مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

23 خبر
  • رياضة
  • فيديوهات
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

    تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

  • أفغانستان.. مقتل 23 شخصا وإصابة 80 آخرين نتيجة الفيضانات التي اجتاحت ولاية نورستان

    أفغانستان.. مقتل 23 شخصا وإصابة 80 آخرين نتيجة الفيضانات التي اجتاحت ولاية نورستان

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

ترامب ينتقد الأردن على خلفية مقتل الجنود الأمريكيين على أراضيها

"فارس" تنشر صورا تظهر "نقطتي إصابة جديدتين بقاعدة الملك فيصل بالأردن" و"تدمير طائرة انتحارية" (صور)

الحرس الثوري: مقتل جنود أمريكيين وتدمير "إف-15" في الأردن وقصف "أمازون" بالبحرين

البنتاغون يؤخر كشف حصيلة مصابي جنوده في الحرب مع إيران لضرورات أمنية

رئيس وزراء بريطانيا الجديد – جرس إنذار لترامب

تقرير إسرائيلي يرصد حدوث "قصف إيراني فتاك على قاعدة في الأردن" أسفر عن مقتل جنود أمريكيين

موجة جديدة من الهجمات الأمريكية تستهدف إيران وانفجارات متواصلة في جنوب ووسط البلاد

البحرين والكويت تعلنان التصدي لهجمات صاروخية ومسيرات إيرانية وتدعوان السكان إلى الاحتماء

قرقاش: "المليشيات الطائفية" تمر بأصعب مراحلها

قراءة إسرائيلية لتقرير عن إيران: ساعات مصيرية.. تمتلك قدرات نووية مقلقة والهجوم القادم سيكون مختلفا

توسيع العملية بإيران محدود.."تضاؤل" مخزون أنظمة الدفاع الجوي والذخائر طويلة المدى لدى الجيش الأمريكي

ترامب: لن نغادر المنطقة قبل استكمال تدمير قدرات إيران

بولتون: الحرس الثوري هو المسؤول في إيران ويجب تسويته بالأرض

الحرس الثوري يشكر أردنيين "على المعلومات" ويوضح للكويتيين "مبررات الاستهدافات"

سوريا.. ضبط شحنة سرية من القنابل في طريقها إلى لبنان (فيديو+صور)

رئيس الطاقة الذرية الإيرانية يتعهد بتحقيق الأهداف النووية حتى لو قصفت بلاده ألف مرة

الوسطاء يقترحون هدنة 10 أيام لإنقاذ اتفاق طهران وواشنطن

"فارس" تنشر لقطات فضائية وتقول إنها توثق ""تدمير مقر إقامة القوات الأمريكية في الأردن" (صور)

ترامب يمازح عون ويثير ضحك الحاضرين: إنه يعرف كيف يكسب ودي.. الآن يمكنه الحصول على أي شيء (فيديو)