار داشت که گرچه این جایزه به او و همکار بلژیکی اش تعلق گرفته است ولی دوست دیگری نیز در این گروه نقش جدی داشته است که اکنون در قید حیات نیست.
با توجه به اینکه این نظریه 50 سال پیش مطرح شده بود و باوجود کار شبانه روزی تیم تحقیقاتی به اثبات نرسیده بود، پروفسور هیگز اغلب ناراحت بود تا این که سال گذشته به همراه همکارانش ذره ای شبیه به آن را در آزمایشگاه مشاهده کرد.
به گفته اطرافیان، او پس از شنیدن خبر پیروزی و یکی بودن ذره مشاهده شده با ذره ای که در سال 1960 به صورت تئوری مطرح شده بود، اشک ریخت. این ذره به افتخار هیگز به نام او نامگذاری شد.
• بزرگترین عدد اول جهان محاسبه شد
یک ابر رایانه واقع در ناسا موفق به محاسبه طولانی ترین عدد اول جهان شد. این عدد 17 میلیون رقم دارد.
•اولین رایانه پوشیدنی جهان ساخته شد
محققان توانستند اولین رایانه پوشیدنی، موسوم به گلس را برای اولین بار با موفقیت مورد آزمایش قرار دهند.انتظار می رود این رایانه در سال 2014 در اختیار عموم قرار گیرد.
• مهمترین اکتشافات فیزیکی ربع قرن مورد تقدیر قرار گرفتند
این اکتشافات تاثیرگذار شامل ارتباطات از راه دور کوانتومی، چگالش بوز اینشتین، شتاب انبساط جهان، اثبات جرم در نوترینوها به صورت تجربی و اکتشاف بوزون هیگز است.
انتقال اطلاعات کوانتومی برای نخستین بار در سال 1992 شناخته شد و به فرآیندی گفته می شود که در آن یک اتم یا فوتون از یک مکان به مکانی دیگر منتقل می شود. فوتون به بسته های انرژی گفته می شود.
چگالش بوز اینشتین به گاز رقیق بوزون گفته می شود که در دمایی نزدیک به صفر مطلق سرد می شود و برای نخستین بار در سال 1995 تولید شده است.
شتاب انبساط جهان برای اولین بار در سال 1997 مطرح شد و جایزه نوبل فیزیک سال 2011 در همین زمینه برای مشاهده ابرنو اختر به دو دانشمند اهدا شد.
سال 1998 محققان در یک دستگاه آشکارساز واقع در ژاپن به طور تجربی دریافتند که جرم نوترینو صفر نیست و سال گذشته محققان سازمان هسته ای اروپا موفق به کشف یک ذره سازگار با بوزون هیگز شدند و بر این باورند که این ذره مسئول تمام جرم جهان است.
ارسال به دوستان 
نسخه چاپی 
