به گزارش ثریا عملکرد درونی غولهای یخی مانند اورانوس و نپتون بر خلاف ظاهر بیرونیشان بسیار آشفته است. فشارهایی میلیونها برابر بیشتر از سطح دریاهای زمین با دمای هزاران درجه ترکیب میشوند و مواد بسیار عجیبی را میسازند.
اکنون مقاله جدیدی از محققان موسسه کارنگی که در مجله Nature Communications منتشر شده است، حالت کاملاً جدیدی از ماده را توصیف میکند که ممکن است در این محیطهای خشن وجود داشته باشد و یک حالت شبه یکبعدی فرایونی(quasi-1D superionic) باشد.
دانشمندان مدتهاست میدانند که این سیارات یخی از یخهای معمولی، آنطور که ما ممکن است روی زمین تصور کنیم، ساخته نشدهاند. در عوض، آنها از یک دوغاب داغ و متراکم از آب، آمونیاک و متان تشکیل شدهاند.
بازآفرینی شرایطی که این دوغاب را ایجاد میکند، در آزمایشگاه تقریباً غیرممکن است. برای ذوب اکثر ظروف، به فشاری در حدود تراپاسکال در دماهای به اندازه کافی بالا نیاز است.
معمولاً محققان برای حل این مشکل به شبیهسازیها روی میآورند؛ بهویژه یک شبیهسازی که به عنوان «اورانوس مصنوعی» شناخته میشود و محیط هفتمین سیاره از خورشید، از جمله فشار و گرمای آن را شبیهسازی میکند.
محققان میگویند ما از مطالعات شیمیایی قبلی میدانستیم که مولکولهای مرسوم مانند متان، به شکلهای سنتی خود دوام نمیآورند. این مولکول در حدود ۹۵ گیگاپاسکال تجزیه میشود و مواد غنی از هیدروژن را در کنار آلوتروپهای کربن مانند الماس ایجاد میکند، اما حتی آن سبک شبیهسازی نیز نقصهای خود را دارد و در فشارهای حتی بالاتر تجزیه میشود.
برای اصلاح این مشکل، مطالعه از دیدگاه اصول اولیه به آن نزدیک میشود و به مکانیک کوانتومی سیستم اجازه میدهد تا کل محیط را حداقل تا جایی که مکانیک کوانتومی اجازه مدلسازی میدهد، بسازد.
طبق این روش شبیهسازی، در فشارهای بالاتر از ۱۱۰۰ گیگاپاسکال، کربن و هیدروژن به تشکیل یک ترکیب پایدار اما با ساختاری بسیار غیرمعمول ادامه میدهند.
اتمهای کربن در این فشارها در یک شبکه سفت و سخت به شکل مارپیچ کایرال قفل میشوند که اساساً یک پلکان مارپیچی میکروسکوپی و پیچخورده است.
جالبترین بخش زمانی اتفاق میافتد که گرما اضافه شود. معمولاً اضافه کردن گرما این ساختار شبکه را به مایع تبدیل میکند و به اتمها اجازه میدهد آزادانه حرکت کنند.
این در حالی است که در برخی مواد دیگر مانند آب، افزایش گرما باعث میشود یک مجموعه از اتمها (در مورد آب، اکسیژن) در یک جامد کریستالی باقی بمانند، در حالی که دیگری (هیدروژن) آزادانه شروع به جریان یافتن میکند. این به عنوان «حالت فرا یونی» شناخته میشود.
بین ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ کلوین، ترکیب جدید CH وارد حالت فرا یونی میشود، اما با یک نکته؛ به جای اینکه اکسیژن ساختار کریستالی را تشکیل دهد، مانند آنچه در آب انجام میدهد، این شبکه کریستالی از اتمهای کربن تشکیل میشود.
اتمهای هیدروژن، در حالی که توسط شبکه کربن محدود شدهاند، انتشار فرا یونی را در امتداد پله مارپیچی (محور z) همراه با حرکت چرخشی در صفحه عرضی (xy) نشان میدهند.
آن اتمهای هیدروژن میتوانند به راحتی از پلهها بالا یا پایین بروند، اما در جهات دیگر به نظر میرسد که احتمال چرخش آنها بیشتر از حرکت است.
این حرکت یکطرفه با چرخش دوبعدی باعث شد محققان آن را به عنوان یک نوع ترکیبی از ابعاد انتشاری (اولین حالت شبهیکبعدی فرایونی جهان) طبقهبندی کنند.
همه اینها در تئوری خوب است، اما در عمل به چه معناست؟ قابل توجهترین تأثیر این است که خواص ماده ناهمسانگرد میشوند؛ به این معنی که بسته به جهتی که آنها را از آن اندازهگیری میکنید، متفاوت هستند.
به عنوان مثال، به نظر میرسد که این ماده گرما و الکتریسیته را به خوبی در محور «پله مارپیچی» هدایت میکند، اما در هیچ یک از دو محور دیگر نه چندان. همچنین با وجود این واقعیت که اتمهای هیدروژن متحرک (که بار مثبت دارند) دارد، به نظر میرسد که رسانایی الکتریکی هنوز تحت سلطه الکترونهای در حال حرکت است.
در مقیاس کلان، این به نظریههایی در مورد اینکه چرا میدانهای مغناطیسی نپتون و اورانوس بسیار عجیب هستند، کمک میکند. مدلهای مرسوم میدانهای مغناطیسی کج آنها را با فرض اینکه یخهای داغ و فرایونی گرما و الکتریسیته را در همه جهات به طور یکسان هدایت میکنند، توضیح میدهند، اما با این حالت جدید شبهیکبعدی فرایونی، این فرض زیر سوال میرود و میتواند با دادههای تجربی که از خود سیارات به دست میآوریم، بهتر مطابقت داشته باشد.
بدیهی است که یک ماده اولیه کربن-هیدروژن، سادهسازی عظیمی از دینامیک پیچیده شیمیایی و حرارتی است که در هسته این جهانها در جریان است، اما این واقعیت که ما حتی فرصتی برای مدلسازی و درک چگونگی عملکرد برخی از این مواد در دنیای واقعی داریم، نشان میدهد که علوم سیارهای هنوز میتواند چیزهای بسیار بیشتری در مورد نحوه عملکرد جهان به ما بیاموزد.
منبع: ایسنا
بیل گیتس: همه دولت های جهان عقب تر از هوش مصنوعی هستند
نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر بهدنبال جذب دانشآموزان مستعد کشورهای همسایه
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.