به نقل از «عصر ایران»

دانشمندان تنها در ۱۵۰ دقیقه الماس ساختند

تاریخ انتشار: ۶ اردیبهشت ۱۴۰۳ | کد خبر: ۴۰۱۹۶۵۰۱

میلیاردها سال صبر کردن برای ایجاد یک قطعه الماس را فراموش کنید، چرا که دانشمندان توانسته‌اند آن را تنها ظرف ۱۵۰ دقیقه پرورش دهند.

به گزارش ایسنا، الماس‌های طبیعی میلیاردها سال طول می‌کشد تا در فشارها و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند، اما شکل‌های مصنوعی آن را می‌توان خیلی سریع‌تر تولید کرد، البته معمولاً باز هم نیاز به تحت فشار شدید قرار گرفتن تا چند هفته دارند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به نقل از اس‌ای، اکنون یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع می‌تواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشار زیاد ایجاد کند.

در حالی که دمای بالا هنوز مورد نیاز است، در محدوده ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد یک لایه الماس پیوسته ظرف ۱۵۰ دقیقه و در فشار یک اتمسفر تشکیل می‌شود. این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس می‌کنیم و ده‌ها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای تولید الماس مصنوعی مورد نیاز است.

تیم پشت این رویکرد نوآورانه به سرپرستی محققان موسسه علوم پایه در کره جنوبی مطمئن است که این فرآیند می‌تواند برای ایجاد تفاوت قابل توجهی در تولید الماس مصنوعی بهینه شود.

حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس یک روش کاملاً جدید نیست. شرکت جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیند مشابهی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد، اما این فرآیندها همچنان به فشارهای پنج تا شش گیگاپاسکال و یک دانه الماس نیاز داشتند تا کربن‌ها به آن بچسبد.

محققان در مقاله منتشر شده خود آورده‌اند: ما روشی برای رشد الماس در فشار یک اتمسفر و در دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کردیم.

کاهش فشار با استفاده از مخلوطی دقیق از فلزات مایع شامل گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلاء سفارشی داخل یک محفظه گرافیتی ساخته شد تا فلز را در حالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گیرد، به سرعت گرم و سپس خنک کند.

این شرایط باعث می‌شود اتم‌های کربنِ متان به فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل کنند. تنها پس از ۱۵ دقیقه، قطعات کوچکی از بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح بیرون زدند، در حالی که گذشت دو ساعت و نیم از آغاز این فرآیند، یک نوار الماس پیوسته تولید کرد.

اگرچه غلظت کربن تشکیل‌دهنده بلورها تنها چند صد نانومتر است، اما محققان انتظار دارند که این فرآیند با چند ترفند بهبود یابد.

پژوهشگران می‌گویند: ما فکر می‌کنیم که اصلاحات ساده می‌تواند با استفاده از یک سطح یا رابط بزرگ‌تر با پیکربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به منطقه رشد بالقوه بزرگ‌تر و با توزیع کربن در منطقه رشد الماس به روش‌های جدید، رشد الماس را در یک مقیاس بزرگ امکان‌پذیر کند.

این تغییرات زمان می‌برد و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است، اما نویسندگان این مطالعه فکر می‌کنند که این روش پتانسیل زیادی دارد و می‌توان فلزات مایع دیگر را برای کسب نتایج مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.

فرآیندی که در حال حاضر برای ایجاد اکثر الماس‌های مصنوعی در طیف گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی، الکترونیک و حتی رایانه‌های کوانتومی استفاده می‌شود، چندین روز طول می‌کشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد. حالا اگر این روش جدید پتانسیل خود را اثبات کند، ساخت الماس بسیار سریع‌تر و بسیار آسان‌تر خواهد شد.

محققان می‌گویند: رویکرد کلی استفاده از فلزات مایع می‌تواند رشد الماس را در سطوح مختلف تسریع کند و پیش ببرد و شاید رشد الماس را بر روی ذرات کوچک الماس تسهیل کند.

این پژوهش در مجله نیچر(Nature) منتشر شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام

منبع: عصر ایران

کلیدواژه: الماس الماس مصنوعی فلزات مایع رشد الماس

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۴۰۱۹۶۵۰۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشمندان یک «خطای فنی» در لبه کیهان کشف کردند

نظریه معروف اینشتین برای ۱۰۰ سال ستون اصلی فیزیک مدرن بوده و به توضیح چگونگی عملکرد گرانش در زمین و خارج از فضا کمک کرده است. علاوه بر این، مطالعات بی‌شماری در طول سال‌ها صحت این نظریه را ثابت کرده‌اند و تأیید می‌کنند که گرانش بر سه بُعد فیزیکی ما و همچنین بر بُعد چهارم زمان تأثیر می‌گذارد اما به نظر می‌رسد این نظریه در مقیاس‌های بزرگ‌تر با مشکلی جزئی همراه است.

به گزارش ایسنا، رابین ون(Robin Wen)، نویسنده اصلی این پروژه و یکی از فارغ‌التحصیلان ریاضی فیزیک واترلو، در یک مقاله دانشگاهی توضیح می‌دهد: این مدل گرانش برای همه چیز از نظریه‌پردازی مه‌بانگ گرفته تا عکاسی از سیاه‌چاله‌ها ضروری بوده است.

به نقل از اس‌اف، اما وقتی سعی می‌کنیم گرانش را در مقیاس کیهانی، در مقیاس خوشه‌های کهکشانی و فراتر از آن درک کنیم، با پیش‌بینی‌های نسبیت عام به ناسازگاری‌های ظاهری بر می‌خوریم. تقریبا انگار گرانش کاملا با نظریه اینشتین مطابقت ندارد. ما این ناهماهنگی را یک «خطای فنی کیهانی» می‌نامیم. گرانش در مواجهه با فواصل میلیاردها سال نوری حدود یک درصد ضعیف‌تر می‌شود.

این مطالعه که در مجله کیهان شناسی و فیزیک اختر ذرات منتشر شد، این احتمال را بررسی کرد که قدرت گرانش حاکم بر کل جهان(ثابت گرانشی کیهانی) کمی متفاوت از ثابت گرانشی نیوتن است که گرانش را در مقیاس‌های کوچکتر، مانند مدار سیارات اطراف خورشید را کنترل می‌کند.

نیایش افشردی، استاد اخترفیزیک در دانشگاه واترلو می‌گوید: تقریبا یک قرن پیش، ستاره‌شناسان کشف کردند که جهان ما در حال انبساط است.

هر چه کهکشان‌ها دورتر باشند، سریع‌تر حرکت می‌کنند، تا جایی که به نظر می‌رسد تقریبا با سرعت نور حرکت می‌کنند و این حداکثر سرعتی است که نظریه اینشتین اجازه می‌دهد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که در همان مقیاس‌ها، نظریه اینشتین نیز ممکن است ناکافی باشد.

بنابراین، چرا دانشمندان چنین ایده‌ای را برای اصلاح نظریه انقلابی اینشتین در نظر می‌گیرند؟ به نظر می‌رسد برخی از نظریه‌های گرانش کوانتومی جایگزین مانند گرانش هوراوا-لیفشیتز به طور طبیعی چنین نقص کیهانی را بین مقیاس‌های بزرگ و کوچک پیش‌بینی می‌کنند. مطالعه جدید یک راه ساده برای پیاده‌سازی این اثر مانند یک پاورقی به مدل استاندارد کیهان شناسی ارائه می‌دهد.

ون و همکارانش یک پارامتر جدید به نام Omega_g معرفی کردند که تفاوت بین ثابت‌های گرانشی کیهانی و نیوتنی را اندازه می‌گیرد. آنها دریافتند که مشاهدات فعلی از ماهواره پلانک که تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی را اندازه‌گیری می‌کند، مقدار Omega_g را در حدود منفی ۰.۰۱ یا حدود یک درصد تفاوت در قدرت گرانش در مقیاس‌های کیهانی در مقایسه با مقیاس‌های محلی نشان می‌دهد.

یک Omega_g منفی منجر به گرانش کمی ضعیف‌تر می‌شود و باعث انبساط کیهان در بزرگترین مقیاس می‌شود. این اثر ظریف می‌تواند چند مشکل دیرینه بین مشاهدات مختلف کیهان‌شناسی در مدل استاندارد را کمی کاهش دهد.

ون می گوید: آن را مانند پاورقی برای نظریه اینشتین در نظر بگیرید. وقتی به مقیاس کیهانی رسیدید، شرایط و ضوابط اعمال می‌شود.

افشردی می‌افزاید: این مدل جدید ممکن است اولین سرنخ در معمای کیهانی باشد که ما شروع به حل آن در فضا و زمان کرده‌ایم.

محققان هشدار می‌دهند که وجود یک نقص کیهانی بر اساس داده‌های فعلی هنوز قطعی نیست. اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از آزمایش‌های آینده که پس‌زمینه مایکروویو کیهانی و توزیع ماده در اعماق فضا را ترسیم می‌کنند، برای تایید یا رد قطعی این شکست بالقوه نسبیت عام در انتهای کیهان مورد نیاز است.

انتهای پیام