เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ในการทดลองครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาได้ศึกษาพลวัตของน้ำของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 230 K. Greg KimmelและLoni Kringleจาก Pacific Northwest National Laboratory ในเมืองริชแลนด์ รัฐวอชิงตัน ใช้คลื่นเลเซอร์ที่เร็วมากเพื่อ “หยุดและเริ่ม” วิวัฒนาการของ น้ำซุปเปอร์คูลในนาโนวินาทีก่อนที่มันจะแข็งตัว ทำการตรวจวัดในบริเวณอุณหภูมิที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ในการทดลองครั้งก่อน
บทความอธิบายผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์
ในรายงานการประชุมของ National Academy of S ciencesและแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำอาจเกิดจากการแลกเปลี่ยนโมเลกุลระหว่างสองเฟสของเหลวที่อยู่ร่วมกันน้ำมีคุณสมบัติที่ผิดปกติมากกว่า 60 อย่างที่แตกต่างจากของเหลวอื่น ๆ รวมถึงความจุความร้อนสูงและความหนาแน่นที่ลดลงเมื่อแช่แข็ง มีหลักฐานว่าความผิดปกติเหล่านี้เกิดขึ้นในบริเวณที่มีความเย็นมาก แต่ถึงแม้จะทำการวิจัยมาหลายทศวรรษ แต่ก็ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ การทดลองเกี่ยวกับน้ำที่มีความเย็นยิ่งยวดนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยในพื้นที่ระหว่าง 160 ถึง 230 K ซึ่งนักวิจัยด้านน้ำเรียกว่า “ดินแดนที่ไม่มีมนุษย์” ซึ่งน้ำจะตกผลึกเกือบจะในทันที
เชื่อมช่องว่างระหว่างทฤษฎีกับการทดลองKimmel ศึกษาน้ำ supercooled มานานกว่าสองทศวรรษ ปีที่แล้วกลุ่มของ Kimmel แสดงให้เห็นโดยใช้เทคนิคการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์เร็วมากว่าน้ำในบริเวณ 160–230 K จะสร้างของเหลวสมดุลก่อนที่จะตกผลึก และของเหลวนี้เป็นส่วนผสมของสองโครงสร้าง หนึ่งความหนาแน่นสูงและหนึ่งความหนาแน่นต่ำ
นักทฤษฎีได้ทำนายทั้งสองระยะนี้ไว้นานแล้ว แต่ดังที่ Kringle อธิบายไว้: “มีความเห็นเป็นเอกฉันท์มากขึ้นเรื่อยๆ ว่าความผิดปกติของน้ำที่สังเกตได้เหนือ 0 °C แต่เด่นชัดมากขึ้นเมื่อทำ supercooling นั้นสัมพันธ์กับการมีอยู่ของโครงสร้างทั้งสองนี้ แต่ดังนั้น ไม่ค่อยมีใครรู้จักในการทดลอง”
เทคนิคการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์นั้น
เร็วพอที่จะแก้ไขไดนามิกและโครงสร้างได้ เมื่อโมเลกุลของน้ำที่มีความเย็นสูงเคลื่อนที่ผ่านของเหลว มันจะสลับไปมาระหว่างลวดลายที่มีความหนาแน่นสูงและต่ำ และนักวิจัยต้องการทราบว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อการคลายตัวของของเหลวอย่างไร
Kringle และ Kimmel เข้าสู่บริเวณอุณหภูมิลึกลับนี้จากด้านล่าง ให้ความร้อนน้ำแข็งอสัณฐาน (ไม่ใช่ผลึก) ที่ 70 K ด้วยเลเซอร์พัลส์ที่อัตราหลายพันล้านองศาต่อวินาที เลเซอร์ละลายน้ำ แต่ความร้อนหายไปหลังจากผ่านไปสองสามนาโนวินาที ทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนโครงสร้างของเหลว “ล็อคอยู่” เศษส่วนของน้ำที่มีความหนาแน่นต่ำและความหนาแน่นสูงปรากฏหลังจากชีพจรเลเซอร์แต่ละครั้งถูกวัดด้วยอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ทำให้เกิด “ภาพรวม” ของของเหลวเมื่อถึงจุดสมดุล
ความหนาแน่นต่างกัน ไดนามิกต่างกัน
เช่นเดียวกับของเหลวที่เป็นของเหลว น้ำแข็งอสัณฐานอาจมีความหนาแน่นสูงหรือต่ำ นักวิจัยพบว่าน้ำ supercooled ผ่อนคลายเพื่อความสมดุลช้ากว่าถ้ามันเริ่มเป็นน้ำแข็งความหนาแน่นต่ำแม้ว่าโครงสร้างสุดท้ายจะคล้ายกัน สำหรับน้ำแข็งที่มีความหนาแน่นสูงและความหนาแน่นต่ำ พวกเขายังพบบริเวณที่โปรไฟล์การผ่อนคลายเป็นเอ็กซ์โพเนนเชียลที่ยืดออก ซึ่งบ่งชี้ว่าโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันมากมาย
น้ำหล่อเย็นยิ่งยวดมีความเสถียรในสองรูปแบบที่แตกต่างกันโมเลกุลของน้ำสามารถสลับไปมาระหว่างโครงสร้างระหว่างทางไปสู่สภาวะสมดุลได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลของน้ำสามารถนำทางภูมิทัศน์พลังงานที่อาจเกิดขึ้นได้ง่ายเพียงใด นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองการแลกเปลี่ยนระหว่างบ่อน้ำที่มีศักยภาพ โดยนำเศษส่วนของน้ำที่มีความหนาแน่นสูงและความหนาแน่นต่ำในแต่ละขั้นตอนของการทดลอง และคำนวณอัตราการเปลี่ยนที่จะทำให้ระบบอยู่ในสมดุลเคมี พวกเขาพบว่าแบบจำลองนี้เหมาะสมกับข้อมูลการทดลองอย่างน่าประหลาดใจ การทำซ้ำเลขชี้กำลังที่ยืดออกและคาดการณ์ว่าจำนวนต่ำสุดที่ลึกกว่าจะทำให้น้ำที่มีความหนาแน่นต่ำพัฒนาโครงสร้างได้ยากขึ้น
มุมมองใหม่เกี่ยวกับน้ำซุปเปอร์เย็น
เพื่อให้ข้อสรุปของพวกเขาถูกต้อง นักวิจัยจำเป็นต้องแสดงให้เห็นว่าภูมิทัศน์พลังงานที่เป็นไปได้ของน้ำแข็งอสัณฐานนั้นเทียบเท่ากับของเหลวที่เป็นของเหลว งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับน้ำซุปเปอร์เย็นมักจะเป็นที่ถกเถียงกันอยู่เสมอ แต่ Kringle อธิบายความประหลาดใจของเธอว่าแบบจำลองภูมิทัศน์พลังงานที่มีศักยภาพจะพอดีกับข้อมูลของพวกเขาได้ดีเพียงใด โดยกล่าวว่า “แม้ว่าจะไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงระหว่างลวดลายเชิงโครงสร้างสองแบบส่งผลอย่างไร การผ่อนคลายแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล” ความแน่นอนเกิดขึ้นได้ยากที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C แต่งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างพลวัตของน้ำกับโครงสร้างที่ผิดปกติของน้ำ
ไวต่อรูปร่างสูง
ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยจึงสามารถเชื่อมโยงรูปร่างของอนุภาคกับลักษณะการกระเจิงด้วยแสงของพวกมันได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความถี่ของแสงที่กระจายอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดโดยอนุภาคฝุ่น – ความยาวคลื่นเรโซแนนซ์ – มีความไวสูงต่อรูปร่างของอนุภาค Goguen กล่าว “สำหรับรูปร่างเม็ดฝุ่นบนดวงจันทร์ ความยาวคลื่นเรโซแนนซ์จะเล็กกว่าทรงกลมที่มีขนาดเท่ากัน 20%” เขากล่าวกับPhysics World “รูปร่างของฝุ่นบนดวงจันทร์ยังกระจายแสงไปข้างหน้าเล็กน้อย (ไปทางทิศทางการแพร่กระจาย) มากกว่าเม็ดทรงกลม”
นักวิจัยซึ่งมีรายละเอียดงานของพวกเขาในIEEE Geoscience และ Remote Sensing Letters ตอน นี้กำลังวางแผนที่จะศึกษารูปร่างและขนาดของอนุภาคบนดวงจันทร์ที่กว้างขึ้น รวมถึงบางส่วนที่เป็นตัวแทนของที่ราบสูงบนดวงจันทร์ที่ไปเยือนระหว่างภารกิจ Apollo 14
Locked-in syndrome ซึ่งเป็นโรคทางระบบประสาทที่ทำให้เกิดอัมพาตโดยสมบูรณ์ของกล้ามเนื้อโดยสมัครใจเกือบทั้งหมด ทำให้ประมาณ 1 ใน 100,000 คนไม่สามารถสื่อสารได้ตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้เครื่องมือสร้างภาพการทำงานของสมองเชิงคำนวณและซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ นักวิจัยได้เปิดทางให้ผู้เข้าร่วมที่เป็นอัมพาตสามารถสื่อสารได้อีกครั้ง
วิธีหนึ่งในการสื่อสารโดยใช้คอมพิวเตอร์เป็นสื่อกลางใช้ “เครื่องสะกดจิต” แบบกะพริบ ซึ่งผู้เข้าร่วมจะดูหน้าจอด้วยแป้นพิมพ์ตัวอักษรกะพริบด้วยความเร็วต่างกัน การมุ่งความสนใจไปที่จดหมายฉบับหนึ่งจะสร้างการตอบสนองของระบบประสาทในเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นได้ซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของการกะพริบ และโดยการวัดการตอบสนองนี้โดยใช้คลื่นไฟฟ้าสมอง เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
