محققان دانشگاه صنعتی وین موفق شده اند با استفاده از امواج نور، امکان نامرئی نمودن اجسام را میسر سازند. این محققان یک الگوی موج تطبیقی را به ماده تابانده و بدین طریق باعث شده اند تا امواج نور از ماده عبور کرده و در نتیجه آن ماده از دید مخفی گردد. ممکن است بتوان از این روش برای ساختِ ردایی نامرئی استفاده کرد. گذشته از این حتی امکان کارکرد مشابه آن بر روی امواج صوت نیز وجود دارد.

گویا آی تی – همانگونه که احتمالاً می دانید ما به واسطه ی امواج نور و برخورد آن به اجسام و بازتابش به شبکیه ی چشم است که می توانیم ببینیم. محققان از طریق همین خاصیت نور و چشم است که توانسته اند اجسام را نامرئی یا به عبارت بهتر غیرقابل دیدن سازند. در صورتی که مسیر نور خمیده شود و از کنار اجسام بگذرد در این صورت امکان مشاهده ی آن جسم وجود نخواهد داشت. اما این روش تنها در مورد اجسام کوچک کاربرد دارد. علاوه بر این چنین روشی ممکن است باعث شود تا مصنوعات بصری ای همانند سوسو زدن نور ایجاد شود.

در تحقیقات اخیر دانشگاه وین از تغییر مسیر امواج نور استفاده نشده است. آندره براندستر یکی از نویسندگان همکار در این تحقیق می گوید که مقصود از این تحقیق این نبوده است که مسیر امواج نور عوض شده و یا با استفاده از نمایش های اضافی بازسازی شود. هدف اصلی در تحقیق دانشگاه وین این بوده است تا نور اصلی را از میان شئ عبور دهند به گونه ای که گویا اصلاً شئ وجود نداشته است. این کار اگرچه در ابتدا اندکی عجیب به نظر می رسد اما با استفاده از تکنولوژی موج خاص و یا موادی ویژه این امکان وجود دارد.

این تیم تحقیقاتی بر روی موادی کار کرده است که در شرایط معمولی نور را جذب کرده و در نتیجه مات به نظر می رسند. این مواد دارای خاصیتی هستند که در نتیجه ی این خاصیت پس از وارد شدن انرژی به آن مواد می درخشند و در صورت کنترل این درخشش امکان عبور امواج از آن ها میسر می گردد.

یکی دیگر از نویسندگان این تحقیق، با نام کنستانتینوس مارکیس می گوید که نکته ی مهم در این تحقیق این است که انرژی به طریقی منتقل شود که نور بتواند در برخی نقاط هدف به خوبی تقویت شده و در دیگر نقاط امکان جذب آن توسط ماده وجود داشته باشد. الگوی تابش پرتو به ماده برای دستیابی به این هدف از اهمیت زیادی برخوردار است. برای این منظور از یک ویدئو پروژکتور استاندارد با رزولوشنی بالاتر از حد معمول استفاده می شود.

به علت وجود بی نظمی های ماده، نور از سطح یک جسم پراکنده می شود. این نکته از این بابت دارای اهمیت است که برای عبور نور از ماده و در نتیجه نامرئی ساختن جسم، الگوی پرتوی تابانده شده به آن باید در تناسب با الگوی ماده باشد تا بدین طریق پراکنده شدن نور متوقف شود.

استفان روتر از همکاران این تحقیق در این خصوص می گوید که از نظر ریاضیاتی نمی توان به راحتی گفت که آیا یافتن الگوی تابش متناسب با ماده امکان پذیر است یا خیر. اطلاع از جزئیات میکروسکوپی فرایند پراکنده کردن نور توسط جسم برای اطلاع از الگوی  مناسب تابش پرتو لازم است. در روش ابداع شده توسط دانشگاه وین امکان محاسبه ی الگوی درست برای میزان پراکندگی نور در مواد مختلف میسر شده است.

این تکنیک در حال حاضر تنها در شبیه سازی های کامپیوتری مورد استفاده قرار گرفته است اما مرحله ی بعدی، امتحان این روش در آزمایش های عملی می باشد. همان طور که گفته شد امکان آزمایش این روش به همین شیوه بر روی امواج صوتی نیز وجود دارد. این تحقیق در مجله ی Sciences and Applications منتشر شده است.

بسیاری از مردم، اغلب این اشتباهات را” تصورات غلط فیزیک” می نامند، من فکر نمی کنم که این اصطلاح نادرست باشد، اما به نظرم کمی گمراه کننده است. بله، ممکن است دانشجویان ایده های اشتباهی داشته باشند، اما نمی توان آنها را مطلقا اشتباه درنظر گرفت.تمام این اشتباهات که دانشجویان در فیزیک دارند براساس اجزایی از درک و فهم است. اگر دانشجویان ایده هایی داشته باشند که به هیچ طریقی معنی نداشته باشد، این ایده ها را می توان غلط پنداشت.بنابراین در اینجا به برخی از بزرگترین ایده هایی می پردازیم که ممکن است مشکلاتی را در ترم اول فیزیک ایجاد کند.

گویا آی تی – بسیاری از مردم، اغلب این اشتباهات را” تصورات غلط فیزیک” می نامند، من فکر نمی کنم که این اصطلاح نادرست باشد، اما به نظرم کمی گمراه کننده است. بله، ممکن است دانشجویان ایده های اشتباهی داشته باشند، اما نمی توان آنها را مطلقا اشتباه درنظر گرفت.تمام این اشتباهات که دانشجویان در فیزیک دارند براساس اجزایی از درک و فهم است. اگر دانشجویان ایده هایی داشته باشند که به هیچ طریقی معنی نداشته باشد، این ایده ها را می توان غلط پنداشت.بنابراین در اینجا به برخی از بزرگترین ایده هایی می پردازیم که ممکن است مشکلاتی را در ترم اول فیزیک ایجاد کند.

نیروی خالص حرکت را تغییر می دهد

هنگامی که یک نیروی ثابت به جسمی وارد می کنید، چه اتفاقی می افتد؟
پاسخ بسیار رایج دانشجویان این است که وارد کردن یک نیروی ثابت به شی، آن را با سرعت ثابتی به حرکت در می آورد، البته که این پاسخ اشتباه است، اما به نوعی معنی دار نیز هست.
تصور کنید که در منزل هستید و قصد دارید مبل را تکان دهید. مبلتان از نوع مبل های تختی است که هیچ کس تابحال به فکر تکان دادن آن نیز نیفتاده است، بنابراین شما تنها به آن فشار وارد می کنید و در طول اتاق آن را می کشید.
اگر می خواهید آن را با سرعت حداکثری تکان دهید، باید نیروی بیشتری به آن وارد کنید. این هل دادن فقط یک نیروی بیشتر است، فشار دادن شما باعث می شود که مبل سریعتر حرکت کند. در واقع نیروی بیشتر مساوی با سرعت بیشتر است.
اما این درست نیست. دو مشکل در این مثال وجود دارد. اول، فشار شما تنها نیروی وارد بر مبل نیست. نیروی گرانش نیز وارد می شود که نسبتا کم است. اما یک نیروی مهم دیگر نیز وجود دارد ، ان هم نیروی اصطکاک است. این نیرو مخالف فشار وارد می شود و به گونه ای است که در اغلب موارد نیروی کل تقریبا برابر با صفر می شود.
نیروی خالص صفر به این معناست که سرعت تغییر نمی کند اما از آنجایی که شما تنها به نیروی هل دادن فکر می کنید، اینطور به نظر می رسد که این نیرو باعث حرکت مبل با سرعت ثابت می شود.
موضوع دوم دررابطه با تغییر سرعت است. نیروی اصطکاک صرف نظر از سرعت حرکت مبل ، تقریبا ثابت است.
اگر شما نیروی بیشتری به مبل وارد کنید، نیروی خالص دیگر برابر با صفر نیست و مبل با سرعت بیشتری حرکت می کند. مشکل اینجاست که طی یک فاصله ی کوتاه، برای انسان تشخیص تغییر سرعت و سرعت بالا مشکل است.
به طور کلی، انسانها برای تشخیص حرکت، تکامل یافته اند، هرگونه حرکتی.. و ایده ی اصلی شان این است که اگر چیزی تکان بخورد، شاید بتوانیم آن را بخوریم!
افزودن بردار با افزودن اسکالر تفاوت دارد
از نظر فنی این مشکل ارتباطی با فیزیک ندارد، در واقع یک مشکل ریاضی است. با این حال، بردارها در فیزیک مقدماتی به قدری اهمیت دارند که اگر از آنها به درستی استفاده نکنید، با مشکل مواجه خواهید شد.
در اینجا به بررسی سریع بردارها می پردازیم. و مثالی را ارائه می دهیم که مشکل مردم را نشان دهد.
بسیاری از طبقه ها دارای کاشی های مربعی هستند. در ساختمان ما، کاشی ها به صورت مربع های ۱۲ اینچی و بری اندازه گیری تقریبی مسافت مناسب هستند.
بنابراین فرض کنید که من به اندازه ی ۳ مربع و بعد ۲ مربع جابجا شوم. چه مسافتی را طی کردم؟ شما نیز می توانید این کار را انجام دهید. آیا پاسخی پیدا کردید؟ آیا به اندازه ی ۵ مربع جابجا شده اید؟
البته اکثرا این پاسخ را می دهند. اما شما هم چنین می توانید به اندازه ی مسافت ۱ مربع جابجا شوید.
بله، اگر شما سه مربع به جلو بروید، و آنگاه دو مربع به عقب برگردید، آنگاه در واقع یک مربع یک مربع از مبدا فاصله گرفته اید.
حالا اگر سه مربع حرکت کنید و سپس ۹۰ درجه بچرخید و دو مربع دیگر حرکت کنید، چقدر مسافت طی کرده اید؟ ممکن است در یک متری یا ۵ متری مبدا باشید.
دلیل اینهمه پاسخ های گوناگون برای مسافت کلی این است که جابجایی یک بردار است. این بدان معناست که در هر حرکتی نه تنها فاصله، بلکه جهت نیز حائز اهمیت است.
جابجایی یک بردار است و و شما باید مسافت ها را به عنوان بردار به هم اضافه کنید. البته نیرو ، سرعت و شتاب نیز یک بردار هستند.

تغییر در انرژی، مهم تر از انرژی است

آیا این دومین ایده ای است که به تغییر بستگی دارد؟ بله، تغییرات اهمیت زیادی در فیزیک دارند. در این مورد، ایده ی اصلی در ارتباط با اصل انرژی-کار است.
براساس این اصل، کار انجام شده برروی یک سیستم, برابر با تغییر کل مقدار انرژی است. کار محصول نیرو و جابجایی است، اما در اینجا می خواهم درباره ی انرژی صحبت کنم.
در اینجا نیز با یک مثال شروع می کنم. فرض کنید که یک توپ یک کیلو گرمی دارید و ان را ۲ متر بالاتر از کف نگه می دارید. اگر آن را رها کنید، سرعت آن هنگامی که یک متر بالاتر از سطح زمین قرار دارد، چقدر است؟
روش رایج حل این مسئله این است که ابتدا انرژی پتانسیل گرانشی را محاسبه کنیم.
ممکن است این راه حل خوبی به نظر برسد،( و واقعا هم می توانید نتیجه ی درستی از این طریق بگیرید.) اما انرژی پتانسیل گرانشی اهمیتی ندارد.
تنها تغییر انرژی پتانسیل گرانشی است که اهمیت دارد. تعاریفی که برای انرژی پتانسیل گرانشی ارائه شده است را در نظر بگیرید:U= mgy که در آن m جرم، g میدان گرانشی و y ارتفاع عمودی است.
اما مقدار y را چگونه بدست آوریم؟ با توجه به کف؟ درواقع کف مهم نیست. شما می توانید مکان y را به هرجا که می توانید تغییر دهید، چراکه مکان آن اهمیتی ندارد.
چیزی که در واقع مهم است تغییر در انرژی پتانسیل گرانشی است، همانطور که در اصل کار-انرژی نشان داده شده است.

نمودار، تصویر نیست

بله، همه می دانیم که گراف، یک تصویر نیست، اما این این مسئله است. نگاهی بیاندازیم به نمودار مکان-زمان برای حرکت برخی اشیا. نکته: این نمودار در واقع یک برنامه ی پایتون است، چراکه گاهی محاسبه کردن چیزی، از به تصویر کشیدن ان آسان تر است.
اگر بخواهید حرکت این شی را توصیف کنید، چه می گویید؟ پاسخ رایج این است که این حرکت ماشین است که سرعت می گیرد، با سرعت ثابت حرکت می کند، و آنگاه از سرعتش می کاهد.
پاسخ احتمالی دیگر این است که این نمودار ماشینی است که از تپه ای بالا می رود، و آنگاه پایین می آید( این پاسخ نیز اشتباه است.)
بهترین راه توصیف نمودار، در نظر گرفتن آن به عنوان مجموعه نقاط است.اولین نقطه t=0 و x=1 است که مکان اشیا در اولین لحظه را نشان می دهد. کمی بعد، موقعیت x افزایش می یابد، و مقدار افزایش برابر با بخش اول نمودار است.
این بدان معناست که جسم با سرعت ثابت حرکت می کند. در قسمت بالایی نمودار، موقعیت x تغییر نمی کند، و مقدار شتاب برابر صفر است.
در نهایت، مکان x شروع به کاهش می کند و شتاب در جهت x منفی می شود.
اجازه ندهید ذهنتان شما را متقاعد کند که گراف یک تصویر است، در عوض برروی نکات آن تمرکز کنید.
این نکات تنها برخی از اشتباهات رایج بود که در فیزیک مقدماتی مشاهده کردم، به یاد داشته باشید مرتکب این چنین اشتباهات شدن، بسیار رایج است.
اما ادامه دادن به این اشتباهات، خطا محسوب می شود. اشتباه کردن، در واقع بخش جدایی ناپذیر یادگیری محسوب می شود و تمرین نیز به این یادگیری کمک شایانی می کند.

برای اولین بار، دانشمندان نور را ذخیره کردند(اطلاعات را همچون امواج صوتی روی یک تراشه کامپیوتری قرار دادند) چیزی شبیه به نگه داشتن و جداکردن برق از رعد و برق. محاسبات آینده به ذخیره سازی نور بستگی دارد.

گویا آی تی – درحالی که ممکن است کمی عجیب و غریب باشد، اگر بخواهیم برای همیشه از رایانه های فعلی ناکارآمد، به رایانه های نوری که اطلاعات را با سرعت نور جابجا می کنند، تغییر دهیم، این تبدیل بسیار حیاتی است.
رایانه های فوتونی یا نوری ۲۰ برابر سریعتر از لپتاب شما هستند و داده ها را به صورت فوتون به جای الکترون انتقال می دهند و نتیجه آن اینست که برخلاف دستگاه های موجود، هیچ حرارت و هدر رفت انرژی ندارند.
در این نظریه علیرغم اینکه شرکت های اینتل و IMB محاسبات نوری را دنبال میکنند، جابجایی داده ها آسانتر از قبل انجام خواهد شد.
تبدیل اطلاعات به فوتون ها به اندازه ی کافی آسان است، همانطور که تاکنون این کار را با ارسال از طریق فیبر نوری انجام میدادیم.
اما پیدا کردن راهی برای تراشه کامپیوتری که بتواند اطلاعات را بازیابی و پردازش کند تا در فوتون ها ذخیره شود، چیزی که نور را جذاب میکند سخت بود؛ این موضوع برای استفاده میکروچیپ های موجود بسیار سریع بود.
به همین دلیل است که اطلاعات نوری که از طریق کابل های اینترنت ارسال میشوند، درحال حاضر به الکترون هایی با سرعت کم تبدیل میشوند. اما یک جایگزین بهتر میتواند سرعت نور را کاهش دهد و آنرا به صوت تبدیل کند و این دقیقا همان چیزی است که محققان دانشگاه سیدنی استرالیا موفق به انجام آن شدند.
بیرگیت استیلر،سرپرست پروژه، میگوید: اطلاعات تراشه ما به صورت صوتی با سرعت ۵ مرتبه کمتر از دامنه نوری حرکت می کند.
این دقیقا مانند تفاوت بین برق و غرش رعد و برق است.
این به این معنی است که کامپیوتر(نوری) میتواند مزایایی شامل سرعت بالا، حذف حرارت ناشی از مقاومت الکتریکی و عدم دخالت اثرات اشعه های الکترومغناطیسی از داده های ارسالی داشته باشد، اما باید بتوان به اندازه ی کافی سرعت را کاهش داد تا تراشه بتوانند کار مفیدی را با آن انجام دهند.
مورتیز مرکلاین،یکی از اعضای تیم تحقیقاتی،نیز میگوید: برای عرضه تجاری رایانه های نوری، سرعت داده های فوتونی بر روی تراشه باید کاهش یابد تا بتوان آنها را پردازش، ذخیره و به آن ها دسترسی پیدا کرد.
بنجامین اگلتِن،دیگر عضو این تیم،اضافه کرد: در زمینه اطلاعات نوری که در تمام نسل سیستم های ارتباطی نوری فعلی و آینده پردازش میشوند، گامی مهم و رو به جلو بود.
این تیم، عملیات را با توسعه یک سیستم حافظه ای که به درستی امواج را میان نور و صوت به میکروتراشه های فوتونی(نوعی تراشه در رایانه های نوری) منتقل می کند، انجام داد.
شما میتوانید در انیمیشن زیر نحوه کار را مشاهده کنید:
{انیمیشن}
ابتدا اطلاعات فوتونی به عنوان پالسی از نور(زرد) وارد تراشه می شوند، جایی که با پالس write(آبی)-تولید شده توسط یک موج صوتی که اطلاعات را ذخیره کرده است تولید میشود.
پالس دیگری از نور به نام پالس read(آبی)، به این داده های صوتی دسترسی پیدا و به صورت نور(زرد) منتقل میکند.
درحالی که نور از طریق تراشه در عرض ۲تا۳ نانوثانیه عبور میکند، و همانند موج صوتی ذخیره میشوند، اطلاعات تا ۱۰ نانوثانیه در تراشه میتوانند باقی بماند و این زمان به اندازه کافی برای بازیابی و پردازش اطلاعات توسط تراشه کافی است.
حقیقت اینجاست که این تیم توانسته نور را به امواج صوتی که نه تنها سرعت آنرا کاهش داد بلکه بازیابی اطلاعات دقیقتر شد، تبدیل کند؛ و سیستم برخلاف تلاش های قبلی توانست برای پهنای باند گسترده تری کار کند.
مرکلین میگوید: ایجاد یک دیواره صوتی در تراشه، توانایی ما را برای کنترل اطلاعات تا چندین مرتبه ارتقا داد.
و استیلر اظهار کرد:سیستم ما به پهنای باند محدود نیست. بنابراین برخلاف سیستم های گذشته، این اجازه را به ما میدهد تا اطلاعات را در چند طول موج به صورت همزمان بازیابی و ذخیره کنیم و این فعالیت به شدت در افزایش کارایی دستگاه موثر است.

گوگل در هند یک اپلیکیشن پرداخت موبایلی تولید کرده است که برای انتقال وجه از تایید فراصوتی استفاده می‌کند.

گویا آی تی – مدتی پس از انتشار شایعاتی در رابطه با این اپلیکیشن، بالاخره گوگل این برنامه کاربردی را با نام Tez در سرویس گوگل پلی در هند منتشر کرد.

این اپلیکیشن یک برنامه رایگان است که به حساب‌های بانکی کاربران متصل شده و امکان خرید حضوری و آنلاین و جابجایی وجوه را به شیوه امن فراهم می‌کند.

نکته جالب توجه در رابطه با این اپلیکیشن استفاده از امواج فراصوت برای تایید انتقال وجه است است که کاربر را از استفاده از فناوری NFC بی‌نیاز می‌کند.

برای انتقال وجه در این روش کافی است گوشی‌های هوشمند دو فردی که قرار است انتقال وجه بین آنها انجام شود در نزدیکی هم بوده و Tez در هر دو گوشی نصب شده باشد تا با انتقال امواج فراصوت این انتقال صورت بگیرد.

این فناوری همانند QR کدهای تصویری عمل می‌کند با این تفاوت که این بار به جای تصویر از پردازش امواج فراصوت استفاده می‌شود و عملا یک QR صوتی این کار را انجام خواهد داد.

گوگل نسخه اندرویدی و iOS این برنامه را که به رابط انتقال وجه بانکی(UPI) متصل شده در اختیار کاربران قرار داده است.

استفاده از این اپلیکیشن رایگان است و گوگل هیچ هزینه‌ای از کاربران برای انجام تراکنش دریافت نمی‌کند.

در حال حاضر محدودیت‌هایی برای تعداد تراکنش‌ها و مبلغ پول به صورت روزانه قرار داده شده است و کاربران در روز می‌توانند ۲۰ تراکنش تا سقف ۱۰۰ هزار روپیه داشته باشند.

گوگل پیش از این از QR صوتی برای برقراری ارتباط بین وسایل هوشمند استفاده کرده بود اما این اولین بار است که از این فناوری برای انتقال وجه استفاده می‌شود.

نکته قابل توجه دیگر در رابطه با این فناوری استفاده از امواج فراصوت است که نسبت به دیگر فناوری‌های ارتباطی مانند بلوتوث و یا QR تصویری پیچیدگی کمتری داشته و سریع‌تر نیز هست.

این اپلیکیشن در هند راه‌اندازی شده است اما گوگل نام آن را به عنوان یک برند تجاری در فیلیپین و اندونزی نیز ثبت کرده است تا هر چه سریع‌تر استفاده از آن را در دیگر کشورهای آسیایی گسترش دهد.

تخمین زده می‌شود در هند حدود ۳۰۰ میلیون گوشی هوشمند وجود داشته باشد که این کشور تبدیل به یک بازار گسترده برای فناوری‌های موبایلی کرده است.

یک گروه متشکل از دانشمندان کشورهای مختلف جهان، تحت رهبری دانشگاه آمستردام موفق شدند تا نورونی را کشف کنند که عملکرد آن مشابه جی پی اس است.

گویا آی تی – شاید شما هم متوجه شده باشید که حین رفتن به منزل، محل کار، دانشگاه و به طور کلی هر مسیر آشنای دیگری، معمولاً تلاشی برای یافتن مسیر نمی کنید و تقریباً به صورت ناخودآگاه مسیر منتهی به مقصد خود را طی می کنید. مسیریابی در مغز در منطقه ای در هیپوکامپوس مغز و در لوب تمپورال انجام می شود.

نتیجه ی تحقیقات جدید نشان می دهد که این کم و زیاد شدن فعالیت الکتریکی سلول های مکانی هیپوکامپوس است که باعث کارکرد دقیق مسیریابی و ناوبری مغز می شود. نتیجه ی این تحقیقات، پس از آزمایش بر روی حیوانات آزمایشگاهی و رمزگشایی از فعالیت الکتریکی مغز این حیوانات، در حین حل معمای مسیریابی به دست آمد. محققان در این آزمایش ها از ابزارهای بسیار پیشرفته ای برای سنجش فعالیت نورون های هیپوکامپوس، لوب تمپورال (یا همان قشر پریرهینال) و دو منطقه ی حسی دیگر استفاده کردند.

نتیجه ی تحقیقاتی که به آن اشاره کردیم، نشان می دهد که به هنگام حل معمای مسیریابی توسط حیوانات آزمایشگاهی، تفاوت بسیاری بین فعالیت لوب تمپورال مغز و قسمت های دیگر آن وجود دارد. سلول های مربوط به مسیریابی که در این ناحیه از مغز قرار دارند و طی تحقیقات اخیر کشف شده اند، neighbourhood cell نام گذاری شده اند. این سلول های عصبی (نورون ها) به مغز این توانایی را می دهند تا تفاوت بین مکان های مختلف را درک کند.

این تحقیق برای نخستین بار توانست شیوه ی رمزگذاری مغز برای اطلاعات وسیع جغرافیایی را کشف کند و انتظار می رود که این کشف تازه، در درمان برخی از اختلالات حافظه مفید واقع شود.

نشریه ی Nature Communications نتیجه ی این تحقیق را منتشر نموده است.