ماده‌اي كه قوانين فيزيك را به چالش مي‌كشد

 

بالشتي را تصور كنيد كه وقتي به آن تکيه مي دهيد تا سرتان را روي آن بگذاريد، به جاي اين كه به داخل فرو برود، به سمت بالا بيايد. ظاهراً چنين چيزي غيرممكن است. اما با طرح توليد مواد با «قابليت فشردگي منفي» اين كار امكان‌پذير خواهد بود. در حقيقت، اين نوع مواد در مواقعي كه از دو طرف كشيده مي‌شوند، جمع ‌شده و برعكس، هنگام فشرده‌‌شدن منبسط مي‌‌شوند.در گذشته هم موادي با اين ويژگي ساخته شده بود، اما ‌بايد با فركانسي خاص ارتعاش مي‌يافت تا اين ويژگي را بيابد.دو پژوهشگر بتازگي ماده‌اي طراحي كردند كه در شرايطي خاص، هنگام فشرده شدن منبسط مي‌شود و برعكس.اين ويژگي غيرممكن به نظر مي‌آيد، زيرا تمام موادي كه اين رفتار متفاوت را دارند به طور ذاتي ناپايدار خواهند بود و در نهايت به حالت پايدار بازخواهند گشت و در نتيجه اين ويژگي را از دست خواهند داد. اما پژوهشگران اين مساله را به روشي ديگر حل كردند. آنها ماده‌اي طراحي كردند كه ساختار داخلي‌اش به حالت پايدار گذار مي‌كند، ولي اين حالت پايدار نسبت به حالت اوليه، فشرده‌تر يا منبسط‌تر است.اين طرح نظري شامل يك رديف از چهار «ذره» است كه هركدام از ذرات در واقع، گروهي از مولكول‌ها هستند. اين چهار رديف ذرات، يكديگر را تا حدودي متفاوت جذب مي‌كنند. نيروي جاذب دو ذره دروني‌تر ضعيف است، لذا كشيدن آنها سبب گسستن اين پيوند مي‌شود. به محض رخ‌دادن اين اتفاق، دو ذره بيروني‌تر، بيشتر يكديگر را جذب مي‌كنند. لذا به طور كلي، ماده بيشتر منقبض مي‌شود. در صورت فشرده‌شدن، ذرات دروني‌تر آنقدر به هم نزديك ‌شده كه نوعي پيوند ضعيف بين آنها برقرار مي‌شود و ماده مي‌تواند منبسط شود.از آنجا كه تصوركردن اين ماده دشوار است، اين پژوهشگران يك طرح تصويري را براي تشريح بهتر ساز و كار عملكرد اين ماده ارائه كرده‌اند.قطعات كوچك ساخته‌شده از اين ماده شايد روزي بتواند براي پوشش وسايل نظامي مورد استفاده قرار گيرد. مثلا اگر انفجاري در يك قسمت وسيله روي داد، اين ماده در جهت عكس واكنش داده و سبب خنثي‌كردن مقداري از اثر حاصل از انفجار مي‌شود.بشر تاكنون توانسته موادي با مقاومت بالا بسازد. شايد گام بعدي، ساخت موادي باشد كه رفتاري كاملا برخلاف رفتار معمول ساير مواد داشته باشند.مدلي به نام «رشته و فنر» چگونگي انقباض اين ماده را هنگام كشيده‌شدن به تصوير مي‌كشد.بر اساس اين مدل، كل نيروي واردشده، بر هر دو فنر وارد مي‌شود و رشته متصل‌كننده را به نقطه‌ گسست مي‌رساند. وقتي رشته اتصال‌دهنده كشيده شد، موجب مي‌شود رشته‌هاي پشتيبان هم كشيده شوند. دو سر هركدام از اين رشته‌ها به دو فنر متفاوت متصل است. در نتيجه هر كدام از اين فنرها نيمي از نيروي كشنده را حس خواهد كرد. به اين صورت فنر‌ها منقبض شده و سبب انقباض ماده مي‌شود.

 





تاريخ : شنبه 24 تير 1391برچسب:, | | نویسنده : مقدم |