مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

34 خبر
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • زيارة بوتين إلى الصين
  • هدنة وحصار المضيق
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • زيارة بوتين إلى الصين

    زيارة بوتين إلى الصين

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • بيسكوف: لدينا توقعات جدية جدا بشأن زيارة بوتين إلى الصين

    بيسكوف: لدينا توقعات جدية جدا بشأن زيارة بوتين إلى الصين

  • ليخاتشوف: القوات الأوكرانية شنت عشرات الضربات على محطة زابوروجيه النووية خلال اليوم الأخير

    ليخاتشوف: القوات الأوكرانية شنت عشرات الضربات على محطة زابوروجيه النووية خلال اليوم الأخير

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

رد إيراني على تهديدات واشنطن بصورة لترامب وصدام حسين.. ما علاقة الـ"3 أيام"؟

رضائي لـ RT: صدرت أوامر في حال الهجوم برا على إيران ألا يترك جندي أمريكي على قيد الحياة

الدفاع الإماراتية: إصابة مولد كهربائي خارج محطة براكة للطاقة النووية في منطقة الظفرة بمسيرة

"والا" العبري يكشف تفاصيل جديدة عن القاعدتين العسكريتين الإسرائيليتين السريتين في العراق

مستشار سابق بالدفاع العراقية: واشنطن خدعت بغداد وتحركات إسرائيل في صحراء العراق تمت بغطاء أمريكي

"قوة الفضاء.. زر أحمر وكائن فضائي".. ترامب ينشر صورا بالذكاء الاصطناعي لحرب يخوضها في الفضاء

تطورات جديدة في أزمة البحارة المصريين المختطفين بالصومال

تقرير عبري يحذر من انهيار الجيش بسبب العبء على المجندين وتعاظم قوة مصر وإيران وحزب الله وحماس

الجيش الإسرائيلي يوجه إنذارا عاجلا لسكان 5 بلدات وقرى لبنانية

ترامب يحذر إيران مجددا: الوقت ينفد وعليهم التحرك بسرعة وإلا لن يتبقى منهم شيء

بقائي يتحدث عن كذبة إسرائيل وأمريكا التالية لمواصلة الحرب على إيران وتوسيع نيرانها

لحظة بلحظة.. رغم تمديد الهدنة: إسرائيل تواصل قصف لبنان بالتوازي مع مسعى أمريكي لـ"تنسيق عسكري"

مقتل قيادي بحركة الجهاد الإسلامي وابنته جراء استهداف شقته جنوبي بعلبك بصاروخ إسرائيلي (فيديو)