ساخت میکروسکوپ هولوگرافیک برای تشخیص نشانه های حیات فرازمینی

[ad_1]

محققان موسسه فناوری کالیفرنیا مشغول ایجاد نوعی تکنولوژی میکروسکوپی هستند که امیدوارند بالاخره با قطعیت مشخص نماید آیا حیات در سیارات دیگر وجود دارد یا خیر.

این دستگاه میکروسکوپ هولوگرافیک دیجیتال نام دارد و برای پیدا کردن میکروب ها در فضا طراحی شده است.

گفتنی است آخرین باری که ناسا فضای خارجی زمین را برای یافتن حیات جستجو کرد سال 1976 میلادی بود و از آن زمان تاکنون هیچگونه اتفاق نظری در جامعه علمی دنیا در رابطه با راه های جستجو برای یافتن حیات وجود نداشته است.

البته روشن است که تا به امروز زمان و هزینه های زیادی صرف یافتن آب روی سیارات دیگر شده (با فرض اینکه چنین محیطی محتمل ترین مکان برای جای دادن حیات در خود است). باید اضافه کنیم که مشکلِ پیدا کردن آب، تعیین موقعیت آن نیست، بلکه مساله نحوه تشخیص موجوداتی است که احتمالا درون آن زندگی می کنند.

بنابراین دانشمندان نه می توانند مطمئن باشند که بعد از انتقال نمونه ها از فضا به زمین، اگر موجود زنده ای در آنها بوده زنده می ماند و نه اینکه با استفاده از تلسکوپ های معمولی می توانند نمونه های موجود در فضا را بررسی نمایند.

با در نظر داشتن همین مساله دانشمندان میکروسکوپ هولوگرافیک دیجیتال را طراحی کرده اند. این دستگاه رویکردی تازه را برای حل مساله ای به قدمت چندین دهه دارد: در واقع دستگاه طراحی شده به جای استفاده از لنز برای فوکوس کردن روی سوژه ها، از لیزر برای نمایش حرکت سه بعدی موجود در ذرات میکروسکوپی بهره می گیرد.

در مرحله بعدی، آن حرکات تحلیل می شوند تا مشخص گردد که آیا به صورت اتفاقی رخ داده اند (درست مانند آنچه در آبجکت های غیرزنده شاهد هستیم) یا اینکه درست مانند حرکات درون اندامک های زنده، هدفمند هستند.

لازم است اضافه کنیم که این وسیله هیچ بخش متحرکی ندارد و به همین خاطر برای ماموریت های فضایی که در آنها امکان تعمیر دستگاه ها وجود ندارد ایده آل است. اما محققان از انجام این کار یک هدف مشخص را دنبال می کنند: یکی از اقمار زهره به نام Enceladus.

این ماه یک پوسته یخی با آتشفشان های بزرگ دارد که بخار را به درون فضا می فرستند و احتمال می رود که از این طریق میکرو اورگانیزمها را به درون فضای کیهانی پرتاب نماید. حال میکروسکوپی هم که در دست توسعه قرار دارد باید بتواند بخاری که به آن اشاره کردیم را برای یافتن میکروب های زنده مورد بررسی قرار دهد.

در پایان باید اشاره کنیم که دانشمندان این دستگاه را در قطب شمال تست کرده اند و حالا می خواهند آن را در محیط های خشن تری نظیر قطب جنوب نیز مورد ارزیابی قرار دهند.

[ad_2]

لینک منبع

تلاش تازه محققان: استفاده از آنتی بادی های بدن گاو برای مقابله با HIV

[ad_1]

پژوهشگران مدت هاست که به دنبال راه هایی برای کمک به افراد مبتلا به HIV هستند تا بدن این افراد آنتی بادی های خنثی کننده (Bnab) بیشتری را برای مقابله با اشکال مختلف ویروس مذکور تولید نماید.

Bnab از جمله مباحث بسیار مهم در تحقیقات صورت گرفته پیرامون HIV است چراکه ویروس مذکور با هر بار تقسیم سلولی دستخوش تغییراتی می شود و این یعنی تنها از یک آنتی بادی نمی توان برای مقابله با آن استفاده نمود.

پژوهش تازه ای که در این باره انجام گرفته نشان می دهد گاو ها می توانند بهترین راهکار را برای مهار کردن Bnabها پیش روی دانشمندان قرار دهند.

در مورد ساختار کلی این ماده باید بگوییم که آنتی بادی های خنثی کننده درست مانند هر پروتئین دیگری عمدتا بزرگ و نامنظم هستند. با در نظر داشتن همین مشخصات، دانسمندان تشخیص داده اند که Bnabها شباهت زیادی به نوع آنتی بادی های موجود در بدن گاوها دارند.

گاوها معمولا HIV نمی گیرند اما بعد از آنکه محققان پروتئینی مشابه به این ویروس را به بدنشان تزریق کردند دریافتند بدن آنها آنتی بادی هایی را برای مقابله با آن ترشح می کند. در مرحله بعد دانشمندان آن پروتئین ها را از بدن گاو دریافت کرده و آن را در مقابل انواع مختلفی از HIV مورد بررسی قرار دادند.

Devin Sok مدیر واحد کشف و توسعه آنتی بادی در طرح بین المللی واکسن HIV در اینباره به STAT News گفت:

این یافته درست مانند کنار هم قرار گرفتن ستاره ها بود؛ یعنی همزمان دامپزشکان، محققان آنتی بادی های بدن گاو و دانشمندان HIV همگی به یک نتیجه دست پیدا کردند.

استفاده از گاوها برای یافتن درمان

این مطالعه که در واقع به پرورش Bnab مربوط می شود در نوع خود اولین است، با این همه، در نتایج مربوط به آن توضیح داده نشده که چطور باید همین پروتئین ها را در بدن انسان تولید کرد.

با این همه John Mascola مدیر تحقیقات واکسن در موسسه ملی آلرژی و بیماری های عفونی در این باره گفت: گرچه این تحقیق ابدا نشان نمی دهد که چطور باید برای HIV در انسان واکسن تولید کرد، با این همه ما را از نحوه حمله ویروس به سیستم ایمنی بدن مطلع می نماید.

این کشف همچنین می تواند راه های تازه ای را برای استفاده از خون گاو به منظور فراهم نمودن حفاظت کوتاه مدت در برابر HIV فراهم نماید یا حتی به درمان افرادی که پیشتر به این ویروس آلوده شده بودند کمک نماید. این اقدام همچنین در نهایت می تواند به کم شدن آلام میلیون ها انسانی منجر گردد که هم اکنون با وریروس HIV زندگی می کنند.

گفتنی است در حال حاضر محققان تلاش می کنند تا از آنتی بادی های بدن گاو برای مقابله با دیگر بیماری ها از جمله اختلالات سیستم ایمنی بدن انسان، انواع سرطان و بیماری های عفونی نظیر مالاریا استفاده نمایند.

[ad_2]

لینک منبع

پلان؛ نظریه جدید دانشمندان در مورد پدیده «زمین گوی برفی» [تماشا کنید]

[ad_1]

یافته های زمین شناسی نشان می دهند که در گذشته ای دور، یعنی حدود 650 الی 700 میلیون سال قبل، سرتاسر زمین منجمد شده. برخی شواهد حکایت از آن دارند که در این دوران، ضخامت یخ در سطح زمین به 1 تا 2 کیلومتر می رسیده است. این نوع یخبندان های سراسری را معمولاً «زمین گوی برفی» می نامند.

شاید تصور کنید تغییری در این ابعاد گسترده در وضعیت اقلیمی کره زمین به صدها سال زمان نیاز داشته باشد، اما محققین دانشگاه هاروارد به تازگی نظریه جدیدی را ارائه کرده اند که نشان می دهد زمین حتی در زمان های بسیار کوتاه تر هم می تواند به گلوله برفی تبدیل شود، و چه بسا در آینده نزدیک هم دوباره شاهد آن باشیم. با پلان این هفته همراه باشید.

[ad_2]

لینک منبع

ابزار جدید اخترشناسان برای رصد سیاره های فراخورشیدی در شیلی آغاز به کار کرد

[ad_1]

جامعه اخترشناسی به تازگی ابزار جدیدی را برای جستجوی جهان های دوردست فعال ساخته تا سیاره های زیست پذیر را رصد کند. این سیستم که به تازگی در شیلی آغاز به کار نموده، متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) در صحرای آتاکاما است و با شناسایی اگزوپلنت ها، آنها را برای اکتشافات بیشتر به تجهیزات قدرتمندتر معرفی می کند.

دستگاه مورد بحث به نام «ماسکارا» (Mascara) که توسط دانشگاه لیدن هلند ساخته شده، دو قسمت دارد؛ یکی از آنها در جزایر قناری و دیگری در بخش های جنوبی صحرای آتاکاما نصب شده و هرکدام به یکی از نیمکره های آسمان اختصاص یافته اند. هر بخش، پنج دوربین دیجیتال حرفه ای را در خود دارد.

این دو مجموعه دوربین با همکاری یکدیگر، به طور مداوم روشنایی هزاران ستاره در آسمان را می سنجند. عملیات سنجش با استفاده از نرم افزاری صورت می گیرد که کاهش نور لحظه ای را تشخیص می دهد. این رویکرد به نام «نورسنجی انتقالی» معروف است و تلسکوپ های معروف ناسا از جمله «کپلر» هم از این روش برای تشخیص هزاران اگزوپلنت استفاده نموده اند.

ESO می گوید ایستگاه ماسکارا در رصدخانه لاسیلای شیلی، نخستین رصد آزمایشی خود را با موفقیت پشت سر گذاشته و اکنون آماده همکاری با بخش دیگر در نیمکره شمالیست تا هدف اصلی اخترشناسان یعنی کشف «مشتری داغ» یا سیاره های فراخورشیدی تفتیده را برآورده سازد. این اجرام بزرگ و دوردست، از نظر مشخصات فیزیکی با سیاره مشتری در منظومه شمسی شباهت دارند، اما در فاصله بسیار نزدیک به دور ستاره خود می گردند.

ماسکارا قادر است سیاره هایی در ابعاد زمین و نپتون را هم شناسایی کند. با آغاز به کار این ابزار، به زودی فهرستی از اگزوپلنت های احتمالی به دست آمده و نتایج آن به دیگر ابزارهای بزرگ شناسایی از جمله تلسکوپ خیلی بزرگ (VLT) متعلق به ESO انتقال خواهد یافت تا وضعیت جوی و اقلیمی و احتمال تشکیل حیات در آنها را بسنجند.

[ad_2]

لینک منبع

افزایش یا کاهش طول عمر انسان؛ به کدام سمت پیش می رویم؟

[ad_1]

تا به حال برای شما این پرسش پیش آمده که قدیمی ها بیشتر زندگی می کردند یا ما؟ با پیرمردها که به پای صحبت می نشینیم جمله «جوان هم جوان های قدیم» را محال است نگویند. معتقد بودند که غذای سالم می خوردند و هوای پاک داشتند.

در نقطه مقابل، این روزها ما به غذاهایی کم کالری، پر از طعم دهنده و چربی های مضر روی آورده ایم و هوا را هم که هیچ. آیا این موضوعات سبب شده که ما عمر کمتری در قیاس با کسانی که 50 سال پیش می زیستند داشته باشیم؟

سرطان بیش از قبل شایع شده و انسان ها را در سنی پایین از پای در می آورد، بیماری های فراگیر و کشنده هم به هیچ کس رحمی ندارند و هر کسی را ممکن است از لبه تیغ خود بگذرانند. با این حال، ما خاطرات کباب های خوش مزه، خورش های پر از روغن سالم و زندگی شاد گذشته را از خاطرات پدربزرگ ها و مادربزرگ ها به یاد داریم.

اگر بخواهیم به این ادعای قدیمی ها پاسخی منطقی بدهیم، باید در ابتدا با دو مفهوم «طول عمر» و «امید به زندگی» آشنا شویم و آن ها را در مقام آمار رسمی منتشر شده از سوی سازمان جهانی بهداشت (WHO)، سازمان ملل (UN) و مرکز کنترل بیماری ها (CDC) مقایسه کنیم.

امید به زندگی یعنی میانگین عمر یک جمعیت کامل که آمار مرگ و میر در آن در نظر گرفته می شود. اما طول عمر میزان واقعی طول عمر یک شخص است. در حالی که هر دو عبارت بسیار سر راست و ساده هستند اما عدم وجود داده های تاریخی، اندازه گیری طول عمر انسان در گذشته را برای محققین کمی دشوار کرده است.

مرکز ملی آمار سلامت آمریکا در سال 2009 گزارشی منتشر کرد که در آن امید به زندگی مردم این کشور در سال 1907 (در واقع 110 سال پیش) برابر با 45.6 سال بوده. سال 1957 این رقم به 66.4 رسید و در 2007 هم به 75.5 رسیده. در حال حاضر اما بر اساس آخرین آمار سازمان جهانی بهداشت، امید به زندگی آمریکایی ها به 79.3 سال رسیده.

آمار دقیقی از میانگین امید به زندگی ایرانی ها از قرن گذشته در دسترس نیست، اما با استناد به آمار جهانی، می توان انتظار رشد مشابهی را هم داشت. طیق آخرین اعلام سازمان جهانی بهداشت، امید به زندگی ایرانی ها 75.5 سال است و در جدول کلی، ایران از بین 183 کشور در رتبه 61 قرار دارد؛ کمی بالاتر از میانگین جهانی.

کشورهای اروپایی، آمریکای شمالی، ژاپن و استرالیا بالاترین میانگین طول عمر را از میان همه کشورها دارند. اوضاع برای آسیایی ها هم بد نیست اما کشورهای آفریقایی عمدتا زیر خط میانگین قرار دارند که بهداشت پایین، عدم دسترسی به تجهیزات نوین پزشکی و توقف پیشرفت در این کشورها علل اصلی چنین اتفاقی است.

اما چطور میانگین 45.6 سال به 75.5 رسیده و همینطور بالاتر می رود؟ تقریبا اکثر بیماری های کشنده (مثل بیماری های قلبی، آنفلوآنزا، وبا و…) در قرن گذشته حالا درمان شده اند یا قدرت کنترل آن ها در اختیار انسان قرار گرفته و بشر توانسته جلوی مرگ و میر کودکان و البته کشتار را هم بگیرد.

شاید 200 سال پیش بهای کشتن یک انسان چندان زیاد نبود اما حالا [دست کم] در جوامع مدرن و کشورهای پیشرفته نمی توان بر سر یک نزاع ساده چند نفر را کشت و راحت و آسوده به زندگی ادامه داد. میزان قتل و کشتار در جوامع پیشرفته کاهش داشته اما جنگ در خاورمیانه و کشتار در آفریقا همچنان عوامل مهم در کاهش امید به زندگی هستند.

از سوی دیگر، نوزادان نیز حالا امنیت بیشتری دارند. در سال 1907، از هر 1000 کودک، 10 کودک محکوم به مرگ بودند اما 50 سال بعد در 1957 این تعداد به 2.63 نفر رسید و در سال 2007 هم به 0.68 نفر کاهش یافت. طبق آمار اعلام شده از سوی سازمان جهانی بهداشت، مرگ و میر کودکان زیر 5 سال در سال 2015 به 5.9 میلیون نفر رسیده، یعنی 16 هزار کودک در هر روز.

سازمان جهانی بهداشت آمار مرگ و میر کودکان در سال 2015 را 43 نفر از هر 1000 نفر اعلام کرده که پیشرفتی شگرف نسبت به گذشته است. در کشورهای پیشرفته از هر 1000 نوزاد متولد شده فقط 7 نفر می میرد اما در آفریقا این رقم به 81 نفر می رسد.

نکته جالب دیگر که البته تاثیر خاصی روی افزایش یا کاهش آمار مرگ و میر ندارد، میزان امید به زندگی بالاتر زنان نسبت به مردان است. به طور میانگین و در سراسر جهان، میزان امید به زندگی زنان 4.5 سال بیشتر از مردان است. برای مثال در ژاپن که با 83.7 سال امید به زندگی، در صدر جدول قرار دارد، سن مردان 80.5 و سن زنان 86.8 اعلام شده.

آمار در کشورهای مختلف کاملا متغیر است اما کمترین امید به زندگی زنان و مردان به ترتیب با سن 50.8 و 49.3 متعلق به کشور سیرالئون است.

بنابر تمام آمار اعلام شده بالا، می توان به این نتیجه رسید که اگرچه میانگین امید به زندگی به شکل قابل توجهی طی 100 سال گذشته افزایش داشته، اما طول عمر انسان از 2000 سال پیش تا به امروز تقریبا ثابت و دست نخورده باقی مانده است.

طول عمر انسان حالا 79 سال است اما یک پژوهش نظری نشان می دهد که انسان ها می توانند تا حدود 125 سال عمر کنند که البته رسیدن به این سن نیازمند مراقبت های فراوان، فناوری های روز، تغذیه و هوای سالم و البته ورزش مرتب و اصولی است.

پژوهشگران با پیری همانند یک بیماری برخورد می کنند و قصد درمان آن را دارند. طی سال های اخیر میزان سرمایه گذاری در این زمینه به طرز چشمگیری افزایش داشته و حتی برخی معتقدند که تا 20 سال دیگر می توان طول عمر انسان را به 250 سال نیز رساند و جلوی فرسودگی و پیر شدن بدن را گرفت.

آمار اگرچه رسمی و مستند نیست اما گفته های دانشمندان و پژوهشگران حاکی از آن است که می توان طول عمر را به میزان چشمگیری طی سال های آینده افزایش داد اما اینکه امید به زندگی نیز بالا برود جای سوال دارد.

پژوهشی که اکتبر سال گذشته منتشر شد نیز دلیلی دیگر برای باور آمار و ارقام فوق است. به گفته ژاو دانگ و تیمش، حداکثر طول عمر انسان کاملا ثابت بوده و تغییری در خود ندیده اگرچه از 1990 به بعد، طول عمر با کاهشی ناملموس مواجه شده.

بعضی محققین پیش بینی کرده اند که برخی فاکتورهای سبک زندگی مثل چاقی، برای اولین بار در تاریخ مدرن ممکن است افزایش امید به زندگی را متوقف کرده و یا حتی کاهش دهد.

پژوهشی که سال 2005 در ژورنال پزشکی New England منتشر شد نشان می دهد دو سوم جمعیت ایالات متحده آمریکا یا اضافه وزن دارند یا چاق هستند. و شنیده اید که می گوید چاقی مادر همه بیماری ها است. پیش بینی شده که در نیمه اول قرن 21، امید به زندگی نیز کاهش یابد.

بنابراین ادعای قدیمی ها نه درست است و نه غلط. حالا میزان مرگ و میر به شکل چشمگیری کاهش داشته و اثر این اتفاق را در رشد جمعیت زمین نیز می توان متوجه شد. اما میزان طول عمر یک شخص، ارتباط مستقیمی با میزان امید به زندگی مردم یک کشور ندارد.

به جای اینکه بگوییم انسان ها حالا بیشتر عمر می کنند، باید بگوییم حالا انسان های بیشتری زنده می مانند تا بیشتر عمر کنند و تفاوتی در میزان عمر اشخاصی که حالا زنده هستند با کسانی که صدها سال پیش می زیسته اند رصد نشده. به لطف پیشرفت های خارق العاده بشر در علم و تکنولوژی، حالا شانس بقای بیشتر نیز فراهم شده است.

[ad_2]

لینک منبع

برخورد دهنده ذرات چیست و چگونه کار می کند؟

[ad_1]

برای اینکه بخواهیم سر از کار جهان هستی درآوریم، باید همه چیز را تا جای ممکن قطعه قطعه کرده و آنها را مورد مشاهده قرار دهیم؛ مشکل اینجاست که هر چیزی را نمی توان به راحتی مشاهده کرد، و هنوز قادر به شکافتن بعضی چیزها نیستیم.

دموکریت، فیلسوف شهیر یونان باستان، کوچک ترین جزء ماده را atomos نامید

در یونان باستان، نظریه ای بنیادی شکل گرفت. «دموکریت» (ذیمقراطیس) فیلسوف معروف این دوران می گفت اگر یک قطعه ماده را به اندازه کافی تقسیم کنیم، در نهایت به چیزی می رسیم که دیگر قابل شکافتن نیست. او این فرم تئوری ماده را atomos به معنای «غیر مرئی» نامید، و ما هم امروزه از واژه «اتم» برای توصیف آن استفاده می کنیم. البته اکنون می دانیم اتم ها هم قابل مشاهده اند، اما خللی بر نظریه فیسلوف یونانی وارد نیست.

دموکریت در آن زمان نمی دانست «اتم» بسیار پیچیده تر از تصوراتش، و به مراتب فراتر از تعریف «کوچک ترین قطعه ماده» است (البته شاید چنین ایده ای به ذهنش رسیده بود، اما توضیحی برای آن نداشت). با این حال، شاید اگر با دقت برایش توضیح می دادیم، می توانست نحوه عملکرد «شتاب دهنده ذرات» از جمله «برخورد دهنده هادرونی بزرگ» را درک کند. این سیستم عظیم، جدیدترین و قدرتمندترین ابزاریست که برای شکافتن ذرات جهان هستی در اختیار داریم، و مطمئناً آخرین آنها نخواهد بود.

وقتی مقیاس اهمیت می یابد

تصور کنید که یک ماشین اسباب بازی در دست دارید. در چند سطح می توانید این وسیله را از منظر فیزیک مورد مطالعه قرار دهید. مثلاً اگر می خواهید بدانید چگونه حرکت کرده و قطعاتش به هم وصل شده، کافیست آن را در حین حرکت تماشا نمایید و بخش های مختلفش را از هم جدا کنید.

در مقابل اگر این سؤال برایتان به وجود آید که چرا ماشین اسباب بازی در دستان شما اینقدر وزن دارد، یا چرا بعضی قسمت هایش خم می شوند اما دیگر بخش ها سفت و محکم هستند، باید نگاه دقیق تری داشته باشید. از آنجا که چشمان انسان چنین دقتی را ندارد، میکروسکوپ ها را اختراع کرده و آزمون های فیزیکی و شیمیایی متنوعی را ابداع نموده ایم تا ساختار مواد را درک کنیم.

حال اگر رفتار ماده به سؤال اصلی شما بدل گردد، باید به اجزای تشکیل دهنده مواد، یعنی اتم ها و مولکول ها نگاهی بیندازید. برای این کار به ابزار خاصی مانند میکروسکوپ های الکترونی نیاز داریم تا مشاهده را با جزئیات هر چه بیشتر انجام دهیم.

اگرچه با این روش ها می توانیم مولکول ها را به اتم های سازنده آنها بشکافیم و الکترون ها و پروتون ها را از آنها جدا کنیم، اما در این مرحله است که به مرز ابزارهای الکتریکی فوق دقیق و دستگاه های شناسایی کنونی می رسیم. جالب است که با این همه تلاش، هنوز به اتم واقعی نرسیده ایم. بنابراین چگونه می توان جلوتر رفت و به مقیاس های کوچک تر دست یافت؟

مهبانگ کوچک

شتابدهنده های ذرات مدت ها قبل معرفی شدند؛ در واقع ایده ساخت آنها به حدود یک قرن قبل باز می گردد و توضیح سازوکار آنها نسبتاً ساده است.

در این دستگاه، ذره ای مانند پروتون را وارد لوله ای می کنیم که داخلش کاملاً خلاء است. سپس با استفاده از آهنربا (میدان مغناطیسی) این ذره را در طول لوله به حرکت در می آوریم، به گونه ای که هر لحظه بیشتر شتاب می گیرد. زمانی که سرعتش به حد مناسب رسید، چیزی را سر راهش قرار می دهیم و برخورد انجام می شود.

اگر با دقت به نقطه تصادم نگاه کنیم، ردپایی از ذرات بسیار کوچک خواهیم دید. پروتون ها و دیگر ذرات زیر-اتمی، برای لحظه ای در معرض نیرو و دمایی به اندازه مهبانگ (انفجار بزرگ) قرار می گیرند و به مجموعه ای از ذرات نادر تبدیل می شوند: پوزیترون (positron)، پاد پروتون (antiproton)، میون (muon)، تاو (tau)، کوارک های افسون (charm) و شگفت (strange)، و البته بوزون (boson). اینها، تعدادی از ذرات بنیادین هستند که اجزای تشکیل دهنده جهان هستی را در سطوح مختلف تشکیل می دهند.

شتاب دهنده های اولیه حالتی خطی داشتند

در روزهای آغازین، لوله شتاب دهنده را به صورت مستقیم می ساختند و ذرات در انتهای این شتاب دهنده خطی به یک ورق نازک فلزی برخورد می کردند. می دانیم که هرچه سرعت ذره بیشتر شود، انرژی تولید شده در اثر تصادم نیز بیشتر خواهد شد، اما برای اینکه ذره را به سرعت های بسیار بالای مورد نیاز در برخی آزمایشات خاص برسانیم، به لوله ای طولانی تر از محیط کره زمین نیاز داشتیم.

اشتباه اصلی آنجا بود که دانشمندان می خواستند مسیر مستقیم را برای رسیدن به سرعت نور طی کنند. پس از مدتی، این ایده به ذهنشان رسید که ذرات را در میدان مسابقه بارها و بارها بگردانند و سرعتشان را افزایش دهند تا به حد مطلوب برسند؛ اینجا بود که حلقه برخورد دهنده ابداع شد.

در شتاب دهنده حلقوی، ذرات با حدود دو برابر سرعت نور به یکدیگر برخورد می کنند

بهترین قسمت ماجرا اینجاست که در شتاب دهنده خطی، در بهترین حالت امیدوار بودیم که ذره با کسری از سرعت نور به چیزی برخورد کند، چون دستیابی به سرعت نور یا عبور از آن برای اجسام دارای جرم ناممکن است. حال با طراحی هوشمندانه حلقه، می توانیم ذرات را در دو راستا (هم جهت یا خلاف جهت حرکت عقربه های سرعت) شتاب داده و به جای آنکه مانعی را سر راه آنها قرار دهیم، دو ذره را به سمت یکدیگر هدایت کنیم؛ درست مانند دو لاین ترافیک که با سرعت تمام به سمت هم در حرکت هستند.

نتیجه چیست؟ ذره ای با 99 درصد سرعت نور که به سمت غرب در حرکت است، به ذره ای که با همین سرعت در جهت مخالف حرکت می کند، برخورد کرده و تصادمی را با سرعتی حدوداً دو برابر سرعت نور به وجود می آورد؛ پدیده ای که در طبیعت هم به این راحتی ها دیده نمی شود.

وقتی پروتون ها به میدان می آیند

بزرگ ترین حلقه شتاب دهنده تا به امروز، «برخورد دهنده هادرونی بزرگ» (LHC) است که ساخت آن حدود 30 سال طول کشیده. این حلقه به طول 27 کیلومتر، در مرز کشورهای فرانسه و سوئیس ساخته شده و داخل آن علاوه بر خلاء کامل، دمایی در حدود 2 درجه بالاتر از صفر مطلق برقرار است.

برخورد دهنده هادرونی بزرگ، ذرات را به 99.9999991 درصد سرعت نور می رساند

دانشمندان با استفاده از مقدار بسیار ناچیزی هیدروژن خالص، پروتون ها را داخل حلقه می فرستند و سپس با بهره گیری از هزاران آهنربای الکتریکی ابر رسانا، آنها را در مسیر (لاین) خود به حرکت در می آورند. هر قسمت از مسیر، میدان تابش فرکانس رادیویی (RF) خاصی را دارد که با آهنگ 400 مگاهرتز در نوسان است. این میدان، ذره را به محض ورود، سرعت بخشیده و در کسری از ثانیه، جهت خود را عوض می کند تا ذره دیگر را در مسیر مخالف شتاب دهد. بدین ترتیب، به سرعتی معادل 99.9999991 درصد سرعت نور رسیدیم.

در اطراف حلقه، آشکارسازهای ذرات قرار گرفته اند که در واقع هزاران ابزار فوق دقیق و حساس را در خود جای داده اند و می توانند حتی یک ذره زیر-زیر-اتمی را شناسایی کنند.

درون این شتاب دهنده هزاران گروه پروتون در حرکت هستند، هر گروه بیش از 100 میلیارد پروتون در خود دارد، و مسیر حرکت تمام آنها به نصف قطر موی انسان می رسد؛ با این حال ذرات به قدری کوچک هستند که احتمال برخورد آنها با یکدیگر بسیار کم است، یعنی شاید یک برخورد به ازای هر 500 میلیون بار عبور نزدیک.

فوتون ها در هر ثانیه 11 هزار بار مسیر 27 کیلومتری LHC را دور می زنند

البته چون سرعت حرکت ذرات بسیار سریع است و در هر ثانیه، 11 هزار مرتبه مسیر 27 کیلومتری فوق را دور می زنند، به طور میانگین با یک میلیارد برخورد در هر ثانیه روبرو هستیم. مشکل اینجاست که در اکثر برخوردها، ذراتی تولید می شوند که دانشمندان به خوبی آنها را می شناسند. با این حال، گاهی اوقات شاهد تولید ذرات بسیار کمیابی مانند «بوزون هیگز» (Higgs) هستیم که همانند اکثر ذرات بنیادی، به صورت مستقیم مشاهده نشده و فقط وجود آن از طریق دیگر ذرات نتیجه شده است.

هرچه نیروی برخورد پروتون ها بیشتر باشد، احتمال تولید ذرات پر انرژی نیز بالاتر می رود. افزایش طول حلقه و تقویت آهنرباها و میدان شتاب دهنده، باعث افزایش نیروی پروتون ها می شود و به همین دلیل، احتمالاً به زودی شاهد بازنشستگی LHC و ظهور ابرسازه دیگری باشیم؛ شتاب دهنده ای که حدود 100 کیلومتر طول خواهد داشت.

فعالیت های علمی انسان همیشه به همین ترتیب بوده، و هرچه بیشتر می آموزیم، بیشتر به نادانی خود پی می بریم. با جستجو در اعماق کیهان از یک سو، و کاوش در دنیای ذرات بنیادین از سوی دیگر، امیدواریم تا شاید بالاخره به سازوکار جهان هستی پی ببریم، اما گویی این کنکاش هیچگاه به پایان نخواهد رسید؛ شاید نظریه فیسلوف یونان باستان در مورد ذره نامرئی، تا دهه ها و سده های آتی نیز برقرار باشد.

[ad_2]

لینک منبع

وقتی یک ربات امنیتی هوس شنا کردن به سرش می زند

[ad_1]

همین چند روز پیش اتفاقی در مجتمع تجاری-تفریحی «Washington Harbour» در آمریکا به وقوع پیوست که نشان داد هنوز تا آخرالزمان رباتیک و شورش هوش مصنوعی بر علیه بشریت فاصله بسیاری داریم، چرا که یک ربات امنیتی به راحتی هرچه تمام تر درون یک استخر آب افتاد.

ربات نگهبان غرق شده «استیو» نام دارد (نام تجاری آن «K5» و محصول کمپانی «knightscope» است) و وظیفه آن گشت زنی در محیط های داخلی مجتمع مذکور اعلام شده است. تنها یک هفته از آغاز به کار ربات مورد بحث می گذرد و هنوز مشخص نیست که چه چیزی باعث شده استیو هوس آبتنی به سرش بزند.

ربات ۱.۸ متری و ۱۸۱ کیلوگرمی K5 با تمام تکنولوژی هایش جایگزین نگهبانان انسانی نیست، بلکه می بایست در کنار آنها به گشت زنی و تحت نظر داشتن محیط بپردازد.

حساب رسمی توییتر کمپانی knightscope نیز در واکنش طنزآمیز به این ماجرا ضمن عذرخواهی از طرف ربات ساخته خود اعلام کرده است که آنها نمی دانستند گرمای این روزهای هوا ربات ها را نیز ترغیب به شیرجه زدن در آب خنک می کند.

چند ماه قبل نیز یک مرد در پارکینگ یکی از فروشگاه های زنجیره ای به یک ربات K5 حمله کرده و آن را سرنگون کرده بود. با این وجود ربات مذکور وظیفه اش را به درستی انجام داده و همکاران انسانی خود را از این ماجرا مطلع ساخته بود.

[ad_2]

لینک منبع

محققان: تی-رکس قادر به دویدن نبوده، بلکه گام هایی سنگین بر می داشته است

[ad_1]

تیرانوسوروس رکس بدون شک یکی از عظیم الجثه ترین موجوداتی است که قادر به گام برداشتن با دو پا بوده. اما سوال اینجاست که این جانور انقراض یافته، قادر به حرکت با چه سرعتی بوده؟ این سوالی است که برای مدت های طولانی ذهن دیرینه شناسان را به خود مشغول کرده و هنوز پاسخ های متفاوتی برای آن ارائه می شود. محققان در آخرین بررسی خود، رویکردی چند فیزیکی برای رسیدن به پاسخ در پیش گرفته اند و با شبیه سازی قابلیت های حرکتی این دایناسور، به نتایج جالبی رسیده اند.

بدیهی است که هنوز نمی دانیم تی رکس قادر به دویدن بوده یا خیر؛ برخی می گویند که تی رکس می توانسته با سرعت زیادی حرکت کند و برخی نظری کاملاً متفاوت دارند و می گویند که این دایناسور به هیچ وجه قادر به حرکت سریع نبوده است. این تئوری ها، با بررسی مدل های بیومکانیکی به دست آمده اند که به گفته محققان این تحقیق تازه، می توانند مشکلاتی در نتیجه گیری نهایی به وجود آورند.

پیش از هر چیز، مدل های بیومکانیکی تا حدی بر استفاده از بافت های نازک متکی هستند که در هیچ یک از فسیل های دایناسورهای به چشم نخورده است. چنین مدل هایی می توانند با سرعت های مختلفی حرکت کنند که نتایج دقیقی به همراه نمی آورد؛ به همین جهت، رقم تخمینی بیشینه سرعت تی رکس، بین 17 الی 54 کیلومتر بر ساعت متغیر بوده است.

اما این بار محققان از سیستمی چند فیزیکی استفاده کرده اند که ساختار استخوانی تی-رکس را شبیه سازی کرده و سپس با استفاده از یادگیری ماشینی، الگوی فعالیت عضلات این جانور را شناسایی می کند. بنابراین در حالی که مدل های بیومکانیکی می توانند ارقام تخمینی متفاوتی ارائه کنند، این رویکرد چند فیزیکی تمام شاخصه های لازم را در نظر می گیرد و رقمی به مراتب دقیق تر ارائه می کند.

بعد از شبیه سازی راه رفتن و دویدن تی-رکس که در بالا قابل مشاهده است، محققان حالا می گویند که این شکارچی عظیم الجثه حقیقتاً قادر به دویدن نبوده و استخوان بندی جانور، نمی توانسته از پس چنین کاری برآید. در نتیجه همین موضوع، تی-رکس احتمالاً قادر به حرکت با سرعت بالا بوده، اما دویدن جزو گزینه های آن به حساب نمی آمده است.

[ad_2]

لینک منبع

دانشمندان هنوز منشأ سیگنال های دریافتی عجیب از ستاره نزدیک به زمین را نمی دانند

[ad_1]

اوایل هفته جاری باخبر شدید که اخترشناسان، سیگنال های عجیبی را از ستاره Ross 128 دریافت کرده اند، کوتوله سرخی که در فاصله 11 سال نوری از زمین قرار دارد. طبیعیست که ناتوانی دانشمندان در ارائه توضیح سریع برای این سیگنال ها، ذهن همه را به سمت موجودات بیگانه هدایت می کند.

«ابل مندز» اخترشناس دانشگاه پورتوریکو پس از انتشار خبر فعالیت غیر عادی ستاره مورد بحث، اظهار داشت هنوز ماهیت این سیگنال های عجیب و تناوبی مشخص نیست، اما سه توضیح ممکن برای آنها وجود دارد: طوفان های خورشیدی، اجرام فضایی واقع در مجاورت این ستاره، یا ماهواره های قرار گرفته در مدارهای بالایی زمین.

او به تازگی ایمیلی را به سایت Gizmodo ارسال کرده و توضیحات بیشتری را در مورد این سیگنال ها ارائه داده است. مندز می گوید اگرچه همگان به کشف موجودات فضایی علاقه دارند، اما مشکل اینجاست که نمی توانیم منشأ سیگنال ها را به درستی تعیین کنیم. در واقع ماهیت سیگنال های کیهانی و زمینی (ناشی از فعالیت انسان یا محیط طبیعی) قابل تفکیک نیستند.

مندز می گوید اگر مجبور شود، ترجیح می دهد منبع زمینی را برای این امواج انتخاب کند. با این حال، اثبات این موضوع هم به دشواری اثبات وجود آدم فضایی هاست.

«اندرو سیمین» مدیر مرکز تحقیقاتی SETI برکلی هم محتمل ترین توضیح برای سیگنال های دریافتی از Ross 128 را تداخل امواج، یا ترکیبی از تداخل و مشکلات ابزارهای سنجش می داند. او می گوید منبع طبیعی مانند خورشید هم می تواند چنین سیگنال هایی را تولید نماید. دومین توضیح او برای این پدیده، تابش رادیویی طبیعی خود ستاره است.

به هر حال، مندز و همکارانش دوباره کوتوله سرخ Ross 128 را رصد کرده اند و به زودی نتایج جدیدی را در مورد آن منتشر خواهند کرد. تا آن زمان، بهتر است نظریه موجودات فضایی را کنار بگذاریم و به توضیحات علمی بسنده کنیم.

[ad_2]

لینک منبع