باز کردن سریع نوار چسب تولید اشعه X می کند!

عید امسال که هدایای خود را باز می کنید یا زمان گرفتن کادوی تولد مراقب باشید "کندن نوار چسبها باعث ایجاد اشعه X می شود".

پژوهشگران در دانشگاه کالیفرنیا-لس آنجلس نشان داده اند که کندن نوار چسبهای معمولی در خلاء اشعه X تولید می کند.میزان تولید آن به اندازه کافی بوده است که از آن برای عکسبرداری از استخوان انگشت یکی از دانشمندان شرکت کننده در این آزمایش استفاده شود.

"از برخی جهات ما کمی ترسیده بودیم" این نقل قولی است از Juan Escobar یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی. اما او و همکارانش بزودی دریافتند که اشعه X تنها وقتی ساطع می شود که این آزمایش در شرایط خلاء انجام گیرد.لذا دلیلی برای ترس مردم در استفاده روزمره از نوار چسبها وجود ندارد.

این نوع آزادسازی انرژی triboluminescence نام داشته و به صورت تابش نور مشاهده می شود.

این پدیده زمانی روی می دهد که یک جامد(غالبا یک کریستال-بلور) شکسته شده یا مالیده شده یا خراشیده شود. این یک پدیده رازآلود است که از زمانهای قدیم مکرر مشاهده شده است.فرانسیس بیکنFrancis Bacon در سال 1605 میلادی آن را مشاهده کرده بود.او گزارش کرده است که خراشیدن یک تکه بلور شکر باعث ساطع شدن نور از آن شده است

توضیح این پدیده بدین صورت است که وقتی یک تکه کریستال خرد می شود این عمل باعث می شود تا بارهای الکتریکی مخالف و غیر همنام از یکدیگر جدا شده و فاصله بگیرند.سپس تخلیه الکتریکی ایجاد شده و این آزادسازی انرژی بصورت بارقه ای از نور نمایان می شود.

Escobar اضافه می کند:

از مدتها قبل حدود سال 1953 میلادی گروهی از دانشمندان روسی اظهار کرده بودند که کندن نوار چسب می تواند اشعه X تولید کند. ولی ما در باره نتایج آزمایشهای قدیمی آنها بسیار بد بین بودیم. تیم ما تصمیم گرفت تا این آزمایشات را با دقت بیشتری نجام دهد. و با کمال تعجب مشاهده نمودیم که در این آزمایش اشعه X به شکل پالسهای پر انرژی آزاد می شود.

وقتی این پژوهشگران یک دریچه پلاستیکی را بر روی مخزن ایجاد خلاء خود تعبیه کردند موفق شدند با استفاده از یک آشکارساز معمولی اشعه X دندانپزشکی از استخوان انگشت عکسبرداری کنند. نتایج آزمایش آنها در آخرین شماره مجله علمی Nature به چاپ رسیده است.

Escobar اضافه میکند:

از میان تخلیه های الکتریکی که انجام می شود فقط یک در ده هزار آنها تولید اشعه X می کند. انرژی هر تک پالس اشعه X در مدت زمانی معادل چند نانو ثانیه حدود15 کیلو الکترون ولت است.

تصویر گرفته شده از استخوان انگشت با استفاده از نوار چسب

انرژی اشعه X مستقیما به مقدار بار الکتریکی بستگی دارد که در لحظه کندن نوار چسب در سطح آن تولید می شود. دانشمندان محاسبه نموده اند که مقدار این بار الکتریکی ده ها بار بزرگتر از آن چیزی است که در آزمایشهای معمولی دیده می شود.

Escobar می گوید:"ما دقیقا نمی دانیم چرا نوار چسب تا این حد بسیار زیاد باردار است."

ماشین اشعه X نوارچسبی سایر دانشمندان را نیز گیج کرده است.

Ken Suslick متخصص در mechanoluminescence از دانشگاه الینویز در Urbana-Champaign می گوید:" ما اصلا فکر نمی کردیم که اکثر انرژی مکانیکی قابلیت این را داشته باشد که به صورت اشعه X آزاد شود. چسب استفاده شده در نوار چسبها یک مایع غیر متبلور است نه یک کریستال. دقیقا چه چیزی باعث انتقال بار الکتریکی شده است؟ گروه های دهنده و گیرنده بار الکتریکی در این آزمایش کدامند؟"

این مسئله هنوز دقیقا واضح نیست.

پژوهشگران حدس می زنند که چگالی بالای بار الکتریکی تولید شده در این آزمایش به میزان کافی زیاد باشد که یک واکنش همجوشی هسته ای را استارت بزند.

البته Michael Loughlin دانشمند علوم هستهای آزمایشگاه بین المللی همجوشی هسته ای ITERدر Cadarache فرانسه به این مسئله به دیده تردید می نگرند.ولی با وجود این اضافه می کند که اگر او اشتباه کرده باشد و این مورد امکان پذیر باشد.چنین سیستمی که قادر به استارت سریع یک همجوشی هسته ای باشد بسیار مفید فایده خواهد بود.

در حال حاضر Ken Suslick تمایل دارد که سیستمهای mechanoluminescence را که در آزمایشگاه خود به روی آنها کار کرده است را مجددا مورد برسی قرار دهد. در این حینEscobar و همکارانش قصد دارند تا آزمایش خود را با سایر انواع چسبها انجام دهند و اثرات مشابه احتمالی را بررسی کنند.

ولی مهمترین چالش پیش روی آنها این است که در یابند این پدیده حقیقتا به چه دلیلی روی می دهد؟

Escobar می گوید : "که این مسئله در راس اولویتهای آنها قرار دارد"

منبع:                    Camara, C. G., Escobar, J. V., Hird, J. R. & Putterman, S. J. Nature 455, 1089–1092 (2008

ترجمه:امین روستاپور

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی