Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Abdulaziz Alhaidari wraz ze współpracownikami z Saudyjskiego Centrum Fizyki Teoretycznej wysunęli hipotezę, że wśród niezwykłych cech grafenu znajduje się również... możliwość tworzenia masy.

Jednym z najbardziej interesujących pomysłów dotyczących grafenu jest nadzieja, że materiał ten będzie mógł służyć do prowadzenia eksperymentów na gruncie fizyki relatywistycznej. Okazało się bowiem, że właściwości elektroniczne grafenu można dostosować tak, że elektrony i dziury poruszające się z prędkością miliona metrów na sekundę są matematycznym odpowiednikiem zachowania elektronów podróżujących w próżni z prędkością bliską prędkości światła. To oznacza, że elektrony nie podlegają konwencjonalnemu równaniu Schrodingera, ale równaniu Diraca, wykorzystywanemu w fizyce relatywistycznej. Równanie Diraca nie bierze pod uwagę masy, a zatem elektrony i dziury zachowują się tak, jakby nie miały masy. Spostrzeżenie takie jest niezwykle ważne dla badań, gdyż dotychczas relatywistyczne zachowanie elektronów mogli obserwować tylko ci naukowcy, którzy mieli dostęp do akceleratorów cząstek. Teraz badać je będzie mogło każde laboratorium dysponujące grafenem. Takie właściwości mogą też oznaczać powstanie urządzeń elektronicznych korzystających z zasad fizyki relatywistycznej.

Uczeni rozważając czym jest masa spekulują, że występuje ona dlatego, że wszechświat ma dodatkowe wymiary, które istnieją tylko w najmniejszej skali. Wymiary te są uzwarcone. Takie wymiary mają niezwykły wpływ na mechanikę kwantową zmieniając dotyczące jej równania tak, że zawierają masę. Stąd, w teorii, bierze się masa.

Alhaidari i jego zespół spekulują, że podobny efekt może występować w grafenie jeśli znajdujące się w nim wymiary zostaną uzwarcone (skompaktyfikowane). Grafen, jak wiemy, jest strukturą dwuwymiarową. Jeśliby zatem udało się zmniejszyć liczbę wymiarów grafenu z dwóch do jednego, wówczas równania opisujące zachowanie elektronów i dziur w grafenie - które, jak pamiętamy, nie biorą pod uwagę masy - zmieniłyby się w takie, które biorą pod uwagę masę. W wyniku tego, uzwarcenie wymiarów stworzyłoby masę.

Saudyjscy uczeni wiedzą też, w jaki sposób można skompaktyfikować wymiary grafenu. To bardzo proste zadanie. Wystarczy płachtę grafenu zwinąć w rurkę. Z punktu widzenia elektronów i dziur taka struktura będzie jednowymiarowa.

Wywody Abdulaziza Alhaidariego są niezwykłe. Jeśli bowiem uczony ma rację, będzie to oznaczało, że generowanie czy niszczenie masy może odbywać się za pomocą zwykłej zmiany geometrii grafenu.

Z dokumentem Dynamical mass generation via space compactification in graphene [PDF] można zapoznać się w sieci.

Share this post


Link to post
Share on other sites

budowanie i niszczenie masy. W zasadzie art jest napisany zrozumiale, wszystko prawidłowo i logicznie, ale wygląda tak jak by autor trochę bał się napisać zdania wystarczająco prosto. Chodzi o wytworzenie grawitacji i antygrawitacji...

 

Intrygujące... to by było dopiero odkrycie :) Mam nadzieje że efekt zwiększenia lub zniszczenia masy.. czyli po ludzku wytworzenia lub zlikwidowania grawitacji będzie działał poza bryłą grafenu... Jeśli uda się oddziaływać grafenem na materię która go otacza, to ... w zasadzie ludzkość przeskoczy na następny etap technicznej ewolucji...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jeśli uda się oddziaływać grafenem na materię która go otacza, to ... w zasadzie ludzkość przeskoczy na następny etap technicznej ewolucji...

 

Co praktycznego masz na myśli?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co praktycznego masz na myśli?

 

mam Ci wymieniać praktyczne zastosowanie grawitacji i antygrawitacji? :D Obejrzyj sobie troche filmów s/f... zastosowań jest nieskończona ilość :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

budowanie i niszczenie masy. W zasadzie art jest napisany zrozumiale, wszystko prawidłowo i logicznie, ale wygląda tak jak by autor trochę bał się napisać zdania wystarczająco prosto. Chodzi o wytworzenie grawitacji i antygrawitacji...

 

Nie. Chodzi o zwiększenie bądź zmniejszenie podatności tej substancji na grawitację. PS. Do dziś chyba jeszcze "antygrawitacja" nie jest terminem naukowym...

Share this post


Link to post
Share on other sites

WhizzKid dobrze mówi. Antygrawitacja jak do tej pory jest tylko marzeniem z filmów s-f.

 

Obiekt albo nie ma masy, i wtedy nie jest podatny na grawitację, albo ma masę, i ZAWSZE ulega wzajemnemu przyciąganiu z innymi obiektami posiadającymi masę.

 

To odróżnia grawitację od oddziaływań elektrycznych, które posiadają znak ujemny lub dodatni (w uproszczeniu), i zależnie od niego mogą być przyciągające lub odpychające.

 

Aczkolwiek nie mówię że to jest kompletnie niemożliwe z tą antygrawitacją - skoro istnieje antymateria, to może da się też stworzyć materię antygrawitacyjną. Ale podejrzewam że trzeba by sztucznie manipulować z kombinacjami różnych kwarków. Natomiast nie wiem czy nie zostały już odkryte wszystkie ich stabilne kombinacje (zaś z niestabilnych niewiele nam przyjdzie..). Aż tak dobrze na fizyce się nie znam :) No i dodam że to co napisałem jest tylko moim przypuszczeniem, które może być błędne i wynikać z niewiedzy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niewątpliwie skoro zgadnięte równanie Diraca nie pozwala uwzględnić masy, należy w tym celu wprowadzić dodatkowe wymiary ... i dostajemy kolejny scenariusz do startreka :)

... podczas gdy solitony są naturalnymi konstrukcjami które mają masę (energię spoczynkową), rozważa się tego modele mezonów, barionów (skyrmiony), widzimy je w optyce, na fluxonach (kwantach pola magnetycznego) w nadprzewodnikach planuje się robić komputery kwantowe - zachowują się jak cząstki 'kwantowe', zachodzi dla nich interferencja ( http://www.rle.mit.edu/media/pr150/44.pdf ) ...

Tu jest fajna animacja jak anihiluje najprostszy soliton z antysolitonem i zgromadzona w nich energia spoczynkowa (masa) uwalniana jest w postaci nietopologicznych wzbudzeń (tzw. fotonów):

http://en.wikipedia.org/wiki/Topological_defect

Niestety takie rozważania są zbyt mało ekscytujące dla rządnych wrażeń mistyków kwantowych ...

Share this post


Link to post
Share on other sites

(...)zastosowań jest nieskończona ilość :)

Na przykład lumisfery, czyli latające lampy. Bo jak wiemy efektem ubocznym antygrawitacyjnego efektu Holtzmana jest emisja światła :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Owszem - poruszamy się w obszarze s/f :) ale czy to źle? Nie wszystkie posty musza być "sztywne" i naukowo poprawne, czasem warto popuścić wodze fantazji :D

 

Tak więc... co do antygrawitacji to ja ją widzę jako zjawisko odpychające obiekty które posiadają masę. Na obiekty bez masy antygrawitacja po prostu nie działa. :D

 

 

a nawet jeśli uda nam się spowodowac tylko i wyłącznie zmiany masy danego obiektu to też będzie modelowanie sił grawitacyjnych.

 

Wyobraźmy sobie tak sytuacje, mamy w próżni (poza bezpośrednim i silnym oddziaływaniem  grawitacji jakiejś planety) jakiś pojazd/stację. Żeby utrzymać się na umownej "podłodze" trzeba w chwili obecnej skorzystać z siły odśrodkowej lub jakichś urządzeń magnetycznych. Zamiast tego mamy wbudowane w podłogę płytki grafenowe, które odpowiednio pobudzone zgodnie z nową teorią zwiększają drastycznie swoją masę... A skoro posiadają olbrzymią masę, to zaczynają przyciągać ludzi tak jak powiedzmy nasza mateczka ziemia.. i mamy sztuczną grawitację na pokładzie.

 

Oczywiście pojawia się mnóstwo problemów, wpływ naprężeń na konstrukcję samego pojazdu, czy chociażby wpływ olbrzymiej sztucznej masy która by wytwarzała grawitację na poziomie 1G na pobliskie ciała niebieskie... (w sumie to tak jak by się w kosmosie pojawiła jeszcze jedna planeta, niewątpliwie wpłynęło by to na trajektorie pozostałych planet w układzie słonecznym) więc żeby zniwelowac te siły przydała by się jakaś izolacja grawitacyjna w poszyciu pojazdu/stacji, żeby siły grawitacyjne nie wychodziły na zewnątrz... no ale to już inna bajka :D Snuć marzenia i bujać w obłokach przecież można... szczególnie przy kawie w pracy ;D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czy oni chcą zwijać/rozwijać ten grafen w trakcie eksperymentów? Bo jeśli nie, to przecież zwinięty grafen to po prostu węglowe nanorurki (nb. już są wykorzystywane masowo - bodaj w farbach).

 

A tak w ogóle to ciekawe, co jeszcze przyniosą badania nad kształtami. Dawniej mieliśmy z tego zaawansowaną mechanikę, teraz - metamateriały i (potencjalnie) tworzenie grawitacji...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na przykład lumisfery, czyli latające lampy. Bo jak wiemy efektem ubocznym antygrawitacyjnego efektu Holtzmana jest emisja światła :)

 

Niech żyje "Diuna"! Wszystkie 18 części, chociaż pierwszych 6 najbardziej :D

 

@Jarek Duda

Dzięki za ciekawego linka - nigdy o tym nie słyszałem :-)

 

@Przemek Kobel

Co do kształtów to poszukaj sobie w google i na YT o sześciobocznym tornadzie na północnym (chyba) biegunie Saturna :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Obejrzyj sobie troche filmów s/f... zastosowań jest nieskończona ilość :)

 

Miałem na myśli coś realnego. Filmy s/f działają mi na sen.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Miałem na myśli coś realnego. Filmy s/f działają mi na sen.

 

Szkoda. Miałem nadzieję, że Kopalnię Wiedzy czytają ludzie o szerokim horyzoncie myślowym. W zasadzie s/f jest kolosalnym motorem dla wszelkiej maści wynalazców. Tak więc to, co dzisiaj jest s/f, jutro może być standardowym elementem naszego życia.

 

 

Czy uważasz że naukowcy badający działanie krzemu - półprzewodnika wyobrażali sobie mikroprocesor? Ba.. czy Panowie z labolatorium Bell'a którzy pracowali nad opracowaniem pierwszego tranzystora wyobrażali sobie zbudowane przy ich pomocy maszyny grającej w szachy lepiej niż człowiek?

 

Stanisław Lem sobie wyobrażał, nawet parę lat wcześniej... i wtedy ktoś taki jak Ty pukał się w czółko mówiąc "bajki Lema działają mi na sen..." :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Tak więc to, co dzisiaj jest s/f, jutro może być standardowym elementem naszego życia.

Tak więc współczesne filmy sf będą  "jutro" rzeczywistością (matrix przed nami).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Sześciokątny pas chmur na Saturnie został już wyjaśniony, a nawet odtworzony w laboratorium. Ja akurat rozmyślałem o tym, że zmieniając sam kształt materiału można uzyskać... no właśnie, kiedyś chodziło np. o wytrzymałość w różnych kierunkach (te wszyskie łuki w mostach, "żebra" na obudowach skrzyń przekładniowych, różne typy zębatek itp.), a teraz mamy mechaniczne rezonatory, które dają np. niewidzialność w pewnych długościach fal (jeden z kierunków badań nad metamateriałami). I cały czas chodzi o odnalezienie odpowiedniego kształtu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Szkoda. Miałem nadzieję, że Kopalnię Wiedzy czytają ludzie o szerokim horyzoncie myślowym.

 

Szkoda, że dyskutujemy o gustach, ale science-fiction, które miałem okazję oglądać bardzo przypominało filmy o magii z czarodziejskimi zaklęciami i różdżką w stylu dla starszych dzieci z Disney Channel. Myślę, że filmy o dzieciach czarodziejach i latającym dywanie też rozwijają horyzonty i wyobraźnię. Ja tak to odbieram, ale nie posunąłbym się do podsumowania kogoś, kto ma inny gust tekstem sugerującym, że ma wąskie horyzonty. S/F lubi wielu ludzi, których cenię.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...