به چالش کشیده شدن قوانین فیزیک، با کشف یک حالت جدید در مواد

دانش حد و مرزی نمیشناسد. ده ها سال دانشمندان ادعا میکنند که سرعتی بالاتر از سرعت نور ممکن نخواهد بود. اما ناگهان ذره ای به نام بوزون کشف میشود که از نور هم سریع تر حرکت میکند. و به این ترتیب تمام معادلات در هم میریزد.

اکنون نیز چالشی بزرگ در هنگام آزمایشات تحقیقاتی پیش آمده که ممکن است تمام اصول فیزیک را زیر سوال ببرد. اتفاقی که ممکن است باعث کشف نوع جدیدی از حالت در مواد شود.

اما داستان از کجا شروع شد؟

در طی 20 سال گذشته دانشمندان در هنگام سرد کردن ترکیبات اورانیوم تا حد صفر مطلق (یا همان منفی 273 درجه سلسیوس) ، با نوعی از قطعی‌های مکرر روبرو شده‌اند که می‌تواند نوید بخش ماهیتی تازه در مواد باشد. جالب است بدانید زمانی که ترکیب URu2Si2 به صفر کلوین نزدیک می‌شود از میزان بی‌نظمی (آنتروپی) سیستم به طرز قابل ملاحظه‌ای کاسته می‌شود و در عین حال به نظر می‌رسد که مولکول‌ها در حالتی خاص که هنوز برای دانشمندان جای پرسش دارد، گرما از خود متصاعد می‌کنند.

توضیح احتمالی این فرایند را میتوان در مقاله‌ای که پروفسور و فیزیکدان برجسته "پیر کولمن" مدتی پیش در مجله Nature به چاپ رساند مشاهده کرد. وی پس از مدتها تحقیق و بررسی به این جمع‌بندی رسیده است که در چنین وضعیتی مولکولها در حالت گذار یا انتقال از حالتی به حالتی دیگر قرار می‌گیرند، درست مانند وضعیتی که آب در حال تبدیل شدن به یخ طی می‌کند. و در این حالت، ماهیتی عجیب می‌گیرند. البته این فرایند رویداد تازه‌ای نیست و قبلا نیز مشاهده شده بود، هرچند که دانشمندان از ماهیت آن بی‌اطلاع بودند.

Piers Coleman

محققان دائماً در تلاش برای یافتن حالات تازه در مواد هستند که دارای خصوصیاتی همچون ابررسانایی باشد تا به این وسیله بتوانند راه‌های جدیدی برای انتقال و حرکت الکترونها بیابند. برای نمونه، هفته گذشته مطلع شدیم که دانشمندان با کشف خصوصیات تازه‌ی الکترونیکی و بهره از ابررایانه‌ها در شبیه سازی شرایط، موفق به ساخت سلول‌های خورشیدی نوآورانه‌ای شده‌اند. بدین ترتیب با کشف خصوصیات تازه‌ موادی که می‌توانند تحت شرایط سخت فعل و انفعال از خود نشان دهند، فیزیک‌دانان تئوری پرداز مثل کولمن می‌توانند معادلات فیزیکی-ریاضی را نوشته و برای همکاران خود که در آزمایشگاه‌ها مشغول به کار عملی و علمی هستند ارسال کنند تا صحت و سقم این موارد را بررسی کنند.

حالت فیزیکی جدید تقارن‌های فیزیکی را دست خوش تغییر قرار می‌دهد، همان تقارن‌هایی که در زندگی روزمره به کار می‌گیریم. مثلاً اگر جسمی کروی را حول محورش چرخش دهیم، این چرخش به هر میزان و درجه‌ای که باشد باز هم جسم ما همان شکل اول را خواهد داشت. در حالی که چنین وضعیتی برای یک جسم معکبی در هر 90 درجه چرخش صادق است. پس می‌توان چنین استنباط کرد که جسم مکعب در هر 90 درجه به تقارن چرخشی می‌رسد. تقارن چرخشی عبارتست از گونه‌ای از تقارن که در آن با چرخش جسم حول محور تقارن خود به اندازه‌ی مشخص شکل آن عوض نشود. در عین حال مغناطیس دارای تقارن شکسته است که درک آن برایمان کمی دشوارتر است. این ماهیت در بین فیزیکدان‌ها به تقارن «بازگشت در زمان» یا «بازگشتی» معروف است. بنا به این نظر، اجسام حرکات رفت و برگشتی در زمان دارند، «درست مانند عقب و جلو رفتن در یک فیلم سینمایی». بدین ترتیب هر زمان که فیلم ویدئو را به عقب ببریم، میدان مغناطیسی ایجاد شده، موجب حرکت در جهت معکوس می‌شود و آنگاه باید دوباره زمان را معکوس کنیم تا به حالت قبلی بازگردیم.

آنچه که محققان از ترکیب اورانیوم کشف کردند تقارن دوگانه‌ی بازگشتی بوده است. فیزیکدانان این ماهیت جدید را تقارن Hastatic Order نام نهاده‌اند که به خوبی می‌تواند حالت اجسام را نشان دهد. واضح است که هنوز هیچ ماشین زمانی در دست نیست که بتوان برای آزمایش صحت و سقم این موضوع از آن استفاده کرد، اما داده‌های بدست آمده از ابزارهای برخورد دهنده‌ی ذرات در ایالات متحده و ژاپن حاکی از آن است که شواهد بدست آمده می‌تواند صحت این تئوری را تصدیق و تایید کند. در واقع این یافته‌ها را می‌توان شبیه پیدا کردن جذر عدد منفی یک (1-) دانست. ماهیتی ریاضی که عملاً وجود خارجی ندارد ولی از منظر علم ریاضیات می‌تواند به ما در حل مسائل گوناگون کمک کند.

کولمن در توضیح این حالت می افزاید: «مواد در طبیعت بر دو دسته‌اند. دسته اول در صورت مواجهه با معکوس شدن به خود بازمی‌گردند، درست مانند سنگ مرمری که دائما در اطراف یک مسیر دایره‌ای چرخ می‌زند. در حالی که دسته‌ی دوم در برابر معکوس کردن زمان، دو برابر به حالت اولیه خود بازمی‌گردد که الکترون‌ها از این دسته‌اند». برای توضیح بیشتر می‌توان به قیاس فیزیکی که در آن یک سنگ مرمرین بر روی نوار موبیوس می‌چرخد اشاره کرد که می‌تواند علی‌رغم مسیر حرکت وارونه‌اش به نقطه‌ی آغازین بازگردد.

این تئوری جدید شامل چرخش الکترون‌ها، تقارن بازگشت دوگانه و نمایش‌های چهارگانه‌ی تقارن بازگشتی در زمان می‌شود. کولمن همچنین هشدار می‌دهد که هیچ نمونه‌ی فیزیکی خوبی از این دست وجود ندارد، اما می‌توان آن را چیزی شبیه به تصویر متحرک زیر تصور کرد:

پیامد کشف این ماهیت جدید چیست؟ به اعتقاد کولمن، این پرسش مانند آن است که از مایکل فارادی (که سالها به تحقیق پیرامون مفاهیم اولیه میدان‌های الکترومغناطیسی پرداخته و آن را در فیزیک بنیان نهاده و اختراعاتش در زمینه دستگاه‌های چرخنده الکترومغناطیس اساس فناوری موتور الکتریکی را پی ریزی کرده است) بپرسیم که تحقیقات او چگونه می‌تواند بر موتورهای بخار تاثیر بگذارد! هر چند که این محقق معتقد است که ما در میانه‌ی «انقلاب کوانتوم» به سر می‌بریم و موارد بسیار تازه‌ و زیادی وجود دارد که هنوز کشف نشده و انتظار ما را می‌کشند. خوشبختانه، تمامی این حرف‌های قلمبه و سلمبه‌ علمی بدان معنی است که در آینده ای نه چندان دور، موضوعات علمی تخیلی مثل سفر در زمان و لیزرهای قدرتمند به واقعیت خواهند پیوست!

وی در پایان می‌افزاید، «هنوز 200 سالی مانده تا بشر درک درستی از مکانیزم‌های کلاسیک و ماهیت انرژی بدست آورد. مکانیزم‌های کوانتوم تنها صد سال سابقه دارند و هنوز به بلوغ نرسیده‌اند، اما ایده‌هایی بسیاری وجود دارد که تازه متولد شده».

هر چند هنوز تعریف و توضیح دقیقی در مورد این کشف جدید وجود ندارد، اما دانشمندان انتظار دارند این کشف در طی 20 یا 30 سال آینده بسیاری از قوانین فیزیک را دچار تغییر و دستخوش کند.

منبع : وب پارسی

ساخت دستگاه تشخیص دهنده لبخند واقعی؛ در دانشگاه MIT

گفته می شود که دروغ گفتن از طریق تلفن بسیار ساده تر از دروغ گفتن رو در رو است. زیرا Body Language یا به اصطلاح زبان بدن (حالات ناخودآگاهی که در چهره و بدن ظاهر می شوند) پیامهای زیادی را در خود مخفی دارد که احتمالا فکرش را هم نمی کنید.

مثلا در مورد لبخند؛ چگونه می فهمید که آیا یک لبخند واقعی است یا نه؟ اگر کسی برای دلخوش کردن شما یک لبخند دروغین تحویل تان بدهید، آیا متوجه میشوید؟

محققین دانشگاه MIT ، یک تشخیص دهنده لبخند (Small Detector) ساخته اند که بر روی یک سیستم کامپیوتری اجرا می شود. مثلا در شکل بالا، کامپیوتر تشخیص داده است که خنده تصویر سمت راست واقعی به نظر نمی رسد و از روی ناچاری است. این امر از شکل لبهایی که به اجبار و به شکل ساختگی به شکل منحنی در آمده اند پیداست.

تیم محققین دانشگاه MIT همچنین کشف کرده اند زمانی که نوبت به تشخیص خنده واقعی از غیرواقعی می رسد، کامپیوترهایی که با آخرین اطلاعات تحقیقاتی برنامه ریزی و مجهز شده اند حتی از ناظرین انسانی نیز در این تشخیص پیشی می گیرند. و به این ترتیب به نظر می رسد که حتی خنده ما هم توسط الگوریتم های کامپیوتری قابل تشخیص است.

این تحقیق انجام شده توسط تیم MIT ، میتواند شروع یک بحث جدید، مثلا تجهیز کامپیوترها به شکلی باشد که به نحو بهتری حالات احساسی کاربران خود را ارزیابی کرده و پاسخی مناسب به این حالات ارائه دهند.

فرض کنید مسئول پذیرش یک هتل بعد از چند ساعت کاری خسته کننده، با بی میلی و با خنده ای ساختگی پشت میز خود نشسته است. در اینجا Webcam کامپیوتر که حرکات صورت وی را زیر نظر دارد، این صحنه را تشخیص میدهد و بلافاصله پیامی در صفحه نمایش ظاهر می شود مبنی بر اینکه: "برای 15 دقیقه استراحت کنید و با نشاط به سرکار خود برگردید. زیرا ممکن است وضعیت فعلی بر کارایی شما اثر منفی داشته باشد" . به نظر شما این ویژگی کامپیوتر تا چه اندازه می تواند مفید باشد؟

اما مزیت این فناوری تنها در این زمینه نیست. بلکه یک سیستم کامپیوتری می تواند برای آموزش دهی به مردمی که در درک عبارات و حالات مشکل دارند کمک کند. (مثلا افرادی که به بیماری اوتیسم یا خیالگرایی دچارند). تا حالات و احساسات آنان به طور دقیقتری درک شود.

یک دانشجوی فارغ التحصیل فعال در گروه محاسباتی MIT می گوید: "هدف از این پروژه تحقیقاتی، کمک به افراد جهت برقراری ارتباطات بهتر چهره به چهره است".

تازه ترین اخبار درباره داغ شدن بیش از حد آی پد 3

در روزهای گذشته، شایعاتی را که در مورد تولید بیش از حد گرما در مدل جدید آی پد (آی پد 3) پراکنده شده بود، به گوش شما رساندیم.

در ادامه پیگیری های بخش خبری سرزمین دانلود در این باره، به آزمایشاتی برخورد کردیم که یک وب سایت لهستانی انجام داده و نتایج آن را منتشر کرده است.

براساس آزمایشات انجام شده توسط سایت لهستانی Benchers، آی پد جدید تا 6 درجه سانتی گراد بیشتر از آیپد 2 حرارت تولید می کند. آزمایش کنندگان از طریق دوربین‌های مادون قرمز و ابزارهای آزمایشگاهی، میزان گرمای تولید شده توسط آیپد 3 را محاسبه کرده اند. بعد از شدت گرفتن اخبار و شکایات مبنی بر گرم شدن نسل سوم آیپد، اپل رسما اعلام کرد که گرمای تولید شده در تبلت جدید این شرکت در حد استانداردهای تعریف شده اپل است.

کارشناسان، دلایل گرمای زیاد آیپد 3 نسبت به آیپد 2 را استفاده از باتری بزرگتر و پردازشگر گرافیکی جدید می‌دانند. آنها در آزمایشات خود، نرم‌افزار Benchmark را برای مدت 5 دقیقه اجرا کرده و سپس گرمای حاصل از آی پد 2 و آی پد 3 را توسط دوربین مادون قرمز اندازه‌ گیری کرده اند.

گرمای گوشه پایین سمت راست آیپد 3، به دمای 37.2 درجه می‌رسد که از همه قسمت‌های تبلت گرم تر می‌شود. این درحالی است که همین قسمت در آیپد 2 تقریبا 31.7 درجه حرارت دارد.

البته شرکت اپل روز سه‌ شنبه هفته گذشته و بعد از افزایش اخبار مرتبط با داغ شدن آیپد جدید، رسما گرمای بیش از حد تبلت خود را رد نمود و اعلام کرد که میزان گرمای آیپد جدید در حد استاندارد اپل است.

اپل در آخر هفته گذشته، بیش از چهار میلیون دستگاه از  آیپد جدید خود را به فروش رساند. تعداد زیادی از کاربران آیپد جدید، در انجمن پشتیبانی اپل به گرمای شدید دستگاهشان اشاره کرده و از این بابت ابراز نگرانی کرده‌اند. برخی از کاربران اعلام کرده‌اند که آی پد آنها به قدری داغ می‌شود که هنگام کار، دستشان به شدت عرق می‌کند.

باتری جدید آیپد تقریبا 60 درصد از کل وزن و فضای دستگاه را به خود اختصاص داده است. و در مقایسه با آیپد 2 تقریبا 1.5 برابر شده است. سرعت پردازنده اصلی آی پد جدید نسبت به آیپد 2 فرقی نکرده اما روش یکپارچه شدن آن با دستگاه بهبود یافته و همین امر گرمای بیشتری ایجاد می‌کند.

همچنین صفحه نمایش Retina که اپل مانور زیادی بر روی آن داد، نیاز به پردازش قوی تری دارد و همین مسئله در کنار افزایش مصرف انرژی، باعث تولید گرمای بیشتر می شود.