مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

59 خبر
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • زيارة ترامب إلى الصين

    زيارة ترامب إلى الصين

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • الملاكمة العالمية على موعد مع ليلة استثنائية في المكسيك

    الملاكمة العالمية على موعد مع ليلة استثنائية في المكسيك

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

"عمى نتنياهو واضح".. تركي الفيصل يحدد هدف إسرائيل من محاولتها جر السعودية إلى حرب مع إيران

رغم نفي أبو ظبي رسميا.. عراقجي يهاجم الإمارات على خلفية إعلان إسرائيلي عن زيارة نتنياهو

شلل هرمز يضرب التجارة العالمية.. عملاق الشحن هاباغ لويد يخسر عشرات الملايين أسبوعيا

مصادر عسكرية واستخبارية أمريكية: الحرب في إيران تمنح الصين ورقة ضغط وتستنزف السلاح لصالح بكين

محمد رضا عارف: السيطرة على مضيق هرمز حسمت وإيران دخلت مرحلة القوة العظمى بعد حرب رمضان

شبكة CNN: حرب إيران تستنزف الأمريكيين والكلفة الحقيقية تقفز إلى تريليون دولار

عراقجي: لا نخشى أحدا ووجه إيران تغير وإذا أردنا قلبنا موازين العالم

عراقجي يحدد سبيلا وحيدا للأمن الدائم في منطقة الخليج ويتهم أطرافا ثالثة بتخريب المفاوضات مع أمريكا

وزير الطاقة الأمريكي: إيران على بعد أسابيع من إنتاج سلاح نووي ووصولها للتخصيب العسكري وشيك

شهادات "تقشعر لها الأبدان" عن اغتصاب وتعذيب فلسطينيين جنسيا في السجون الإسرائيلية

الدفاع الروسية: استهداف مواقع مرتبطة بالجيش الأوكراني بصواريخ فرط صوتية وتحرير بلدة في دونيتسك

الأردن و5 دول خليجية ترفض التصريحات الإيرانية حول "إدارة" و"قواعد قانونية" جديدة لهرمز