بوسه مرگ برای پروتئینها ، نوبل شیمی برای بیوشیمیدانها به ارمغان آورد!

فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد ، آرون سیچانور (A.Ciechenavor) و اورام هرشلو (A.Hershko) ، هر دو از اسرائیل و ایروین رز (A.Rose) از آمریکا را به عنوان برندگان جایزه نوبل شیمی در سال 2004 اعلام کرد. در گزارش فرهنگستان اعلام شده است که با تلاش این دانشمندان ، امروزه این امکان بوجود آمده تا درک کنیم که سلول چگونه به کمک تجزیه پروتئینهای خاصی ، و نه سایر پروتئینها ، فرآیندهای حیاتی خود را در سطح مولکولی مورد مراقبت قرار می‌دهد. در طول سالها ، توجه پژوهشگران بیشتر به ساخته شدن پروتئینها معطوف بود، بطوری که حداقل پنج جایزه نوبل در زمینه بیان و تولید پروتئینها به محققان اعطا شد. بوسه مرگ شیوه‌ای است که بدن انسان ، پروتئینهای ناخواسته را تشخیص می‌دهد و نابود می‌کند.

http://newchem.persianblog.ir

آرسنیک می‌تواند برای معالجه سرطان خون موثر باشد.

گروهی از پژوهشگران ایرانی به سرپرستی دکتر اردشیر قوام‌زاده می‌گوید که آرسینیک تری اکسید (Arsenic trioxide) را می‌توان به عنوان خط اول معالجه سرطان (سرطان حاد خون) بکار گرفت. آنها دریافتند که پس از دو دوره درمان ، علائم بیماری در بیش از 90% از 62 بیمار مورد مطالعه کاملا ناپدید شد. آرسینیک تری اکسید ، هم اکنون در بسیاری از کشورها به عنوان خط دوم معالجه سرطان خون بکار می‌رود. سالانه 20 هزار نفر در سراسر جهان به بیماری سرطان خون مبتلا می‌شوند.

براساس این مطالعه که در سازمان اروپایی تحقیقات و معالجه سرطان در ژنو عرضه شد، این شیوه می‌تواند برای معالجه سایر سرطانها ، مانند نوعی سرطان مغز استخوان موثر باشد. آرسینیک تری اکسید ، از طریق ایجاد تغییراتی در سلولهای سرطانی که باعث مرگ آنها می‌شود، عمل می‌کند. پژوهشگران گفتند که همچنین به نظر می‌رسد، این ماده ژنی را که مسئول تولید یک پروتئین معیوب است، تصحیح می‌کند. تولید این پروتئین منجر به سرطان خون می‌شود.

http://newchem.persianblog.ir

عنصر رادیواکتیو پلوتونیوم بیش از تصورات قبلی سرطانزا است.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد عنصر رادیواکتیو پلوتونیوم ، بسیاز خطرناکتر از تصورات پیشین است. به گزارش سایت اینترنتی New Scientist (نیوساینتیست) ، گروهی از دانشمندان اعلام کردند راهیابی عنصر پلوتونیوم به بدن انسان تا 10 برابر بیش از تصورات قبلی ، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می‌دهد. محققان انگلیسی اعلام کردند تحقیقات جدید نشان می‌دهد، باید برای تعیین استاندارهای جهانی که حد خطرناک تماس با پرتوهای رادیواکتیو پلوتونیوم را تعیین می‌کنند، تجدید نظر کرد.

در شصت سال گذشته ، چندین هزار کیلوگرم عنصر پلوتونیم در پی آزمایشهای اتمی و همچنین نیروگاههای هسته‌ای سرتاسر جهان به محیط زیست راه یافته است. پیش از این تحقیقات انجام گرفته در اروپا و آمریکا نشان داده بود که حتی آن دسته از سلولهای بدن انسان که ظارهرا در تماس با پرتوهای پلوتونیم آسیب نمی بینند، در بلند مدت دچار ناپایداری ژنتیکی می‌شوند. به علاوه حتی سلولهایی که در معرض پرتوهای رادیواکتیو قرار نگرفته‌اند، در اثر مجاورت با سلولهای آسیب دیده دچار تغییرات می‌شوند و میزان جهشهای ژنتیکی در DNA نسلهای بعدی حاصل از افرادی که با پرتوهای پلوتونیم تماس داشته‌اند، افزایش پیدا می‌کند.

در این مطالعه ، محققان گروههای حفاظت در برابر پرتوهای رادیواکتیو ، در دولت انگلیس ، محققان صنعت هسته‌ای این کشور و دانشگاهها و گروههای حفاظت از محیط زیست حضور داشته‌اند. کارشناسان حاضر در مطالعه اخیر با تاکید بر این موضوع که میزان خطرات ورود حتی مقادیر جزئی از عنصر پلوتونیوم به بدن انسان ، بیش از تصورات قبلی است، اظهار داشتند که برای تعیین استانداردهای مربوط به حد خطرناک تماس با این عنصر ، باید دقت بیشتری شود.

http://newchem.persianblog.ir

وجود سلنیم (Se) در خون مادر از ورود سم به بدن جنین جلوگیری می‌کند.

محققان فنلاندی در دانشگاه کیوپیو ، با بررسی نمونه‌های خون زنان باردار به این نتیجه رسیده‌اند که ماده سلنیم موجود در خون آنان ، در حفاظت از جنین در برابر فلزات سمی سنگین ، مثل کادمیم که در دود سیگار یافت می‌شود، موثر است. این محققان در آزمایشهای خود مشاهده کردند که مقدار سلنیم موجود در بند ناف که مستقیما به بدن جنین وارد می‌شود، بیش از میزان این ماده در بدن خود زنان باردار است و با بالا رفتن میزان یک ماده سمی نظیر کادمیم در بند ناف ، بر میزان سلنیم نیز افزوده می‌شود.

این امر حکایت از آن دارد که بندناف ، سلنیم بیشتری را از بدن مادر جذب می‌کند، تا کادمیمی را که در آستانه ورود به بدن جنین است، پاک کند. محققان فنلاندی در مطالعه روی زنان حامله در استونی مشاهده کرده‌اند، آن دسته از خانمهای بارداری که در غذای مصرفی آنها ، مقدار سلنیم کمتر از حد متعارف است، در ماههای آخر بارداری تراز این ماده در خونشان تا حدود 15 درصد افت می‌کند.

http://newchem.persianblog.ir

دانستنی هایی باورنکردنی از همه چیز و همه جا

1- قبل از سال 1941 اثر انگشت به عنوان مدرک در دادگاه پذیرفته نمی‌شد.

2- در آمریکا میزان فولاد استفاده شده در تهیه تشتک در بطری‌های نوشابه بیشتر از فولاد بکار رفته در تهیه بدنه اتومبیل هاست.

3- یک تانکر بزرگ که کاملا پر باشد و در حال حرکت با سرعت عادی باشد، حداقل به بیست دقیقه زمان برای متوقف شدن احتیاج دارد.

4- بطور متوسط یک انسان در طول زندگی خود در حدود 44 پوند گرد و خاک را تنفس می‌کند.

5- در هر سه دقیقه یک انسان روی کره زمین اعلام می کند که بشقاب پرنده دیده است.

6- در ایالت میشیگان زنان بدون اجازه شوهران خود نمی‌توانند موهایشان را کوتاه کنند.

7- تنها 55 درصد مردم آمریکا می‌دانند که خورشید یک ستاره است.

8- فندک قبل از کبریت اختراع شده است.

9- در طراحی خانه بیل گیتس از کامپیوترهای مکینتاش استفاده شده است.

(سیستم عامل مکینتاش رقیب ویندوز مایکروسافت است)

10- در هر روز تقریبا نیمی از جمعیت آمریکا در حال رژیم گرفتن هستند.

11- یک هواپیمای کوچک می‌تواند به صورت معکوس و به عقب نیز پرواز کند.

12- بیش از 50 درصد مردم جهان تا به حال نه با کسی از طریق تلفن حرف زده اند و نه کسی به آنها زنگ زده است.

13- یکی از مواد تشکیل دهنده دینامیت بادام زمینی است.

14- پارچه کتان در زمان خیس بودن، سخت‌تر و مقاوم‌تر است.

15- پیژامه در هندوستان به عنوان یک لباس پوشیدنی مرسوم در بیرون از خانه شناخته می‌شود.

16- یک کوسه از طریق شنیدن ضربان قلب، طعمه خود (ماهی) را پیدا می کند.

17- ماهی قزل آلا می‌تواند پرش‌هایی به ارتفاع حدود 2متر داشته باشد.

18-در ایالت اوهایو دادن بسته شیرینی با وزن بیش از 50 پوند به کسی غیر قانونی و جرم محسوب می‌شود.

19- اگر فردی به جای حرکت در پیاده رو در یک مسیر سخت و کثیف حرکت کند، 7درصد بیشتر کالری می‌سوزاند.

20- گفته می‌شود که باغبانی بهترین کار برای سالم نگه داشتن سلامتی استخوان هاست.

21- نوعی ماهی به نام آبنوس در گلوی خود دندان در می‌آورند.

22- فندق برزیلی پیش از نامیده شدن کشور برزیل به نام «برزیل» به این نام خوانده می‌شده است.

23- یک لامپ 75 وات بیشتر از سه لامپ 25 وات نور تولید می‌کند.

24-سوسکها سریعترین جانوران 6 پا می باشند. با سرعت یک متر در ثانیه.

25-خرگوشها و طوطی ها بدون نیاز به چرخاندن سر خود قادرند پشت سر خود را ببینند.

26-کرگدنها قادرند سریعتر از انسانها بدوند.

27-هیچ پنگوئنی در قطب شمال وجود ندارد.

28-مادر و همسر گراهام بل مخترع تلفن هر دو ناشنوا بوده اند.

29-کانادا یک واژه هندی به معنی "روستای بزرگ" است.

30-10 درصد وزن بدن انسان (بدون آب) را باکتریها تشکیل می دهند.

31-11 درصد جمعیت جهان را چپ دستان تشکیل می دهند.

32-از هر 10 نفر، یک نفر در سراسر جهان در جزیره زندگی می کند.

98-33 درصد وزن آب از اکسیژن تشکیل یافته است.

34-یک اسب در طول یک سال 7 برابر وزن بدن خود غذا مصرف می کند.

35-رشد دندانهای سگ آبی هیچگاه متوقف نمی گردد.

36-قلب والها تنها 9 بار در دقیقه می تپد.

37-چیتا قادر است در حداکثر سرعت خود گامهایی به طول 8 متر بر دارد.

38-شامپانزه ها قادرند مقابل آینه چهره خود را تشخیص دهند اما میمونها نمی توانند.

39-عمر سنجاقکها تنها 24 ساعت می باشد.

40-مدت زمان گردش سیاره عطارد به دور خود دو برابر مدت زمان گردش آن بدور خورشید است.

41-روشنایی قرص کامل ماه 9 برابر هلال ماه می باشد.

42-یک خرس بالغ قادر است با سرعت یک اسب بدود.

43-قلب یک جوجه تیغی در حالت عادی 190 بار در دقیقه می زند که در دوران خواب زمستانی به 20 بار در دقیقه کاهش می یابد.

منبع:تکناز

چرخاندن چگالیده با استفاده از نور

حالت جامع کوانتومی موسوم به چگالیده‌ی بوز-اینشتین نخستین بار با استفاده از اتم‌های فوق سرد ساخته شد و اخیراً با بهره‌گیری از ذرات ترکیبی، در ساختارهای نیمه رسانای ویژه‌ای ظاهر شده است. این نوع از چگالیده‌ها که پایه‌ی نیمه رسانا دارند،‌ در دماهای بالاتری تشکیل می‌شوند و بالقوه می توانند در آشکارساز‌های حساس یا ابزارهای جدیدِ الکترونیک نوری مورد استفاده قرار بگیرند، اما در کنترل گرفتن آن‌ها به طور مستقیم سخت‌تر است. اکنون یک تیم بین المللی به سرپرستی اِلنا استرووسکایا (Elena Ostrovskaya) از دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا نشان داده‌اند که چطور چشمه‌ی نور الگو برداری شده می تواند به طور خاص با دادن یک چرخش خالص به چگالیده، حالت داخلی آن را عوض کند.

R. Dall et al., Phys. Rev. Lett. 2014

برای شکل‌گیری چگالیده، پژوهشگران از میکروکاواک‌های نیمه رسانا که هم نور و هم جفتِ الکترون-حفره‌ی ایجاد شده توسط نور را محبوس می‌کند استفاده کرده‌اند تا ترکیب‌های «اگزایتون-پولاریتون» بسازند. اگر نور به اندازه کافی درخشان باشد تا چگالی بالایی از این شبه ذرات را ایجاد کند، آنگاه ذرات مذکور می‌توانند حتی در دمایی نزدیک به دمای اتاق، خود به خود چگالیده تشکیل دهند. اما با تولید جفت‌ها، اطلاعات دقیق موج در نور از دست می‌رود و بنابراین نمی‌توان همانند آنچه که در سیستم‌های اتمی انجام می‌شود از آن برای بررسی ویژگی‌های چگالیده استفاده کرد.

این آزمایش جدید از حرکت طبیعی جفت‌های تازه تولید شده به سمت نواحی روشن که جفت‌های دیگر قبلاً در آن‌ها جمع شده‌اند، ‌بهره می‌گیرد. با الگو برداری از روشنایی(illumination)  در یک طرح چرخشی نامتقارن، محققان از شارش این شبه ذرات برای دادن تکانه ‌زاویه‌ای به کل چگالیده استفاده کرده و وجود آن را با اندازه‌گیری تغییرات فاز در لومینسانسی که نمونه ساطع می‌کرد اثبات نمودند. در کنار سایر کابردها، این چگالیده‌ی چرخان ممکن است برای ابزارهایی که یادآور آشکارسازهای SQUID فعلی هستند و در آن‌ها از جریان‌های الکتریکی در حال چرخش در ابررساناها برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی بسیار ضعیف استفاده‌ می‌شود، مفید باشد.

این تحقیق در  Physical Review Lettersبه چاپ رسیده است.

منبع
Spinning a Condensate with Light

psi.ir

انجمن فیزیک هوپا

آیا گرانش، جهان را بعد از بیگ بنگ نجات داد؟

مطالعات جدید فیزیکدانان نشان می دهد که برهمکنش ذرات هیگز در حین انبساط شتاب دار جهان که بنام - تورم کیهانی شناخته می شود - می توانست منجر به بی ثباتی و فروپاشی جهان شود، اما این گرانش بود که جهان را نجات داد.

به گزارش بیگ بنگ، برهمکنش میان انحنای فضا- زمان یا همان گرانش با میدان هیگز هیچگاه به درستی درک نشده است. به همین منظور فیزیکدانان کالج سلطنتی لندن و دانشگاه های کپنهاگ و هلسینکی در یک مطالعه جدید که در Physical Review Letters منتشر شده است اعلام کردند توضیح ساده ای پیدا کرده اند.  این تیم، با بررسی برهمکنش میان ذرات هیگز و گرانش و با در نظر گرفتن تغییرات آن با انرژی، به توصیف چگونگی ایجاد پایداری کیهان در لحظات ابتدایی پس از بیگ بنگ پرداخته است، آنها نشان دادند حتی یک فعل و انفعال کوچک می توانست مانعی برای پایداری کیهان باشد.

پروفسور آرتو راجانتی از گروه فیزیک کالج سلطنتی لندن توضیح داد: «مدل استانداردِ فیزیک ذرات که دانشمندان برای توضیح ذرات ابتدایی و فعل و انفعال بین آنها استفاده می کنند تاکنون نتوانسته پاسخ این پرسش را ارائه دهد که چرا جهان پس از بیگ بنگ فرو نپاشید. تحقیق ما آخرین پارامترِ ناشناخته در مدل استاندارد – فعل و انفعال بین ذره ی هیگز و گرانش – را بررسی می کند. این پارامتر را نمی توان در آزمایشاتِ شتاب دهنده ی ذرات اندازه گیری کرد، اما تأثیر زیادی بر پایداریِ بوزون هیگز در حین تورم کیهانی وجود دارد. حتی یک مقدار نسبتأ کوچک از آن هم برای توضیح بقای جهان بدون فیزیک مدرن کافی است!»

این نظریه ی جدید بر پایه ی داده های جنجالی محققان بایسپ ۲ در مورد لحظه ی تورم کیهان بدست آمده است، بنابراین کاربرد واقعیش بستگی به درستی و اثبات شواهد آن نظریه دارد. پس تا بدست آمدن شواهد بیشتر در مورد امواج گرانشی و پژوهش های بیشتر در مورد تابش پس زمینه کیهانی باید صبر کرد و دید آیا این نظریات با شواهد موجود اثبات می شوند یا خیر.

نویسنده و مترجم: سحر الله وردی -سایت بیگ بنگ / منابع: universetoday , astronomynow

انجمن فیزیک هوپا

آزمون علمی مقایسه ای استان یزد

آزمون علمی مقایسه ای استان در روز چهارشنبه مورخ 1393/9/19 برای پایه اول برگزار می شود بودجه بندی آزمون به شرح زیر است:

با برنامه ریزی دقیق میتونید اقتدار خودتون رو در استان حفظ کتید

درهم‌تنیدگیِ کرمچاله، پارادوکس سیاهچاله را حل می‌کند!

کرمچاله ها – تونل هایی در فضا- زمان هستند که سیاهچاله ها را به هم متصل می کنند – احتمالا نتیجه ای از خاصیتی عجیب در کوانتوم با نام درهم‌تنیدگی۱ باشند. بازتعریف۲ باید یک پارادوکس مهم را حل کند؛ ممکن است شما بسوزید به جای آنکه فشرده شوید.

اگرچه دانستن اینکه چه چیزی باعث راست شدن بیرون یک سیاهچاله شده، با یان حال این یک پرسش روزمره نیست و برای فیزیک دانان نظری یک ناسازگاری بین مکانیک کوانتومی و نسبیت عام را آشکار می کند. حل کردن این مسئله پیچیده ممکن است بعدها به نظریه محبوب گرانش کوانتومی منجر شود. نسبیت می گوید که اگر شما به درون یک سیاه چاله سقوط کنید؛ به دلیل «اثر ماکارونی۳» – کش آمدن تدریجی و همیشگی توسط نیروهای گرانشی قوی – می میرید.

اما سال گذشته زمانی که جوزف پولچینسکی در دانشگاه سانتا باربارا در کالیفرنیا و همکارانش مفاهیم کوانتومی سیاهچاله ها را کاوش می کردند با یک مسئله برخورد کردند. سیاهچاله ها فوتون ها را از طریق چیزی با نام تابش هاوکینگ ساتع می کنند، این فوتون ها هم با درون سیاهچاله و هم با یکدیگر در هم تنیده اند. این یک اصل کوانتوم را نقض می کند که ذرات نمی توانند در یک لحظه با دو چیز در هم تنیده باشند.

برای حفاظت از تک جفتی کوانتومی۴، پولچینسکی سال گذشته پیشنهاد کرد که در هم تنیدگی فوتون- سیاهچاله در هم می شکند که در نتیجه باعث ایجاد یک دیوار انرژی در افق رویداد سیاهچاله می شود که نسبیت را فرو می ریزد، زیرا هر کسی که به داخل آن سقوط می کند به جای آنکه تبدیل به ماکارونی شود ترجیحا می سوزد. به پارادوکس دیوار آتش سیاهچاله خوش آمدید.

پاسخ های ممکن زیاد هستند اما حالا دو تن از غول های فیزیک، «جوان مالداسنا» از موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون و لئونارد ساسکیند از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا یکی از بی پروا ترین آنها را ارائه داده اند؛ یک نوع تازه ای از کرمچاله که در درجه اول به این معنی است که نیازی نیست درهم‌تنیدگی بشکند. اولا، آن جفت نشان می دهند که این نوع تونل های فضا - زمان که معمولا به وسیله ریاضیات نسبیت عام توصیف می شوند، به شرطی که دو سیاهچاله در هم تنیده باشند در نظریه کوانتوم نیز پدیدار می شوند؛ بر همین اساس کرم چاله ظهور فیزیکی درهم‌تنیدگی است.

سپس آن جفت این ایده را به یک سیاهچاله تنها و تابش هاوکینگ آن تعمیم می دهند که در نوعی تازه از کرمچاله اتفاق می افتد (شکل را ببینید). به طور قطع، آن ها پیشنهاد می کنند که این کرمچاله که یک سیاهچاله و تابش هاوکینگ آن را به هم پیوند می دهد، ممکن نیست که برای تک جفتی کوانتومی آن طوری که در هم تنیدگی معمولی است، مشکل ساز باشد، در نتیجه نیازی نیست که دیوار آتش پدیدار شود و نسبیت حفظ می شود.

پاتریک هایدن از دانشگاه مک گیل مونترئال کانادا ایده ی کرمچاله ها از جفت های در هم تنیده سیاهچاله ها را متقاعد کننده دانست، اما می گوید برای حالت سیاهچاله و یک فوتون کار بیشتری مورد نیاز است. ضمنا پولچینسکی محتاطانه خوش بین است: «این حتما ایده های تازه ای را تزریق می کند اما هنوز تعداد زیادی نیز هستند که نیاز دارند شرح داده شوند.»

در تعریف تازه کرمچاله هنوز جا برای دیوار های آتش وجود دارد. مالداسنا و ساسکیند هم چنین طرحی را ارائه کردند که چگونه یک مشاهده گر در بیرون سیاهچاله می تواند با ایجاد یک موج سخت که به سمت پایین کرمچاله حرکت کند و مانند یک دیوار آتش پدیدار شود تابش هاوکینگ را دستکاری کند. این مسئله ممکن نیست که نسبیت را به هم بریزد زیرا اینجا دیوار آتش اختیاری است و یک خاصیت ذاتی سیاهچاله نمی باشد. مالداسنا عمیقا امیدوار است که این انتخاب ها به ما در مورد گرانش کوانتومی آموزش دهند.

پی نوشت:

۱- حالتی است که این ذرات می توانند جدا از یکدیگر در جهات مخالف هم در جهان باشند و تغییری در یکی بلافاصله در دیگری بازتابیده شود.
۲- Redefinition
۳- Spaghettification
۴- Quantum Monogamy

باز نشر: بیگ بنگ/ محسن کرمی – نشریه دانشمند

انجمن فیزیک هوپا

شبیه سازی “تابش هاوکینگ” در آزمایشگاه!

با استفاده از چگالش بوز-اینشتینِ (BEC) اتم‌های فوق سرد،‌ ‌مشابه آزمایشگاهیِ تابش لیزر از یک سیاهچاله تولید شده است. این کار توسط جف اشتاین‌هاور (Jeff Steinhauer) انجام شده و می‌تواند مدرک محکمی بر وجود «تابش هاوکینگ» باشد.

به گزارش انجمن فیزیک ایران، هنگامی که سیاهچاله‌های نجومی برای نخستین بار پیشنهاد شدند،‌ فکر می‌شد که آن‌ها کاملا سیاه و بدون مشخصه هستند. اما در سال ۱۹۷۴،‌استیون هاوکینگ نشان داد که نظریه‌ی میدان کوانتومی پیش‌بینی می‌کند که در اطراف افق رویداد سیاهچاله- نقطه‌ای که حتی نور هم نمی‌تواند از کشش گرانشی سیاهچاله فرار کند- جفت فوتون‌های به وجود می‌آیند. فوتونِ داخلِ افق «انرژی منفی» دارد و به درون می‌افتد. فوتونِ دیگر،‌ که انرژی مثبت دارد، فرار می‌کند. به این ترتیب،‌سیاهچاله باید تابش داشته باشد.

جیمز انگلین (James Anglin) از دانشگاه کایزرس لاترن در آلمان توضیح می‌دهد که چنین ایده‌ای شگفت انگیز است زیرا پیشنهاد می‌دهد که سیاهچاله‌ها مانند جسم سیاه با دمای معین رفتار می‌کنند. هاوکینگ همچنین نشان داد که،‌ در هندسه‌ی فضا-زمان،‌ سیاهچاله‌ها را می توان با سه مشخصه کاملاً تعریف کرد. به نظر می‌رسید این دو نتیجه حاکی از آن است که اصول بنیادی ترمودینامیک، که در آن دما به صورت میانگین انرژی در تعداد زیادی درجه‌ی آزادی تعریف می شود، نیاز به بازبینی دارند. انگلین می گوید، «تصور اینکه چطور چیزی که فقط سه عدد را به همراه اسمش دارد می تواند احتمالاً دما داشته باشد بسیار سخت بود. موضوع بالقوه به بازتعریف ترمودینامیک از طریق همراه کردنش با نسبیت عام و مکانیک کوانتومی مربوط می‌شد و همه را به هیجان آورد!». اما مسئله اینجاست که «دمای» همه‌ی سیاهچاله‌های شناخته شده کمتر از دمای تابش زمینه‌ی کیهانی خواهد بود که آشکار‌سازی چنین تابشی را در عمل ناممکن می‌کند.

سیال‌های در حال شارش

در سال ۱۹۸۱،‌ ویلیام آنروه (William Unruh) از دانشگاه بریتیش کلمبیا نشان داد که معادلاتی که تابش هاوکینگ را پیش‌بینی می‌کنند باید در مورد امواج صوتی در شارش سیالات هم صادق باشند. اکنون، جف اشتاین‌هاور از چگالش بوز-اینشتینِ استفاده کرده است تا سیاهچاله‌ای را با دو افق شبیه‌سازی کند- یکی افق رویدادِ‌ اصلی و دیگری «افق داخلی». در کیهان‌شناسی،‌ این حالت وقتی می‌تواند رخ دهد که سیاهچاله در حال چرخش بوده یا بار داشته باشد. فوتون‌هایی که به درون سیاهچاله می افتند نمی توانند از افق داخلی عبور کنند،‌ پس بازتاب شده و به سمت افق رویداد اصلی بر‌می‌گردند- گرچه این پیشنهاد جای بحث دارد زیرا برای وقوع چنین اتفاقی فوتون‌ها باید با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کنند.

چون فوتون‌ها قادر نیستند از افق رویداد بگریزند،‌ بین دو افق رفت و برگشت کرده و یک موج ایستا را شکل خواهند داد. و در همین حال که به جلو و عقب می جهند،‌ انرژیشان نیز به طور افزاینده‌ای منفی می‌شود. به جهت بقای انرژی در مقدار صفر، ‌انرژی مثبت به شکل نوری تک بسامد با شدتی که تا ابد افزایش می‌یابد به خارج از افق رویداد ساطع شده و یک «لیزر سیاهچاله‌ای» می سازد.

سناریوی شبیه‌سازی اشتاین‌هاور بر این اصل تکیه دارد که برای امواج با طول موج نسبتاً‌ بلند، سرعت صوت در  چگالش بوز-اینشتینِ کمتر از mms-1 1 است. اما صوت با طول موج‌های کوتاه می‌تواند سریع‌تر از این مقدار حرکت کند. او چگالش بوز-اینشتینِ را- اتم‌های روبیدیوم که تا خیلی پایین‌‌تر‌‌ از دمای ۱ کلوین سرد شده و همه در یک حالت کوانتومی قرار دارند- با استفاده از یک پرتوی متمرکز شده‌ی لیزر، درون لوله‌ی بلندی قرار داد. آنگاه اجازه داد که این  چگالش بوز-اینشتینِ در یک جهت شارش پیدا کند و آهنگ شارش را طوری کنترل کرد که در ناحیه‌ی بخصوصی از لوله چگالیده‌ سریع تر از سرعت موضعی صوت حرکت کند، در حالی که در اطراف این ناحیه آهنگ شارش در حد فروصوت باشد.

ناحیه‌ی فراصوت

در ناحیه‌ی فراصوت، فقط امواج صوتی با طول موج‌ خیلی کوتاه می‌توانند خلافِ جهتِ شارش منتشر شوند. به این ترتیب،‌ مدهایی با انرژی منفی تولید می‌شوند که نمی‌توانند از ناحیه‌ی فراصوت خارج شوند. چنین مدهایی به جلو و عقب می‌جهند و طرح موج ایستا را در چگالش بوز-اینشتینِ شکل می‌دهند که دامنه‌اش به مرور افزایش می‌یابد. در یک طرف ناحیه‌ی فراصوت، امواج صوتی کم فرکانس منتشر شده و دامنه‌ی آن‌ها تدریجاً زیاد می‌شود. طبق نظر اشتاین‌هاور، این امواج مشابه با تابشی هستند که در خارج از افقِ رویدادِ سیاهچاله تولید می‌شوند. گرچه این سیستم یک سیاهچاله‌ی واقعی نیست اما اشتاین‌هاور می گوید آزمایش «نشان می‌دهد که مکانیسم هاوکینگ کار می کند. اگر همین مکانیسم در یک سیستم کار کند، پس احتمالاً باید در سیستم دیگر هم جواب بدهد».

ریناد پارنتانی (Renaud Parentani) متخصص سیستم‌های شبیه به سیاهچاله در دانشگاهِ de Paris-Sud هم تحت تاثیر قرار گرفته است. او می گوید،‌«دیدن اثر لیز،‌در واقع مشاهده‌ای غیر مستقیم- اما تقریباً سرراست- از اثر هاوکینگ است. زیرا لازم است اثر هاوکینگ وجود داشته باشد تا عمل لیز اتفاق بیفتد». اگرچه،‌ مدل اشتاین‌هاور به جای جسم سیاه پایدار و تابش کننده‌ای که هاوکینگ پیش‌بینی کرده بود، به سیاهچاله‌ای ناپایدار و منفجر شونده منجر می شود. انگلین امیدوار است که آزمایش‌های بعدی یا تابش جسم سیاه هاوکینگ را بازسازی کنند یا دیدگاه‌هایی کلیدی در مورد اینکه چرا نمی‌توان آن را شبیه سازی کرد به دست بدهند. به گفته‌ی انگلین،‌ «در این راستا، تحقیق حاضر یکی از بزرگترین پیشرفت‌ها در مطالعات مربوط به تابش هاوکینگ است که از آغاز تاکنون انجام شده است». این پژوهش در Nature Physics به چاپ رسیده است.

ترجمه: مریم ذوقی

bigbangpage.com