تململ الجسيمات في حالة انعدام الوزن

يتم حل أسرار التناوب البراونية

برج الإسقاط في جامعة بريمن في بريمن
قراءة بصوت عال

أصبح لغز ما يسمى بطلاب فيزياء الدوران البراوني في وضع حرج. بمساعدة كاميرا عالية السرعة ، قاموا بتصوير "تململ" الجسيمات الدقيقة في غاز في ظروف انعدام الوزن بدقة غير مسبوقة. وقد تم نشر نتائجها الآن في مجلة الفيزياء المرموقة "خطابات المراجعة الفيزيائية".

وصف ألبرت أينشتاين ظاهرة "الحركة البراونية" في عام 1905 ، والتي تنطبق أيضًا على التناوب. أدرك أن الجزيئات الصغيرة ، مثل حبيبات الغبار ، تقوم بحركات الوخز في الغازات. من جميع الجوانب ، تصطدم جزيئات الغازات المحيطة بالجزيئات الكبيرة ولكن المرئية فقط تحت المجهر. حتى الآن ، لم يتم البحث في هذا الدوران "المتلوى" بشكل كافٍ ولم يتم ملاحظته بعد في التجربة.

4.7 ثانية من انعدام الوزن

إن دراسة الدوران البراوني للجزيئات المجهرية في الغازات المخففة يجب دراستها فقط في ظل ظروف انعدام الوزن. في المختبر ، يؤدي غرق الجزيئات دائمًا تلقائيًا إلى التأثير على دوران الجزيئات. في برج بريمن السقوط ، من ناحية أخرى ، هناك انعدام وزن ممتاز لمدة 4.7 ثانية ، بحيث تكون هناك جزيئات في بقية نسبة إلى الغاز. وبالتالي ، يمكن دراسة الحركة البراونية والدوران البراوني وتأثيرها المتبادل.

في صيف عام 2005 ، قام الفيزيائيون الأربعة المحتملون بخمسة عشر قطرة في برج بريمن دروب وصورتهم بكاميرا عالية السرعة. وبذلك ، حققوا أعلى دقة زمنية ومكانية في العالم للحركة في الغازات المخففة التي تؤثر عليها الجزيئات الدقيقة في الفضاء.

الاستدلال على تكوين الكوكب

"توفر لنا تجارب الغبار معلومات مهمة حول تكوين نظامنا الشمسي" ، يوضح البروفيسور يورغن بلوم من معهد الجيوفيزياء والفيزياء خارج كوكب الأرض في جامعة براونشفايغ. "في المختبر وفي برج الإسقاط ، يمكننا مشاهدة كواكب اصطناعية عند ولادتهم." من الميزات الخاصة لحملة برج السقوط هذه أن برنامجنا يتم تنفيذه حصريًا بواسطة طلابنا ، ويقوم فريق من أربعة أشخاص بإجراء إعداد التجربة والدعم والتقييم في تدريب داخلي للجاذبية الصغرى. المسؤولية ". يمكن لقياسات المتابعة ، وفقًا لـ Blum ، إلقاء الضوء على التفاعل الأساسي بين جزيئات الغاز والجزيئات الصلبة. يجب أن تتم في ربيع عام 2007 في برج بريمن فال. عرض

بالإضافة إلى الاهتمام الأساسي بالظاهرة الفيزيائية ، هناك أيضًا تطبيقات للدوران البني في الفيزياء الفلكية: هذه الحركة الدورانية المضطربة في الفضاء بين النجوم تؤدي إلى عدم وجود جسيمات غبار محاذاة مثالية لها بالفعل بسبب الحقول المغناطيسية. إحدى النتائج هي أن الضوء المبعثر عليها يغير الاستقطاب. في السحب الجزيئية وفي مناطق تكوين الكوكب ، يؤدي الدوران البراوني إلى تغيير الصدمة وظروف نمو جزيئات الغبار وبالتالي يؤثر على مدة تكوين الأجسام الكبيرة.

(TU Braunschweig ، 18 ديسمبر 2006 - NPO)