اتمسفر زمین در آینده چه وضعیتی خواهد داشت؟
کشفی شگفت‌انگیز از سرنخی برای حیات در سیارات دیگر
امیدها برای موفقیت «مول» در مریخ
چرا برخی از باکتری‌ها، ما را مسموم می‌کنند؟
تاثیر شیوع کرونا، بر کارایی سلول‌های خورشیدی
زمین چگونه میدان مغناطیسی خود را حفظ می‌کند؟
دمای هاله‌ی کهکشان راه‌شیری چقدر است؟
سرعت در هوا با سرعت روی زمین چه تفاوتی دارد؟
تولید ماسکی که خاصیت ضدویروسی دارد
راهی جدید برای تصفیه آب
کشف تازه‌ی تلسکوپ فضایی هابل
آیا می‌توان به هوش‌مصنوعی فیزیک یاد داد؟
ساخت کوچک‌ترین لیزر نیمه‌هادی جهان
جهان دقیقاً چند سال سن دارد؟
کشف ماده‌ای مرموز بر روی ماه
استرالیای رنگارنگ از فضا
چرا زعفران از طلا گران‌تر است؟
نمای نزدیک از سطح سیارکِ بنو
عاملی مهم در ایجاد بیماری آلزایمر
چگونه حیات اولیه بر روی زمین به‌وجود آمد؟
کشف بی‌سابقه‌ی منظومه‌ای سیاره‌ای
حبوبات شما را در برابر بیماری قلبی محافظت می‌کند
چگونه یک سیاه‌چاله می‌تواند کهکشان میزبان خود را نابود کند؟
آیا پارکینسون درمانی دائمی دارد؟
آیا کوری ناشی از دیابت، درمانی دارد؟
تولید گوشت و لبنیات، اتمسفر زمین را آلوده می‌کند
چرا ما ناشناخته‌ها را به یک عامل بیرونی نسبت می‌دهیم؟
گرمایش شدید سرزمین جنوبگان
استفاده از نیروی مافوق صوت، برای از بین بردن سنگ کلیه
دنباله‌دار اطلس دوباره خبرساز شد

کوچک‌ترین ذرات یخ، حاوی چند مولکول آب هستند؟

کوچک‌ترین ذرات یخ، حاوی چند مولکول آب هستند؟
مجله علمی ایلیاد - بر اساس تحقیقات جدید دانشمندان، کوچک‌ترین قطره‌ی آب که امکان شکل‌گیری یخ در آن وجود دارد، باید حاوی ۹۰ مولکول آب باشد. آب بر روی زمین تقریباً همیشه به صورت کریستال‌های شش وجهی وجود دارد. در اتمسفر زمین، خوشه‌های کوچک آب شکل می‌گیرند و سپس یخ می‌زنند و باعث ایجاد کریستال‌های بزرگ‌تر می‌شوند و در نتیجه تولید ابر می‌کنند. به خاطر اثرات ترمودینامیکی، اگر قطر این خوشه‌های آب از یک مقدار معین کمتر باشد، امکان ایجاد یخ به صورت پایدار در آن‌ها وجود ندارد.

سال‌های متمادی طی آزمایش‌های انجام شده و مطالعه‌ی تئوری‌ این مساله، اندازه‌ی خوشه‌های آبی که بتوانند یخ پایدار ایجاد کنند، مورد بررسی قرار گرفته است و آخرین تخمین‌ها این است که بازه‌ی مولکولی این خوشه‌ها باید بین ۹۰ تا ۴۰۰ مولکول را شامل شود.

در گذشته مانعی که بر سر راه مطالعه‌ی آزمایشگاهی این مساله وجود داشت، این بود که سرد کردن خوشه‌های آب خنک با سرعت پایین، به نحوی که کریستال‌های یخ مناسب شکل بگیرند مشکل بود. سرد کردن سریع باعث ایجاد خوشه‌های یخ بی‌شکل می‌شود. اگر خوشه‌ها به آرامی و یکنواخت سرد نشوند، نتیجه‌ی به‌دست آمده ترکیبی ناموزون از فازهای مختلف یخ خواهد بود.

در این مطالعه‌ی جدید، تیمی بین‌المللی از محققین با ترکیب پیشرفت‌های حاصل شده در شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌ها به بررسی دقیق گذار یخ-آب در خوشه‌های با اندازه‌های نانومتری پرداخته‌اند. برای غلبه بر محدودیت ذکر شده در سرعت خنک‌سازی، محققین از پرتوهای مولکولی استفاده کرده‌اند که با منبسط کردن ترکیب آب و آرگون در یک نازل ۶۰ میکرومتری، خوشه‌های با اندازه‌های مطلوب تولید می‌کنند. پرتوی ایجاد شده از سه ناحیه عبور داده می‌شود تا نرخ خنک‌سازی آن پایین آورده شود و شکل‌گیری خوشه‌ها در دمای منفی ۱۲۳ درجه‌ی سانتی‌گراد صورت گیرد. محققین با استفاده از مدل‌های کامپیوتری به شبیه‌سازی خصوصیات نانوقطرات پرداختند. آن‌ها با استفاده از طیف‌سنج مادون قرمز، گذار به کریستال‌های یخ را در خوشه‌ها پایش کردند و دریافتند که آزمایش‌های انجام شده تطابق بالایی با محاسبات تئوری دارند.

دانشمندان طی آزمایش‌ها و همچنین محاسبات تئوری دریافتند که یخ در خوشه‌های ۹۰ تا ۱۵۰ مولکولی متفاوت از دیگر خوشه‌ها رفتار می‌کند. آن‌ها دریافتند که پیش‌بینی‌های انجام شده در سه دهه‌ی قبل در زمینه‌ی اثر اندازه‌ی کوچک خوشه‌ها در گذار به حالت یخ واقعیت دارد.

نتایج این یافته‌ها در کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا ارائه و چاپ شده است.
مترجمویدا محمودی - مجله علمی ایلیاد
منبعsci-news.com