ضریب شکست منفی

دانشمندان توانستند موادی با ضریب شکست منفی تولید کنند. اینها موادی هستند که بطور طبیعی وجود ندارند و نور را در خلاف جهت مواد معمولی منحرف میکنند. با استفاده از این مواد عدسی هایی قابل ساخت هستند که بسیار عالی خواهند بود و قدرت تفکیک بسیار بالا و عدم تغییر شکل نور از دیگر برتری های آن ها میباشد.ضریب شکست منفی زمانی به وجود می‌آید که ثابت گذردهی خلاء ε و تراوایی مغناطیسی μ ماده در یک فرکانس مشخص به طور همزمان منفی باشند. 

به بیان بهتر در این مواد پرتو تابش و پرتو شکست هر دو در یک طرف خط عمود قرار میگیرند بر خلاف مواد معمولی که پرتو تابش و پرتو شکست در دو طرف مختلف خط عمود قرار میگیرند 

یکی از علوم جدید است که مربوط به افزودن اتم ناخالصی به ساختار بلور است و در فیزیک حالت جامد کاربردهای زیادی دارد.این مواد از ترکیب میله‌های ریز و مجموعه‌ای از حلقه‌های فلزی و مانند آنان ساخته شده است . خواص نامتعارف این مواد سبب شده است از آنها در زمینه‌های مختلف استفاده شود از جمله آنها در مهندسی مایکروویو است که می‌توان به کاربرد در موجبرها، جبران پاشندگی، آنتن‌های هوشمند، لنزها و نمونه‌های فراوان دیگر استفاده کرد.!

چرا نور توسط سیاهچاله جذب میشود؟

در نظریه ذره‌ای نور، نور از ذراتی بنام فوتون تشکیل شده که با سرعت ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه یا c در خلا منتشر می‌شوند.
برای هر فوتون اندازه حرکتی (momentum) معادل p = h/λ معرفی شده که در آن h ثابت پلانک و λ طول موج فوتون است. در این نظریه فوتون جرم ندارد و جرم سکون آن صفر است، اما جرم معادل با انرژی آن برابر است: m = E/c2 = hν/c2 = h/λc
هیچ ماده ای که در جهان وجود دارد نمی تواند جرم نداشته باشد
دیر یا زود سوخت هسته‌ای ستارگان به پایان رسیده و در این صورت ستاره با تراکم خود ، انرژی گرانشی به انرژی هسته‌ای غالب آمده و این تراکم (رمبش) تا تبدیل شدن الکترونهای آزاد ستاره به الکترونهای دژنره ادامه پیدا می‌کند، که در این صورت ستاره به یک ستاره کوتوله سفید تبدیل شده است. برخی از ستارگان از طریق انفجارهای ابر نواختری به ستارگان نوترونی تبدیل می‌شوند. هنگامی که ستاره در اواخر عمر خود باشد، به مراحل نواختر یا ابر نواختر می‌رسد.

در این مرحله ستاره از حداکثر انرژی خود استفاده می‌کند و این امر سبب می‌شود که شدت تابش نور آن بطور چشمگیر تغییر کند. در این حالت ستاره گرد و غبارهای (سحابیها) اطراف خود را می‌بلعد و این امر سبب می‌شود که بر ذرات تشکیل دهنده ستاره فشار وارد آید. ستاره حالتی پلاسمایی دارد و فشار ممکن است به حدی برسد که بر الکترونها و هسته‌های آن اثر کند و الکترون به پروتون برخورد کرده که در این برخورد به نوترون تبدیل می‌شود.

در طی این واکنش مقادیر زیادی امواج گاما تولید می‌شود. اگر تعداد نوترونهای تشکیل به قدری زیاد شوند که در این ستاره ، حجم نوترونها به 16 کیلومتر برسد در این هنگام ، چگالی این ستاره بسیار زیاد می‌شود، بطوری که می‌تواند نور را از مسیر خود منحرف و خمیده کند. در این مرحله ستاره به ستاره نوترونی تبدیل می‌شود.

اگر شعاع تعداد نوترونهای آن به بیش از 16000 کیلومتر برسد (البته در این افزایش شعاع ، نوترونها به هم فشرده هستند)، چگالی این ستاره به قدری زیاد می‌شود که می‌تواند نور را هم به خود جذب کند، که به آن سیاهچاله می‌گویند. سیاهچاله‌ها با جرم زیاد خود ، حجم کوچکی دارند. تشکیل سیاه چاله آخرین مرحله مرگ ستاره می‌باشد.

 

دانشمندان پژواک هستی را شنیدند

دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیت‌سونیان وجود امواج گرانشی نخستین را ثابت کردند.

به گزارش خبرگزاری مهر، "جان کواچ" رئیس تیم تحقیقاتی این مرکز، در بیانیه ای اعلام کرد "ردیابی این علائم مهمترین هدف اخترشناسی مدرن بوده است."

این مرکز از چند روز پیش گفته بود که دوشنبه شب کشف بزرگی را اعلام خواهد کرد، اما به جزئیات آن اشاره نکرده بود.

اما روزنامه گاردین پیش‌بینی کرده بود که این کشف، همان کشف امواج گرانشی نخستین است.

این کشف که یکی از مهمترین کشفیات اختر شناسی و فیزیک ارزیابی می‌شود به دانشمندان امکان می‌دهد که برای اولین بار پژواک انفجار بزرگ (مهبانگ) را بشنوند یعنی همان لحظه‌ای که کائنات از نیستی به هستی آمد. این پژواک پس از 13.84 میلیارد سال شنیده شده است.

ردیابی امواج گرانشی در واقع دو نظریه مهم فیزیک و کیهان شناسی را ثابت کرده است، نخست فرضیه نسبیت عام انشتین که حدود صد سال پیش (۱۹۱۶) ارائه شد و نظریه دیگری به نام نظریه تورم کیهانی که در دهه هشتاد میلادی مطرح شد.

امواج گرانشی چین‌های ریزی در تارو پود هستی هستند، مثل امواجی که اقیانوس را درمی‌نوردند، این امواج گرانشی نخستین  انرژی را در کائنات جابجا می‌کنند.

این شواهد را تلسکوپی به نام "بایسپ" که در قطب جنوب نصب شده ثبت کرده‌ است. این تلسکوپ امواج مایکروویو فضا را برای ثبت انرژی انفجار بزرگ رصد می‌کند.

دانشمندان از ده‌ها سال پیش بر این باور بودند که آثار "امواج گرانشی نخستین " را در این پرتوهای مایکروویو خواهند یافت.

این امواج از ۳۸۰ هزار سال بعد از مهبانگ در پس‌زمینه کائنات در طنین داشته،  اما در طول این زمان طولانی از پلاسمایی بسیار داغ به امواجی بسیار سرد (سه درجه بالای صفر مطلق یعنی حدود منفی ۲۷۰ درجه) سرد و ضعیف شده‌اند.

این امواج کاملا همگون نیستند و مثل نور در همکنشی با الکترون‌ها و اتم‌ها قطبی می‌شوند. دانشمندان با مدل سازی رایانه ای یک الگوی موج دار را پیش‌بینی کرده بودند و آنچه اکنون یافت شده این مدل را تایید می‌کند.
علاوه بر این اخترشناسان متوجه شدند این امواج قویتر از آن چیزی هستند که قبلا تصور می‌شد.

به گفته کلم پرایک، یکی از محققان ارشد این پژوهش، "جستجو برای این امواج مثل جستجوی یک سوزن در کاهدان بود، اما به جای آن یک دیلم پیدا کردیم."

دانشمندان فکر می‌کنند که این کشف قفل راز آفرینش را باز خواهد کرد و توضیح خواهد داد که انفجاری با این عظمت چگونه چنین انبساطی ایجاد کرده و جهانی یکپارچه را در ده به توان منفی ۳۴ ثانیه پس از مهبانگ شکل داده است.

کارشناسان این کشف مهم را شایسته دریافت جایزه نوبل فیزیک می دانند.

موج گرانشی چیست؟

در فیزیک مدرن بعد چهارم بصورت فضا- مان تعریف می‌شود. انشتین دریافت که نمی‌توان این دو مفهوم را از هم جدا کرد و در تئوری نسبیت، فضا - زمان بعد چهارم را تشکیل می‌دهد.

گرانش یا جاذبه در این تئوری انحنایی در فضا-زمان است. این انحنا را جرم ایجاد می‌کند.

هر چه جرم جسمی بیشتر باشد انحنای بزرگتری در فضا-زمان ایجاد می‌کند. این انحنا در واقع موقیت جسم را مشخص می‌کند.

وقتی جسمی حرکت می‌کند، انحنایی که در فضا-زمان ایجاد می‌کند هم حرکت می‌کند.

برای اینکه این موضوع روشن شود، یک صفحه پلاستیکی منعطف را در نظر بگیرید. اگر یک توپ تنیس را روی این صفحه بغلتانید روی خط مستقیم حرکت خواهد کرد چون جرم زیادی ندارد.

اما اگر یک توپ بسکتبال را روی آن بغلتانید روی خط صاف حرکت نخواهد کرد چون جرم زیاد آن باعث فرو رفتگی در صفحه لاستیکی خواهد شد.

رویداد‌های عظیم کیهانی مثل انفجار ابرنواخترها که انرژی‌های عظیم با سرعت نور حرکت می‌کنند موج گرانشی تولید می‌کنند.

وقتی که آب را در حوض به هم بزنید موج‌های کوچکی ایجاد می‌شود. این موج‌ها را می‌توان به مثابه موج گرانشی در نظر گرفت.