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
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
برای بابای زهرای کوچک و آزمون سخت او در شهادت زن و فرزند
ریشه انتقام در فرهنگ ایرانی شیعی به کجا برمیگردد؟
روسیه به دنبال مختل کردن استارلینک در اوکراین
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
کاهش تنوع مدارس با هدف تحقق عدالت آموزشی در دستور کار آموزش و پرورش
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
وداع با معلم یک ملت تجلی سرمایه اجتماعی یک ملت
جایگاه آموزش و پرورش در منظومه فکری رهبر شهید کجا بود؟
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
نسخه جدید چت جی تی پی راه اندازی میشود
رباتها حس لامسه پیدا میکنند
یک خبر ترسناک: ربات انسان نما به همکارانش حمله کرد
زبالههای فضایی در ساحل استرالیا نمایان شدند
تولید سوخت جت پایدار از دی اکسیدکربن صنعتی ممکن شد
کاوشگر ژاپنی توانست از یک سیارک تصویر ثبت کند
هوش مصنوعی دیپ سیک به دنبال تراشه سازی رفت
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
کلاسهای تابستانی دانشگاه آزاد مجازی شد
ضوابط برگزاری امتحانات مجازی و جزئیات ترم تابستان شریف اعلام شد
گروههای امدادی دانشگاه آزاد از نخستین لحظات تشییع رهبر شهید به خدمترسانی زائران پرداختند
محتوای کاربران گوگل برای آموزش هوش مصنوعی به کار میرود
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
رزمندگان هوافضای سپاه در آماده باش کامل عملیاتی
کشف یک سیاره قابل سکونت در ۲۵ سال نوری از زمین
چگونه ناتوانی دولت قاجار و ظلم دشمن، «قحطی بزرگ»را در جنگ جهانی رقم زد؟
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
دعوت ستاد کانونهای مساجد از مردم برای حضور در تشییع رهبر شهید
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
آیا تو را تشییع میکنیم، یا بخشی از هویت خویش را؟
رقیب چینی جدید اوپن ای آی و آنتروپیک از راه رسید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
رهبر شهید انقلاب اسلامی، حکمرانان را خادمان ملت میدانستند
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
واکنش زینب سلیمانی به آخرین وداع با رهبر شهید در حسینیه امام
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
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.