در کتاب رکوردهای گینس، ایوان اسمالیوخ به عنوان مخترع شفاف ترین ماده شناخته شده ذکر شده است. آزمایشگاه او در دانشگاه کلرادو بولدر ژل‌هایی ساخته است که می‌توانند برای عایق‌سازی پنجره‌ها با تنظیم دقیق آنها استفاده کنند تا نور را تقریباً به اندازه هوا خم کنند و شفاف‌تر از خود شیشه شوند.
کار او و سایر پیشرفت‌های اخیر ممکن است نشان دهد که محققان در راه توسعه یک ماده کاملا شفاف هستند. با این حال، این رویا اخیراً زمانی که گروهی از فیزیکدانان نظری کشف کردند که هیچ ماده خمش نور نمی تواند کاملاً شفاف باشد، به لطف یک فرآیند کوانتومی که امواج نور را به امواج صوتی تبدیل می کند، ثابت شد. محققان می گویند که حتی باهوش ترین مهندسی ها نیز هرگز نمی توانند ماده ای بسازند که مقداری از نوری را که از آن عبور می کند از دست ندهد. اما ضرر می تواند بسیار بسیار کوچک باشد.
ژل های اسمالیوخ الان خیلی نزدیک شده اند. اما آنها طوری طراحی شده اند که روی یک پایه نازک اعمال شوند: یک لایه ضخیم متر و نیم نور بسیار کمی را منتقل می کند.
حمایت از روزنامه نگاری علمی
اگر این مقاله را دوست دارید، لطفاً از روزنامه نگاری برنده جوایز ما حمایت کنید مشترک شوید. با خرید اشتراک، به اطمینان از آینده داستان‌های تاثیرگذار درباره اکتشافات و ایده‌هایی که دنیای امروز ما را شکل می‌دهند کمک می‌کنید.
اگر می‌خواهید بیشتر ببینید، شانس بهتری خواهید داشت که از طریق کابل فیبر نوری نگاه کنید، مانند کابل‌هایی که برای اتصال اینترنت در سراسر اقیانوس استفاده می‌شوند. فیبرهای نوری قبل از اینکه مجبور به تقویت سیگنال برای بخش بعدی کابل شوند، نور را در طول مسیرهای خمشی برای مایل ها حمل می کنند.
برای انجام بهتر، می توانید به یک ماده غریبه روی بیاورید. هلیوم را فقط چند درجه بالاتر از صفر مطلق خنک می کند و به نوعی مایع معروف به ابر سیال تبدیل می شود. در یک ابر سیال، مکانیک کوانتومی نحوه حرکت اتم‌های مختلف را هماهنگ می‌کند و به سیال اجازه می‌دهد بدون هیچ اصطکاکی جریان داشته باشد. به طور خاص، هلیوم مایع به طرز شگفت انگیزی خالص است و اگرچه اشعه ایکس را جذب می کند، اما دانشمندان نتوانسته اند تأثیر آن بر نور مرئی را اندازه گیری کنند.
فیزیکدانان نظری آلبرتو نیکولیس، فدریکو پیاتزا و آنجلو اسپوزیتو کار خود را صرف بررسی مواد کوانتومی عجیبی مانند هلیوم ابر سیال کرده‌اند. نیکولیس و پیاتزا کنجکاو بودند که با موادی که تا حد امکان شفاف باشد چه اتفاقی خواهد افتاد. باید سرد باشد تا نور در اثر نوسان مولکول‌هایی که در حال حرکت هستند از بین نرود و بی‌حرکت باشد، بدون واکنش‌های شیمیایی یا جریان الکتریکی که بتواند نور را به عنوان منبع انرژی جذب کند. آنها انتظار داشتند که چنین ماده ای همچنان برخی از ذرات نوری به نام فوتون ها را از طریق فرآیندهای کوانتومی ظریف جذب کند و شروع به تخمین میزان از دست رفتن نور کند.
نیکولیس و پیاتزا این را به اسپوزیتو گفتند، او متوجه شد که ارزیابی مشابهی انجام داده است – نه در مورد نور، بلکه در مورد ماده تاریک. او در تلاش بود تا دریابد که چگونه یک ذره فرضی به نام فوتون تاریک را تشخیص دهد و متوجه شد که اگر هسته اتمی را به سمت هلیوم ابر سیال هل دهد، به طور بالقوه قابل تشخیص است.
اسپوزیتو می گوید: “با تعامل با یکی از هسته ها، آن را تقویت می کند.”
این ضربه باعث ایجاد ارتعاش کوچکی می شود که شبیه به موج صوتی مکانیکی کوانتومی است. با تکرار این اتفاق، فوتون های تاریک انرژی خود را از دست خواهند داد. اسپوزیتو متوجه شد که همین اتفاق باید در مورد فوتون های معمولی نیز بیفتد. در نهایت، فوتون ها انرژی زیادی از دست می دهند که غیرقابل تشخیص خواهند بود.
این “در نهایت” می تواند برای مدت طولانی ادامه یابد. ابر سیال کاملی که فیزیکدانان تصور می کنند به قدری خالص است که نور می تواند قبل از اینکه به طرز محسوسی کم نور شود از قطر زمین عبور کند. اما در نهایت نور همچنان محو خواهد شد. و در حالی که مدل محققان فقط ابر سیال ها را توصیف می کند، آنها انتظار دارند مواد دیگر نیز از قوانین مشابهی پیروی کنند.
اسپوزیتو می‌گوید: «من فکر می‌کنم برای همه مواد جهانی است. این گروه یافته های خود را به عنوان پیش چاپ در وب سایت arXiv.org در 8 اکتبر منتشر کرد.
برنا صالحیان، فیزیکدان مؤسسه فناوری فدرال سوئیس در زوریخ که در این پروژه مشارکت نداشت، گفت: «این کار را بسیار جالب می‌دانم. “در فیزیک نظری، ما به دنبال محدودیت های اساسی تعیین شده توسط طبیعت هستیم. این مقاله دقیقا همین را ارائه می دهد!”
برای حمایت از روزنامه نگاری مستقل مشترک شوید
روزنامه نگاری علمی بزرگ به تخصص انسانی، زمان، تلاش و خلاقیت نیاز دارد. و هزینه دارد. من و خبرنگاران اینجا به همین دلیل است علمی آمریکایی امیدوارم به جمع ما بپیوندید
وقتی مشترک می‌شوید، از کارمندان و روزنامه‌نگاران آزاد که علاقه زیادی به گفتن داستان‌های علمی واقعی، مهم و قانع‌کننده دارند، حمایت می‌کنید. سردبیران و خبرنگاران ما اغلب در زمینه های خود متخصص هستند، به این معنی که آنها تفاوت های ظریف اکتشافات بزرگ را درک می کنند و می توانند پیشرفت ها را از سر و صدا باز کنند. با اشتراک، شما همچنین از بررسی دقیق واقعیت حمایت می‌کنید تا مطمئن شوید کلماتی که منتشر می‌کنیم دقیق و دقیق هستند. و تصاویر، گرافیک‌ها و عکس‌های اصلی را حفظ می‌کنید که شما را به یک آزمایشگاه پیشرفته، یک صفحه یخی قطب جنوب یا یک مأموریت فضایی در مدار نزدیک‌تر می‌کند. شما به ما کمک می‌کنید تا انواع دیگر روزنامه‌نگاری باکیفیت را نیز تولید کنیم: خبرنامه‌های ما با دقت نوشته، ویرایش و توسط کارکنانی که شما می‌شناسید یا خواهید شناخت و دوست دارید، تنظیم می‌شوند. مال ما علم سریع پادکست بر اساس گزارش اصلی، همکاری با سردبیران و محققان، و تولید دقیق است.
اشتراک‌ها این موتور را روشن نگه می‌دارند تا بتوانیم به ارائه روزنامه‌نگاری علمی متفکرانه، دقیق و مستقل ادامه دهیم. در عصر اطلاعات نادرست ویروسی، این کار بسیار مهم است. اگر برای کاری که ما انجام می دهیم ارزش قائل هستید، امیدوارم به عنوان مشترک به ما بپیوندید
