شماره امروز: ۵۴۷

| کدخبر: 49700 | |

ساینس| محققان راه جدیدی برای استفاده از لیزر یافتند تا میدان‌های مغناطیسی تولید کنند که حداقل یک مرتبه قوی‌تر از تمام میدان‌هایی است که ما اکنون در زمین می‌توانیم تولید کنیم.

در طبیعت، این میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی فقط در فضا وجود دارد و می‌تواند کلیدی برای دستیابی به همجوشی هسته‌یی و مدل‌سازی اختر فیزیک در آزمایشگاه باشد.

این موضوعی بسیار جالب و هیجان‌انگیز است، اما تاکنون فیزیکدانان با بهره از محاسبات تئوری، درستی این تکنیک را نشان داده‌اند ولی هنوز به صورت تجربی نتوانسته‌اند آن را به اثبات برسانند و دلیل آن نیز نبود لیزی قوی برای انجام این آزمایش است. ولی با استفاده از اثر فارادی که نتیجه تعامل عجیب بین نور و میدان مغناطیسی است، این هدف محقق شد.

اثر فارادی در عین پیچیدگی، بیان می‌کند که اگر یک موج الکترومغناطیسی مانند نور مرئی از یک محیط غیرمغناطیسی عبور کند، آنگاه صفحه قطبش آن در حضور میدان مغناطیسی ثابت شروع به چرخش می‌کند. زمانی که نور قطبی می‌شود، بدین معنی است که تمام امواج نوری در صفحه‌یی در حال نوسان هستند ولی زاویه این صفحه متغیر است.

به خاطر اثر فارادی، وقتی نوری از محیطی عبور می‌کند، صفحه قطبش آن با توجه به میدان مغناطیسی ثابت تغییر می‌کند. خب حالا اینها چه ربطی به لیزر دارد؟ به خاطر اثر فارادی چرخش به وجود می‌آید و اگر شما قطبش نوری مرئی را که در حال گذر از محیط مغناطیسی است تغییر دهید، آنگاه آن نور میدان مغناطیسی تولید می‌کند.

هر چه امواج الکترومغناطیسی قوی‌تر باشند، میدان مغناطیسی قوی‌تری می‌توانند تولید کنند - پس اگر از لیزری قوی استفاده کنید، میدان مغناطیسی قوی تولید خواهید کرد. این ایده مورد استفاده فیزیکدانان در دهه ۱۹۶۰ بود، ولی به نتیجه نرسید زیرا اثر فارادی نیاز به کشش دارد تا اتفاق بیفتد - چیزی که در برخورد الکترون‌ها اتفاق می‌افتد. با استفاده از لیزری قوی، الکترون‌ها فرانسبیتی می‌شوند، یعنی برخورد آنها کاهش یافته و کشش بینشان سرانجام پایان می‌یابد.

به همین خاطر، محققان فرض کرده‌اند که یک لیزر بسیار قوی می‌تواند میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی ایجاد کند که مانع کشش شده و اثر فارادی را بی‌تاثیر می‌کند. ولی محققان روسی، ایتالیایی و آلمانی فرضیه‌یی دارند که با وجود لیزری بسیار قوی، کشش موثری در اثر اصطکاک تابش به وجود می‌آید به جای آنکه از برخورد الکترون‌ها تشکیل شود و این اصطکاک ویژه، حداقل می‌تواند منجر به تولید میدان مغناطیسی فوق‌العاده‌یی شود.

براساس محاسبات این تیم، یک لیز قوی می‌تواند میدان مغناطیسی با قدرت چندین گیگا گوس تولید کند (گوس واحد میدان مغناطیسی است) . گیگا گوس برابر با ده به توان نه گوس یا ۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰ گوس است. میدان مغناطیسی قوی تولید شده توسط دستگاه MRI، ۷۰۰۰۰ گوس است، در حالی که برای ستاره‌های نوترونی این عدد، ده به توان دوازده گوس است. امروزه بیشترین میدان مغناطیسی تولید شده در آزمایشگاه ده به توان هشت گوس است.

این روش به محققان اجازه می‌دهد تا میدان مغناطیسی قوی موجود در فضا را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنند. سرجی پاپروژنکو از موسسه مهندسی فیزیک در مسکو در روسیه و یکی از محققان این پروژه ابراز کرد: "یک میدان تحقیقاتی جدید نسبیتی اخیرا در آزمایشگاه اخترفیزیک یافت شده است و بسیار سریع در حال پیشرفت است. نکته جالب این کار موقعیت‌های جدید در این زمینه است. "این چالش در حال تست شدن است تا میزان کارآمدی آن مانند آن چه بر روی کاغذ آمده بود، ثابت شود. ولی پاپروژنکو پیش بینی می‌کند که قادر به انجام این کار در آینده‌یی نزدیک هستند و باید صبر کرد تا لیزری قوی تولید شود.

خبر خوب این است که سه مورد از آنها در پروژه European در حال ساخت هستند، لیزری قوی در حال ساخته شدن در جمهوری چک، رومانی و مجارستان است.

او همچنین اضافه کرد: "توانایی تولید میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قوی در اثر اصطکاک تابش و مشاهده بسیاری دیگر از آثار میدان‌های قوی بنیادی از امکانات این دستگاه‌ها هستند. "

مشاهده صفحات روزنامه

ارسال نظر

نظر کاربران