وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
بالشتی را تصور كنید كه وقتی به آن تکیه می دهید تا سرتان را روی آن بگذارید، به جای این كه به داخل فرو برود، به سمت بالا بیاید.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ماده‌ای كه قوانین فیزیك را به چالش می‌كشد


بالشتی را تصور كنید كه وقتی به آن تکیه می دهید تا سرتان را روی آن بگذارید، به جای این كه به داخل فرو برود، به سمت بالا بیاید. ظاهراً چنین چیزی غیرممكن است. اما با طرح تولید مواد با «قابلیت فشردگی منفی» این كار امكان‌پذیر خواهد بود.


در حقیقت، این نوع مواد در مواقعی كه از دو طرف كشیده می‌شوند، جمع ‌شده و برعكس، هنگام فشرده‌‌شدن منبسط می‌‌شوند. در گذشته هم موادی با این ویژگی ساخته شده بود، اما ‌باید با فركانسی خاص ارتعاش می‌یافت تا این ویژگی را بیابد.
دو پژوهشگر بتازگی ماده‌ای طراحی كردند كه در شرایطی خاص، هنگام فشرده شدن منبسط می‌شود و برعكس

این ویژگی غیرممكن به نظر می‌آید، زیرا تمام موادی كه این رفتار متفاوت را دارند به طور ذاتی ناپایدار خواهند بود و در نهایت به حالت پایدار بازخواهند گشت و در نتیجه این ویژگی را از دست خواهند داد. اما پژوهشگران این مساله را به روشی دیگر حل كردند. آنها ماده‌ای طراحی كردند كه ساختار داخلی‌اش به حالت پایدار گذار می‌كند، ولی این حالت پایدار نسبت به حالت اولیه، فشرده‌تر یا منبسط‌تر است.

ماده‌ای كه قوانین فیزیك را به چالش می‌كشد

این طرح نظری شامل یك ردیف از چهار «ذره» است كه هركدام از ذرات در واقع، گروهی از مولكول‌ها هستند. این چهار ردیف ذرات، یكدیگر را تا حدودی متفاوت جذب می‌كنند. نیروی جاذب دو ذره درونی‌تر ضعیف است، لذا كشیدن آنها سبب گسستن این پیوند می‌شود. به محض رخ‌دادن این اتفاق، دو ذره بیرونی‌تر، بیشتر یكدیگر را جذب می‌كنند. لذا به طور كلی، ماده بیشتر منقبض می‌شود. در صورت فشرده‌شدن، ذرات درونی‌تر آنقدر به هم نزدیك ‌شده كه نوعی پیوند ضعیف بین آنها برقرار می‌شود و ماده می‌تواند منبسط شود.

از آنجا كه تصوركردن این ماده دشوار است، این پژوهشگران یك طرح تصویری را برای تشریح بهتر ساز و كار عملكرد این ماده ارائه كرده‌اند.

قطعات كوچك ساخته‌شده از این ماده شاید روزی بتواند برای پوشش وسایل نظامی مورد استفاده قرار گیرد. مثلا اگر انفجاری در یك قسمت وسیله روی داد، این ماده در جهت عكس واكنش داده و سبب خنثی‌كردن مقداری از اثر حاصل از انفجار می‌شود.

بشر تاكنون توانسته موادی با مقاومت بالا بسازد. شاید گام بعدی، ساخت موادی باشد كه رفتاری كاملا برخلاف رفتار معمول سایر مواد داشته باشند.

مدلی به نام «رشته و فنر» چگونگی انقباض این ماده را هنگام كشیده‌شدن به تصویر می‌كشد.

بر اساس این مدل، كل نیروی واردشده، بر هر دو فنر وارد می‌شود و رشته متصل‌كننده را به نقطه‌ گسست می‌رساند. وقتی رشته اتصال‌دهنده كشیده شد، موجب می‌شود رشته‌های پشتیبان هم كشیده شوند. دو سر هركدام از این رشته‌ها به دو فنر متفاوت متصل است. در نتیجه هر كدام از این فنرها نیمی از نیروی كشنده را حس خواهد كرد. به این صورت فنر‌ها منقبض شده و سبب انقباض ماده می‌شود.

 

 

بخش دانش و زندگی تبیان


منبع: جام جم آنلاین

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین