دانه‌های برف از اشکال گوناگونی برخوردارند اما مشاهده تفاوت آنها با چشم غیر مسلح ممکن نیست، از این رو یک دانشمند آمریکایی با تجهیزات و علاقه خود به دانه‌های برف، پیچیدگی مولکول‌های آب سازنده این دانه‌های سفید را به نمایش گذاشته است.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، کنت لیبرچت، استاد فیزیک موسسه فناوری کالیفرنیا از سال 1997 به بررسی و مطالعه دانه‌های برف، الگوهای یخ، رشد بلور و سازه‌های یخی مشغول بوده است.
این دانشمند 53 ساله با استفاده از یک میکروسکوپ تصویربردار خاص موسوم به SnowMaster 9000 به مناطق با دمای زیر صفر درجه رفته و با گرفتن دانه‌های برف، پیش از ذوب شدن آنها از این اشکال زیبا عکس گرفته است.
لیبرچت با قرار دادن این دانه‌های برف در زیر میکروسکوپ با نورهای رنگی آنها را روشن کرده و تصاویر آنها را ثبت می‌کند.
این تصاویر به نمایش بلورهای واقعی برف که در اونتاریوی شمالی، آلاسکا، ورمونت، شبه‌جزیره بالای میشیگان و کوههای سیرا نوادا در کالیفرنیا باریده‌اند، می‌پردازند.
این استاد دانشگاه اولین بار با کشف اینکه هیچ تصویر جالبی از دانه‌های برف برای نوشتن کتاب در مورد این اجسام زیبا وجود نداشته، برای ثبت عکس آنها الهام گرفت.
البته در این مسیر چالش‌هایی وجود داشته از آن جمله اینکه بلورهای یخ بسیار کوچک هستند و از این رو استفاده از شیوه‌های مرسوم تصویربرداری ماکرو برای آنها کارساز نیست.
همچنین تجهیزات تصویربرداری از این اجسام ریز باید از نیروی کافی برای کاردر فضای خارجی برخوردار باشد و بتواند سرمای زیر صفر درجه را تحمل کند. همچنین به گفته لیبرچت، برای یک تصویر دلخواه باید تصاویر بسیار زیادی را ثبت کرد.
درحالیکه دانشمندان در مورد طبقه‌بندی دانه‌های برف اختلاف نظر دارند، لیبرچت 35 گونه ساختار مختلف را شناسایی کرده است.
این ساختارها شامل دندریتهای ستاره ای بوده که به بلورهای بشقاب مانند با شاخه و شاخه‌های جانبی و قطر دو تا چهار میلیمتر اطلاق می‌شود.
بشقابهای ستاره‌ای یا دانه برف عادی، بلورهای بشقاب مانند نازک با شش بازوی عریض هستند که یک شکل ستاره مانند را ایجاد کرده و در دماهای نزدیک به منفی 2 یا منفی 15 درجه سانتیگراد شکل می‌گیرند.
گونه‌های دیگر مانند دندریتهای ستاره‌ای سرخس مانند که بزرگترین بلور برف محسوب می‌شوند، معمولا از قطر پنج میلیمتر یا بیشتر برخوردارند.
لیبرچت با ساخت میکروسکوپ مخصوص خود که با یک دوربین دیجیتال نیکون D1X ترکیب شده و در یک محفظه گرم قرار گرفته، توانسته نتایج مطلوبی را به دست بیاورد.
این تصاویر خارق‌العاده به این استاد فیزیک اجازه داده تا بررسی‌های بیشتری در حوزه ساختارهای بلور داشته و آنها را برای صنایع تولیدی اعمال کند.
لیبرچت اظهار کرد: دلایل خوب زیادی برای بررسی چگونگی شکل‌گیری دانه برف وجود دارد. اول اینکه بلورها در کاربردهای مختلف مفید هستد و باید بدانیم که چطور می‌توان آنها را بهتر ساخت. با بررسی فیزیک دانه‌های برف، بیشتر در مورد چگونگی متراکم شدن مولکولها برای شکل‌گیری بلورها یاد می‌گیریم.
وی افزود: یک دلیل خوب دیگر، درک بهتر ساختار و خود مونتاژی است. هیچ نشانه یا کد ژنتیکی برای هدایت رشد یک دانه برف وجود ندارد اما باز هم این ساختارهای پیچیده از هوای رقیق به وجود می‌آیند. با حرکت صنایع الکترونیکی به سوی تولید دستگاههای کوچکتر، خودمونتاژی نقش مهمی را در ساخت آنها ایفا خواهد کرد.
انتهای پیام
نظرات