مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

43 خبر
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • عيد النصر على النازية

    عيد النصر على النازية

  • فيديوهات

    فيديوهات

علماء يرسمون خريطة ذرية ثلاثية الأبعاد لمادة غامضة لأول مرة

تمكن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، لأول مرة، من قياس التركيب الذري ثلاثي الأبعاد لـ"المواد الكهرحديدية المرتخية" (Relaxor ferroelectrics) الغامضة، بشكل مباشر.

علماء يرسمون خريطة ذرية ثلاثية الأبعاد لمادة غامضة لأول مرة
صورة تعبيرية / Gettyimages.ru

وتستخدم هذه المواد لعقود في تقنيات حيوية مثل أجهزة الموجات فوق الصوتية في التصوير الطبي، والميكروفونات، وأجهزة السونار في الغواصات والسفن.

وتكمن قيمتها في حساسيتها الشديدة للمجالات الكهربائية، ما يجعلها مثالية لتخزين الطاقة والاستشعار فائق الكفاءة.

والسبب وراء الأداء المذهل لهذه المواد يكمن في تركيبها الداخلي، لكن المفارقة أن هذا التركيب ظل لغزا لعقود. فبينما تتسم البلورات العادية بترتيب ذري منتظم يمكن توقعه، تتميز "المواد الكهرحديدية المرتخية" بـ"الاضطراب الكيميائي"، ما جعل قياس تركيبها ثلاثي الأبعاد مستحيلا حتى الآن، واضطر العلماء للاعتماد على نماذج غير مكتملة.

وللتغلب على هذه العقبة، استخدم الفريق تقنية متطورة تسمى "علم الطبقات الإلكتروني متعدد الشرائح" (MEP). وتعتمد هذه التقنية على مسح المادة بحزمة إلكترونية نانوية بشكل تسلسلي، والتقاط أنماط حيود متداخلة في كل موضع، ثم استخدام خوارزميات لإعادة بناء هذه الأنماط إلى خريطة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للتركيب الذري للمادة. 

وتشرح الباحثة مينغلين تشو، المشاركة الأولى في الدراسة: "هذه المناطق المتداخلة تحتوي على معلومات كافية لإعادة بناء صورة ثلاثية الأبعاد للجسم ودالة موجة الإلكترون".

وكشف هذا القياس المباشر عن مفاجأة كبيرة: المناطق القطبية الداخلية (جيوب الشحنات المسؤولة عن الأداء الفائق للمادة) كانت أصغر بكثير وأكثر تعقيدا مما كانت تشير إليه كبرى عمليات المحاكاة الحاسوبية. 

كما كشف عن مستوى من "الاضطراب الكيميائي" تجاهلته النماذج القياسية السابقة تماما.

وعندما دمج الباحثون هذه الملاحظات الجديدة في النماذج الحاسوبية، تمكنوا من تحسين دقتها بشكل كبير، والانتقال من نماذج عشوائية إلى نماذج تعكس بدقة كيفية تنسيق الأنواع الكيميائية المختلفة وحالات شحنتها لقيادة سلوك المادة.

وعلق البروفيسور جيمس لوبو، المؤلف الرئيسي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "الآن بعد أن أصبح لدينا فهم أفضل لما يحدث بالضبط، يمكننا التنبؤ بشكل أكيد من تصميم الخصائص التي نريد أن تحققها المواد. وما يزال المجتمع البحثي يطور طرقا لتصميم هذه المواد، ولكن لكي نتنبأ بالخصائص التي ستمتلكها تلك المواد، يجب أن تعرف ما إذا كان نموذجك صحيحا".

ومع وجود "خريطة متحقق منها" للتركيب الذري، أصبح العلماء الآن قادرين على التنبؤ والتحكم بشكل أفضل في خصائص هذه المواد. وهذا سيسرع من تطوير أجهزة طبية أكثر دقة للموجات فوق الصوتية والسونار، وأنظمة تخزين طاقة ذات سعة أعلى ومكونات إلكترونية متقدمة للحوسبة الأسرع.

نشرت النتائج في مجلة Science في 30 أبريل. وشارك في البحث فريق موسع من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة ألاباما في برمنغهام، والمعهد المتقدم للعلوم والتكنولوجيا في كوريا، وجامعة بنسلفانيا، وجامعة رايس.

المصدر: ساينس ديلي

التعليقات

ترامب: السفن بدأت تغيير مسارها من هرمز إلى الموانئ الأمريكية ونتفاوض مع إيران

خاتم الأنبياء: استهدفنا قطعا بحرية أمريكية ردا على انتهاك وقف النار وردنا سيكون قاصما على أي اعتداء

مستشار خامنئي يعلن نهاية "الصبر الاستراتيجي" ويرسم ملامح المرحلة الجديدة لمضيق هرمز

تصعيد في أزمة مضيق هرمز.. انفجارات واشتباكات بحرية قرب قشم وبندر عباس جنوب إيران

بزشكيان يكشف تفاصيل لقاء جمعه مع المرشد مجتبى خامنئي ويشير إلى جانب استرعى انتباهه

مصدر عسكري إيراني: استهداف وحدات أمريكية في مضيق هرمز بعد هجوم على ناقلة نفط وإجبارها على التراجع

"إن بي سي نيوز": السعودية منعت استخدام واشنطن قواعدها وأجواءها لإعادة فتح مضيق هرمز

السعودية توضح حقيقة فتح دول خليجية مجالها الجوي أمام القوات الأمريكية ضد إيران

ترامب: مدمراتنا عبرت هرمز بنجاح.. سنضرب بقوة أكبر وأكثر عنفا إذا لم توقع إيران الاتفاق المطلوب

الدفاعات الجوية الإماراتية تتصدى لمسيرات وصواريخ إيرانية صباح اليوم

أزمة هرمز.. البحرين وواشنطن تطرحان مشروع قرار على مجلس الأمن

"وول ستريت جورنال" تتحدث عن اختراق في المفاوضات وانفتاح طهران على مناقشة "النووي" مع واشنطن

لحظة بلحظة.. تصعيد ميداني بين إسرائيل و"حزب الله" وبيروت تتمسك بالسلام وترفض التطبيع

لبنان لحظة بلحظة.. تصعيد ميداني متواصل ومحادثات إسرائيلية لبنانية بواشنطن منتصف مايو الجاري

قلق في إسرائيل إزاء خطوة يعمل الرئيس الشرع على تطويرها على أرض الواقع

دوغين يحذر: ترامب غارق في الشرق الأوسط ونسي زيلينسكي وبيان الخارجية الروسية لا يحتمل التأويل

الكشف عن تعرض ناقلة نفط صينية لهجوم قرب مضيق هرمز

روسيا تدعو الدول إلى إجلاء موظفي بعثاتها الدبلوماسية في كييف في أقرب وقت

وكالة مهر الإيرانية: تفعيل الدفاعات الجوية في طهران

مضيق هرمز في أحدث ظهور له وعينة من الناقلات المحتجرة عبره