مصباح نانووهاج

توضيح فني للتقنيتين المستخدمتين "لرؤية" مصباح الأنبوب النانوي الكربوني: مجهريات الضوء المرئي (إلى الأعلى) ومجهريات الإلكترون (في الوسط). (UCLA)

فى جهد لإكتشاف العلاقة بينالديناميكا الحرارية وميكانيكا الكم. فإن نظريتين أساسيتان في الفيزياء , ومن الواضح أنهما غير متوافقتين -- قام فريق من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلس قسم الفيزياء وفهم الفلك بإبتكار أصغر مصباح وهاج في العالم.

الفريق

الفريق الذي يقوده كريس ريگان ، وهوعضوفي معهد كاليفورنيا أنظمة النانو, في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس ، ويضم يويي فان، سكوت سنجر , راى برگستورم , قاموا بنشر نتائج أبحاثهم , فيخمسة مايوالجارى في online edition فيزيكس ريفيوليتيرز على الشبكة الدولية.

الديناميكا الحرارية

الديناميكا الحرارية ، جوهرة التاج في فيزياء القرن 19th تهتم أوتعمل بما يختص بجسيمات الأنظمة .أما ميكانيكا الكم، التى طورت في القرن العشرين , اتىت كتعميم وتسليم لنظريات نيوتن الكلاسيكية في الميكانيكا. وخاصة على المستوى الذري ودون الذري . تسميتها بميكانيكا الكم يعود إلى أهميّة الكم في بنائها تعمل على نحوأفضل عندما يطبق فقط قليلا. أما فريق جامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس فإنه يستخدم مصباحه الصغير لدراسة قانون إشعاع الجسم الأسود لماكس پلانك ، والتي عهدت في عام 1900 باستخدام مبادئ باتت تفهم على أنها أصلية في جميع من النظريات.

فتيلة الأنبوب النانوي

المصباح الوهاج يستخدم فتيلة مصنوعة من أنبوبة نانوية واحدة من ذرة كربون, يبلغ عرضها فقط طول 100 ذرة,والفتيلة غير مرئية بالعين المجردة, عندما تكون اللمبة مطفأة , ولكنها تظهر كنقطة دقيقة من الضوء عندما تضاء اللمبة . وحتى بأفضل ميكروسكوب متاح , فإنه يمكن فقط حل nanotube's non-zero length.ولكى نرى الشكل الحقيقى والهجريب للفتيلة, إستخدم الفريق ميكروسكوبا أليكترونيا قادر على سبر أغوار الذرة (atomic resolution) .

تـُقاس بالذرات

بأقل من 20 مليون من الذرات,فإن فتيلة أنابيب النانوهي كبيرة بما يكفي لتطبيق الافتراضات الحرارية الإحصائية , وصغيرة بما يكفى لإعتبارها جزيئية — وذلك هونظام الميكانيكا الكمية.

(إشعاع الجسم الأسود) وحجم مقياس (نانو) على الحدود الفاصلة بين نظريتين "لإنه كلا الفرعين , نحن نعتقد حتى هذا نظام واعد جدالسبر غوره وإستكشافه, يقول ريگان "إن أنبوب النانوالكربونى الذى يستخدم كفتيلة مصباح,هومثالى لهذا الغرض بسبب دقة حجمه وقدرته الفائقة على الثبات الحرارى".

التاريخ

أكتشفت أنابيب النانوالكربونية فقط عام 1991, لكن إستخدام الكربون في مصابيج الإضاءة ليس فكرة جديدة فمصابيح توماس أديسون الأولى للإضاءة , أستخدم فيها فتيلة الكربون. فإن مصباح إضاءة فريق درس جامعة كاليفورنيا شديد الشبه بمصابيح أديسون, ماعدا حتى فتيلهم النانوى قطره يقل 100.000 مرة عن قطر فتيل مصباح أديسون, وأقصر 10.000 مرة من فتيل مصباح أديسون ,وبإختصار فإنه يمثل واحداعلى مئة تريليون من الحجم الكلى لمصباح توماس ألفا أديسون. ويدعم هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الذى منح جائزة تقدير.