หากคุณเป็นคนส่วนน้อยที่มีตำแหน่งงานว่า “นักฟิสิกส์อนุภาค” มีโอกาสที่คุณจะเคยไปอย่างน้อยหนึ่งครั้งในอาชีพการงานของคุณ เพื่อช่วยสร้างเครื่องตรวจจับ วิเคราะห์ข้อมูลการชน หรือรำพึงในโรงอาหาร ความสมมาตรยิ่งยวด (หรือการไม่มีความสมมาตรที่ชัดเจน) แต่สำหรับส่วนอื่นๆ ของโลก การไปที่ห้องทดลองเจนีวาไม่ได้อยู่ในวาระการประชุม ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์
ในลอนดอน
ในสัปดาห์นี้จึง เปิดตัวนิทรรศการใหม่ขนาดใหญ่ที่อุทิศให้ของ นิทรรศการ “ผสมผสานโรงละคร วิดีโอ และเสียงเข้ากับสิ่งประดิษฐ์จริงจาก” ซึ่งผู้จัดงานกล่าวว่า “จำลองการเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของอนุภาคที่มีชื่อเสียง” หากคุณยังไปลอนดอนไม่ได้ วิดีโอด้านล่างจากพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์
จะทำให้คุณได้สัมผัสกับสิ่งที่คุณจะได้เห็นและเหตุผลที่นิทรรศการนี้ถูกสร้างขึ้น ที่จริงแล้วจัดแสดงอยู่ในนิทรรศการด้วย หากคุณดูภาพด้านบนอย่างระมัดระวัง คุณจะเห็นป้ายประกาศจำลองติดอยู่ที่ผนังของอุโมงค์ ทางด้านขวา พร้อมบทความจากนิตยสารฉบับเดือนธันวาคม 2009เกี่ยวกับเหตุการณ์ที่ชิ้นส่วน
ขนมปังบาแกตลึกลับถูกปิดชั่วคราว ทำให้เครื่องหยุดทำงาน (มองให้ใกล้ยิ่งขึ้นและคุณจะเห็นรายการสั้น ๆ ในหน้าเดียวกันเกี่ยวกับเวลาที่เราคิดว่าเราเห็น ในหยดน้ำ แต่นั่นก็เป็นอีกเรื่องหนึ่งโดยสิ้นเชิง) สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างที่เราพบคือโพสต์บล็อก เกี่ยวกับเอกสารอินเตอร์เฟอโรเมทรีระดับโมเลกุล
ที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสารฟิสิกส์เคมีฟิสิกส์เคมี และคณะของเขาที่มหาวิทยาลัยเวียนนาในออสเตรียได้สังเกตพฤติกรรมคล้ายคลื่นของโมเลกุลขนาดยักษ์ที่ประกอบขึ้นจากอะตอมกว่า 800 อะตอม ซึ่งทำลายสถิติการทดลองรบกวนระดับโมเลกุลของตัวเองก่อนหน้านี้ ลองดูงานวิจัยก่อนหน้านี้ของพวกเขา
ที่เรา ครอบคลุมที่พวกเขาทำการทดลองการแทรกแซงของโมเลกุลโดยใช้ไดอะตอมเป็นตะแกรง ! งานปัจจุบันยังได้รับความสนใจจากนักฟิสิกส์และบล็อกเกอร์ ซึ่งเขียนเกี่ยวกับสาเหตุที่งานนี้น่าประทับใจ
สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างที่เราพบคือโพสต์บล็อก เกี่ยวกับเอกสารอินเตอร์เฟอโรเมทรีระดับโมเลกุล
ที่ตีพิมพ์
เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสารฟิสิกส์เคมีฟิสิกส์เคมี tและคณะของเขาที่มหาวิทยาลัยเวียนนาในออสเตรียได้สังเกตพฤติกรรมคล้ายคลื่นของโมเลกุลขนาดยักษ์ที่ประกอบขึ้นจากอะตอมกว่า 800 อะตอม ซึ่งทำลายสถิติการทดลองรบกวนระดับโมเลกุลของตัวเองก่อนหน้านี้ ลองดูงานวิจัยก่อนหน้านี้ของพวกเขา
ที่เรา ครอบคลุมที่พวกเขาทำการทดลองการแทรกแซงของโมเลกุลโดยใช้ไดอะตอมเป็นตะแกรง ! งานปัจจุบันยังได้รับความสนใจจากนักฟิสิกส์และบล็อกเกอร์ซึ่งเขียนเกี่ยวกับสาเหตุที่งานนี้น่าประทับใจ
ไอน์สไตน์ตระหนักว่าอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ไมครอน หรืออีกนัยหนึ่งคือมีขนาดใหญ่พอ
ที่จะมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะให้ “แว่นขยาย” เข้าสู่โลกของอะตอม มันจะเป็นเหมือนอะตอมที่คุณมองเห็นได้ และพฤติกรรมที่คุณสามารถเปรียบเทียบได้โดยตรงกับทฤษฎีจลนศาสตร์ เพื่อตัดสินใจทันทีว่าแนวคิดของ Boltzmann เห็นด้วยกับความเป็นจริงหรือไม่
ไอน์สไตน์ทำนายว่า เช่นเดียวกับโมเลกุลในสารละลาย อนุภาคสีน้ำตาลดังกล่าวจะฟุ้งกระจายตามสมการง่ายๆ: D = √[( k B T /6πη R ) t ] โดยที่Dคือการกระจัด (ในทางเทคนิคแล้วรากหมายถึงการกระจัดกำลังสอง ) ของอนุภาคTคืออุณหภูมิηคือความหนืดของของเหลวRคือขนาดของอนุภาค
และtคือเวลา สมการนี้บอกเป็นนัยว่าอนุภาคขนาดใหญ่จะกระจายอย่างค่อยเป็นค่อยไปมากกว่าโมเลกุล ทำให้วัดค่าได้ง่ายยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ไม่เหมือนอนุภาคลูกบิลเลียด เช่น ลูกบิลเลียด การกระจัดของอนุภาคบราวเนียนจะไม่เพิ่มขึ้นเชิงเส้นตรงตามเวลา แต่ขึ้นกับรากที่สองของเวลา (รูปที่ 1)
มีความพยายามในการวัดความเร็วของอนุภาคบราวเนียนแล้ว แต่พวกมันให้ผลลัพธ์ที่ไร้สาระ: ยิ่งใช้เวลาในการวัดสั้นเท่าใด ความเร็วปรากฏก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้เสนอว่าหากคุณสามารถวัดความเร็วในช่วงเวลาสั้นมาก (น้อยนิด) คุณจะได้ความเร็วที่เข้าใกล้อนันต์ แต่ถ้ารากเหง้าของไอน์สไตน์ถูกต้อง
ความลึกลับ
ก็อธิบายได้ เพราะคุณไม่สามารถวัดความเร็วของอนุภาคบราวเนียนได้ง่ายๆ ด้วยการนำระยะทางมาหารด้วยเวลา ผู้ทดลองตวงปริมาณผิด! ต้องขอบคุณการวิเคราะห์ที่บุกเบิกของไอน์สไตน์ ตอนนี้ขั้นตอนทางคณิตศาสตร์ได้ถูกกำหนดไว้แล้ว และถึงเวลาแล้วที่ใครสักคนจะต้องลงมือทดลองอย่างจริงจัง
ผู้พิสูจน์ว่าอะตอมมีจริงฌอง แปร์ริน นักเคมีกายภาพที่ทำงานที่ซอร์บอนน์ในปารีส มีความเชื่อเรื่องอะตอมเช่นเดียวกับไอน์สไตน์ และมันคือการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์เกี่ยวกับอนุภาคบราวเนียนที่ยืนยันทฤษฎีของไอน์สไตน์และปิดผนึกความเป็นจริงของธรรมชาติของสสารที่ไม่ต่อเนื่อง
และเป็นปรมาณู การศึกษาเหล่านี้เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2451 เมื่อเพอร์รินและทีมนักศึกษาวิจัยของเขาได้เริ่มทำการทดลองชุดหนึ่งอย่างละเอียดถี่ถ้วน น่าเศร้าที่ทีมหลายคนเสียชีวิตในอีกไม่กี่ปีต่อมาในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งงานแรกของพวกเขาคือการหาสารแขวนลอยของอนุภาคบราวเนียน
ที่แต่ละอนุภาคมีขนาดใกล้เคียงกันที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากอัตราการแพร่ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค และมีขนาดที่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ นี่ไม่ใช่ความสำเร็จสำหรับอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งในพันของมิลลิเมตร เริ่มจากกิโลกรัมของสารแขวนลอย “แกมโบจ” ซึ่งเป็นสารสกัดจากหมากฝรั่ง
ที่สร้างอนุภาคทรงกลมเมื่อละลายในน้ำ ในที่สุดทีมก็สามารถผลิตอนุภาคที่ใช้งานได้เพียงไม่กี่กรัม
การใช้กล้องจุลทรรศน์ Perrin แสดงให้เห็นว่าเมื่ออนุภาคเหล่านี้กระจายตัวในน้ำ พวกมันก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศภายใต้แรงโน้มถ่วง เนื่องจากความเข้มข้นของอนุภาคลดลงแบบทวีคูณตามความสูง
แนะนำ 666slotclub / hob66