مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

30 خبر
  • نبض الملاعب
  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان
  • هدنة وحصار المضيق
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • 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

تقييم استخباراتي أمريكي: إيران استعادت السيطرة على 90% من منشآتها تحت الأرض لتخزين وإطلاق الصواريخ

قاليباف: مستعدون لكل الخيارات.. سيفاجأون

إيران تهدد برفع تخصيب اليورانيوم إلى 90% في حال تعرضها لهجوم جديد

طول مدرجه 850 مترا.. الأقمار الصناعية تكشف عن مطار إسرائيل السري في العراق (فيديو)

مصادر إسرائيلية لـ CNN: تل أبيب قلقة من إبرام ترامب "صفقة سيئة" مع إيران تترك أهداف الحرب دون تحقيق

ترامب قبل توجهه للصين: حلف الناتو خيب آمالي ويمكنني الانسحاب من الحرب مع إيران الآن

تقرير رسمي: تدهور قدرات إسرائيل في التسليح وتراجع مخزوناتها منذ 7 أكتوبر وهي في وضع هش عسكريا

ادعاءات ترامب على المحك.. سيئول بصدد تحليل حطام أجسام هاجمت سفينتها في مضيق هرمز

لبنان لحظة بلحظة.. غارات مكثفة وردود واسعة للحزب وقاسم يقطع طريق التفاوض: "الميدان أولا"

الشيخة فاطمة بنت مبارك تتكفل بترميم الجامع الأموي ومساجد أثرية في سوريا (فيديو)

أكسيوس: ترامب يفكر باستئناف القصف على إيران وإسرائيل تضغط عليه لتنفيذ عملية الاستحواذ على اليورانيوم

بحرية الحرس الثوري الإيراني تعلن توسيع نطاق مضيق هرمز

ترامب يهدد الزوارق الإيرانية السريعة ويكشف عن كيفية استهدافها (صورة)

إيران تشترط الإشارة إلى "العدوان والحصار" في أي قرار أممي حول مضيق هرمز

ترامب يجتمع بالجنرالات ويقول: وقف النار مع إيران يحتضر ولا يمكنها امتلاك سلاح نووي لتدمير إسرائيل