مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

36 خبر
  • هدنة وحصار المضيق
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان
  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • فيديوهات

    فيديوهات

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

مسؤولو الجيش والاستخبارات الأمريكية يلغون إجازاتهم وسط استعداد لاحتمال استئناف الحرب على إيران 

إيران تتهم دول الخليج والأردن بالمشاركة في الحرب الأمريكية عليها

"بلومبيرغ": إيران دمرت 20% من أخطر مسيرات واشنطن

الإمارات تطالب مجلس الأمن بتحرير 20 ألف بحار عالقين في مضيق هرمز (فيديو)

بوتين يعقد اجتماعا لمجلس الأمن الروسي لبحث الهجوم الأوكراني الإرهابي على لوغانسك

السفارة الأمريكية في سوريا تحدد قطاعات واعدة للاستثمار بعد فتح الباب أمام الشركات الأمريكية

نيبينزيا حول مواقف أوروبية بشأن مجزرة لوغانسك: مقززة ويؤسفني أن أكتشف لؤمكم البغيض.. نشعر بالخذلان

لحظة بلحظة.. الحرب مستمرة بين إسرائيل و"حزب الله" وعقوبات أمريكية على مسؤولين لبنانيين بينهم عسكريون

القناة 12 العبرية: تحسّب لتصعيد إيراني وحالة التأهب "قصوى"

طهران تتوعد بالرد على أي هجوم أمريكي بإغلاق مضيق باب المندب واستهداف البنى الإقليمية

"السيادة الانتقالي" ينفي تصريحات منسوبة للبرهان بخصوص الإمارات

الخارجية الإيرانية: الاتفاق مع الولايات المتحدة ليس وشيكا الخلافات عميقة وكثيرة

روسيا.. مقتل 4 أشخاص في حصيلة أولية للاعتداء الأوكراني على مدرسة في لوغانسك (فيديو+ صور)

"CNN" عن الاستخبارات الأمريكية: إيران تعيد بناء قاعدتها الصناعية العسكرية وإنتاج المسيرات بسرعة

لبنان لحظة بلحظة.. خسائر متبادلة جراء التصعيد و"حزب الله" يتمسك بسلاحه لمنع تثبيت الاحتلال

ترامب: إيران تتوسل اتفاقا جديدا بعد أن وجهنا لها ضربات قاسية.. لم يكن هناك خيار آخر

سلطات لوغانسك: فرق الإنقاذ تواصل انتشال الأطفال من تحت الركام في موقع الهجوم الأوكراني بستاروبيلسك

"أكسيوس": ترامب يدرس بجدية شن ضربات على إيران مجددا

الأمم المتحدة تعليقا على الهجوم الأوكراني على ستاروبيلسك: ندين بشدة أي هجمات على المدنيين