منشاء خاصیت مغناطیسی مواد

منشاء خاصیت مغناطیسی 

همان‌طور که می دانیم، کوچک‌ترین جزء سازنده‌ی ماده، یعنی اتم، منشاء خاصیت مغناطیسی برخی از مواد است. برای بررسی دقیق‌تر این موضوع، به شکل زیر توجه کنید. در این شکل اتمی شامل یک الکترون نشان داده شده است که افزون بر چرخیدن به دور هسته، به دور خودش نیز می‌چرخد. 

در واقع، منشاء مغناطیسی اتم ناشی از این دو نوع حرکت الکترون است. به این ترتیب می‌توان گفت هر الکترون چرخان، یک آهنربای ریز است. اگر اتم، یک جفت الکترون داشته باشد که در یک جهت بچرخند، آهنربای قوی‌تری را به‌وجود می‌آورند. اما اگر یک جفت الکترون در جهت‌های مخالف یکدیگر بچرخند، بر ضد هم عمل می‌کنند و اثر مغناطیسی یکدیگر را خنثی می‌کنند. به همین سبب است که برخی از مواد خاصیت مغناطیسی از خود بروز می‌دهند و برخی دیگر دارای خواص مغناطیسی نیستند. 

برای مثال، در مواردی مانند آهن، نیکل و کبالت خاصیت مغناطیسی ناشی از حرکت الکترون‌های هر اتم، اثر یکدیگر را کاملاً خنثی نمی‌سازند و تک‌تک اتم‌های این‌گونه مواد دارای خاصیت مغناطیسی ذاتی هستند. 

نگاهی نو به چگونگی شکل گیری ماه

افته های جدید نشان می دهد که برخورد یک سیاره بنام تـئا به زمین جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پدید آمده از خرده های برخورد، پیش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آمیخته بود.

 

هنوز ۱۵۰ میلیون سال از پیدایش سامانه ی خورشیدی نگذشته بود که جرمی غول پیکر به بزرگی سیاره ی مریخ به زمین برخورد کرد و با آن یکی شد. در پی این رویداد، ابری غول آسا از سنگ و خاک به فضا پرتاب شد، همین ابر بود که سرانجام ذراتش به هم پیوستند و کره ی ماه را ساختند. این نظریه با نام “برخورد بزرگ”، حدود ۳۰ سال است که دانشمندان سیاره ای را کاملا راضی نگه داشته- البته تنها با یک ایراد. اگرچه این سناریو با نگاه به اندازه ی ماه و فیزیک مدارش به گرد زمین، منطقی به نظر می رسد، ولی اگر ترکیب ایزوتوپی ماه و زمین -هم ارز زمین شناسی “اثر انگشت” DNA- را با یکدیگر بسنجیم، کار کمی مشکل می شود. دقیق تر بگوییم، زمین و ماه بیش از اندازه همانند یکدیگرند. چشمداشت دانشمندان مدت ها این بوده که ماه می بایست “اثر انگشت” ایزوتوپی آن جرم بیگانه را در خود داشته باشد. چون آن جرم که به نام «تـئا» خوانده شده از یک جای دیگرِ منظومه ی شمسی آمده بوده، پس احتمالا اثر انگشت ایزوتوپی‌اش بسیار با زمین جوان باید متفاوت باشد.

اکنون گروهی از دانشمندان در دانشگاه مریلند (UMD) یک اثر انگشت ایزوتوپی تازه برای ماه به دست آورده اند که می تواند تکه ی گمشده ی این جورچین را به ما بدهد. آنان با تمرکز بر یکی از ایزوتوپ های تنگستن که هم در ماه و هم در زمین یافته شده، برای نخستین بار مدل پذیرفته شدی پیدایش ماه را با همسانی نامنتظره ی اثر انگشت های ایزوتوپی ماه و زمین آشتی دادند. یافته های آنان نشان می دهد که برخورد تئا به زمین جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پدید آمده از خرده های برخورد، پیش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آمیخته شده بود.

ریچارد واکر، استاد زمین شناسی در UMD و یکی از نویسندگان این پژوهش می گوید: «مشکل اینست که زمین و ماه از دیدگاه اثر انگشت های ایزوتوپی بسیار همسانند، که نشان می دهد هر دو از موادی همسان که در آغاز تاریخ سامانه ی خورشیدی گرد آمده بوده درست شده اند. این غافلگیرکننده است، زیرا انتظار می رود آن جرمِ هم-اندازه ی بهرام که ماه را پدید آورد بسیار متفاوت بوده باشد. پس معما اینجاست که زمین و ماه نمی بایست به این اندازه همسان باشند.» در سال های گذشته چندین نظریه ی گوناگون درباره ی دلیل همسانی ایزوتوپی زمین و ماه ارایه شده: شاید آن برخورد یک ابر غول پیکر خاک و خرده سنگ پدید آورده بوده که کاملا با زمین در آمیخته و سپس بعدها فشرده شده و ماه را ساخته است. یا شاید تئا -به گونه ای شانسی- از دید ایزوتوپی همسان با زمین برخوردار بوده باشد و نظریه ی سوم هم می گوید شاید ماه از مواد خود زمین پدید آمده بوده نه تئا، گرچه در آن صورت برخورد می بایست برخوردی بسیار نامعمول بوده باشد.

به گفته ی محققان ماه با یک برخورد و عظیم کیهانی شکل گرفته است.

واکر و گروهش برای یافتن یک توضیح به سراغ پدیده ی شناخته شده و بررسی شده ی دیگری رفتند که در آغاز تاریخ سامانه ی خورشیدی رخ داده بود. شواهد نشان می دهند که هم زمین و هم ماه پس از برخورد اصلی مواد افزوده ای گرد آورده بودند و زمین بیش از ماه از این خاک و خرده سنگ ها به دست آورد. این مواد تازه مقدار فراوانی تنگستن داشتند، ولی مقدار به نسبت کمی از آن، یک ایزوتوپ سبک تر به نام تنگستن-۱۸۲ بود. با کنار هم گذاشتن این دو مدرک، چشمداشت این خواهد بود که زمین مقداری کمتری تنگستن-۱۸۲ داشته باشد تا ماه.

و چنان چه انتظار می رفت، واکر و گروهش با مقایسه ی سنگ های ماه و زمین دریافتند که به راستی هم نسبت تنگستن-۱۸۲ در ماه بیشتر از زمین است. هرچند نکته ی کلیدی اینست که چقدر بیشتر؟ واکر می گوید: «تفاوت کوچک ولی چشمگیر میان ترکیب ایزوتوپ تنگستن ماه و زمین کاملا با مقدار متفاوت موادی که زمین و ماه در آن برخورد به دست آوردند همخوانی دارد. این بدان معناست که درست پس از شکل گیری ماه، ترکیب ایزوتوپی آن دقیقا با گوشته ی زمین یکی بوده است.»

این یافته از این اندیشه پشتیبانی می کند که توده ی مواد پدید آمده در برخورد، که بعدها ماه را تشکیل داد، می بایست پیش از فشرده و سرد شدن ماه کاملا مخلوط شده باشد. این می تواند هم دلیل همسانی کلی در اثر انگشت های ایزوتوپی و هم اندک تفاوت در تنگستن-۱۸۲ را توضیح دهد. این یافته همچنین این اندیشه ها را هم رد می کند که ساختار تئا با زمین یکسان بوده، و یا این که ماه از موادِ زمینِ پیش از برخورد درست شده است. در هر دو مورد، بسیار بعید است که چنین همبستگی خوبی میان تنگستن-۱۸۲ و مقدار مواد گرد آمده توسط ماه و زمین پس از برخورد برقرار باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در پیش-نگارش آنلاینِ روز ۸ آوریل ۲۰۱۵ نشریه ی نیچر منتشر شده است.

تشکر

با تشکر از همکارانم در گروه آموزشی فیزیک ناحیه 2 ارومیه امیدوارم مطالب ارسالی در این وبلاگ برای همکارانم مفید واقع شوند و همکاران ضمن تبادل معلومات استفاده های لازم را ببرند 

عنوان دومین مطلب آزمایشی من

این متن دومین مطلب آزمایشی من است که به زودی آن را حذف خواهم کرد.

زکات علم، نشر آن است. هر وبلاگ می تواند پایگاهی برای نشر علم و دانش باشد. بهره برداری علمی از وبلاگ ها نقش بسزایی در تولید محتوای مفید فارسی در اینترنت خواهد داشت. انتشار جزوات و متون درسی، یافته های تحقیقی و مقالات علمی از جمله کاربردهای علمی قابل تصور برای ,بلاگ ها است.

همچنین وبلاگ نویسی یکی از موثرترین شیوه های نوین اطلاع رسانی است و در جهان کم نیستند وبلاگ هایی که با رسانه های رسمی خبری رقابت می کنند. در بعد کسب و کار نیز، روز به روز بر تعداد شرکت هایی که اطلاع رسانی محصولات، خدمات و رویدادهای خود را از طریق بلاگ انجام می دهند افزوده می شود.

عنوان اولین مطلب آزمایشی من

این متن اولین مطلب آزمایشی من است که به زودی آن را حذف خواهم کرد.

مرد خردمند هنر پیشه را، عمر دو بایست در این روزگار، تا به یکی تجربه اندوختن، با دگری تجربه بردن به کار!

اگر همه ما تجربیات مفید خود را در اختیار دیگران قرار دهیم همه خواهند توانست با انتخاب ها و تصمیم های درست تر، استفاده بهتری از وقت و عمر خود داشته باشند.

همچنین گاهی هدف از نوشتن ترویج نظرات و دیدگاه های شخصی نویسنده یا ابراز احساسات و عواطف اوست. برخی هم انتشار نظرات خود را فرصتی برای نقد و ارزیابی آن می دانند. البته بدیهی است کسانی که دیدگاه های خود را در قالب هنر بیان می کنند، تاثیر بیشتری بر محیط پیرامون خود می گذارند.