สภาวะที่รุนแรงใกล้เคียงกับที่พบในแกนโลกชั้นนอกถูกสร้างขึ้นในห้องแล็บโดยนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ในญี่ปุ่น นักวิจัยที่นำจากมหาวิทยาลัยโตเกียวได้สร้างอุณหภูมิและความดันที่จำเป็นสำหรับการทดลองโดยใช้ทั่งเพชรที่มีความเชี่ยวชาญสูง การค้นพบของพวกเขาอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับองค์ประกอบและพฤติกรรมของแกนโลกชั้นนอก และบางทีแม้แต่ภายในของดาวเคราะห์ดวงอื่น
แกนโลก
เริ่มต้นที่ใต้พื้นผิวประมาณ 3,000 กม. และสิ่งที่เรารู้ส่วนใหญ่มาจากการดูคลื่นไหวสะเทือนจากแผ่นดินไหวที่เคลื่อนผ่านใจกลางโลก คุณสมบัติของแกนกลางได้รับการศึกษาโดยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และการทดลองที่ทำให้วัสดุมีอุณหภูมิและความดันสูง การวิจัยเปิดเผยว่าใจกลางโลก
ของเราถูกแยกออกเป็นแกนชั้นในที่เป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ และแกนชั้นนอกถูกครอบงำด้วยเหล็กเหลว ตอนนี้ ทีมงานของ Kuwayama ได้เพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับแกนชั้นนอกโดยใช้ทั่งเพชร ซึ่งใช้ประโยชน์จากความแข็งที่แทบจะหาตัวจับยากของเพชร
เพื่อให้ตัวอย่างได้รับแรงกดดันและอุณหภูมิที่สูงมาก ในการศึกษาของพวกเขา พวกเขาบีบอัดตัวอย่างเหล็กเหลวให้มีความดันสูงถึง 116 GPa และทำให้ร้อนถึง 4350 K ในขณะที่เชื่อว่า 4350 K เป็นอุณหภูมิทั่วไปภายในแกนนอก แต่ 116 GPa นั้นต่ำกว่าความดันที่คาดไว้เล็กน้อย
ที่ ด้านบนของแกนนอก ความกดดันอย่างต่อเนื่องคุณลักษณะที่สำคัญของงานวิจัยล่าสุดนี้คือความดันและอุณหภูมิที่สูงมากนี้สามารถรักษาไว้ได้อย่างไม่มีกำหนด อย่างน้อยในหลักการ ซึ่งแตกต่างจากการศึกษาก่อนหน้านี้ที่สภาวะที่รุนแรงจะคงอยู่เพียงไม่กี่ไมโครวินาทีเท่านั้น ทีมงานได้บีบหยด
ของเหลวเล็กๆ ของเหล็กเหลวให้ได้ 116 GPa แล้วทำให้ร้อนถึง 4350 K โดยใช้เลเซอร์อินฟราเรด จากนั้น ทีมงานได้ตรวจสอบคุณสมบัติของตัวอย่างโดยละเอียด โดยหลักแล้วทำการทดลองการกระเจิงของรังสีเอกซ์ที่เครื่องซินโครตรอน Spring-8 ของ RIKEN ในจังหวัดเฮียวโงะ
หลังจาก
รวมข้อสังเกตเข้ากับข้อมูลที่มีอยู่แล้ว Kuwayama และเพื่อนร่วมงานได้เปรียบเทียบคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ที่วัดได้ของเหล็กเหลวที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูงกับสิ่งที่ทราบเกี่ยวกับแกนนอกของโลก พวกเขาพบว่าแกนชั้นนอกของโลกต้องมีความหนาแน่นน้อยกว่าเหล็กเหลวประมาณ 7.5%
ซึ่งบ่งชี้ว่ามันต้องมีองค์ประกอบที่เบากว่าอยู่มากมายซึ่งยังไม่สามารถระบุได้ ทีมงานยังพบว่าวัสดุในแกนนอกจะต้องไหลได้ง่ายกว่าเหล็กเหลวประมาณ 4% แม้ว่าวัสดุทั้งสองจะมีความต้านทานต่อแรงอัดที่ใกล้เคียงกันทีม กล่าวว่างานนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ที่สำคัญเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพ
ของแกนโลก งานของพวกเขายังสามารถแจ้งการศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับแกนของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ซึ่งแม้แต่ภายในระบบสุริยะก็ครอบคลุมองค์ประกอบ โครงสร้าง และขนาดสัมพัทธ์ที่หลากหลาย ดังที่ กล่าวสรุปว่า “เรารู้สึกประหลาดใจอย่างมากที่วิธีการนี้ได้ผล และหวังว่าจะสามารถนำไปสู่ความเข้าใจ
ส่วนที่เหลือเป็นอิเล็กตรอนหรือนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่า เมื่อเข้าสู่สนามแม่เหล็กโลก รังสีคอสมิกปฐมภูมิจะถูกเร่งให้มีพลังงานจลน์มากกว่า 1 GeV รังสีคอสมิกทั้งปฐมภูมิและทุติยภูมิสร้างมิวออนซึ่งจะสลายตัวเป็นนิวตริโน ระหว่างหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของโมเมนตัมของมิวออนจะถูกส่งไปยังนิวตริโน
ดังนั้น Boezio และเพื่อนร่วมงานจึงวัดจำนวนมิวออนในชั้นบรรยากาศของโลกและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับจำนวนและพลังงานของนิวตริโนที่ตรวจพบโดยซุปเปอร์-คามิโอคานเด ผลลัพธ์ของพวกเขาใกล้เคียงกับจำนวนนิวตริโนจากการทดลองที่วัดไปกับการรื้ออาวุธนิวเคลียร์บทบาทใหม่เหล่านี้ยังช่วยรัสเซีย
ที่มีอะตอมของเหล็ก 21 อะตอมและอะตอมของนิกเกิล 11 อะตอม การหมุนของอิเล็กตรอนที่ตำแหน่งอะตอมแต่ละตำแหน่งมีอิสระที่จะชี้ไปในทิศทางใดก็ได้ พวกเขาพบว่าที่อุณหภูมิต่ำ สปินทั้งหมดจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน หรืออีกนัยหนึ่งคือโลหะผสมเป็นเฟอร์โรแมกเนติก
อย่างไรก็ตาม
เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การหมุนเริ่มชี้ไปในทิศทางสุ่มและปริมาตรของซูเปอร์เซลล์ลดลง ปริมาณที่ลดลงนี้ชดเชยการขยายตัวที่เกิดจากการสั่นสะเทือนจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นปกป้องวัสดุนิวเคลียร์และป้องกันไม่ให้ตกไปอยู่ในมือของ ‘รัฐโกง’ หรือกลุ่มก่อการร้าย ประโยชน์อีกประการหนึ่ง ตามรายงานที่มากขึ้น
ยังได้มีส่วนร่วมอย่างมากในการทำความเข้าใจของเราเกี่ยวกับควอนตัมโครโมไดนามิกส์ ทฤษฎีที่อธิบายถึงแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม และผลงานของเขามีอิทธิพลอย่างมากต่อทฤษฎีสตริง ซึ่งปัจจุบันเป็นตัวเต็งสำหรับทฤษฎีที่จะรวมแรงทั้งสี่ให้เป็นหนึ่งเดียว เกี่ยวกับโลกใต้ฝ่าเท้าของเรา”
โมเลกุลส่วนใหญ่ไม่เป็นไปตามเกณฑ์นี้ ถ้าพวกมันสม่ำเสมอเพียงพอและเต็มไปด้วยอิเลคตรอนเคลื่อนที่ พวกมันก็สามารถขยายวงโคจรได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อโมเลกุลมีมากกว่าสองสามสิบอะตอม ความไม่เสถียรมักจะเกิดขึ้นเกือบตลอดเวลา พันธะบางตัวสั้นลง บางตัวยาวขึ้น และ “ช่องว่าง”
เปิดขึ้นในสเปกตรัมพลังงานที่พลังงาน Fermi ของโมเลกุล ภายในช่องว่างนี้ไม่มีสถานะพลังงานสำหรับอิเล็กตรอน ดังนั้นโมเลกุลจึงกลายเป็นฉนวนหรือสารกึ่งตัวนำ โมเลกุลของสารกึ่งตัวนำสามารถ “เจือ” ได้โดยการแนะนำอะตอมที่เพิ่มอิเล็กตรอนให้กับระบบ แม้ว่ายาสลบจะสามารถเคลื่อนย้ายพลังงาน
ออกไปนอกช่องว่างพลังงานได้ แต่ความผิดปกติที่เกิดขึ้นนั้นสามารถจำกัดตำแหน่งของอิเล็กตรอนได้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระอีกต่อไป ท่อนาโนคาร์บอนเป็นโมเลกุลเพียงชนิดเดียวที่เรารู้ว่าสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น ความสมมาตรของท่อนาโนทำให้มีคุณสมบัติพิเศษ:
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
