گروه دانش و فناوري- مريم جعفراقدمي: تا به حال جز با استفاده از اليزر و ليزر الكترون آزاد راه ديگري براي توليد نور همدوس شناخته شده نبود. اما فيزيكدانان در آمريكا روشي كشف كرده اند كه مي توانند نوري درست مانند ليزر توليد كنند، بدون اينكه از ليزر استفاده كنند. آنها مي گويند تنها چيزي كه مورد نياز است، ايجاد يك شوك ناگهاني در يك بلور نمك است. قبلاً فرض مي شد كه با اين عمل كاري جز توليد جرقه و نور معمولي از بلور انجام نمي شود. اما اوان ريد و همكارانش از دانشگاه ام.آي.تي و همينطور از آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور در كاليفرنيا، مي گويند كه اين شوك مي تواند مقدار كمي نور همدوس توليد كند، چيزي كه تنها از ليزرها بيرون مي آيد.
اين منبع غير قابل انتظار نور ليزر مانند فقط يك اتفاق عجيب دانشگاهي نيست و براي صنعت نيز اتفاق غير منتظره اي به حساب مي آيد. كارهاي جديد نشان مي دهد نور همدوسي كه از نمك تحريك شده خارج مي شود بايد در يك نوار فركانسي به اندازه تراهرتز( ۱۰۱۲ هرتز) قرار داشته باشد، كه نمي تواند توسط ليزرهاي معمولي توليد شود.تابش تراهرتز، با طول موج تقريباً يك ميلي متر با زمان ميكرومتر، به طور فزاينده اي مورد نياز كاربردهاي دارويي و تكنولوژيك است. به خصوص، اين تابش مي تواند از ماهيچه انسان عبور كند و براي عكس گرفتن از آناتومي زيرين بدن بدون آسيب رساندن به بافت ها از طريق اشعه X مورد استفاده قرار گيرد. امكان ندارد كه شما بتوانيد مقدار زيادي از اين نوع نور را از يك دانه نمك به دست آوريد. اما با اين حال مي تواند يك ابزار تشخيصي خوب براي مطالعه آثار موج هاي شوك بر روي كريستال ها فراهم كند.
نور از بسته هاي انرژي به نام فوتون تشكيل شده است، كه هر كدام مي تواند به صورت يك موج با فركانس و طول موج خاص توصيف شود. در نور معمولي( غير همدوس)، مثل نوري كه از لامپ گسيل مي شود، اين موج ها مستقل از يكديگر بالا و پايين مي روند. در نور همدوس، تمام موج ها همزمان هستند، بيشتر شبيه يك گروه سرباز كه به طور هماهنگ رژه مي روند. همين ويژگي است كه به نور ليزر خواص ويژه اي مي دهد. پرتو تابشي همچنان درخشان باقي مي ماند و پراكنده نمي شود.ساختن نور همدوس در ليزرها يك نمونه شاهكار از هماهنگي است: تمام فوتون ها با هم آزاد مي شوند، آن هم به خاطر فرآيند بازخورد مثبت كه در آن يك فوتون باعث تحريك و آزادسازي ديگر فوتون ها مي شود. به اين فرايند ليزر گفته مي شود.
ريد و همكارانش مي گويند همدوسي نوري كه از كريستال تحريك شده گسيل مي شود حاصل اين پديده است كه موج شوك عبوري از يك ماده مي تواند باعث شود يك رديف منظم از اتم ها به طور همزمان حركت كنند. اين حركت باعث توليد موج الكترومغناطيس يا به زبان ديگر نور مي شود. آزمايش هاي بيشماري آثار امواج شوكي بر روي ماده را بررسي كرده اند، اما پژوهشگران تيم ريد مي گويند كه تابش نور همدوس هرگز قبل از اين ديده نشده است، به اين دليل ساده كه هيچ كس فكرش را هم نمي كرد كه به دنبال چنين چيزي بگردد. تيم او ايده خود را در يك مدل كامپيوتري تست كردند، كه پيش بيني مي كرد كلريد سديم وقتي در برابر چنين موج شوكي قرار مي گيرد، چگونه بايد رفتار كند. نتيجه محاسبات پرتوي بود كه در محدوده فركانسي تراهرتز گسيل مي شد. آيا براي يك تئوري انتظار زيادي است كه در عمل هم كار كند؟ ريد و همكارانش اميد داشتند كه بتوانند نتيجه تجربي خوبي بدست آورند. موفقيت بزرگ آنها هماهنگي تئوري و آزمايش بود و طبيعت درست مطابق پيش بيني آنها رفتار كرد.
منبع:Nature, PhysicsWeb

گروه دانش و فناوري- مريم جعفراقدمي: آيا به فكر كمك به آب و هواي زمين با خريد ماشين هاي مناسب طبيعت هستيد؟ گيدون اشل و پاملا مارتين از دانشگاه شيكاگو مي گويند با گياهخوار شدن كمك بيشتري به كره زمين خواهيد كرد.
آنها مقدار سوخت فسيلي مورد نياز براي كشت و آماده سازي غذاهاي مختلف را با هم مقايسه كردند كه شامل راه اندازي ماشين هاي كشاورزي، آماده سازي غذا براي زندگي روزانه و آبياري محصولات بود. آنها همچنين آزادسازي متان و اكسيد نيتروژن كه توسط گاو و گوسفند و كودهاي گياهي توليد مي شود را محاسبه كردند. هدف آنها محاسبه توليد گازهاي گلخانه اي بود كه بر روي محيط زيست جهاني اثري تخريب كننده دارند. يك رژيم غذايي معمولي در آمريكا حدود ۲۸ درصدش شامل چيزهايي است كه از حيوانات تهيه مي شود، كه معادل ۱.۵ تن دي اكسيد كربن بر هر نفر، بيشتر از يك رژيم گياهي با همان مقدار كالري توليد مي كند. در مقابل، تفاوت بين گسيل گاز ساليانه در رانندگي با يك ماشين معمولي و يك ماشين با سوخت دوگانه كه با باطري قابل شارژ كار مي كند، فقط يك تن است. اگر نمي خواهيد گياهخوار شويد، به اين نكته توجه كنيد كه مصرف محصولاتي كه كمتر به آماده سازي حيوانات احتياج دارند به جاي گوشت قرمز مي تواند گازهاي گلخانه اي را كاهش دهد.
منبع:NewScientist, 17 Dec 2005

گروه دانش و فناوري: آنها شبيه سلول هاي مغز موش ها هستند، آنها شبيه سلول هاي مغز موش ها رفتار مي كنند، اما در اصل از جنين انسان آمده اند. وقتي سلول هاي بنيادي جنين انسان(ESCs) به مغز جنين هاي دو هفته اي موش ها تزريق شد، آنها درست مانند سلول هاي معمولي موش ها رشد و عمل كردند. اين سلول ها توسط سيستم ايمني بدن موش ها دفع نشدند و حتي به اندازه ديگر سلول هاي موش رشد كردند.
اين كشف كه سلول هاي بنيادي انسان مي توانند به خوبي با محيط جديد خود را وفق دهند خبر اميدواركننده اي براي محققان است تا از آن براي درمان بيماري هاي سيستم عصبي استفاده كنند. اما همچنين اين مطالعات باعث نگراني هاي اخلاقي در مورد خلق ناخواسته حيوانات با مغز انساني شد. اين آزمايش ها با اين ادعا مورد حمله قرار گرفتند كه سلول هاي نابالغ انسان در مغز موش ها ممكن است با واكنش هاي انساني از سوي سلول هاي مغز موش روبه رو شوند. در واقع آنها نگران اين هستند كه اين آزمايش ها باعث شود كه موش ها به آدم- موش تبديل شوند.
با اين حال تنها حدود ۱۰۰ تا از ۱۰۰ هزار سلول انسان كه به مغز موش تزريق شد بقا يافتند، كه كمتر از يك دهم درصد مغز موش را تشكيل دادند. آنها در تمام اندام پخش شدند و به طور معمولي كار خود را انجام دادند. علاوه بر آن آنها به اندازه سلول هاي موش يعني حدود ۱۱ ميكرومتر رشد كردند و اندازه سلول انسان يعني ۱۷ ميكرومتر رشد نكردند. اين بسيار جالب است كه سلول هاي عصبي انسان به محيط مغز موش پاسخ مثبت مي دهد. اين كشفيات مي تواند بر نگراني هاي آنهايي كه با انجام آزمايش سلول هاي بنيادي بر روي حيوانات مشكل اخلاقي دارند و فكر مي كنند ممكن است حيوانات ويژگي هاي انساني پيدا كنند پيروز شود. اين تحقيقات مداركي مبني بر اين فراهم كرده است كه در اين آزمايش ها آدم- موش توليد نخواهد شد.
منبع:NewScientist, 17 Dec 2005

«سودوكو» sudoku واژه اي ژاپني به معناي عددهاي بي تكرار است و به جدول اعدادي گفته مي شود كه امروز يكي از سرگرمي هاي رايج در كشورهاي مختلف جهان به شمار مي آيد. نخستين جدول سودوكو را يك رياضي دان اروپايي در قرن هجدهم طراحي كرد . در سالهاي اخير اين جدول كاربرد عمومي خود را براي سرگرمي پيدا كرده است.اين بازي كه در نمايشگاه بين المللي بازي و سرگرمي آلمان به عنوان محبوب ترين و پرطرفدارترين بازي شناخته شده قانون بسيار ساده و روشني دارد.
نوع متداول سودوكو در واقع نوعي جدول است كه از ۹ ستون عمودي و ۹ ستون افقي تشكيل شده و البته كل جدول هم به ۹ ستون كوچكتر تقسيم مي شود. شما بايد اعداد ۱ تا ۹ را در هر يك از جدول هاي كوچكتر بدون تكرار بنويسيد به صورتي كه در هر ستون بزرگ تر افقي يا عمودي هيچ عددي تكرار نشود. در واقع هم بايد از تمام اعداد ۱ تا ۹ در همه ستون هاي عمودي و افقي استفاده كنيد و هم بايد مراقب باشيد هيچ عددي تكرار نشود و در همه مربع هاي ۳ ستوني كوچكتر نيز به همين ترتيب همه اعداد ۱ تا ۹ بيايد و تكرار هم نشود. هميشه به عنوان راهنمايي چند عدد در جدول از قبل مشخص مي شود تا بقيه اعداد را شما پيدا كنيد.
روزنامه همشهري از اين پس هر روز يك جدول اعداد را براي سرگرمي شما تقديم خواهد كرد. اما چون ممكن است شما براي اولين بار با اين سرگرمي روبرو شده باشيد در هفته هاي اول نمونه هاي ساده و سپس نمونه هاي متوسط را به چاپ مي رسانيم و بعد از مدتي به صورت منظم نمونه هاي دشوار سودوكو را تقديم شما مي كنيم. مطمئناً آن وقت با تمرين و آمادگي به يك حل كننده حرفه اي جدول اعداد تبديل خواهيد شد.

ستاد ويژه توسعه فناوري نانو: مت سلارز از مركز فيزيك ليزر دانشگاه ملي استراليا در كانبرا و گروه تحقيقاتي اش، راهي براي كاهش سرعت نور و كُند كردن حركت پالس ليزري پر سرعت و به دام انداختن آن درون يك بلور يافته اند. آنها سرعت پرتو ليزر را از ۶۷۰ ميليون مايل در ساعت به ۶۷۰ مايل در ساعت كه در حد سرعت گلوله شليك شده از يك تفنگ است رساندند. آنها مي گويند اين سرعت كمي بيش از سرعت مجاز يك ماشين است و ما اين توانايي را يافته ايم كه براي چند ثانيه و بيشتر اين پرتو را در چنين وضعيتي نگهداريم. اين زمان از مدت زمان هاي مشابه قبلي طولاني تر است و براي استفاده در رايانه هاي كوانتومي كفايت مي كند.
استفاده از پالس هاي نوري به جاي بيت هاي جريان الكتريكي، براي انتقال و ذخيره اطلاعات به صورت بيت هاي كوانتومي ابررايانه هاي امروزي را هم، همانند رايانه هاي ديروز از رده خارج مي سازد. به گفته محققان، توان پردازش با اين روش به صورت نمايي رشد مي كند كه بسيار سريع تر از رايانه هاي كلاسيكي است. بالاخره روزي رايانه هاي كوانتومي با استفاده از مكانيك كوانتوم خواهند توانست عمليات هاي بسيار پيچيده رياضي را با سرعت بالا انجام دهند و اگر محققان بتوانند راهي براي ذخيره پالس هاي نوري براي مدت طولاني بيابند، مي توانند حافظه هايي بسازند كه در مقياس كوانتومي كار كند. دو پرتو ليزر به بلور سيليكات حاوي اتم هايPraseodymium كه از عناصر كمياب است و مي تواند اين پرتوها را جذب كند تابانده شد. قبل از اين دانشمندان فقط توانسته بودند نور را در آزمايشگاه در بخار و نه در جامد به دام انداخته و ثابت نگه دارند. مزيت استفاده از بلور، ثابت بودن اتم ها و عدم جابه جا شدن آنهاست. در حالي كه در بخار، اتم ها به طور تصادفي به اطراف حركت مي كنند.
معمولاً پرتو ليزر تابيده شده به ماده توسط اين اتم ها جذب شده و لذا از بلور عبور نمي كند. اما هنگامي كه پرتو ليزر دومي به آن تابيده شود، ماده شفاف شده و پرتو اول اجازه عبور مي يابد. وقتي كه پرتو دوم خاموش شود اتم ها نور پرتو اول را به دام مي اندازند، كه براي رهاسازي اين پالس به دام افتاده لازم است پرتو ليزر ديگري به آن دوباره تابانده شود. سلارز در اين باره مي گويد: «آنچه ما انجام مي دهيم در واقع ذخيره اطلاعات كوانتومي نور تابيده به اتم ها است. البته اين سيستم اتمي تنها اين نوع اطلاعات را مي تواند براي مدت طولاني نگه دارد. اتم هاي ذخيره كننده اطلاعات هم با محيط پيرامون خود بر  هم كنش داشته و پس از آن اطلاعات ذخيره شده به تدريج از بين مي رود. لذا اگر اين اطلاعات را براي مدت طولاني ذخيره كرده و سعي كنيم پالس به دام افتاده در اتم ها را بيرون بياوريم، اين پالس نويز زيادي داشته و طبعاً بسيار ضعيف مي شود زيرا ما اطلاعات لازم براي بازيافت پالس را از دست داده ايم.»
راهكارهايي كه دانشمندان براي انتقال اطلاعات اتم به پرتوهاي نوري يافته اند استفاده از اسپين هسته فوتون هاي موجود در پرتو ليزر است. اسپين جهت چرخش ذر ات است كه مي تواند پائين، بالا و يا به هر دو حالت باشد. بنا بر قوانين مكانيك كوانتوم، گاهي اوقات ذراتي مانند الكترون مي توانند در يك لحظه هر دو اسپين بالا و پايين را همزمان داشته باشند تا زماني كه مورد مشاهده يا اندازه گيري قرار گيرند. به اين خاصيت درهم تنيدگي مي گويند و مي توان از آن جهت ايجاد يك واحد اطلاعاتي به نام كيوبيت يا همان بيت كوانتومي استفاده نمود.
بيت كوانتومي بسيار بيشتر از بيت هاي ديجيتال فعلي كه تنها دو حالت صفر و يك دارند، مي توانند اطلاعات را در خود نگه دارند.توان پردازش حيرت آور يك سيستم كوانتومي نتيجه مستقيم حالت ابرمكاني است. هم اكنون اين محققان در حال بررسي چگونگي امكان نگهداري چند پالس نوري به طور همزمان هستند. اين كار، گام ديگري در راه ساخت رايانه هاي كوانتومي است. البته به نظر آنها ساخت رايانه كوانتومي كه واقعاً كار كند، ده سال و يا بيشتر طول مي كشد و اين به معناي آن است كه ما هنوز به كار بيشتري در زمينه متوقف كردن نور نياز داريم.