پلاسما‏‎ چيست‌؟‏‎

پلاسما ، PLASMA – حالتي از ماده است كه در دماي خيلي بالا بوجود مي آيد و ساختارهاي مولكولي مفهوم خود را در اين وضعيت از دست مي دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زير اتمي مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محيط حركت مي كنند و تغيير موقعيت مي دهند . حالت ماده متشكله تمامي ستارگان ، پلاسما است .
پلاسما در فيزيك،يك محيط رساناي الكتريكي است كه تعدادذرات باردار مثبت و منفي آن تقريبا با هم برابرند و زماني ايجاد ميشود كه اتم ها در گاز يونيزه شوند.
گاهي به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارمماده اطلاق مي شود كه از حالتهاي سه گانه جامد،مايع،گاز متمايز است.
هر الكترون داراي يك واحد بار منفي است.
بار مثبت توسط اتمها يا مولكولهايي كهاين الكترونها را از دست داده اند حمل ميشود در موارد نادر اما جالب ، الكترونهايي كه از يك نوع اتم يا مولكول جدا شده اند به تركيب ديگري متصل ميشوند و منجر به توليد پلاسما ميشوند كه هر دو يون مثبت و منفي را دارا است.
توضيح كامل تري از پلاسما:
گازهايي كه تا حد زيادي يونيده هستند رساناهاي خوبي براي الكتريسيته هستند. علاوه بر آن حركت ِ ذرات باردار ِ گازها هم مي تواند ميدان الكترومغناطيسي توليد كند. (تابش موج). وقتي گاز يونيده تحت تأثير يك ميدان الكتريكي ِ ساكن قرار بگيرد حاملهاي بار در اين گاز به سرعت طوري مجددا توزيع مي شوند كه قسمت ِ اعظم ِ گاز در مقابل ِ ميدان محافظت مي شود. لانگ موير Langmuir در سال 1929 در مجله ي فيزيكال ري ويو لترز Physical Review letters شماره ي 33 صفحه ي 954 ناحيه اي از گازها را كه نسبتا خالي از ميدان است و محافظت شده است و در آن بارهاي مثبت و منفي در توازن اند پلاسما ناميد و نواحي محافظ روي مرز ِ پلاسما را پوشينه ناميد.
از مهمترين خواص پلاسما اينست كه مي كوشد از لحاظ الكتريكي خنثا بماند.
در ابتدا پلاسما در ارتباط با تخليه ي الكتريكي در گازها و قوسهاي الكتريكي و شعله ها مورد نظر بود اما اينك در اخترفيزيك نظري، مسأله ي گداخت و راكتورهاي هسته اي گرمايي و مهار ِ يونها هم مورد اهميت است. براي تشكيل پلاسما نيازمند ِ دماي بالايي هستيم تا توانايي تفكيك الكترونها را از يونهاي مثبت در گازها داشته باشيم. جايي كه الكترونش يك طرف و يونهاي مثبتش يك طرف ديگر باشد را پلاسما مي گويند. براي ايجاد پلاسما از راكتور گرمايي استفاده مي شد اما جديدا از ليزر و مواد جامد هم استفاده مي شود.

اطلاعات بيشتر iPN:
سه شيوه ي مختلف براي بررسي پلاسما وجود داره: نظريه ي جنبشي تعادل، نظريه مدار و نظريه ي هيدرومغناطيسي ماكروسكوپي.

نظريه ي تعادل مبني بر آمار بولتزمن است و نشان مي دهد كه اگر بار خارجي q در پلاسما قرار داشته باشد در فاصله اي موسوم به طول دبي توسط پلاسما محافظت مي شود. يعني پتانسيل كولني حفاظت نشده ي q/4pi*epsilon*r با فرمول زير عوض مي شود:

phi (potential) = ( q / 4*pi*epsilon*r ) * exp (-r/h);
h= sqr ( epsilon*k*T/2N0e2 );
e= بار الكتريكي
h= طول دبي

نظريه يمدار يا حركت ذرات در ميدان مغناطيسي هم بحث آينه هاي مغناطيسي را ايجاد مي كند. براي نگه داشتن پلاسما نياز به ظرف داريم ولي اين ظرف چيزي بجز كاسه اي فرضي كه ديواره هايش ميدان مغناطيسي است نمي باشد. اين ظرف مغناطيسي در واقع باعث پيچ خوردن و دايره اي شدن حركت ذرات در پلاسما مي شود. ظرف مغناطيسي ميداني نايكنواخت و همگرا اطراف پلاسماست كه هرچه از پلاسما دور مي شود مقدارش قوي تر مي شود. اگر ذره ي بارداري در پلاسما را تصور كنيم كه حركت پيچشي حول محور مغناطيسي مذكور داشته باشد شعاع حركتش همان شعاع لارمور است كه از رابطه ي نيروي وارد بر ذره ي متحرك به جرم m و سرعت v و بار q با ميدان مغناطيسي خارجي B ناشي مي شود:

~F = q(~v*~B)
~F=m. ~a -> F=mv2/R
=> Rلارمور = m vعمود / q.B

پس هر چه دورتر از پلاسما مي شويم با افزايش قدرت ميدان مغناطيسي شعاع چرخش دوران كم مي شود و كم كم سرعت ذره كاهش مي يابد. پس مارپيچ تنگتر و حركت محوري كندتري توسط ذرات طي مي شود تا اينكه مثل اينكه به آينه برخورد كرده باشند بر مي گردند. به اين پديده «آينه ي مغناطيسي» مي گويند.
نظريه ي هيدرو مغناطيسي يعني قانون نيروي ماكروسكوپي براي حجم واحد يا بازي با شارها (flows). ميدان مغناطيسي كه حكم ظرف را براي پلاسما دارد فشاري معادل با press = B^2/2.mu اعمال مي كند. اين اثر را تنگش مغناطيسي گويند.

اسپري پلاسما :
درروش پلاسما اسپری گازتشکيل دهنده پلاسما که درمرحله شروع قوس آرگن يا هليم است وپس ازبرقراری قوس پايداربه ترکيبی ازآرگن يا هليم با هيدروژن يانيتروژن تبديل مي شود از بين کاتد وآند عبورکرده وبراثرتخليه الکتريکی اين ناحيه يونيزه می گردد. مقدارانرژی صرف شده برای يونيزه کردن گاز، درناحيه ای درخارج گذرگاه مابين کاتدوآند آزاد شده وبه گرما تبديل می کردد وبدين ترتيب دمايي درحدود 15000 درجه سانتيگراد حاصل خواهد شد ومولکولهای منبسط شده گاز باسرعتی نزديک به صوت ذرات ماده پوشش بصورت پودر را که ذوب شده اند، به سمت سطح قطعه خواهند راند وبدين ترتيب پوششی متراکم باچسبندگی بالا حاصل خواهد شد.

پوشش هاي پلاسمااسپري، جهت محافظت سطح قطعات دربرابرعواملي مانند دماي بالا، خوردگي داغ، خوردگي دماي محيط و فرسايش مورداستفاده قرارمي گيرند، اين پوشش ها درصنايع مختلف ازجمله صنايع نفت، نساجي، فولاد، نيروگاهي، شيميايي و … كاربردفراوان دارند. بعنوان نمونه مي توان موارد زير راذكر كرد:
1- كاربيد تنگستن و كاربيد كرم : مقاوم دربرابرسايش
2- اكسيد آلومينيم : مقاوم دربرابر دماي بالا وسايش
3- اكسيد زيركنيم : پوشش سپر حرارتي
4- آلياژهاي پايه نيكل : مقاوم دربرابر خوردگي
5- اكسيدكرم : مقاوم دربرابر سايش

اخباري درباره پلاسما:
پلاسماي سرد باكتري ها را از بين مي برد:
محققين در يو اس با استفاده از پلاسماي سرد روش جديدي براي نابود كردن باكتريها كشف كردند. اين روش توسط مونير لاروس در دانشگاه سلطنتي ويرجينيا و دانشكده هاي كاليفرنيا در ساندياگو كشف شد. پلاسما شامل ذرات باردار –الكترونها و يونها-و ذرات بدون بار مانند اتمهاي برانگيخته و مولكولها مي باشد.
بيشتر پلاسما هها در فشار معمولي داغ هستند- در حدود چندين هزار درجه سانتيگراد- بنابر اين كنترل آنها مشكل است.
لاروس و همكارانش با استفاده از مانع مقاوم بدون بار در دما و فشار اتاق پلاسما ي سرد توليد كردند.آنها براي اين كار گاز مخلوطي شامل 97% هليوم و 3% اكسيژن را بين دو الكترود مسطح وارد كردند،سپس ولتاژي در حدود چندكيلوولت با فركانس 60 هرتز اعمال كردند.
مزيت اين روش در توان ورودي كم - بين 50 تا 300 وات- و توليد مقدار زيادي پلاسما مي باشد.
اين تيم دو نوع باكتري- با غشاي بيروني و بدون غشاي بيروني- را در معرض پلاسما ي سرد قرار دادند و با ميكروسكوب الكتروني تاثيرات پلاسما را روي آنها بررسي كردند.بعد از گذشت ده دقيقه ديدند كه هر دو نوع باكتري بوسيله اشعه فرا بنفش و قسمتهاي آزاد پلاسما، از بين رفتند.
ذرات باردار در حدود چند ميكروثانيه آسيب شديدي به پوسته سلول باكتري وارد مي كنند،زيرا كشش الكتروستاتيكي وارد بر پوسته بيروني سلول باكتري از نيروي كشش پوسته بيشتر مي شود.
لاروس و همكارانش معتقدند كه پلاسماي سرد، باكتريها و ويروسهاي مهلك را از بين مي برد و براي استريليزه كردن سريع و مطمئن تجهيزات دارويي مي تواند بجاي روشهاي سمي بكار برود.
لاروس ميگويد:“اميدواريم اين روش را بتوانيم براي قسمتهاي زيرسلولي نيز بكار ببريم و تاثيرات بيوشيمي آن را نيز بدست آوريم.“

توضيح دهيد كه چگونه ميتوان با استفاده از يك فشار سنج ارتفاع يك آسمان خراش را اندازه گرفت؟ سوال بالا يكي از سوالات امتحان فيزيك در دانشگاه كپنهانگ بود. يكي از دانشجويان چنين پاسخ داد: به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم.سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان ميكنيم كه سرش به زمين بخورد.ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول نخ به اضافه طول فشارسنج خواهد بود. پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد كه مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام كرد.ولي دانشجو اصرار داشت كه پاسخ او كاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره خود كرد.

يكي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد كه تصميم نهايي را او بگيرد. نظر قاضي اين بود كه پاسخ دانشجو در واقع درست است.ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيك نيست.سپس تصميم گرفته شد كه دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد كه نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيك باشد. دانشجو در پنج دقيقه اول ساكت نشسته بود و فكر مي كرد.قاضي به او يادآوري كرد كه زمان تغيين شده در حال اتمام است.دانشجو گفت كه چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نميتواند تصميم گيري كند كه كدام يك بهترين مي باشد. قاضي به او گفت كه عجله كند و دانشجو پاسخ داد:«روش اول اين است كه فشارسنج را از بالاي آسمان خراش رها كنيم و مدت زمانيكه طول ميكشد به زمين برسد را اندازه گيري كنيم.ارتفاع ساختمان را ميتوان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولي كه روي كاغذ نوشته ام محاسبه كرد.» دانشجو بلافاصله افزود:«ولي من اين روش را پيشنهاد نميكنم.چون ممكن است فشارسنج خراب شود!» روش ديگر اين است كه اگر خورشيد مي تابد طول فشارسنج را اندازه بگيريم سپس طول سايهُ فشارسنج را اندازه بگيريم و آنگاه طول سايهُ ساختمان را اندازه بگيريم.با استفاده از نتايج و يك نسبت هندسي ساده مي توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري كرد.رابطهُاين روش را نيز روي كاغذ نوشته ام.

ولي اگر بخواهيم با روشي علمي تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم ميتوانيم يك ريسمان كوتاه را به انتهاي فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم.سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروي گرانش دو سطح بدست آوريم.من رابطه هاي مربوط به اين روش را كه بسيار طولاني و پيچيده مي باشند در اين كاغذ نوشته ام. آها! يك روش ديگر كه چندان هم بد نيست:اگر آسمان خراش پتهُ اضطراري داشته باشد ميتوانيم با استفاده از فشار سنج سطح بيروني آن را علامت گذاري كرده و بالا برويم سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم. ولي اگر شما خيلي سرسختانه دوست داشته باشيد كه از خواص مخصوص فشارسنج براي اندازه گيري ارتفاع استفاده كنيد مي توانيد فشار هوا در بالاي ساختمان را اندازه گيري كنيد و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري كنيد سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد. ولي بدون شك بهترين راه اين مي باشد كه در خانهُ سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم كه اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود مي تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشار سنج را به او بدهيم. دانشجويي كه داستان او را خوانديد « نيلز بور» فيزيكدان دانماركي بود.

يك مطالعه جديد نشان مي‌دهد ، طب سوزني سنتي چين مي‌تواند تا حدودي موجب تسكين درد ميگرن شود.
محققان ايتاليايي دريافتند كه درمان‌هاي منظم با استفاده از طب سوزني واقعي در ‪ ۳۲‬بيمار كه ميگرن‌هاي آنها در برابر داروهاي پيشگيرانه استاندارد مقاومت كرده بود، موجب بهبود علائم اين بيماري شد.

علاوه بر اين، محققان در مجله پزشكي سردرد نوشتند، در اين مطالعه ديده شد كه طب سوزني واقعي از دو شكل طب سوزني ساختگي كه براي مقايسه مورد استفاده قرار گرفت، بهتر عمل كرد.

مطالعات قبلي در رابطه با تسكين درد ميگرن با استفاده از طب سوزني نتايج ضد و نقيضي داشتند.

يك تحقيق نشان داده است كه احتمال تسكين درد ميگرن با استفاده از طب سوزني ساختگي كه در آن از سوزن‌هاي كندي كه پوست را سوراخ نمي‌كنند استفاده مي‌شود به اندازه طب سوزني واقعي است.

بيش از دو هزار سال است كه در طب چين براي درمان انواع زيادي از بيماري ها از طب سنتي استفاده شده است.

در اين مطالعه جديد دكتر انريكو فاكو از دانشگاه پادوا و همكارانش شاهد آن بودنند كه طب سوزني سنتي در پيشگيري از ميگرن بر دو شكل ساختگي طب سوزني غلبه كرد.

در اين مطالعه محققان بطور تصادفي ‪ ۱۶۰‬فرد مبتلا به ميگرن را در چهار گروه قرار دادند.

در گروه اول بيماران هفته‌اي دو بار جلسه طب سوزني داشتند كه در آن از نقاط طب سوزني سنتي استفاده مي‌شد.

گروه دوم تحت طب سوزني ساختگي كه معمولا در مطالعات مورد استفاده قرار مي گيرد، قرار گرفتند.

گروه سوم نيز تحت طب سوزني سنتي قرار گرفتند اما در آن با سوزن‌هاي كند نقاط طب سوزني سنتي متاثرمي شدند.

گروه چهارم گروه كنترل بود و در آن بيماران طب سنتي يا هيچ داروي پيشگيرانه ديگري دريافت نكردند.

به شركت‌كنندگان هرچهار گروه دارويي براي درمان هر نوع حمله ميگرني داده شد.

اعضاي گروه فاكو در طول شش ماه دريافتند كه تنها گروهي كه بر اساس معيارهاي استاندارد ، در بلندمدت ميگرن آنها تا حدودي بهبود يافت، گروهي بود كه تحت طب سوزني سنتي واقعي قرار گرفته بود.

تازگي اصلي اين مطالعه اين است كه اين درمان بر اساس طب سنتي چين انجام شد اما در مطالعات پيشين از شيوه مدرن طب سنتي كه همان روش علمي غرب است، استفاده مي‌شد.

اين مطالعه در شماره مارس ‪ ۲۰۰۸‬مجله سردرد منتشر شده است.

هوش مصنوعي (Artificial Intelligence) که به اختصار AIخوانده مي شود ، يکي از جذاب ترين شاخه هاي تحقيقاتي فلسفي است. 

پيدايش رايانه در صحنه زندگي بشر تحولات عمده اي را به وجود آورد ، حوزه فلسفه نيز از اين تحولات بي نصيب نبوده است. فلاسفه پرسشهاي فلسفي زيادي راجع به تفاوت هاي ذهن انسان با رايانه مطرح کرده اند که همه آنها به طرح بحث هوش مصنوعي انجاميد.

هدف هوش مصنوعي فهم سرشت هوش بشري از راه بررسي ساختار برنامه هاي رايانه اي و نحوه حل مسائل با رايانه است. به اعتقاد متخصصان اين رشته ، اين بررسي مي تواند نحوه عمل و جزييات هوش بشر را نشان دهد.

نخست بايد مقصود متخصصان هوش مصنوعي را از اصطلاح هوش Intelligence روشن کنيم ؛ چراکه نگاه آنان نسبت به مقوله هوش و مفاهيم مرتبط مانند عقل ، ذهن و غيره کاملا متفاوت است. امروزه در ميان دانشهاي موجود ، اصطلاح هوش در روان شناسي بسيار کاربرد دارد و روان شناسان از بهره هوشي افراد و امور مرتبط با آن بحث مي کنند. ولي در هوش مصنوعي اين اصطلاح کاربردي کاملا متفاوت دارد.

ادامه مطلب...

زمين شناسان دانشگاه ايلينويز كشف دروني‌ترين هسته زمين را تاييد كرده و يك مدل سه بعدي از ان تهيه كرده اند.

اين مدل سه بعدي ناهمگني لرزه‌يي و بافت بلورهاي آهن در داخل هسته زمين را تشريح مي‌كند.

به گفته پژوهشگران، سالهاي طولاني انسان با اطلاعاتي بسيار ناقص به بررسي درون زمين پرداخته است اما اکنون و براي نخستين بار احساس مي‌شود كه درک تقريبا کاملي از داخلي ترين هسته زمين بدست آمده است.

به گفته آنها اکنون امکان مشاهده داخلي ترين هسته زمين فراهم شده است.

بر اساس يافته هاي اين پژوهشگران، هسته داخلي زمين که عمدتا از آهن ساخته شده ترکيبي از هسته داخلي جامدي با قطر 2400 کيلومتر و ماده سيالي بر روي آن به قطر 7000 کيلومتر است.

هسته داخلي نقش مهمي در حركات درون زميني دارد كه اين جنبش‌ها و حركات ميدان مغناطيسي زمين را ايجاد مي کنند.

اين پژوهشگران مي‌گويند با وجودي كه تئوري ناهمگني هسته دروني از 20 سال قبل ارائه شده بود اما اين نخستين بار است كه دانشمندان توانستند تمام قطعات اين پازل را براي ارائه مدل سه بعدي كنار هم قرار داده و به نتيجه برسند.

اين نگاه مي تواند به دانشمندان كمك كند كه درك بهتري از ويژگي، خواص معدني و تكامل هسته دروني زمين پيدا كنند.

تازه‌ترين تحقيقات نشان مي‌دهد قرار گرفتن در معرض دود اگزوز خودروهاي ديزلي حتي به مدت كوتاه بر مغز فشار وارد مي‌كند.

تحقيقات قبلي نشان داده بود ذرات آلاينده هوا حتي اگر ابعاد آنها به ميلياردم متر هم برسد مي‌توانند به مغز راه پيدا كنند.

اما اين اولين بار است كه دانشمندان ثابت كرده‌اند استنشاق اين نانوذرات در واقع فعاليت مغز را تغيير مي‌دهد.

پل بروم از دانشگاه زيود در هلند بر روي ‪ ۱۰‬داوطلب آزمايشهايي انجام داد. اين افراد به مدت يك ساعت در يك اتاق انباشته از هواي پاكيزه يا دود اگزوز يك خودرو ديزلي بسر بردند.

اين افراد به يك دستگاه الكتروآنسفالوگراف (‪ )EEG‬وصل بودند كه امواج مغزي آنها را در مدت حضور در اتاق و يك ساعت پس از ترك اتاق ارزيابي مي كرد.

اين تحقيق نشان داد بعد از حدود ‪ ۳۰‬دقيقه دود اگزوز خودرو ديزلي شروع به ايجاد واكنش استرس در قشر مغز مي‌كند كه در فعاليت الكتريكي اين ناحيه از مغز ديده مي‌شود.

افزايش فشار حتي پس از آنكه افراد ديگر در معرض دود اگزوز نبودند ادامه داشت.

غلظت دود اگزوز خودرو ديزلي معادل ميزاني است كه افراد در محيط يا در محل كار در يك خيابان شلوغ يا گاراژ در معرض آن هستند.

اين يافته‌ها به علت تاثير نانوذرات يا ذرات دوده است كه يكي از عناصر اصلي دود اگزوز خودروهاي ديزلي را تشكيل مي‌دهد.

بروم گفت ما فقط مي‌توانيم تاثير قرار گرفتن طولاني در معرض آلودگي هوا در شهرهاي شلوغ را كه ميزان ذرات دوده بسيار بالاست حدس بزنيم.

يك توضيح احتمالي براي تغيير در عملكرد مغزي اين است كه ذرات رسوب‌كننده در بافت مغز مي‌توانند باعث استرس اكسيداتيو شوند كه در بروز بيماريهاي پيشرونده مغزي نظير پاركينسون و آلزايمر نقش دارد.

آثار درازمدت قرار گرفتن در معرض نانوذرات ترافيك در عملكرد طبيعي مغز و پردازش اطلاعات تداخل ايجاد مي‌كند.