مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

47 خبر
  • فيديوهات
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران
  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

    تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

  • رياضة

    رياضة

علماء يرسمون خريطة ذرية ثلاثية الأبعاد لمادة غامضة لأول مرة

تمكن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، لأول مرة، من قياس التركيب الذري ثلاثي الأبعاد لـ"المواد الكهرحديدية المرتخية" (Relaxor ferroelectrics) الغامضة، بشكل مباشر.

علماء يرسمون خريطة ذرية ثلاثية الأبعاد لمادة غامضة لأول مرة
صورة تعبيرية / Gettyimages.ru

وتستخدم هذه المواد لعقود في تقنيات حيوية مثل أجهزة الموجات فوق الصوتية في التصوير الطبي، والميكروفونات، وأجهزة السونار في الغواصات والسفن.

وتكمن قيمتها في حساسيتها الشديدة للمجالات الكهربائية، ما يجعلها مثالية لتخزين الطاقة والاستشعار فائق الكفاءة.

والسبب وراء الأداء المذهل لهذه المواد يكمن في تركيبها الداخلي، لكن المفارقة أن هذا التركيب ظل لغزا لعقود. فبينما تتسم البلورات العادية بترتيب ذري منتظم يمكن توقعه، تتميز "المواد الكهرحديدية المرتخية" بـ"الاضطراب الكيميائي"، ما جعل قياس تركيبها ثلاثي الأبعاد مستحيلا حتى الآن، واضطر العلماء للاعتماد على نماذج غير مكتملة.

وللتغلب على هذه العقبة، استخدم الفريق تقنية متطورة تسمى "علم الطبقات الإلكتروني متعدد الشرائح" (MEP). وتعتمد هذه التقنية على مسح المادة بحزمة إلكترونية نانوية بشكل تسلسلي، والتقاط أنماط حيود متداخلة في كل موضع، ثم استخدام خوارزميات لإعادة بناء هذه الأنماط إلى خريطة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للتركيب الذري للمادة. 

وتشرح الباحثة مينغلين تشو، المشاركة الأولى في الدراسة: "هذه المناطق المتداخلة تحتوي على معلومات كافية لإعادة بناء صورة ثلاثية الأبعاد للجسم ودالة موجة الإلكترون".

وكشف هذا القياس المباشر عن مفاجأة كبيرة: المناطق القطبية الداخلية (جيوب الشحنات المسؤولة عن الأداء الفائق للمادة) كانت أصغر بكثير وأكثر تعقيدا مما كانت تشير إليه كبرى عمليات المحاكاة الحاسوبية. 

كما كشف عن مستوى من "الاضطراب الكيميائي" تجاهلته النماذج القياسية السابقة تماما.

وعندما دمج الباحثون هذه الملاحظات الجديدة في النماذج الحاسوبية، تمكنوا من تحسين دقتها بشكل كبير، والانتقال من نماذج عشوائية إلى نماذج تعكس بدقة كيفية تنسيق الأنواع الكيميائية المختلفة وحالات شحنتها لقيادة سلوك المادة.

وعلق البروفيسور جيمس لوبو، المؤلف الرئيسي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "الآن بعد أن أصبح لدينا فهم أفضل لما يحدث بالضبط، يمكننا التنبؤ بشكل أكيد من تصميم الخصائص التي نريد أن تحققها المواد. وما يزال المجتمع البحثي يطور طرقا لتصميم هذه المواد، ولكن لكي نتنبأ بالخصائص التي ستمتلكها تلك المواد، يجب أن تعرف ما إذا كان نموذجك صحيحا".

ومع وجود "خريطة متحقق منها" للتركيب الذري، أصبح العلماء الآن قادرين على التنبؤ والتحكم بشكل أفضل في خصائص هذه المواد. وهذا سيسرع من تطوير أجهزة طبية أكثر دقة للموجات فوق الصوتية والسونار، وأنظمة تخزين طاقة ذات سعة أعلى ومكونات إلكترونية متقدمة للحوسبة الأسرع.

نشرت النتائج في مجلة Science في 30 أبريل. وشارك في البحث فريق موسع من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة ألاباما في برمنغهام، والمعهد المتقدم للعلوم والتكنولوجيا في كوريا، وجامعة بنسلفانيا، وجامعة رايس.

المصدر: ساينس ديلي

التعليقات

لافروف تعليقا على نبأ منح واشنطن الرياض الضوء الأخضر لتخصيب اليورانيوم: التخصيب السلمي حق لكل دولة

هجوم واسع بالمسيرات.. الجيش الإيراني يعلن استهداف معسكر الدوحة الأمريكي في الكويت

ترامب ينتقد الأردن على خلفية مقتل الجنود الأمريكيين على أراضيها

إيران تحذر من أي هجوم على المراكز النووية والحساسة: جميع مصالح أمريكا وحلفائها ستكون هدفا لهجوم عنيف

ترامب يهدد بتدمير محطة طاقة في طهران مقابل كل سفينة تستهدفها في مضيق هرمز

"سنتكوم": إيران هاجمت 30 سفينة وسهّلنا عبور 450 مليون برميل نفط في 90 يوما

"فارس" تنشر صورا تظهر "نقطتي إصابة جديدتين بقاعدة الملك فيصل بالأردن" و"تدمير طائرة انتحارية" (صور)

انفجارات تهز عدة محافظات.. غارات أميركية على مواقع في إيران وتفعيل الدفاعات الجوية في طهران

الولايات المتحدة أبلغت إسرائيل بأنها تعتزم تصعيد هجماتها على إيران

تقرير إسرائيلي يرصد حدوث "قصف إيراني فتاك على قاعدة في الأردن" أسفر عن مقتل جنود أمريكيين

لواء إسرائيلي يتحدث عن "التهديد الإيراني المقلق": ليس جبل الفأس!

لافروف: روسيا لن تنضم بعد اليوم إلى دعوات نزع السلاح النووي من شبه الجزيرة الكورية

مصدر عسكري إيراني: سنضرب البنى التحتية ومنشآت الطاقة بالمنطقة إذا استهدف لنا أي جسر أو محطة كهرباء

وزير الخارجية الإيراني الأسبق: لا ينبغي لقادة دول الخليج أن يشعروا بالأمان

مسؤول إيراني: هجوم صاروخي أمريكي قرب منفذ الشلامجة الحدودي مع العراق (فيديو)

مقر خاتم الأنبياء يوضح رد فعل طهران إذا نفذ "الرئيس الأمريكي المارق" تهديداته

البنتاغون يكشف هوية جندية أمريكية كانت في عداد المفقودين إثر الهجوم الإيراني على قاعدة بالأردن

علي أكبر ولايتي: إيران دخلت مرحلة جديدة من الردع