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
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
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
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران
جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد
استرالیا جریمه شبکههای اجتماعی را دو برابر کرد
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
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.