مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

55 خبر
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • فيديوهات
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • فتاة توثق قصف نظام كييف على مدرسة لوغانسك وترسل فيديوهات لأقاربها قبل وفاتها

    فتاة توثق قصف نظام كييف على مدرسة لوغانسك وترسل فيديوهات لأقاربها قبل وفاتها

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

إيران توجه تحذيرا لواشنطن بعد الضربة الأخيرة: ردنا سيتجاوز الإقليم

الأمن الفيدرالي الروسي: اغتيال القيادة الإيرانية جرى باستخدام برمجيات خبيثة في أنظمة المراقبة

مصدر عسكري لتسنيم: التحقيقات الفنية تؤكد وقوف إسرائيل وراء هجمات بمسيرات استهدفت الإمارات

قراءة إسرائيلية لطلب ترامب تطبيع السعودية ودول أخرى مع إسرائيل.. لماذا ذكر مصر والأردن وتركيا؟

خامنئي يوجه رسالة إلى الحكومات الإسلامية

"سي إن إن" عن مصدر سعودي: المملكة لن تطبع مع إسرائيل إلا بعد وجود مسار واضح نحو إقامة دولة فلسطينية

ترامب: اليورانيوم الإيراني عالي التخصيب سيسلم فورا للولايات المتحدة أو يدمر في مكانه

برنياع: كلما كان الزئير أكبر كانت الهزيمة أعمق.. الحرب مع إيران انكشاف إستراتيجي لإسرائيل وأمريكا

كاتب إسرائيلي: الفشل الأمريكي في إيران يتحول إلى كارثة في إسرائيل التي تواجه أخطر وضع في تاريخها

لبنان لحظة بلحظة.. إسرائيل تقيد أعداد التجمعات و"حزب الله" يحيي ذكرى تحرير الجنوب

الخارجية الروسية: لافروف تحدث مع روبيو وأبلغه ببدء القوات الروسية شن ضربات منظمة على منشآت في كييف

جهود نتنياهو لإعادة تشكيل الشرق الأوسط تأتي بنتائج عكسية

زاخاروفا: المحكمة الجنائية الدولية "تجمّع غير شرعي" يحمي الغرب ويحاكم قادة إفريقيا

"بلومبرغ": سفن الإمارات تلجأ إلى "العبور المظلم" لمضيق هرمز (فيديو)

لبنان لحظة بلحظة.. تصعيد عسكري مستمر و"حزب الله" يهدد بإسقاط الحكومة

الخارجية الروسية: سيتم ضرب مراكز القيادة وصنع القرار في كييف

لافروف: لم يبد الغرب قلقا يذكر على سلامة أراضي الدنمارك