به نقل از «فرارو»

رسیدن به دمای صفر مطلق شدنی است؟

تاریخ انتشار: ۲۷ دی ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۵۳۶۹۱۱

صفر مطلق پائین‌ترین دمای نظری است که دانشمندان آن را ۲۷۳.۱۵- درجه سانتی‌گراد تعریف می‌کنند. این دما حتی سردتر از دمای بخش خارجی فضاست و تا به امروز هیچ چیز از چیز‌هایی که ما می‌شناسیم، به دمای صفر مطلق نرسیده است. اما آیا حتی امکان دستیابی به این دمای عجیب وجود دارد؟

به گزارش خبرآنلاین، برای پاسخ دادن به این سوال، باید به این موضوع بپردازیم که در واقع دما چیست؟ ما عادت داریم تا فاکتور دما را برای اعلام گرم یا سرد بودن چیزی اعلام کنیم؛ اما واقعیت این است که دما معیاری از انرژی یا ارتعاشات همه ذرات یک سیستم است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اجسام داغ انرژی بیشتری دارند؛ در نتیجه ذرات آن‌ها ارتعاش سریع‌تری خواهند داشت. نقطه‌ای که در آن ذرات فاقد انرژی هستند و درنتیجه حرکتی نمی‌کنند، چیزی است که به‌عنوان دمای صفر مطلق تعریف می‌شود.

تلاش دانشمندان برای رسیدن به صفر مطلق

دانشمندان علاقه زیادی دارند تا به این دما‌های پائین دست پیدا کنند؛ چرا که با کاهش سرعت ذرات، چند اثر کوانتومی جذاب در آن‌ها ظاهر می‌شود. سانکالپا گوش، فیزیکدان نظری ماده چگال درموسسه فناوری دهلی هند در این رابطه گفت: «یک اصل اساسی در مکانیک کوانتوم، دوگانگی موج-ذره است. پدیده‌ای که در آن ذره‌ای مثل فوتون نور می‌تواند مثل ذره یا موج رفتار کند.»

او دراین رابطه گفت: «در هنگام برخورد با ذرات مکانیکی کوانتومی، مهم این است که "غیرقابل تشخیص بودن" آن‌ها را در نظر داشته باشیم. این امکان وجود ندارد که ذرات و امواج را به شکل جداگانه ردیابی کنیم. این کاری است که در مورد اجسام بزرگتر، قادر به انجام آن هستیم. منشا این را می‌توان به اصل عدم قطعیت معروف هایزنبرگ برگرداند که طی آن ماهیت احتمالی آن اندازه‌گیری مکانیکی کوانتومی را با کمیت تعیین می‌کند (بدین معنا که وقتی موقعیت یک ذره به صورت دقیق اندازه‌گیری می‌شود، تکانه آن با دقت کمتری شناخته می‌شود و بالعکس). این ماهیت احتمالی به یک ذره مکانیکی کوانتومی، یک ویژگی موج مانند می‌دهد.»

وسعت این رفتار موج مانند کوانتوم، با نسبت فواصل بین ذره که در سیستم تحت عنوان طول موج حرارتی De Broglie شناخته می‌شود، مطرح خواهد شد. در دما‌های معمولی، این رفتار کوانتومی ناچیز است؛ اما با پائین آمدن دما و سرد شدن ذرات، اثرات عجیبی را شاهد خواهیم بود.

گوش ادامه داد: «این نسبت با کاهش دما بزرگتر شده و در صفر مطلق، بی‌نهایت است. پدیده‌های کوانتومی مثل سیالیت فوق‌العاده (جریان بدون اصطکاک)، ابررسانایی (جریان بدون مقاومت) و چگالش اتمی فوق سرد همه به همین دلیل اتفاق می‌افتند.»

در آزمایش‌های اولیه فوق سرد در دهه ۱۹۹۰، برای شروع بررسی این اثرات از تکنیکی به نام خنک‌کننده لیزری استفاده کردند. کریستوفر فوت، فیزیک‌دان فوق سرد دانشگاه آکسفورد دراین رابطه گفت: «نور، نیرویی بر اتم‌ها وارد می‌کند که آن‌ها را تا دمای پائین ۲۷۲.۱۵- سانتیگراد (یا یک کلوین) کاهش می‌دهد. این سرعت برای مشاهده رفتار کوانتومی در جامدات و مایعات به اندازه کافی پائین است، ولی درباره گاز‌هایی که مورد مطالعه قرار می‌گیرند، برای دریافت این اثرات کوانتوم، به دمای ۱۰ نانوکلوین نیاز داریم.»

پائین‌ترین دمای ثبت شده

پائین‌ترین دمایی که تا به امروز در یک آزمایشگاه ثبت شده، در سال ۲۰۲۱ و توسط گروهی در آلمان ایجاد شده. اعضای این تیم، اتم‌های گاز مغناطیسی شده را در یک برج ۱۲ متری به پائین راندند و دائما میدان مغناطیسی را روشن و خاموش می‌کردند تا سرعت ذرات را آنقدر کند کنند تا تقریبا به حالت ساکن در بیایند. در این آزمایش که تحت عنوان خنک‌سازی تله مغناطیسی شناخته می‌شود، ذرات گاز به دمای باورنکردنی ۳۸ پیکوکلوین (۳۸ تریلیونم درجه سانتیگراد بالاتر از صفر مطلق که کاملا محدوده‌ای برای شروع مشاهده اثرات کوانتوم در گازهاست) می‌رسند.

ما آیا تلاش برای خنک کردن بیشتر مواد مفید است؟ طبق گفته فوت، احتمالا نه. او در این رابطه گفت: «تمایل ما به مشاهده اثرات کوانتومی به مراتب بیشتر از رسیدن به دمای صفر مطلق است. اتم‌های خنک شده با لیزر قبلا در استاندارد‌های اتمی که زمان بین‌المللی (ساعت‌های اتمی) را تعریف می‌کنند و در رایانه‌های کوانتومی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. کار در دما‌های پائین‌تر هنوز در مرحله تحقیق است و مردم از این متد‌ها برای آزمایش نظریه‌های فیزیکی جهانی استفاده می‌کنند.»

در حال حاضر این امکان وجود ندارد تا آن ۳۸ تریلیونم درجه نهایی را کاهش داد و البته برای محقق کردن این هدف، باید موانع دیگر را نیز از پیش رو برداشت. در حقیقت حتی اگر به دمای صفر مطلق برسیم هم ممکن است به دلیل تکنیک‌های اندازه‌گیری غیردقیق، آن را از دست بدهیم.

فوت ادامه داد: «با ابزار‌های فعلی، نمی‌توان تشخیص داد که آیا دما صفر است یا یک دمای بسیار بسیار پائین. برای اندازه‌گیری دمای صفر مطلق، در واقع به یک دماسنج بی نهایت دقیق نیاز دارید و این فراتر از سیستم‌های اندازه‌گیری فعلی ماست.»

منبع: فرارو

کلیدواژه: دمای صفر مطلق صفرمطلق قیمت طلا و ارز قیمت خودرو قیمت موبایل دمای صفر مطلق رابطه گفت اندازه گیری

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۵۳۶۹۱۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اینترنت کوانتومی و فناوری دسترسی رادیویی باز در کشور توسعه خواهد یافت

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، سید محمد کرباسی، دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری اطلاع داد: درسال گذشته، این ستاد در بحث تبصره ۱۸، از ۱۱ طرح به مبلغ ۲۷.۵ میلیارد تومان و خارج از تبصره ۱۸، از ۱۴ طرح به مبلغ ۱۰ میلیارد تومان حمایت کرده است.  

وی در خصوص مأموریت‌های ستاد توسعه فناوری‌های اتصال‌پذیری توضیح داد: رصد فناوری و شناسایی زیست‌بوم، فرهنگ‌سازی و ترویج سواد فناوری، حمایت از نخبگان پژوهشگر و سرآمدان فناور، توسعه فناوری‌های اولویت‌دار و نوظهور و تجاری‌سازی و بازاریابی از جمله ماموریت‌هایی است که این ستاد در دستور کار خود دارد.

کرباسی، توسعه منابع انسانی، توسعه فرهنگ بومی‌سازی شبکه ملی اطلاعات، توسعه اتصال‌پذیری با اولویت هوشمندسازی صنایع و تقویت زیرساخت امنیت سایبری شبکه و صنعتی را از اهداف راهبردی این ستاد برشمرد.

وی ادامه داد: دانشگاهیان و پژوهشگران، هسته‌های فناور و شرکت‌های نوپا، صنایع، سازمان‌ها و نهاد‌های دولتی، عموم افراد جامعه از مخاطبان این ستاد محسوب می‌شوند.

کرباسی درباره فعالیت‌های این ستاد گفت: ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات در سال گذشته اقدام به انتشار هفت فراخوان کرد که از آن جمله می‌توان به فراخوان حمایت از پایان‌نامه‌های دانشجویی، فراخوان پروژه‌های تحقیقاتی- طرح‌های پژوهشی و پسادکتری (بنیاد علم)، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه (نوآفرین)، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه در حوزه تجهیزات رادیویی، فراخوان مشترک با شرکت ایرانسل، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه کرده است.

دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات همچنین به پروژه‌های پرچم‌دار این ستاد در سال گذشته هم اشاره کرد و گفت: این پروژه‌های پرچم دار بر محصولات مورد نیاز گلوگاهی کشور تمرکز دارند و هدف از طرح این پروژه‌ها را حل مشکلات کشور در بحث فناوری  دانست.

وی در این راستا، پروژه اینترنت کوانتومی، فناوری دسترسی رادیویی باز (Open RAN) و  Fablab IOT و FSO را از جمله این پروژه‌های پرچم دار برشمرد.

کرباسی در خصوص حمایت‌های ستاد هم گفت: ستاد در بحث تبصره ۱۸، ۷۲ طرح دریافت و ۱۱ طرح را به مبلغ ۲۷/۵ میلیارد تومان مورد حمایت قرار داده و خارج از تبصره ۱۸، ۱۸ طرح دریافت  و ۱۴ طرح به مبلغ ۱۰ میلیارد تومان مورد حمایت قرار گرفته اند.

وی ادامه داد: در حوزه تجاری‌سازی و بازاریابی هم ستاد برنامه‌هایی را در دستور کار خود داشته است.

کرباسی، شرکت در گردهمایی شرکت‌های فناوری اطلاعات و نرم افزار‌های رایانه‌ای در مشهد، شرکت در رویداد ملی نکست و امضا ۱۳ تفاهم نامه و توافق نامه را از جمله اقدامات صورت گرفته در این راستا عنوان کرد.  

وی ادامه داد: همچنین، همکاری در تجهیز دو آزمایشگاه تخصصی در حوزه ۵G و IOT با همراه اول و شرکت ایرانسل از دیگر اقدامات این ستاد در سال ۱۴۰۲ است.

کرباسی اضافه کرد: حدود ۳۳ میلیارد تومان از محل بودجه ستاد به تفکیک ۱۱ درصد به فرهنگ سازی و ترویج سواد فناوری، ۲۱ درصد حمایت از نخبگان و ۶۸ درصد توسعه فناوری و همچنین  ۴۹ میلیارد تومان هم از نهاد‌های دیگر در قالب اعتبار مالیاتی و تفاهم‌نامه‌ها جذب شد که به تفکیک ۱ درصد به فرهنگ سازی و ترویج سواد فناوری، ۳۷ درصد به حمایت از نخبگان و ۶۲ درصد به توسعه فناوری اختصاص پیدا کرده است.

وی در ادامه از تشکیل کارگروه‌هایی همچون اینترنت اشیا و هوشمندسازی، ارتباطات نسل جدید، ماهواره و سنجش از راه دور و  امنیت سایبری به عنوان یکی از اقدامات این ستاد در سالی که گذشت یاد کرد.  

کرباسی درباره دیگر اقدامات این ستاد افزود: بازدید از شرکت‌های دانش‌بنیان و آزمایشگاه‌های تخصصی در راستای رصد، شناسایی و ترویج امید در حوزه فناوری‌های اتصال‌پذیری و ارتباطات از دیگر برنامه‌هایی است که دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال‌پذیری و ارتباطات از جمله این فعالیت‌ها است.

وی اضافه کرد: بازدید از آزمایشگاه تحقیقاتی و  مرکز نوآوری و شرکت‌های دانش‌بنیان مستقر در دانشگاه علم و صنعت، مجموعه‌های شتاب‌دهنده و شرکت‌های دانش‌بنیان شهر اصفهان، کارخانه نوآوری در خراسان رضوی و بررسی مسائل فناورانه بخش رادیویی نسل پنجم ارتباطی در نشستی با شرکت‌های دانش‌بنیان از جمله  دیگر اقدامات این ستاد است.

 کرباسی به فعالیت‌های نمایشگاهی این ستاد اشاره کرد و گفت: حضور ستاد در چهارمین رویداد هفته ایران دیجیتال، کنفرانس ظرفیت شبکه ملی اطلاعات ویژه توسعه هوشمندسازی، چهاردهمین نمایشگاه فناوری نانو ۱۴۰۲ و  بیست و چهارمین نمایشگاه بین‌المللی تلکام ۱۴۰۲ از دیگر فعالیت‌های نمایشگاهی ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات است.

دبیر این ستاد درباره فعالیت‌های آموزشی و کارگاه‌ها ادامه داد: برگزاری سه دوره رویداد کاشتن برای آینده با عناوین «دنیای شگفت‌انگیز ارتباطات از ژرفای کوانتوم تا ماورای ماهواره‌ها»، «اتصال‌پذیری، ارتباطات و هوش مصنوعی» و «ایران هوشمند و متصل» و حمایت‌های مالی از نهاد‌ها و دانشجویان با موضوعاتی مانند اولین هکاتون  ۵G، دومین هکاتون همراه اول IOT، دوم هکاتون ۵G، برگزاری اولین دوره ASMMasters و مسابقه طراحی و ساخت ماهواره‌های مکعبی Qsat (کیوست) و برگزاری دو دوره آموزشی «امنیت سایبری» از جمله اقدامات آموزشی این ستاد است.

کرباسی در همین راستا اضافه کرد:همچنین، «آشنایی با فناوری‌های نوظهور و مشاغل آینده با عنوان اتصال‌پذیری و ارتباطات نسل جدید»  از دیگر رویداد‌ها و مسابقات و دوره‌های آموزشی  که این ستاد در سال گذشته به انجام رسانده است.

انتهای پیام/