علمی

شاتل

شاتل فضايی ديسکاوری در مرکز فضايی کندی در فلوريدا به سکوی پرتاب منتقل شده است تا برای پرتاب ماه ژوئيه آماده شود

فرآيند انتقال شاتل از ساختمان مونتاژ به سکوی پرتاب تقريبا هشت ساعت طول کشيد
پرتاب شاتل برای اول ژوئيه تا 19 ژوئيه برنامه ريزی شده است
اين دومين شاتلی خواهد بود که از زمان انهدام کلمبيا هنگام بازگشت به جو زمين در سال 2003 که به مرگ هفت خدمه آن منجر شد به پرواز درخواهد آمد
شاتل، که از قبل به مخازن عظيم سوخت نارنجی رنگ و دو راکت تقويت کننده متصل شده بود، سوار بر يک وسيله نقليه عظيم مسير 5/6 کيلومتری تا سکوی پرتاب را ذره ذره طی کرد.
واين هيل، مدير برنامه شاتل، ابراز اطمينان کرد که ديسکاوری طبق برنامه در ماه ژوئيه پرتاب خواهد شد و آژانس فضايی آمريکا خواهد توانست تا پيش از پايان سال دو پرواز ديگر را با شاتل ترتيب دهد
تصميم نهايی در مورد اينکه آيا شاتل پرتاب خواهد شد يا خير اواسط ماه ژوئن گرفته می شود
ديسکاوری اصلا قرار بود در ماه جاری (مه) پرتاب شود اما اين برنامه با کشف يک حسگر معيوب در مخزن سوخت آن تغيير داده شد
شاتل ديسکاوری آخرين بار اواسط سال گذشته ماموریتی 14 روزه (26 ژوئيه تا 9 اوت) به ايستگاه فضایی بين المللی انجام داد
آن نخستين پرواز از زمان انهدام کلمبيا بود
در حادثه انهدام کلمبيا، که به دليل نقص فنی و هنگام بازگشت به زمين روی داد، تمامی سرنشينان آن کشته شدند و مقامات فضايی آمريکا پرتاب شاتل های ديگر از اين نوع را تا زمان رفع نقص فنی متوقف کردندبا اينهمه، هنگام پرتاب ديسکاوری به فضا نيز بدنه آن آسيب ديد و فضانوردان ناگزير شدند در يک راهپيمايی فضايی آن را تعمير کنندشاتل های فضايی به گونه ای طراحی شده اند که بتوان آنها را چندين بار به ماموريت فضايی فرستاد

جستجوی حيات در ساير منظومه های شمسی

منجمان تخمين می زنند که از ميان تقريبا صد سياره ای که تاکنون در کهکشان راه شيری کشف شده است، در حدود پنجاه سياره مشابه زمين با شرايط بالقوه برای پيدايش حيات وجود داشته باشد.
دانشمندان می گويند که تلسکوپ های فضايی تا 15 سال ديگر خواهند توانست برای حل معمای وجود حيات در اين سيارات، به رصد و مطالعه آنها بپردازند
اخترشناسان طی سال های اخير بيش از صد سياره را که در مدار ستاره های ديگری غير از خورشيد (ستاره منظومه شمسی) می گردند يافته اند.
کليه اين سيارات کرات عظيم الجثه ای مانند مشتری هستند که امکان رشد و نمو موجودات زنده در آنها وجود ندارد.
اما نظريه های علمی به ما می گويد که سياراتی مشابه زمين نيز در جهان وجود دارد. با اين حال کرات مشابه زمين کوچکتر از آن هستند که با تلسکوپ های فعلی قابل رويت باشند.
پروفسور بری جونز از دانشگاه آزاد بريتانيا می گويد که در حدود نيمی از تقريبا صد منظومه ای که تاکنون در کهکشان راه شيری کشف شده است می تواند شامل کراتی حاوی آب مايع و احتمالا حيات باشد.
وی گفت: "ما مسلما انتظار داريم که اين کرات از لحاظ حجم و جرم، چيزی شبيه زمين باشند، دارای اتمسفر نسبتا غليظی باشند، دارای اقيانوس و قاره باشند، و احتمالا ميزبان موجودات زنده باشند."
تيم آقای جونز برای محاسبه شمار احتمالی سيارات قابل سکونت، به کمک آنچه درباره چگونگی شکل گرفتن سيارات و شرايط لازم برای پيدايش حيات می دانيم، از مدل سازی رايانه ای استفاده کرده است.
در حال حاضر اين تنها يک نظريه است، اما تا اواسط دهه بعدی، اخترشناسان بايد به فن آوری لازم برای جستجوی مستقيم کرات مشابه زمين دسترسی يافته باشند.
نسل تازه تلسکوپ های فضايی گازهای منتشره از موجودات زنده در اتمسفر کرات دوردست را جستجو خواهند کرد.
يافتن موادی مانند دی اکسيد کربن، آب و اوزون، از شواهد قانع کننده حيات است.

تلاش ها برای اثبات يک 'نظريه کلان' جانی تازه می گيرد

در دهه 1970، نظريه موسوم به "مدل استاندارد" که تمام دانش موجود آن زمان درباره واکنش های ذرات تشکيل دهنده اتم را در بر می گرفت، اوج موفقيت فيزيک نظری محسوب می شد.
امروز اما آن نظريه ناقص و تنها منزلی در راه رسيدن به نظريه ای کاملتر تلقی می شود.
مدل استاندارد نمی تواند معروف ترين عضو چهار نيروی اساسی جهان يعنی قوه جاذبه را توضيح دهد؛ به علاوه اين نظريه تنها در صدد توضيح ماده معمولی، که تنها کسر کوچکی از جهان را تشکيل می دهد برمی آيد.
اکنون "کوبنده بزرگ ذرات هادرون" يا "ال اچی سی" (Large Hadron Collider) در مرکز پژوهشی سرن، که با هزينه 3/2 ميليارد دلاری ساخته شده است بايد به بزرگترين آرمان امروز علم فيزيک جان تازه ای ببخشد: نظريه ای کلان برای توضيح تمامی پديده های فيزيکی در طبيعت.
در عمق صدمتری زير ما، در تونلی حلقوی به طول 27 کيلومتر، دانشمندان درحال نصب قطعات سازنده دستگاه بی نهايت پيچيده و وسيع "ال اچ سی" هستند.
کوبنده بزرگ ذرات هادرون درحال احداث است
زمانی که اين دستگاه در سال 2007 برای يک فعاليت آزمايشی روشن شود، دو اشعه از ذرات را در سرعت های به نهايت بالا به همديگر خواهد کوبيد تا شرايط حاکم بر جهان لحظاتی پس از انفجار بزرگ را بازآفرينی کند.
برخورد اين دو اشعه بايد آبشاری از ذرات تازه به راه اندازد، که آشکارکننده طبيعت فيزيکی ورای نظريه مدل استاندارد خواهد بود.
"ال اچ سی" برای اينکه در اين آزمايش موفق باشد، بايد در مقايسه با کوبنده های قبلی به سرعت های خيلی بالاتر دست پيدا کند.
خلاء
اشعه های ذرات که از پروتون ها يا يون های سرب تشکيل شده در زنجيره ای از شتاب دهنده های موجود سرن توليد شده و سپس به "کوبنده بزرگ ذرات هادرون" تزريق خواهد شد. در اينجا آنها يک بار ديگر تقويت می شوند تا به حداکثر ميزان انرژی ممکن برسند.
در حدود 1232 "آهن ربای دوقطبی" اين اشعه های پرانرژی را از داخل خود حمل و آنها را در اطراف "ال اچ سی" خم می کنند.
آهن رباها پيش از استقرار در جايگاه خود تحت آزمايش های جامع قرار می گيرند
هريک از اين آهن رباها پيش از نصب در تونل، تحت آزمايش های گسترده کيفی قرار می گيرد. در محلی به اسم "پوينت 18" در سرن، دکتر مايک لامونت از گروه عمليات اشعه سرن، تاسيساتی که آهن رباها در آنها (در هر نوبت 12 عدد) نصب می شوند را نشانمان می دهد.
آزمايش ها در دمای منهای 271 درجه سانتيگراد (9/1 درجه کلوين)، که دمای نهايی فعاليت ال اچ سی است انجام می شود. اين تنها اندکی بالاتر از "صفر مطلق" است و از خلاء موجود در فضای بيرون جو نيز سردتر است. آهن رباها در هليوم مايع خوابانده می شوند تا دمای آنها به منهای 271 درجه سانتيگراد افت کند.
وقتی دمای هليوم به 17/2 کلوين می رسد خواص خارق العاده ای به نمايش می گذارد. در اين حالت "ابر مايع"، هليوم تقريبا بدون چسبندگی به جريان می افتد و خاصيت شديد رسانايی برای حرارت بالا پيدا می کند. به اين ترتيب به وسيله ای ايده آل برای سرد و پايدار ساختن يک سيستم بزرگ ابررسانا مانند آنچه در ال اچ سی هست بدل می شود.
در سال 2007، مايک لامونت يکی از مسئولان هماهنگی ال اچ سی است که آن را خواهد "راند".
او می گويد: "چالش عظيمی خواهد بود. علاوه بر آهن رباها بايد 27 کيلومتر دستگاه و ابزارآلات کنترل که همه چيز آن بايد بی نهايت دقيق و همزمان کار کند را اداره کنيم."
در چهار نقطه از حلقه ال اچ سی، دو اشعه از يکديگر می گذرند و باعث می شوند ذرات از روبرو با هم برخورد کنند. در نزديکی هر يک از نقاط تقاطع يک آشکارساز، دستگاهی به اندازه يک کاخ برای ضبط و اندازه گيری ذرات تازه توليد شده در جريان برخورد وجود خواهد داشت.
شبيه سازی نشان می دهد اثر هيگز ممکن است اينگونه به نظر برسد
چهار آشکارساز ال اچ سی به ترتيب "ال اچ سی بی" (LHCb)، آليس، اطلس و "کامپکت موئون سولنوئيد" (سی ام اس) نامگذاری شده اند. هر يک از آنها تحت نظارت يک تيم ويژه از فيزيکدانهاست.
"ال اچ سی بی" و آليس برای کاوش پديده های خاص فيزيکی طراحی شده اند، اما اطلس و "سی ام اس" آشکارسازهايی برای اهداف عمومی هستند.
هدف هر دو نوع آنها شناسايی ذرات فراّر "بوزون های هيگز" (که به خاطر اهميت آن برای مدل استاندارد به "خدا ذره" معروف است) و همچنين جستجوی ذرات ابرمتقارن و تلاش برای يافتن ابعاد اضافی در فضا خواهد بود.
به اين ترتيب، دانشمندانی که روی آشکارساز اطلس کار می کنند تا حدودی با گروه مديريت "سی ام اس" رقابت خواهند داشت.
هر دو تيم قصد دارند نخستين کسانی باشند که هيگز را می يابند و وظيفه "تصديق" اين يافته را به ديگری محول کنند.
بخشنده جرم
بوزون های هيگز يا "هيگز بوزون" (Higgs Boson) توضيح می دهد چرا همه ذرات ديگر دارای جرم هستند. براساس نظريه مدل استاندارد، ذرات جرم خود را از طريق کنش و واکنش با "ميدان هيگز" که آکنده از ذرات بوزون است به دست می آورند.
در "پوينت وان" کلاه های حفاظتی به سر می کنيم، با کارگران ساختمانی وارد يک آسانسور می شويم و به دالان عظيمی که جايگاه اطلس خواهد بود نزول می کنيم.
قطعات مختلف سی ام اس روی زمين تست خواهد شد
واحدهای سازنده اين دستگاه عظيم به طور جداگانه در آزمايشگاه هايی در گوشه و کنار جهان ساخته شده و برای مونتاژ به سرن منتقل شده اند.
دکتر الن بار، فيزيکدان در "يونيوسيتی کالج" لندن و عضو تيم اطلس می گويد: "همين اتفاق در مورد هواپيماهای بزرگ مثل A380 می افتد. قطعات آنها جداگانه ساخته می شود و بعد آنها را روی هم سوار می کنند."
وقت پس دادن امتحان
در آنسوی مرز در شهر سسی فرانسه، تيم "سی ام اس" به زودی آزمايش ها به روی "برش"های دستگاه خود را آغاز می کند تا ببيند آيا تک تک آنها قادر به رديابی اشعه های کيهانی از فضا هستند يا نه.
بخش اعظم مونتاژ "سی ام اس" روی زمين انجام می شود. عناصر بزرگ سپس توسط جرثقيل به داخل دالان های بزرگ زيرزمينی که برای جاسازی آنها ساخته شده پايين داده می شوند. اين فرآيند تقريبا شش ماه زمان می برد.
پروفسور جان اليس، نظريه پرداز ارشد سرن، بر اين تصور است که يافتن ذرات هيگز ممکن است بتواند به درک يکی از اسرار بزرگ ديگر فيزيک نيز کمک کند: انرژی تاريک.
کشف تاريک
در سال 1998، دو تيم مطالعه کننده ابرنواخترها (سوپرنووا) نشان دادند که انرژی تاريک باعث تسريع انبساط جهان می شود. مطالعات بعدی آشکار ساخت که انرژی تاريک ممکن است 70 درصد جهان را تشکيل دهد اما بهترين نظريه ها قادر به توضيح آن نبودند.
اما به گفته جان اليس، ميدان هيگز بهترين نامزد به عنوان منبع انرژی تاريک است.
او توضيح می دهد: "ساز و کار هيگز تمام فضا را با يک ميدان پر می کند. برخلاف ميدان جاذبه، که پيرامون خورشيد و مرکز کهکشان قوی است، ضريب قوت ميدان هيگز اساسا در همه جا يکسان است."
"اين ميدان، انرژی تاريک را توضيح می دهد، به اين معنی که انرژی تاريک، چگالی انرژی در فضای خالی به فاصله خيلی خيلی زياد از هر نوع ماده است."
جان اليس می گويد اين نظريه تنها يک ايران کوچک دارد: رقمی که از ميزان انرژی تاريک به دست می دهد ده به توان 120 بار بيش از ميزان محاسبه شده است.
او افزود: "اگر هيگز را پيدا کنيم، کل اين نظريه را داير بر اينکه يک ميدان هيگز در سراسر کيهان وجود دارد که باعث پيدايش انرژی تاريک می شود تاييد خواهد کرد. سپس می توانيم به سوال بعدی بپردازيم که چرا رقم متفاوتی ارائه می کند."
چنين پيشرفتی به بحث پيرامون يک "نظريه متحد" برای توضيح تمامی پديده های طبيعی جان خواهد داد.
اکتشافاتی مانند ابرتقارن همچنين ممکن است شکاف ميان شواهد تجربی و نظريه ابرريسمان ها (string theory) را پر کند. نظريه ابرريسمان ها تلاشی برای ايجاد يک نظريه کلان در توضيح جهان است که نسبيت عام و مکانيک کوانتوم را کاملا آشتی می دهد.
"ال اچ سی" ممکن است حتی چيزی کاملا غيرمنتظره را درباره طرز کار جهان ما آشکار کند. به گفته فيزيکدان ها چنين وضعی بيش از هر چيز نتايج زحمات آنها را لذت بخش خواهد کرد.

عجیب‌ترین نوار دنیا

یک تکه کاغذ بردارید، آن را نیم دور بپیچانید و دو انتهای آن را به هم بچسبانید. موجود سادساخته اید، کلی خاصیت های عجیب و غریب دارده ای که ساخته اید، کلی خاصیت های عجیب و غریب دارد

مثلا حتما می دانید که اگر سر و ته یک نوار را بدون پیچش به هم بچسبانیم، یک استوانه مانند ساخته میشود که اگر آن را از وسط ببریم، دو تکه میشود. اما اگر همین کار را روی این نوار عجیب انجام دهیم یک تکه باقی میماند و تنها طولش دو برابر می شود
برای اینکه با خاصیت های دیگر این موجود آشنا شوید چند تکه کاغذ و چسب نواری و قیچی بردارید و سعی کنید جواب این سوالات را پیدا کنید. به کمک جواب این سوال ها تردستی های زیادی طراحی شده است. شما هم می توانید به کمک آن ها دوستانتان را به تعجب وادارید
فرض کنید قبل از آنکه دو سر نوار را به هم بچسبانیم، به جای یک بار، دو بار آن را بپیچانیم و بعد از وسط ببریم. چه اتفاقی خواهد افتاد؟به عنوان یک راهنمایی برای تمامی سوالات صفحه به شکل تخت شده نوار ها توجه کنید. مثلا شکل زیر توضیح می دهد که چرا وقتی یک نوار موبیوس معمولی را از وسط می بریم طول آن دوبرابر می شود
اگر نوار را سه، چهار، پانزده .... بار بپیچانیم چه اتفاقی خواهد افتاد؟ چه فرقی بین عددهای زوج و فرد هست؟
اگر به جای یک برش از وسط نوار دو برش به فاصله یک سوم از لبه ها بزنیم چه اتفاقی خواهد افتاد؟
این موجود را Augustus Mobius ریاضیدان و منجم آلمانی در سال 1858 کشف کرد و به همین خاطر نام آن را نوار موبیوس گذاشتند.. خاصیتی که در این نوار توجه موبیوس را جلب کرد، یک طرفه و یک لبه بودن آن بود. این نوار عجیب تنها یک رو دارد، یعنی یک مورچه که در نقطه ای از یک نوار موبیوس کاغذی ایستاده می تواند بدون رد شدن از لبه کاغذ به پشت آن نقطه (در سمت دیگر کاغذ) برسد. در حقیقت این نوار اصلا پشت ندارد. این خاصیت را می توانید در نقاشی زیر ببینید. همینطور، لبه این نوار از یک تکه تشکیل شده: یک دایره که روی خودش تا شده است

.
Mobius Band II اثر escher
به نظر شما آیا نوار هایی که با تعداد زوجی پیچاندن ساخته می شوند هم این خاصیت ها را دارند؟


منسوجات هوشمند

شهر پراتو ايتاليا مجموعه ای از کارگاه ها و کارخانه های پارچه بافی است. اين شهر حتی موزه ای دارد مختص به تاريخ هنر نساجی. به همين دليل شهر پراتو بهترين محل برای در هم تنيدن دانش پرقدمت صنعت نساجی ايتاليا با فن آوری ديجيتال برای توليد نسل جديدی از "پارچه های هوشمند" است.
در اين شهر شرکت "لومينکس" (Lukminex) دست به ابتکاری تازه زده و پارچه های نورانی را با استفاده از فيبرهای نوری و الياف معمولی نساجی توليد کرده است.
کريستيانو پروتزی، از شرکت لومينکس می گويد: "از جمله مواد تشکيل دهنده پارچه هوشمندی که توليد کرده ايم فيبر نوری است اما جنبه فنی رسيدن به اين پارچه را نبايد فراموش کرد. در روشی که ما استفاده کرده ايم فيبرهای نوری توسط ديود های نورانی که بازدهی بالايی دارند، درخشان شده است."
لومينکس پوشاک "نورانی" مختلفی را به بازار عرضه کرده است. شال، شلوار و پيراهن مردانه که مانند ستاره های شب می درخشند.
متقاضيان پوشاک درخشان لومينکس فقط کسانی نيستند که به دنبال لباس برای پوشيدن در شب نشينی ها هستند.
آقای پروتزی می گويد: "استفاده های گسترده ای از اين پارچه هوشمند می شود. در جشن ها، برای تهيه تزئين آلات و مبلمان و غيره. اما پارچه هوشمند ما مصارف مهم تری هم دارد. از اين پارچه نورانی برای تهيه اونيفورم نيروهای پليس و خدمات امدادرسانی نيز استفاده می شود."
جای شک نيست که اين فن آوری تازه می تواند در شرايطی که به دليل کاهش نور ديد کافی وجود ندارد - مثلا در هوای مه آلود يا پوشيده از دود - جان افراد را نجات دهد.
در حالی که واردات محصولات ارزان قيمت از چين صنعت نساجی بسياری از کشورها، از جمله ايتاليا، را با دشواری روبرو کرده است، استفاده از فن آوری ديجيتال در توليد پوشاک احتمالا صنعت نساجی شهر پراتو را نيز نجات خواهد داد.
مشخصه های صفحه کليد رايانه و کنترلهای صوتی می تواند به پارچه الکتکس منتقل شود
پارچه های "دو سويه"
ايتاليايی ها تنها کسانی نيستند که در زمينه ادغام الياف نساجی با فن آوری ديجيتال کنکاش کرده اند.
شرکت بريتانيايی "الکسن" (Eleksen) پارچه ای توليد کرده که به تماس دست حساس است.
پارچه هوشمند الکسن با نام تجاری "الکتکس"، Elektex، از سه لايه پارچه تشکيل شده است.لايه لايه بودن پارچه هوشمند الکتکس اين امکان را به وجود می آورد که بار الکتريکی توليد شده توسط نرم افزار رايانه ای پس از تماس دست با آن به لايه های ديگر منتقل شود.
رابين شپرد، مدير اجرايی الکسن می گويد اين پارچه هوشمند می تواند مصارف زيادی داشته باشد از جمله می توان از آن برای ساختن يک صفحه کليد رايانه ای استفاده کرد: "اگر به نقطه ای از الکتکس دست بزنيم. نرم افزار اعلام می کند که به پارچه دست زده شده و از ما می خواهد که آن را با يکی از کليدهای رايانه تعريف کنيم: مثلا کليد حرف Q و نقطه ای ديگر از پارچه را کليد حرف W و غيره. به اين ترتيب می توانيم يک صفحه کليد کامل را بر روی پارچه منتقل کنيم."
الکتکس حتی به ميزان فشار انگشت بر روی آن حساس است. بنابراين، اين نرم افزار ماست که تعيين کننده مصرف پارچه الکتکس است نه خود پارچه.
شرکت الکسن اميدوار است که در آينده ای نزديک همه بتوانند سخت افزارهای رايانه ای و يا دستگاه پخش کننده موسيقی موسوم به آی پاد را به تن کنند و بعد برای شستن آن از ماشين لباسشويی استفاده کنند.