ثبت نخستین تصویر از ساختار یک مولکول منفرد

دانشمندان نخستین تصویر از ساختار مولکولی را به ثبت رساندند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، ‌این دانشمندان برای اولین بار توانستند تصویر آناتومی یک مولکول را با شفافیت و وضوح غیر منتظره و فوق العاده بالا تهیه کنند.

ثبت این تصویر، با استفاده از یک تکنیک پیچیده موسوم به «نیروی اتمی میکروسکوپی غیر تماسی» امکان پذیر شده است.

به گفته محققان این دستاورد تاثیر زیادی بر حوزه نانوفن‌آوری خواهد داشت که هدف از آن جست‌وجو و کنترل برخی از کوچکترین اجرام شناخته شده است.

گرهارد مییر، محقق شرکت IBM در این زمینه خاطر نشان کرد: تکنیک‌های کاوشی تصویر برداری قابلیت‌های شگفت انگیزی را برای تهیه نمونه اولیه از ساختارهای عملکردی پیچیده و مطالعه روی ویژگی‌های الکترونیکی و شیمیایی در مقیاس‌های اتمی ارائه می‌کنند.

این دستاورد در واقع ادامه آزمایشی است که در ماه جولای در مجله ساینس منتشر شد و طی آن دانشمندان IBM وضعیت باردار اتم‌ها را با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی اتمی یا AFM اندازه گیری و ارزیابی کردند.

این پیشرفتها امکانات جدیدی را برای ارزیابی چگونگی انتقال بار در بین مولکوها یا شبکه‌های مولکولی فراهم می‌کند و این ارزیابی برای ساخت قطعات محاسبه‌ای بسیار سریعتر، کوچکتر و پر انرژی تر ضروری است.

شرح این دستاورد در مجله ساینس منتشر شده است.

کشف ماده‌ای شگفت در دل ستاره های کوارکی

طی بررسی های اخیر، دانشمندان دریافته اند که در مرکز یک ستاره نوترونی بی اندازه چگال ممکن است نوترون‌ها آنچنان فشرده شوند که ساختارشان در هم شکسته و ماده به دریایی از کوارک های آزاد، گلئون ها و الکترون ها تبدیل شود.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، بیشتر ماده ای که در جهان می شناسیم مانند ستاره ها، سحابی ها، سیارات، غبارهای میان ستاره ای و... از سه ذره پرتون، نوترون و الکترون ساخته شده‌اند.

تا مدتها گمان بر این بود که این ذره ها، ذرات بنیادی عالم هستند و نمی توان آنها را به اجزای کوچکتری تقسیم کرد. این باور هنوز در مورد الکترون وجود دارد، اما تبدیل پروتون و نوترون به یکدیگر در برخی واکنش‌های هسته ای و آزمایش های پیشرفته تری که در شتاب دهنده های ذرات بنیادی انجام شده، نشان داده است که آنها از ذرات سازنده کوچکتری به نام « کوارک » ساخته شده اند.

تاکنون شش نوع کوارک شناخته شده است. پروتون ها از دو کوارک Down و یک کوارک Up ساخته می‌شوند و دو کوارک Up و یک کوارک Down نوترون را می سازند. برای نگه داشتن کوارک ها کنار یکدیگر چسب مخصوصی لازم است! این وظیفه به عهده ذرات دیگری است که « گلئون » نام دارند.

در حالت طبیعی نمی توان کوارک ها را به صورت آزاد و منفرد یا در مجموعه هایی غیر از این دو حالت یافت، اما اگر چگالی و فشار آن قدر زیاد باشد که ساختار پروتون ها و نوترون ها در هم بشکند شاید ماده جدیدی خلق شود که دیگر ساختار شناخته شده قبلی را ندارد.

دیگر نمی توان از ذره یا ذرات به صورت مشخص نام برد؛ چرا که ماده به دریای یکپارچه ای از کوارک ها، گلئون ها و الکترون ها تبدیل شده است. چگالی این ماده از چگالی هسته اتم ها که شامل پروتون ها و نوترون‌های مجزاست، بسیار بیشتر است و خاصیت های آن نیز با خواص ماده معمولی بسیار متفاوت خواهد بود.

دانشمندان این ماده جدید را « ماده کوارکی » یا « ماده شگفت » نامیده اند.

برای تفکیک ستاره نوترونی از ستاره کوارکی اخترشناسان نیاز دارند که نسبت جرم به شعاع ستاره مورد نظر را بدانند. به دست آوردن جرم ساده تر است؛ به ویژه برای ستاره های نوترونی ای که در مجموعه ای دوتایی قرار دارند، زیرا دوره تناوب آنها به جرم و فاصله دو همدم از یکدیگر بستگی دارد.

طبق مشاهدات صورت گرفته، قطر ستارهای کوارکی حدود 10 تا 11 کیلومتر تخمین زده می شود. این مقدار را مقایسه کنید با اندازه یک ستاره نوترونی متوسط به قطر 20 تا 30 کیلومتر!

به نوشته پارس‌اسکای، ماده شگفت ممکن است پایدارترین شکل ممکن ماده باشد. تاکنون این عنوان به هسته اتم آهن اطلاق می شد که نقطه پایانی واکنش های هسته ای در مرکز ستاره های سنگین و پرجرم است.

اگر چنین باشد، پس از ساخته شدن ماده شگفت، برای نگهداری آن به همین اندازه شکل فشرده نیازی به گرانش نخواهد بود.

برخی نظریه پردازان معتقدند این ماده بسیار چگال می تواند هر شکل دیگری از ماده را که با آن برخورد کند درهم بشکند و تبدیل به ماده شگفت کند. اما جای نگرانی نیست، چراکه حتی اگر این اتفاق بیفتد، سرعت انجام آن بسیار کم است.

با این اوصاف، تصور کنید که کمی ماده شگفت روی زمین یا خورشید بریزد. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ ماده شگفت به سرعت به سمت مرکز می رود و در همان جا باقی می ماند، بدون اینکه آسیبی به محیط اطراف وارد کند.