تبلیغات
مهندسی الکترونیک - چوپان مغناطیسی

 


بازدید : مرتبه
تاریخ : چهارشنبه 13 تیر 1386

الكترونها در محیط پلاسمایی مثل گوسفندانی هستند كه در یك مرتع باشند. آنها به اطراف پرسه می زنند و گاهی به سقلمه ای احتیاج دارند تا باعث شود در راه مشخص گله قرار گیرند. چهاردهم نوامبر، یك تیم تحقیقاتی روشی را عرضه كرد كه با آن می توان دیواری یكطرفه ساخت كه كه اجازه ی ورود الكترونها از یكطرف را می دهد ولی الكترونهایی كه از طرف دیگر دیوار می خواهند وارد شوند را مانع می شود. این روش جدیدی برای به دام انداری الكترونها در محیط پلاسمایی است. این ایده ما را به یاد "شیطانك ماكسول(Maxwell's Demon)" می اندازد كه می گفت فرض كنید یك ظرف را با تیغه ای به دو قسمت تقسیم می كنیم و یكطرفش را تا نصف از گاز پر می كنیم.

ادامه مطلب را کلیک کنید

چوپان مغناطیسی

الكترونها در محیط پلاسمایی مثل گوسفندانی هستند كه در یك مرتع باشند. آنها به اطراف پرسه می زنند و گاهی به سقلمه ای احتیاج دارند تا باعث شود در راه مشخص گله قرار گیرند. چهاردهم نوامبر، یك تیم تحقیقاتی روشی را عرضه كرد كه با آن می توان دیواری یكطرفه ساخت كه كه اجازه ی ورود الكترونها از یكطرف را می دهد ولی الكترونهایی كه از طرف دیگر دیوار می خواهند وارد شوند را مانع می شود. این روش جدیدی برای به دام انداری الكترونها در محیط پلاسمایی است. این ایده ما را به یاد "شیطانك ماكسول(
Maxwell's Demon)" می اندازد كه می گفت فرض كنید یك ظرف را با تیغه ای به دو قسمت تقسیم می كنیم و یكطرفش را تا نصف از گاز پر می كنیم. موجود هوشیاری را در جلوی سوراخ بین دو نصفه ی ظرف قرار می دهیم و او فقط مولكولهای پرسرعت را انتخاب و به سمت دیگر هدایت می كند. این آزمایش نظری عملا غیر قابل اجراست اما در اینجا با احتساب اینكه مقداری گرما هدر می رود می توان الكترونها را به دقت تفكیك كرد. (مثل همان كاری كه شیطانك جلوی دریچه در آزمایش ذهنی ماكسول می كرد!) قصه اینگونه است كه در یك راكتور گداخت بنام توكامك، محققان میدان مغناطیسی برای نگه داری پلاسما در یك محل خاص بكار می برند. یعنی پلاسما را (كه مجموعه ای از الكترونهاست) درون ظرفی از جنس میدان مغناطیسی قرار می دهند. برای اینكار تعدادی از الكترونهای پلاسما را در میدان مغناطیسی می اندازند كه باعث می شود این الكترونها دور حلقه ای شبیه به خانه ی حلزون بچزخند و این خانه حكم ظرفی را دارد كه درونش پلاسما حبس می شود. اما این روش نیازمند اینست كه مقدار بسیار زیادی امواج رادیویی به درون پلاسما فرستاده شود كه این مقدار باعث گرم شدن بسیاری از الكترونها و اتلاف گرمایی می شود. نات فیش (Nat Fisch) از دانشگاه پرینستون (Princeton University) و همكارانش تصمیم گرفتند كه انرژی لازم برای ظرف را بجای اینكه به همه جا بفرستند فقط به یك منطقه ی كوچك بفرستند. این ایده دو نوع میدان می خواهد. اول، یك لایه ی نازك از میدانهای الكترومغناطیس نوسان كننده می خواهد كه بطور عمودی محوطه ی پلاسمایی را نصف می كند و دوم، یك میدان مغناطیسی ایستا می خواهد. الكترونها ترجیح می دهند كه از دیواره ی قوی و نوسانی الكترومغناطیسی فاصله بگیرند بنابراین به عقب برمیگردند اما میدان مغناطیسی روی الكترونهاعمل می كند و آنها را مجددا به جلو هدایت می كند(مثل یك درب یكطرفه). نمایی از یك پلاسمای حبس شده در یك توكامك. توضیح كاملتر و واضحتر انست كه فرض كنید یك الكترون به دیوار نزدیك میشود. میدان مغناطیسی ایستا كه عمود بر دیوار است باعث می شود كه الكترون روی مسیری حلزونی شكل به سمت دیوار جلو برود. در نزدیكی های دیوار فركانس این چرخش رو به جلو با فركانس نوسان میدان الكترومغناطیسی دیوار هماهنگ می شود و باعث می شود كه الكترونها در جای مشخصی از مدار چرخششان ناگهانی به سمت داخل كشیده شوند. این شوت شدگی به سمت دیگر دیواره برای تمام الكترونها در همان جهت وجود دارد. یعنی فرقی نمی كند كه الكترون به دیواره از كدام سمت نزدیك شود. اگر الكترونی مثلا از سمت دیگر به دیوار نزدیك شود، میدان مغناطیسی ایستایی كه الكترونها را رو به یك سمت هدایت می كند باعث دوری آن الكترون از دیوار می شود. بنابراین می بینید كه دیوار اینجا مثل شیطانك ماكسول كه به یكسو تفكیك می كرد عمل می كند. حالا این تیم در حال عملی كردن این ایده هستند تا بتوانند با دو دیوار الكترونها را بین این دو حبس كنند.

منبع :www.nojum.ir




طبقه بندی: امواج و الکترو مغناطیس، 
ارسال توسط سمیرا
ویژه ها
آرشیو مطالب
پیوند های روزانه
امکانات جانبی
blogskin