من المستحيل السيناريو: لاحظ العلماء حركة الحرارة على سرعة الصوت
Source:
ريان دنكان جمدت. إلا أنه كان تجربة جديدة للدراسة العادية الجرافيت هو نفسه ، قلم رصاص — ولكن النتائج يبدو من المستحيل جسديا: الحرارة التي عادة ما تبدد ببطء مرت الجرافيت في سرعة الصوت. انها مثل وضع وعاء من الماء على موقد ساخن و بدلا من عد دقائق طويلة حتى يبدأ الماء في الغليان, مشاهدة ذلك على الفور يبدأ في الغليان.
السرعة التي الحرارة تنتشر ؟
ليس من المستغرب ، دنكان ، وهو طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، لا يمكن أن يصدق عينيه. للتأكد من انه لم يكن مخطئا ، أربع مرات إلى إعادة كل شيء في الإعداد إعادة تشغيل التجربة وجعل استراحة جيدة. "حاولت النوم, مع العلم أنني لن تكون قادرة على تحديد ما إذا كانت التجربة ناجحة أم لا ، بضع ساعات, ولكن الاتصال كان من الصعب جدا ،" ويشير إلى. عند صباح اليوم التالي رن جرس المنبه دنكان أنه PJ وركض إلى الكمبيوتر نظرت إلى أبعاد جديدة. وكانت النتائج نفسها: الحرارة نقل سريع بشكل لا يصدق.
نتائج أعمالها ، دنكان نشرت في مجلة العلوم. هذه الظاهرة تعرف باسم "الصوت الثاني" يؤدي الفيزيائيين في مسرات — جزئيا لأنه يمكن أن تمهد الطريق المتقدمة الدقيقة ، ويرجع ذلك جزئيا إلى أنها ظاهرة غريبة جدا.
فهم فقط تخيل كيف الحرارة تنتقل عن طريق الهواء. وهي الجزيئات التي تصطدم باستمرار فيما بينها تبديد الحرارة في جميع الاتجاهات: إلى الأمام ، جانبية وحتى الوراء. هذا أساسية الكفاءة يجعل بطيئة نسبيا التوصيل للحرارة (مشع الحرارة ، بالمقارنة ، يتحرك بسرعة الضوء في شكل الأشعة تحت الحمراء). نفس البطء هو حفظ الحرارة التي تنتقل عن طريق هيئة جامدة. هنا الفونونات (الحزم الصوتية الطاقة الذبذبات) نقل الحرارة كما جزيئات في الهواء ، مما يتيح لها أن تتبدد في كل الاتجاهات و ببطء التفكك. "انها قليلا مثل إذا وضعت قطرة من تلوين الطعام في الماء والسماح لها أن تنتشر" ، ويقول كيت نيلسون ، مستشار في دنكان . "لن مستقيم كالسهم من نقطة الاتصال". وإنما هو نتيجة دنكان من التجربة. في الصوت الثاني backscattering من الفونونات بقوة اختنق ، وكان من نتيجة ذلك أن الحرارة ذهب المقبلة. حركة الموجة. "إذا كنت في المسبح و تشغيل من الموجة وسوف يستغرق منك. ولكن الحرارة هذا سلوك غير طبيعي."
الصوت الثاني كان أول من اكتشف في الهليوم السائل 75 عاما ، وبعد ذلك في أكثر من ثلاث مواد صلبة. "كل الدلائل تشير إلى حقيقة أنها سوف تقتصر على عدد قليل من المواد تظهر في درجات حرارة منخفضة جدا". يعتقد العلماء قد توقفت. ليس من الواضح ماذا يمكن أن يكون الصوت الثاني بالإضافة إلى البيانات العلمية ، سنوات عديدة في هذا المجال.
ومع ذلك ، تحسينات كبيرة في النمذجة العددية ساعدت على إحياء هذا المجال منذ حوالي خمس سنوات ، وأن العلماء قد اعترف بأن هذه الظاهرة قد تكون أكثر شيوعا. تشن قانغ, وهو مهندس من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، على سبيل المثال ، يمكن التنبؤ بأن الصوت الثاني يمكن أن تحدث في الجرافيت في بدلا درجات حرارة معتدلة. هذا التوقع شغل دنكان ، الذين عاينوا ذلك ، في نهاية المطاف ، واجتمع مع نتائج متضاربة.
أولا ، دنكان أخذت الحرارة عينة من الجرافيت باستخدام اثنين عبرت شعاع الليزر لتوليد أنماط التدخل — بالتناوب المناطق المضيئة والمظلمة التي تتوافق مع قمم وقيعان من قدوم موجات الضوء. في البداية أمشاط تم تسخين الجرافيت و الاكتئاب لا تزال باردة. ولكن بمجرد دنكان كان من المفترض أن إيقاف أشعة الليزر ، كانت الصورة أن تبدأ ببطء إلى تغيير تدفق الحرارة من الساخن القمم الباردة أحواض. التجربة سوف يصل إلى نهايته عند العينة بأكملها حققت درجة حرارة موحدة. على الأقل هذا هو ما يحدث. ولكن عندما الليزر تعد توهج, الجرافيت لديها خطط أخرى: دفء استمرت في التدفق حتى الساخنة أمشاط لا تصبح أكثر برودة من الاكتئاب. كما لو كان سطح الطهي تحولت إلى جليد في تلك اللحظة, عند إيقاف تشغيله ، لا تبرد تدريجيا إلى درجة حرارة الغرفة. "هذا غريب — الحرارة ليس من المفترض أن تفعل ذلك."
بالتأكيد لا ينبغي أن تفعل ذلك في ظل درجات الحرارة المرتفعة هذه. أيضا دنكان التجربة سمح لإقامة الحد من ارتفاع درجة حرارة أين الصوت الثاني: عن 120 كلفن — أكثر من 10 مرات أعلى مما كانت عليه في السابق القياسات.
ما هو التطبيق العملي مثل هذه النتائج قد تكون موجودة في المستقبل ؟ أولا التلاعب في درجة الحرارة ، وليس التجميد والتبريد أكثر عملية. ثانيا الجرافيت هو مادة شائعة جدا. هذه اثنين من خصائص تساعد المهندسين في التغلب على مشكلة حادة من الإدارة الحرارية في الدقيقة. فقط تخيل ما الحرارة من شأنها أن تبدد بسرعة الصوت ، مما يتيح المواد والأجهزة إلى باردة بشكل أسرع من ذلك بكثير.
لمناقشة فتح في البرقية.
المزيد
هل يمكن للميلاتونين المساعدة في علاج الفيروس التاجي؟
Some doctors believe that sleep hormone helps with coronavirus It appears that in the list of potential treatments COVID-19, which the researchers proposed for several months of the pandemic, another replenishment: melatonin. A doctor in Texas says h...
ما هي البلدان التي يعيش فيها أكثر الناس نشاطاً؟
In which countries do people walk and play sports more? Let's find out. Physical activity, along with proper nutrition, is considered one of the main factors of a healthy lifestyle. Numerous scientific studies have found that regular exercise and wal...
كيف يؤثر الفضاء على الرؤية والحركات البشرية؟
In zero gravity, the human body begins to change The brain, like the heart, is one of the main organs of the human body. It consists of many areas, each of which has specific tasks. Take, for example, the cerebellum - this small area in the back of t...
أخبار ذات صلة
ولدت لأول مرة في تاريخ قرود المكاك-القرد الحيوانات المنوية من الخصيتين المجمدة
الإجراء الذي ينطوي على إزالة وتجميد غير ناضجة أنسجة الخصية مع اللاحقة زرع ، أدت إلى أول مولود صحي القرد. هذه التقنية يمكن نظريا تساعد الأولاد goubernator الفترة التي تواجه علاج السرطان: 30% منهم أصبح العقم بسبب حادة آثار العلاج ال...
رسميا انقراض الأنواع الأولى من الثدييات بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري
الأسترالية السلطات المعترف بها رسميا من انقراض الأنواع الأولى من الثدييات بسبب تغير المناخ العالمي. نحن نتحدث عن الشعاب المرجانية mosaicisti الفئران (Melomys rubicola). رسالة في تقرير جديد ، والتي حكومة أستراليا أيضا عن زيادة اعتم...
ناسا يريد استكشاف الكويكبات آخر باستخدام جديد التلقائي التحقيق
وكالة الفضاء "ناسا" تدرس إطلاق الروبوتية إلى دراسة أخرى كبيرة من الكويكبات في النظام الشمسي – Pallada. وفقا للبوابة Space.com قرار إرسال الجهاز إلى الكائن الذي المدار حوالي 2.4 مرات أبعد عن الشمس من الأرض ، يمكن اتخاذها بحلول منتص...
وقد وجد العلماء اختلافات بين السفاحين ، من الذكور والإناث
الغالبية العظمى من السفاحين هم من الرجال ، ولكن هناك أيضا الكثير من الأدلة التي يمكن أن تكون النساء. عموما أول قاتل متسلسل في التاريخ يمكن اعتبار امرأة اسمها ، الأمر الذي جعل الكثير من التسمم في روما القديمة. أستاذ علم النفس ماريس...
في تجربة جديدة ، رواد الفضاء ناسا سيكون لها شهرين على الاستلقاء على السرير
السفر إلى الفضاء في انعدام الجاذبية على جسم الإنسان التأثير المدمر. بسبب الجاذبية الأرضية الناس طوعا أو كرها للحفاظ على الجسم و العضلات يتم تدريبهم بشكل مستمر. في انعدام الجاذبية ، استرخاء العضلات في كل وبسرعة ضمور حتى أعضاء من ال...
لماذا مع التقدم في العمر, الوقت يمر أسرع مما كان عليه في مرحلة الطفولة ؟
في سياق النمو-كل شخص تقريبا هناك شعور بأن مرور الوقت تسارع إلى حد كبير ، يبدو أنه في الآونة الأخيرة فقط استيقظت و أن الوقت قد حان للذهاب إلى السرير. لسنوات عديدة حاول العلماء تحديد سبب هذه الظاهرة جديدة الفرضية التي طرحها الباحثون...
السل يمكن أن يهزم حتى عام 2045
يمكن القضاء على السل حتى عام 2045 ، إن مكافحة هذا المرض الفتاك سوف تكون ممولة بشكل صحيح ، قال فريق من الخبراء الدوليين. وفقا لهم, تقاعس سيؤدي إلى تكاليف اقتصادية واجتماعية هائلة ، وأن العالم يحتاج إلى تحسين الفحص والعلاج والتوعية...
أسلاك التوصيل تخطط لاستخدام البحث عن المادة المظلمة
واحدة من أعظم البحوث العلمية في عصرنا هو البحث عن المادة المظلمة. علماء الفيزياء يعتقدون أن هذه المادة تملأ الكون و أعتقد يمكنك أن ترى الأدلة على ذلك في كيفية تدور المجرة. حقيقة أن المجرات تدور بسرعة بحيث أنهم اضطروا إلى كسر حدة ،...
خالق مساعدين الظاهري يعتقد أنها محكوم عليها دون مقاربة جديدة في مجال منظمة العفو الدولية
بوريس كاتز وقد بنيت مهنة مساعدة آلات لتعلم اللغة. وقال انه يعتقد أن منظمة العفو الدولية الراهنة التكنولوجيات غير كافية لجعل سيري أو اليكسا ذكية حقا. سيري ، هذا المنزل تكنولوجيات تحليل اللغة في كثير من الأحيان تجد تطبيقها في الحياة...
كيف قلة النوم يؤدي إلى أمراض القلب و الموت ؟
ووفقا لمنظمة الصحة العالمية ، والسبب في 31% من جميع الوفيات في العالم هي أمراض القلب والأوعية الدموية. فإنها تضع في النظام الغذائي الخاطئ ، والتدخين وعدم ممارسة الرياضة وعدم انتظام النوم. إذا كان يعرف العلماء كيفية استهلاك الأغذية...
الكويكب بينو كان أكثر نشاطا من الفكر
دراسة سطح الكويكب بينو مع مساعدة من المركبة الفضائية OSIRIS-REx كشفت بعض الميزات للاهتمام من هذه الصغيرة سماوي. اتضح أن الهدف تغطية عدد أكبر بكثير من الحفر مما كان متوقعا ، وتنبعث أعمدة من الجزيئات التي هي مثل الأقمار الصناعية الت...
ثبت أن بعض الناس يمكن أن يشعر التغيرات في المجال المغناطيسي
العديد من الحيوانات بما في ذلك بعض الأنواع من الطيور و السلاحف البحرية وبعض الأنواع من البكتيريا خاصة "نظام الملاحة" التي تسمح لهم أن يشعر استخدام المجال المغناطيسي للأرض كما البوصلة. وتسمى هذه القدرة magnetoreception. عن ذلك العل...
اليابانية المسبار "هايابوسا-2" سوف تلعب تفجير الكويكب Ryugu 5 أبريل
وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) عن الخطط المستقبلية بشأن مهمة المركبة الفضائية "هايابوسا-2" الشهر الماضي هبطت على الكويكب Ryugu به الأرض بعد إطلاق النار عليه في سطح الجسم خاصة مع قذيفة معدنية. كما أصبح من المعروف الشهر المق...
اكتشاف نوع جديد من الثعابين التي يمكن أن تهاجم حتى من دون فتح فمه
الناس بالفعل التخطيط للانتقال إلى الكواكب الأخرى ، على الرغم من أنها لم تستكشف بالكامل وطنهم. من وقت الباحثين اكتشاف تكن معروفة سابقا الأنواع من الحيوانات — على سبيل المثال ، في الآونة الأخيرة في البلدان الأفريقية غينيا اكتشف الأف...
جعلت العلماء خطوة نحو علاج سرطان البروستاتا
البروستاتا يعتبر واحدا من الأسباب الرئيسية للوفاة بين الرجال بعد مرض القلب وسرطان الرئة وسرطان الجلد. وفقا لمنظمة الصحة العالمية ، 65-70 سنوات مع هذا المرض الرهيب التي تواجه واحدا من كل أربعة رجال. احتمال نجاح العلاج يعتمد على مد...
بوينغ بدأ الترقية بعد الكارثة مع 737 ماكس
بوينغ قد بدأت في تحديث برامجها على 737 ماكس بعد الفرنسية المحققون فحص البيانات من "الصندوق الأسود" مع واحد من اثنين من الحوادث المميتة التي تنطوي على الطائرة وقعت في الأشهر الأخيرة. يوم الأحد الماضي 737 ماكس الخطوط الجوية الإثيوبي...
غامضة "مجلس الأخلاق" DeepMind سوف السيطرة العامة لمنظمة العفو الدولية ، إن كان يظهر
مجلس أخلاقيات كان تحت حراسة مشددة سرا منذ ذلك الحين ، كما Google اشترت الشركة على تطوير الذكاء الاصطناعي في عام 2014. غير أن التقرير الجديد هال هودسون من الاقتصاديين يلقي الضوء على كيف مجلس الأخلاقيات و لماذا كنت في حاجة إليها. يق...
وقد أظهرت العلماء كيف يتعرف الناس أذواق مختلفة من المواد الغذائية
كل يوم ونحن تستهلك المواد الغذائية — الحلو والمر والمالح. بالطبع, أولا وقبل كل شيء تحديد الإجابة الأذواق المستقبلات على بصيلات اللسان, ولكن في أي حال من المعلومات التي تم الحصول عليها لا يزال قيد المعالجة على مستوى الدماغ. ع...
تستخدم خلايا "المقاليع" عن التسارع
نحن لا يدركون أنه حتى في بقية أجسادنا ، العديد من الخلايا باستمرار في الحركة. هناك أنواع عديدة من الخلايا الهجرة, ولكن الباحثين في جامعة ميشيغان العثور على واحد آخر هو مدهش جدا جدا و مختلفة عن كل الآخرين. اتضح أن بعض الخلايا استخد...
العلماء ودعا إلى فرض حظر عالمي على استخدام تقنية تحرير الجينات كريسبر
في العام الماضي ، الصينية الوراثة هاي Cisangkuy ، على الرغم من الحظر المعمول بها في أراضي الصين ، جدا ، جدا مشكوك فيه من الناحية الأخلاقية على تحرير الجينات البشرية الخلايا الجنينية ، مما أدى إلى النور ظهرت أولا الجوزاء مع تحرير ا...
تعليقات (0)
هذه المادة قد لا تعليق أول