یونانیان باستان ، عالم را متشکل از چهار عنصر آتش ، خاک ، آب و هوا میدانستند. امروزه دانشمندان بکمک این عناصر ، تمام اجزای تشکیل دهنده جهان را آن طور که هست ، توضیح میدهند. آتش بیانگر انرژی بوده و سه عنصر دیگر نشان دهنده سه حالت از ماده جامد ، مایع و گاز میباشند. بر طبق این تقسیم بندی ، مواد جامد دارای شکل و ابعاد مشخصی بوده و همچنین جرم ، حجم و وزن مشخصی دارند .
مایعات و گازها شاره هستند، یعنی جریان مییابند. این اجسام شکل معینی ندارند و شکل ظرفی را که در آن قرار دارند بخود میگیرند، در حالیکه مقدار معینی دارند. مثلا مقدار آب ، دی اکسید کربن ، هوا ، شیر و غیره جرم قابل اندازه گیری و معینی دارند، اما نمیتوانند همانند جامدات با اعمال نیروی پس زنی کشانی ، در مقابل تغییر شکل ، مقاومت کنند .
اشکال ماده به طور کلی عبارتند از : جامد ,مایع ,گاز ,پلاسما و ماده چگال بونز -انیشتین- و حالت تازه کشف شده یعنی ماده چگال فرمیونی
بقیه در ادامه مطلب
ادامه مطلب ...مقاله ای تکمیلی در مورد نظریه یوکاوا .
دانلود در ادامه مطلب
ادامه مطلب ...محققان موسسه فن‌آوری جورجیا به روشی برای پیش‌بینی رفتار امواج متلاطم نور در طول انتقال حرارتی تابشی نانومقیاس یافتند.
به گزارش سرویس فن‌آوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، در مقیاس نانو می‌توان از طریق تابش دادن به فتون‌های نور میان دو صفحه بسیار نزدیک به هم (بعضی وقت‌ها تا 10 نانومتر) انرژی تولید کرد.
این فاصله کمتر از طول موج نور می‌باشد. نور در مقیاس نانو متفاوت از حالت عادی رفتار می‌کند، به نحوی که با گسیختن طول موج نور در این مقیاس، امواج ناپایداری ایجاد می شوند که امواج محوشونده نامیده می‌شوند.
جهت این امواج را نمی‌توان محاسبه کرد، بنابراین محققان با مشکل کنترل این امواج ریز و در عین حال مفید مواجه میباشند.
محققان موسسه فناوری جرجیا روشی برای پیش‌بینی رفتار این امواج متلاطم نور در طول انتقال حرارتی تابشی نانومقیاس یافته‌اند که یافته‌های آنها روی جلد مجله Applied Physics Letter شماره 8 اکتبر منتشر شده است.
چون از نظر قوانین فیزیکی جهت این امواج محوشونده به نظر غیر قابل محاسبه می‌آید، این گروه تحقیقاتی به رهبری دکتر ژانگ - استاد مهندسی مکانیک - تصمیم گرفتند به جای جهت امواج، جهت جریان انرژی الکترومغناطیسی را دنبال کنند.
ژانگ می‌گوید: «ما به جای مکانیک کوانتوم، از مکانیک کلاسیک برای توضیح رفتار این امواج استفاده کردیم. ما به جای جهت حرکت واقعی فوتونها، نحوه انتشار انرژی را پیش‌بینی می‌کنیم.»
به گزارش ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، چالش موجود این است که الکترودینامیک در مقیاس نانو به نحوی متفاوت عمل می‌کند و این تیم تحقیقاتی باید این تفاوت‌ها را به طور دقیق مشخص کنند.
قانون پلانک که بیش از 100 سال قدمت دارد، در مقیاس نانو نمی‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد، چرا که فضای مابین سطوح کمتر از طول موج نور می‌باشد .
کیک زرد یا Yellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد.
روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود ۸۰% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل ۲۸۷۸ درجه سانتیگراد ذوب می شود.
روش تهیه
در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد.
پس از این محصول بدست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد.
نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.
مواد تشکیل دهنده کیک زرد
قسمت بیشتر کیک زرد (معادل ۷۰-۹۰ درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی U۳O۸ - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از :
- هیدراکسید اورانیوم با فرمول شیمایی UO۲(OH)۲ یا UO۲)۲(OH)۲) که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود.
- سولفات اورانیوم با فرمول شیمیایی (U۰۲S۰۴) که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.
- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) با فرمول شیمیایی Na۲O (UO۳)۲.۶H۲O که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است.
- پراکسید اورانیوم با فرمول شیمیایی UO۴·nH۲O با رنگ زرد کم رنگ.
یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود ۰.۷ درصد شامل ایزوتوپ ۲۳۵ است و مابقی آن ایزوتوپ ۲۳۸ است. در مرحله غنی سازی درصد U-۲۳۵ به حدود ۳.۵ یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.
کاربردها
کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به UO۲ تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.
این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا UF۶ تبدیل شود، چرا که در اینصورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.
در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه ۶۴ هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.
کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به ۲۰% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است.
قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود ۲۵ دلار برای هر کیلو است.
منبع: http://www.academist.ir
واژه «خلا» به معنی تهی و خالی ترجمه واژه لاتین vacuum می‌باشد. این واژه معمولا در مورد محیطی بکار می‌رود که به نحوی از هوا خالی شده‌است و چون در بیشتر آزمایشهای فیزیکی به محیطهای خلا نیازمندیم، بنابراین تکنیک خلا و روشهای ایجاد آن در فیزیک از اهمیت زیادی برخوردار است.
بقیه در ادامه مطلب
ادامه مطلب ...محققان آمریکایی موفق شدند اولین پردازشگر کوانتومی حالت جامد را ایجاد کنند و یک خیز بلند به سوی تولید رایانه های کوانتومی بردارند.
به گزارش خبرگزاری مهر ، پژوهشگران دانشگاه یل موفق شدند از یک تراشه ابر رسانایی دو کیو- بیتی برای اجرای الگوریتمهای ابتدایی مثل جستجوهای ساده استفاده کنند. به این ترتیب توانستند اولین اطلاعات کوانتومی را در یک پردازشگر حالت جامد پردازش کنند.
این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند: "پردازشگر ما می تواند تنها مقداری از وظایف ساده کوانتومی را انجام دهد که پیش از این با هسته های منفرد، اتمها و فوتونها اثبات می شد اما این اولین بار است که می توان از یک پردازشگر کوانتومی همانند یک ریزپردازشگر عادی استفاده کرد."
این تیم تحقیقاتی دو اتم مصنوعی یا دو کیو- بیت (بیتهای کوانتومی) را ایجاد کردند در حالی که هر کیو- بیت در واقع از یک میلیارد اتم آلومینیوم ساخته شده بود که همانند یک اتم واحد که می تواند دو حالت انرژی مختلف داشته باشد عمل می کرد. این حالتها "صفر" و "یک" و یا "روشن" و "خاموش" هستند که بیتهایی را که در رایانه های فعلی حضور دارند تنظیم می کنند. در حقیقت "کیو بیت" قیاس کوانتومی یک بیت است و از انطباق همزمان صفر و یک استفاده می کند.
این دانشمندان با ذکر یک مثال قابلیتهای یک پردازشگر کوانتومی را نشان دادند: تصور کنید که چهار شماره تلفن دارید که هریک از آنها برای یکی از دوستان شما است اما نمی دانید که کدام شماره برای کدام دوست است. بنابراین شما باید دو تا سه بار تلاش کنید تا بتوانید شماره درست را بگیرید. این در حالی است که یک پردازشگر کوانتومی می تواند شماره درست را تنها با یک بار تلاش پیدا کند.
با دقت نگریستن به گذشته و زمان پس از مهبانگ ، فیزیکدانان دانشگاه ویسکانسین – مدیسون (Wisconsin-Madison) رهیافتی را اختراع کرده اند که می تواند به نمایان ساختن شکل های پنهان ابعاد دیگر عالم کمک کند...
بقیه در ادامه مطلب
ادامه مطلب ...فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود
بقیه مقاله در ادامه مطلب
ادامه مطلب ...یوکاوا فیزیکدان ژاپنى در سال ۱۹۳۵ براى توضیح نیروى هسته اى گفت: این نیرو باید در اثر مبادله ذره اى به نام پیون (مزون پى) بین نوکلئون ها به وجود بیاید. چون این ذره نسبتاً سنگین است، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ ایجاب مى کند که برد این نیرو کوتاه باشد، به این ترتیب ایده مبادله ذره، توانست تمام ویژگى هاى نیروى هسته اى را توضیح بدهد. پیون ها هم مثل نوکلئون ها براى نیروى هسته اى یک ذره به شمار مى روند اما ایزواسپین آنها یک است یعنى در مقابل نیروى الکترومغناطیسى ۳ حالت پیون با بار مثبت و با بار منفى و خنثى را دارند. یک پروتون، با از دست دادن یک پیون مثبت به نوترون تبدیل مى شود و این پیون مثبت خود یک نوترون دیگر را به پروتون تبدیل مى کند. دوتا نوترون یا دوتا پروتون هم مى توانند با هم پیون خنثى (صفر) مبادله کنند. یک نوترون هم با از دست دادن یک پیون منفى به پروتون تبدیل مى شود و این پیون منفى با یک پروتون دیگر، یک نوترون تولید مى کند. به این ترتیب با مبادله این ذرات، نوکلئون ها در هسته پایدار مى مانند.
منتظر مطالب تکمیلی در مورد نظریه یوکاوا باشید . ....