ساعتهای هستهای به دلیل قرارگیری هسته در مرکز اتم و مصونیت از اختلالات محیطی، میتوانند جایگزین ساعتهای اتمی کنونی جهان شوند.
سایت عصرایران / ۱۴۰۵/۰۳/۲۶
فیزیکدانان موفق به ساخت نخستین ساعتهای هستهای جهان شدند
۲ روز قبل / ۱۴۰۵/۰۵/۲۸ / سایت عصرایران
معمای ۹۰ ساله فیزیک؛ آیا فضای خالی واقعاً خالی است؟
برای قرنها، دانشمندان فضای خالی (خلأ) را به عنوان تهیمطلق تصور میکردند؛ جایی که هیچ ماده، ذره یا انرژی در آن وجود ندارد. اما در سال ۱۹۳۶، ورنر هایزنبرگ، برندهی جایزهی نوبل فیزیک و شاگردش هانس اویلر، نظریهای انقلابی مطرح کردند که این تصویر را به چالش کشید.
به گزارش زومیت، براساس نظریه هایزنبرگ، فضای خالی در سطح کوانتومی، هرگز کاملاً تهی نیست. درعوض، آنها معتقد بودند که خلأ، دریایی جوشان از «ذرات مجازی» است. این ذرات (الکترونها و همتایان پادمادهی آنها یعنی پوزیترونها) به طور ناگهانی از هیچ به وجود میآیند و پس از کسری از ثانیه، ناپدید میشوند. این پدیده که به «کف کوانتومی» معروف است، در شرایط عادی قابل مشاهده نیست.
اما نکتهی کلیدی این است: اگر میدان مغناطیسی فوقالعاده قوی به این دریای ذرات مجازی اعمال شود، برهمکنشهایی رخ میدهد که میتواند نحوهی حرکت نور را تغییر دهد. این اثر که دوشکستی خلأ (Vacuum Birefringence) نام دارد، باعث میشود فضای خالی مانند منشور عمل کند و امواج نور عبوری از آن را در یک جهت خاص دچار قطبش (همراستا شدن) کند.
مشاهدات ستارهی مرده و مغناطیسی، قویترین شواهد را برای اثبات این نظریه فراهم کرده که فضای خالی میتواند نحوهی عبور نور را تغییر دهد
همانطور که در وبسایت اسپیس توضیح داده شده است، مشکل اصلی این است که برای مشاهدهی این اثر، به میدانهای مغناطیسی عظیمی نیاز است که میلیونها بار قویتر از هر چیزی هستند که بشر میتواند روی زمین تولید کند. بنابراین، تنها در فضا و در اطراف اجرام خاص میتوان چنین شرایطی را یافت.
خوشبختانه، جهان هستی خودش این آزمایشگاههای عظیم را در اختیار ما قرار داده است: مگنتارها یا ستارههای مغناطیسی. این اجرام، بقایای چگال و بسیار مغناطیسی ستارگانی هستند که با انفجاری عظیم (ابرنواختر) به پایان رسیدهاند.
اندازهی مگنتار معمولاً به اندازهی یک شهر است، اما جرم آن میتواند چندین برابر خورشید باشد. این چگالی باورنکردنی، میدانهای مغناطیسی تولید میکند که قویترین میدانهای شناختهشده در کل جهان هستند. شدت این میدانها به قدری است که میتوانند ساختار اتمها را در هم بشکنند. مشاهدات ستارهای مرده با میدان مغناطیسی عظیم، قویترین شواهد را تاکنون برای اثر عجیب کوانتومی فراهم کرده است که بر اساس آن، فضای خالی نحوهی عبور نور را تغییر میدهد.
به گفتهی مارکوس لوور، اخترفیزیکدان دانشگاه سوینبرن استرالیا و یکی از نویسندگان مطالعه، «تشخیص دوشکستی خلأ به میدانی بیش از ۱۰۰ میلیون بار قویتر از هر چیزی که تاکنون روی زمین ساختهایم نیاز دارد. خوشبختانه، طبیعت این میدانها را در اختیار ما قرار داده است.»
میشلا نِگرو، اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتی لوئیزیانا و دیگر نویسندهی پژوهش، در بیانیهای تأکید کرد: «ما دیگر فقط اجرام نجومی را مطالعه نمیکنیم؛ بلکه از آنها برای آزمایش قوانین اساسی طبیعت استفاده میکنیم. این بسیار هیجانانگیز است.»
برای نخستین بار، تیمی از محققان به رهبری ریچل استوارت، دانشجوی فیزیک در دانشگاه جرج واشنگتن، موفق به رصد این پدیده شدند. آنها از تلسکوپ فضایی IXPE (کاوشگر تصویربرداری قطبشسنجی پرتو ایکس) ناسا استفاده کردند که سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شده است. این تلسکوپ برای اندازهگیری دقیق جهت و میزان قطبش پرتوهای ایکس طراحی شده است.
هدف دانشمندان، مگنتاری به نام ۱E 1547-5408 بود. این ستارهی مرده، هر دو ثانیه یک بار به دور خود میچرخد و به دلیل انتشار منظم امواج رادیویی، هدفی ایدهآل برای این تحقیق محسوب میشود.
مشاهدات در مارس و آوریل ۲۰۲۵ انجام شد و با دادههای تکمیلی از چندین رصدخانهی دیگر ترکیب شد: تلسکوپ پرتو ایکس مستقر در ایستگاه فضایی بینالمللی تلسکوپ رادیویی مورینگ در استرالیا رصدخانهی نجوم رادیویی آفریقای جنوبی
اما داستان این مگنتار به ۲۰ سال قبل بازمیگردد. فرناندو کامیلو، دانشمند ارشد رصدخانهی آفریقای جنوبی و یکی از نویسندگان مقاله، از سال ۲۰۰۷ که برای اولین بار امواج رادیویی این مگنتار را شناسایی کرد، مشغول مطالعه روی آن بوده است. او میگوید: «هرگز تصور نمیکردیم که پس از ۲۰ سال، این جرم آسمانی به بررسی یکی از پیشبینیهای بنیادین مکانیک کوانتومی کمک کند.»
محققان در این مطالعه به دو شواهد کلیدی دست یافتند که به گفتهی آنها، تنها با اثر دوشکستی خلأ قابل توضیح است:
۱. قطبش بسیار بالا: پرتوهای ایکس جذبشده از این مگنتار، تقریباً سه برابر بیشتر از منابع مشابه، قطبش داشتند. این میزان از قطبش آنقدر بالاست که مدلهای استاندارد از نحوهی گسیل نور توسط ستارههای نوترونی به تنهایی نمیتوانند آن را توضیح دهند.
۲. همراستایی کامل با میدان مغناطیسی: جالبتر اینکه، جهت این قطبش به طور دقیق با جهت میدان مغناطیسی ستاره همخوانی داشت و با الگوی مشاهدهشده در امواج رادیویی آن مطابقت میکرد. این همراستایی، شواهدی بسیار قوی است که نشان میدهد میدان مغناطیسی عظیم ستاره، عامل اصلی این پدیده است.
این کشف، حرف هایزنبرگ را بعد از ۹۰ سال ثابت کرد: فضای خالی پر از ذرات ریز است و میدانهای مغناطیسی قوی میتوانند نور را منحرف کنند
مارکوس لوور، اخترفیزیکدان دانشگاه سوینبرن، در واکنش به این کشف گفت: «این نتیجه برای ما بسیار آرامشبخش است. چون نشان میدهد پیشبینیهای نظریههایمان درست از آب درآمده و قوانین فیزیک همانطور که میشناختیم، همچنان پابرجا هستند. اگر این اثر را پیدا نمیکردیم، مجبور بودیم بسیاری از فرضیههای بنیادین خود را زیر سوال ببریم.»
هرچند این کشف، موفقیتی بزرگ و گامی بلند در فیزیک به شمار میرود، محققان تأکید میکنند که برای اثبات قطعی این پدیده، به تحقیقات گستردهتری نیاز است.
برنامههای آینده آنها در دو جهت اصلی پیش میرود: نخست، استفاده از مأموریتهای فضایی نسل جدید مانند پروژهی پیشنهادی GoSOX که برای مطالعهی دقیقتر قطبش پرتوهای ایکس طراحی خواهد شد. دوم، بهبود و ارتقاء شبیهسازیهای کامپیوتری که به آنها امکان میدهد تا سیگنال ظریف دوشکستی خلأ را از میان انبوهی از سایر فرآیندهای فیزیکی و تشعشعات اطراف مگنتارها شناسایی و جداسازی کنند. این دو رویکرد مکمل، میتوانند راه را برای تکمیل تلاشی که هایزنبرگ نزدیک به یک قرن پیش آغاز کرد، هموار سازند.
پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است. پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر سالانه چند هواپیمای مسافربری در جهان اسقاط میشود؟ + طول عمر و معیارهای بازنشستگی خبر بعد نظرات کاربران خبر قبل اشتراک گذاری : «میدان شهدا» 140 سال قبل چه شکلی بود؟(عکس) بیشتر بخوانید: اگر زمین ناگهان از حرکت به دور خورشید بایستد چه اتفاقی می افتد؟ تماشاخانه حریق مرموز در قلب گرگان؛ از سیمکشی فرسوده تا شایعات داغ / گرگان چه چیزی را از دست داد؟ موتورسیکلت هست، زن موتورسوار هست؛ پس چه چیزی کم است؟ فیلم های دیگر عضویت در اینستاگرام عصر ایران ۱۵ سال پیش در چنین روزی این لحظه با حافظ گلستان سعدی آموزش زبان انگلیسی آپارات عصر ایران اپلیکیشن عصر ایران
۳ روز قبل / ۱۴۰۵/۰۵/۲۷ / خبرگزاری دانشجو
توسعه مدل منطقهای جدید برای پایش دقیقتر بخار آب اتمسفر توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی و بازتاب بینالمللی آن
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران دانشکده مهندسی نقشهبرداری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، با ارائه مدلهای منطقهای جدید برای برآورد دمای میانگین وزنی اتمسفر (Atmospheric Weighted Mean Temperature) گامی در جهت افزایش دقت برآورد بخار آب قابل بارش با استفاده از سامانههای ماهوارهای ناوبری جهانی (GNSS) برداشتند؛ رویکردی که میتواند در مطالعات هواشناسی، پایش جو و کاربردهای سنجش از دور جوی مورد استفاده قرار گیرد.
این پژوهش توسط آرش طایفهرستمی، دانشجوی دکتری ژئودزی دانشکده مهندسی نقشهبرداری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تحت راهنمایی دکتر یزدان عامریان، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی نقشهبرداری، انجام شده و نتایج آن در قالب مقالهای با عنوان:
A new model for estimating atmospheric weighted mean temperature from radiosonde and multi-mission GNSS radio occultation data
در مجله علمی معتبر Geodesy and Geodynamics منتشر شده است. این مقاله در جلد ۱۷، شماره ۲، سال ۲۰۲۶، صفحات ۱۹۷ تا ۲۱۰ منتشر شده و دارای DOI به شماره ۱۰.۱۰۱۶/j.geog.۲۰۲۵.۰۹.۰۰۹ است.
بخار آب یکی از مهمترین اجزای متغیر جو و از عوامل کلیدی در شکلگیری ابر و بارش، پیشبینی وضعیت هوا و مطالعه فرآیندهای جوی و اقلیمی است. یکی از کمیتهای مهم برای سنجش محتوای بخار آب اتمسفر، بخار آب قابل بارش (Precipitable Water Vapor یا PWV) است که مقدار کل بخار آب موجود در ستون قائم جو را نشان میدهد.
سامانههای ماهوارهای ناوبری جهانی، علاوه بر کاربردهای متداول در ناوبری و تعیین موقعیت، قابلیت استفاده بهعنوان یک ابزار سنجش از دور را نیز دارند. سیگنالهای ماهوارهای هنگام عبور از تروپوسفر تحت تأثیر بخار آب دچار تأخیر میشوند و میتوان از این اثر برای برآورد PWV استفاده کرد.
با این حال، برای تبدیل تأخیرتر (Zenith Wet Delay) به مقدا PWV، پارامتر مهمی با عنوان دمای میانگین وزنی اتمسفر (Tm) مورد نیاز است. دقت این پارامتر مستقیماً بر دقت برآورد بخار آب قابل بارش اثر میگذارد. مدلهای عمومی اگرچه در مقیاس گسترده کاربرد دارند، اما به دلیل نادیده گرفتن تفاوتهای اقلیمی منطقهای ممکن است در برخی مناطق دقت کافی نداشته باشند.
یکی از جنبههای مهم این پژوهش، استفاده همزمان از دادههای رادیوسوند و دادههای چندین مأموریت اختفای رادیویی سامانههای ماهوارهای ناوبری جهانی (GNSS Radio Occultation) و همچنین توسعه مدلهای متناسب با شرایط اقلیمی ایران است که امکان ارزیابی مدلها را در شرایط مختلف دادهای فراهم کرده است.
در این پژوهش، برای اولینبار با استفاده از دادههای رادیوسوند در ایران و پروفایلهای اختفای رادیویی سامانههای ماهوارهای ناوبری جهانی حاصل از چندین مأموریت ماهوارهای شامل CHAMP، GRACE، MetOp-A/B/C، COSMIC، TerraSAR-X و TanDEM-X در بازه زمانی ۲۰۰۷ تا ۲۰۲۲، یک چارچوب جدید برای برآورد Tm توسعه داده شد و نتایج بدست آمده بهبود قابل توجهی را نشان دادند.
از آنجا که بخار آب یکی از مهمترین متغیرهای مؤثر بر فرآیندهای جوی است، افزایش دقت پایش و برآورد آن میتواند در حوزههایی مانند هواشناسی، سنجش از دور جوی، مطالعات تروپوسفر، پایش تغییرات رطوبت جو و کاربردهای مرتبط با پیشبینی عددی وضع هوا مورد استفاده قرار گیرد.
مشخصات مقاله
عنوان:
A new model for estimating atmospheric weighted mean temperature from radiosonde and multi-mission GNSS radio occultation data
نویسندگان:
Arash Tayfehrostami, Yazdan Amerian
نشریه:
Geodesy and Geodynamics
جلد و شماره:
Volume ۱۷, Issue ۲, ۲۰۲۶, Pages ۱۹۷–۲۱۰
DOI:
۱۰.۱۰۱۶/j.geog.۲۰۲۵.۰۹.۰۰۹
لینک مقاله:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S۱۶۷۴۹۸۴۷۲۵۰۰۰۹۱۶
۳ روز قبل / ۱۴۰۵/۰۵/۲۷ / سایت عصرایران
دانشمندی که نیمی از جهان را سیر کرد و میلیونها نفر را کشت!
در بهار ۱۹۰۹، یک شیمیدان آلمانی ساعتها خیره به دستگاهی فلزی ایستاده بود. وقتی نخستین قطره از لوله آزمایش چکید، از خوشحالی در راهروهای آزمایشگاه دوید و فریاد زد: «آمونیاک!» آن قطره کوچک بعدها غذای میلیاردها انسان را تأمین کرد؛ اما همان کشف، راه را برای تولید انبوه مواد منفجره و نخستین جنگ شیمیایی تاریخ نیز هموار ساخت.
به گزارش زومیت، تصور کنید روی عرشه یک کشتی ایستادهاید و به صخرههایی خیره شدهاید که ۳۰ متر ارتفاع دارند؛ اما این صخرهها از سنگ نیستند، بلکه از انباشت هزاران ساله فضولات پرندگان دریایی تشکیل شدهاند. شاید خندهدار به نظر برسد، اما در اواسط قرن نوزدهم، همین تپههای بدبو به یکی از استراتژیکترین منابع کره زمین تبدیل شدند.
به نقل از کانال Veritasium وضعیت بهقدری جدی بود که در سال ۱۸۵۶، ایالات متحده قانونی تصویب کرد که به شهروندانش اجازه میداد هر جزیره بیصاحب و پوشیده از گوانو (همان فضولات پرندگان دریایی) را به نام آمریکا ثبت کنند و ارتش موظف بود از آن دفاع کند. باورتان میشود که این قانون هنوز هم لغو نشده است؟
تب گوانو چنان بالا گرفت که در سال ۱۸۶۵، اسپانیا با مستعمرات سابق خود یعنی پرو، شیلی، اکوادور و بولیوی بر سر کنترل این جزایر وارد جنگ شد. حتی کار به جایی رسید که قیمت گوانو با طلا رقابت میکرد؛ هر ۱٫۸ کیلوگرم فضله پرنده معادل ۴۵۰ گرم طلا ارزش داشت. اما چه چیزی در این فضولات نهفته بود که ابرقدرتهای جهان برایش خون میریختند؟ بحران خاموشی به نام نیتروژن
برای درک ارزش دیوانهوار گوانو که ۲۰ درصد آن را نیتروژن تشکیل میدهد، باید نگاهی به درون بدن خودمان بیندازیم. پس از اکسیژن، کربن و هیدروژن، چهارمین عنصر فراوان در ساختار زیستی ما نیتروژن است؛ عنصری که در اسیدهای آمینه، پروتئینها، هموگلوبین خون و البته DNA نقشی حیاتی دارد.
ما نیتروژن را از گیاهان میگیریم یا حیواناتی که گیاهی خوردهاند و گیاهان هم آن را از خاک میمکند.
در قرن نوزدهم صنعت کشاورزی رو به افول گذاشت، زیرا زمینهای کشاورزی بعد از چند بار کشت پیاپی، تمام نیتروژن خود را از دست میدادند. بدون نیتروژن، گیاهان دیگر نمیتوانستند کلروفیل بسازند، برگهایشان زرد میشد و محصولات شدیداً افت میکرد.
صدها سال پیش، کشاورزان امپراتوری اینکا کشف کرده بودند که در چنین شرایطی هیچچیزی بهتر از گوانو جواب نمیدهد. همین کشف ساده به آنها اجازه داد در زمینهای لمیزرع کشاورزی کنند و امپراتوریشان را گسترش دهند.
اما در اواخر قرن نوزدهم، جمعیت کره زمین با سرعت در حال افزایش بود و اشتهای سیریناپذیر کشورها، ذخایر گوانوی آمریکای جنوبی را به مرز نابودی کشاند. سال ۱۸۷۲، کشور پرو صادرات این ماده را ممنوع کرد و زنگ خطر بلندتر از همیشه به صدا درآمد.
سال ۱۸۹۸ ویلیام کروکس شیمیدان برجسته بریتانیایی هشدار داد که با تهکشیدن ذخایر نیتروژن، انسانها در کمتر از ۳۰ سال با قحطی و گرسنگی فراگیر روبهرو خواهند شد. کروکس گفت مردم در سراسر جهان از گرسنگی تلف خواهند شد، مگر اینکه دانشمندان از درون آزمایشگاهها راه نجاتی برای این معضل بیابند.
شاید فکر کنید نیتروژن اصلاً عنصر کمیابی نیست؛ ۷۸ درصد از هوایی که همینالان تنفس میکنیم از نیتروژن تشکیل شده است. اما چگونه میتوان هوای نامرئی را به نان روی سفره تبدیل کرد؟
این معمای غیرممکنی بود که باید به هر قیمتی حل میشد. دژ تسخیرناپذیر جو: ناتوانی علم در شکستن پیوندها
بیایید یکقدم به جلو برویم. اگر بخش زیادی از جو زمین از نیتروژن تشکیل شده، پس چرااقیانوس بیکران هوایی که بالای سر ماست، نمیتواند جان گیاهان را نجات دهد؟
نیتروژن موجود در جو زمین در قالب مولکولهای دواتمی N2 وجود دارد که در آن دو اتم نیتروژن با یک پیوند اشتراکی سهگانه به یکدیگر متصل شدهاند. این پیوند یکی از پایدارترین و مستحکمترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت است که گسستن آن را بسیار دشوار میکند.
برای مقایسه در نظر بگیرید که شما برای شکستن پیوند دو اتم کلر، به ۲٫۵ الکترونولت انرژی، برای کربن به ۳٫۸ و برای اکسیژن ۵٫۲ الکترونولت انرژی نیاز دارید. اما از هم گسستن دو اتم نیتروژن ۹٫۸ الکترونولت انرژی میخواهد، یک نیروی فوقالعاده عظیم.
در طبیعت، تنها دو پدیده میتوانند این سد را بشکنند: نخست صاعقه که با انرژی مهارنشدنیاش مولکولهای نیتروژن را در هم میکوبد و با قطرات باران به زمین میآورد، و دوم چند نوع باکتری خاص در خاک. اما رعدوبرقها و باکتریها بسیار کندتر از آن بودند که بتوانند شکم جمعیت روبهرشد انسانها را در مقیاس صنعتی سیر کنند.
شیمیدانها برای صدسال تلاش کردند این پیوند را بشکنند و همگی شکست خوردند. برای مثال در سال ۱۸۱۱، شیمیدانی به نام گئورگ هیلدبرانت، نیتروژن و هیدروژن را در یک ظرف شیشهای مهروموم کرد و وقتی جوابی نگرفت، ظرف را به عمق ۳۰۰ متری آب فرستاد تا شاید فشار آب اقیانوس کاری از پیش ببرد؛ تلاشی که البته بینتیجه ماند.
صدسال تمام، علم در برابر پیوند سهگانه نیتروژن زانو زده بود. ظهور فریتز هابر: مردی در جستجوی ناممکنها
سال ۱۹۰۴، وقتی فریتز هابر تصمیم گرفت سراغ چالش نیتروژن برود، احتمالاً فقط به صف طولانی شیمیدانهای شکستخورده میپیوست. او در آن زمان یک استاد ۳۶ساله و نهچندان سرشناس در دانشگاه کارلسروهه بود. مردی جاهطلب، بهشدت رقابتجو و مغرور که طعم پدر بودن را با پسر دوسالهاش هرمان تجربه میکرد.
هابر پنج سال از عمرش را وقف حل این معمای لاینحل کرد. ایده او این بود که نیتروژن و هیدروژن را نهتنها در فشار و دمای بسیار بالا ترکیب کند، بلکه از یک کاتالیزور هم بهره ببرد؛ مادهای که بتواند انرژی لازم برای شکستن آن پیوند ۹٫۸ الکترونولتی را کاهش دهد.
طراحی تجهیزاتی که بتوانند چنین دما و فشار جهنمیای را تحمل کنند، به نوبهی خود چالش عجیبی محسوب میشد، اما هابر شانس عجیبی آورد. او در آن زمان شغل دومی هم داشت و بهعنوان مشاور فنی در کارخانه تولید لامپ کار میکرد. همین شغل بهظاهر بیارتباط، کلید مشکل را به دستش داد. در آن کارخانه به فلز اوسمیوم دسترسی پیدا کرد که در آن روزگار بینهایت کمیاب بود.
در آن زمان تنها مجموع اوسمیوم تصفیهشده در کل کره زمین به حدود ۱۰۰ کیلوگرم میرسید و کارخانه لامپسازی که هابر در آن کار میکرد، بخش عمدهای از این ذخیره جهانی را برای آزمایش روی رشتههای لامپ در اختیار داشت.
هابر که حدس میزد این فلز میتواند همان کاتالیزور جادویی باشد، مقداری از آن را برداشت و با خود به آزمایشگاهش برد. تجهیزات آماده بود و جهان در آستانه یکی از بزرگترین کشفیات تاریخ علم قرار داشت. قطرهای که جهان را تغییر داد
هفته سوم مارس ۱۹۰۹ هابر ورقه کمیاب اوسمیوم خود را درون محفظه فشار گذاشت، مخلوطی از نیتروژن و هیدروژن را به دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد رساند و تحت فشار خردکننده ۲۰۰ اتمسفر قرار داد.
این شرایط افراطی، بالاخره مقاومت لجبازانه طبیعت را در هم شکست. پیوندهای سهگانه از هم گسستند و نیتروژن با هیدروژن واکنش نشان داد. ۶ درصد از این مخلوط گازی به آمونیاک تبدیل شد.
وقتی گاز سرد شد، از انتهای یک لوله باریک، تنها یک میلیلیتر آمونیاک درون بشر چکید. اما همان یک قطره کافی بود. هابر که سر از پا نمیشناخت، در راهروهای آزمایشگاه میدوید و با خوشحالی فریاد میزد: «بیایید پایین، آمونیاک به دست آمد!»
بزرگترین شرکت مواد شیمیایی آلمان یعنی BASF، این فرایند را ظرف کمتر از چهار سال تجاریسازی کرد. آنها کارخانهای در اوپاو ساختند که روزانه ۵ تن آمونیاک تولید میکرد. کشاورزان با این کود شیمیایی جدید توانستند در همان زمینهای قبلی چهار برابر محصول بیشتری برداشت کنند و حالا مردم با شگفتی از «تولید نان از هوا» حرف میزدند. رشد فزاینده محصولات کشاورزی و جمعیت از سال ۱۹۱۹ تا به امروز
درست به همین دلیل جمعیت کره زمین چهار برابر شد. امروز زندگی بیش از ۴ میلیارد نفر روی کره زمین مستقیماً به اختراع فریتز هابر وابسته است. بگذارید این فکت را شخصیتر کنیم: حدود ۵۰ درصد از اتمهای نیتروژنی که همین حالا در تکتک سلولهای بدن شما وجود دارد، مستقیماً از فرایند هابر بهدستآمده است!
این اختراع، هابر را هم ثروتمند کرد و هم قدرتمند. او مدیر مؤسسه کایزر ویلهلم در برلین شد و با بزرگترین دانشمندان زمان خود مثل ماکس پلانک، ماکس بورن و آلبرت انیشتین دوستی صمیمانهای به هم زد؛ تا جایی که وقتی انیشتین در سال ۱۹۱۴ از همسر اولش جدا شد، شب را در خانه هابر سپری کرد.
بله، هابر جهان را از قحطی نجات داد و در بازهای خاص، دنیا به احترام او از جای بر میخاست. کسی فکرش را هم نمیکرد وقتی این مرد جایزه نوبل بگیرد، توسط همکارانش طرد شود. بار دیگر همهچیز به خاکریزهای جنگ برمیگشت. وقتی نان به باروت تبدیل شد
با آغاز جنگ جهانی اول، مسیر زندگی هابر تغییر کرد. برخلاف دوستش انیشتین که صلحطلب بود و جنگ را محکوم میکرد، هابر بهعنوان میهنپرستی افراطی داوطلبانه به ارتش پیوست. تنها چند ماه پس از شروع جنگ، ارتش آلمان با بحران کمبود شدید باروت و مواد منفجره مواجه شد.
اینجا بود که روی تاریک دستاورد هابر خودش را نشان داد. نیترات آمونیوم که یک کود فوقالعاده برای رشد گیاهان است، همزمان ماده منفجرهی شدیداً ویرانگری نیز محسوب میشود.
برای درک این قدرت مهارنشدنی، به فاجعه ماه اوت ۲۰۲۰ بندر بیروت نگاه کنید؛ جایی که احتراق نزدیک به ۳۰۰۰ تن نیترات آمونیوم، انفجاری با قدرت زلزله ۳٫۳ ریشتری ایجاد کرد، حداقل ۲۱۷ نفر را کشت و صدای مهیب آن از صدها کیلومتر دورتر شنیده شد.
جالب است بدانید کارخانه اوپاو در آلمان که اولینبار فرایند هابر را پیادهسازی کرد نیز در سال ۱۹۲۱ با انفجاری مشابه به تلی از خاکستر تبدیل شد.
این قدرت تخریب هم دوباره از همان نیتروژن ناشی میشود. همانطور که دیدیم، شکستن پیوند نیتروژن انرژی عظیمی میخواهد. به طور متقابل وقتی دو اتم نیتروژن به هم میپیوندند تا این پیوند را تشکیل دهند، انرژی وحشتناکی آزاد میشود.
انفجار باروت، TNT و نیترات آمونیوم همگی به تشکیل گاز نیتروژن دواتمی ختم میشوند و بیشتر انرژی مخرب آنها دقیقاً از تشکیل همین پیوند سهگانه به دست میآید.
مقامات ارشد نظامی معتقد بودند تغییر کاربری کارخانهها در میانه جنگ عملی نیست، اما هابر دستبردار نبود. او با لابیگری گسترده و اصرار فراوان، کارخانههای تولید کود را به کارخانههای تولید نیترات برای مواد منفجره تبدیل کرد. ماشین جنگی آلمان حالا با سوختِ شیمیایی هابر کار میکرد و فرایندی که زمانی بهخاطر «تولید نان از هوا» محبوبیت داشت، حالا برای تولید «بمب از هوا» استفاده میشد. کابوس سنگرها: تولد جنگافزارهای شیمیایی
هابر مطمئن بود شیمی میتواند کارهای بزرگتری برای ارتش آلمان انجام دهد. در دسامبر ۱۹۱۴، آزمایش یک سلاح شیمیایی را مشاهده کرد، اما اصلاً تحتتأثیر قرار نگرفت. او به دنبال مادهای میگشت که در غلظتهای بسیار پایین کشنده باشد و مهمتر از همه، با وزنی سنگینتر از هوا مستقیماً به اعماق سنگرهای دشمن نفوذ کند.
اگرچه کنوانسیون ۱۸۹۹ لاهه استفاده از پرتابههای شیمیایی را روی کاغذ ممنوع کرده بود، اما در عمل آلمان، فرانسه و بریتانیا آزمایشهای پنهانیشان را پیش میبردند. هابر هم تمام بخش تحت مدیریت خود را در مؤسسه، به آزمایشگاه بزرگ سلاحهای شیمیایی تبدیل کرد. پس از چند ماه کار بیوقفه، او روی گاز کلر متمرکز شد.
وقتی یکی از کارمندانش به نام اتو هان نگرانیاش را از ساخت چنین سلاح هولناکی ابراز کرد، هابر با خونسردی پاسخ داد: «اگر این سلاح بتواند جنگ را زودتر تمام کند، جان انسانهای بیشماری نجات پیدا خواهد کرد.»
سرانجام آن روز شوم فرارسید. ساعت ۶ عصر روز ۲۲ آوریل ۱۹۱۵، درحالیکه باد به سمت مواضع متفقین میوزید، نیروهای آلمانی شیر بیش از ۵ هزار سیلندر را باز کردند و ۱۶۸ تن گاز کلر در هوا رها شد.
ابری سبزرنگ و ترسناک روی میدان نبرد به حرکت درآمد و ازآنجاکه گاز کلر دو و نیم برابر سنگینتر از هواست، مانند سیلابی نامرئی بهآرامی وارد سنگرهای متفقین شد.
و بعد فاجعهای فراتر از تمامی تصورات آنها رخ داد. کلر با تحریک شدید لایه مخاطی دستگاه تنفسی، واکنش التهابی حادی ایجاد میکند و ریهها در مدت کوتاهی پر از مایع میشود. سربازان در خشکی و روی خاک سنگرهایشان، در حال غرقشدن بودند. در همان حمله اول، بیش از ۵ هزار سرباز متفقین با خفگی تدریجی و مرگی دردناک جان باختند.
هابر بهخاطر معماری این کشتار به درجه کاپیتانی ارتقا یافت و بقیه سالهای جنگ را صرف مدیریت مؤسسهاش و تحقیق روی سلاحهای شیمیایی، ماسکهای گاز و آفتکشها کرد.
تا سال ۱۹۱۷، ۱۵۰۰ کارمند از جمله ۱۵۰ دانشمند در مؤسسه او کار میکردند؛ چیزی شبیه مینیپروژه منهتن اما برای سلاحهای شیمیایی. در نهایت تا پایان جنگ جهانی اول، بیش از ۱۰۰ هزار سرباز قربانی سلاحهای شیمیایی شدند. بهای سنگین نبوغ: تراژدی در حریم خانه
تأثیر جنون و جاهطلبیهای هابر سرانجام به خانهی خودش هم رسید. کلارا ایمروار، همسر هابر که بهعنوان یکی از درخشانترین ذهنهای علمی آلمان و نخستین زن دارای مدرک دکترا در رشته شیمی شناخته میشد، بهشدت با فعالیتهای نظامی همسرش مخالفت میکرد و استفاده از علم برای کشتار انسانها را انحرافی نابخشودنی از رسالت دانش میدانست.
بهمرور تنشها در خانه هابر بالا گرفت. او که حالا در قامت یک قهرمان ملی ظاهر شده بود، هیچ انتقادی را نمیپذیرفت و همسرش را به خیانت به وطن متهم میکرد. مدت کوتاهی پس از اولین حمله موفقیتآمیز شیمیایی در جبهه بلژیک، در شبی که هابر برای جشن پیروزی و ارتقای درجهاش آماده میشد، تراژدی نهایی رقم خورد.
کلارا که دیگر نمیتوانست بار اخلاقی کارهای همسرش را تحمل کند، به باغ خانه رفت و با تپانچه نظامی هابر به زندگی خود پایان داد. صدای شلیک در تاریکی شب پیچید و جسد غرق در خون او را پسر ۱۳ سالهشان، هرمان، پیدا کرد.
بااینحال، هابر حتی منتظر خاکسپاری همسرش نماند و صبح روز بعد بیتفاوت به این فاجعه خانوادگی، برای نظارت بر یک حمله شیمیایی دیگر راهی جبهه شرق شد. فرجام یک قهرمان مطرود: از اوج افتخار تا انزوای مطلق
با تسلیم آلمان در پایان جنگ جهانی اول، دنیای فریتز هابر یکباره فروریخت. سرزمینی که او برای پیروزیاش، تمام مرزهای اخلاق را زیر پا میگذاشت، حالا ویران و شکستخورده بود. تمام ثروت افسانهای حق اختراع آمونیاک او نیز در هیاهوی تورم افسارگسیختهی آلمان پس از جنگ، خاکستر شد.
هابر، مستأصل و درهمشکسته، در تلاشی جنونآمیز برای رهایی کشورش از بار سنگین غرامتهای جنگی و نجات آن اقتصاد فلجشده، پروژهی عجیب استخراج طلا از آب دریا را کلید زد.
او سالها وقت گذاشت تا شاید بتواند اقیانوسها را به خزانهی آلمان متصل کند؛ تلاشی که در نهایت کاملاً بیهوده و محکوم به شکست بود و تنها نشان از زوال روانی مردی داشت که نمیخواست سقوط امپراتوری محبوبش را بپذیرد.
اما ضربهی نهایی در سال ۱۹۳۳ بر زندگیاش فرود آمد؛ زمانی که نازیها به قدرت رسیدند و قانونی را تصویب کردند که بر اساس آن، تمام کارمندان و دانشمندان یهودی باید از مشاغل دولتی اخراج میشدند. هابر اگرچه زادهی خاندانی یهودی بود، ولی هرگز در دلش اعتقادات مذهبی نداشت و خود را یک آلمانی اصیل میدانست.
با اینهمه، به لطف خدمات نظامی درخشانش در جنگ جهانی اول، او را از این قانون مستثنی کردند؛ اما هابر در یکی از معدود تصمیمات شرافتمندانه سالهای پایانی عمرش، در همبستگی با همکاران یهودی مطرود خود از مقام ریاست استعفا داد.
مردی که تمام نبوغ، ثروت و حتی خانوادهاش را پیشکش اعتلای آلمان کرده بود، حالا در کشور خودش غریبه و عنصری نامطلوب محسوب میشد. او طرد و آواره شد و تنها یک سال بعد، در زمستان ۱۹۳۴، در اتاق هتلی در بازل سوئیس، بر اثر نارسایی قلبی و در انزوای کامل درگذشت.
میراث آلوده به مرگ زیکلون بی
با مرگ هابر، داستان او به پایان نرسید؛ برعکس، میراث علمیاش به مسیری تاریک و جبرانناپذیر افتاد که به یکی از هولناکترین فجایع بشری ختم شد.
اندکی پس از پایان جنگ جهانی اول، مؤسسهی تحقیقاتی تحت مدیریت هابر، حشرهکشی قوی بر پایه سیانور تولید کرد. ازآنجاکه این گاز بوی بسیار ضعیفی داشت و ریسک استنشاق تصادفی آن بالا بود، دانشمندان مؤسسه مادهای شیمیایی با بوی تند و هشداردهنده به گاز اضافه کردند تا مردم متوجه خطر شوند. محصول نهایی، زیکلون بی (Zyklon B) نام گرفت.
یک دهه پس از مرگ هابر، ماشین کشتار نازیها به دنبال راهی ارزان و سریع برای اجرای پروژهی هولناک خود میگشت. آنها به سراغ فرمول مؤسسهی هابر رفتند و از شیمیدانها خواستند تا آن مادهی هشداردهندهی بدبو را از ترکیب حذف کنند.
نتیجهی این تغییر کوچک، خلق گاز بیصدایی بود که به اردوگاههای کار اجباری فرستاده شد و فاجعه هولوکاست را رقم زد. دانشمندی که در اعتراض به سیاستهای ضدیهودی نازیها استعفا داد و آوارگی و ترک وطن را به جان خرید، ناخواسته سلاحی را در مؤسسهی خودش پایهگذاری کرده بود که نازیها از آن برای قتلعام میلیونها نفر از جمله اقوام و دوستان خود هابر استفاده کردند.
وقتی به زندگی فریتز هابر نگاه میکنیم، وسوسه میشویم که او را در یکی از دو کفه ترازو بگذاریم: قهرمانی که قحطی را از جهان راند، یا تبهکاری که مرگبارترین تسلیحات شیمیایی را به میدان نبرد آورد. اما هابر بیش از هر قضاوت سیاهوسفیدی، تجسمی از شمشیر دولبهی علم است.
مسیر کشف استخراج نیتروژن از هوا و توسعهی سلاحهای شیمیایی، مسیری بود که علم در آن دوران بهناچار طی میکرد و اگر هابر نبود، دانشمندان دیگری این راه را هموار میکردند.
همانطور که نیترات آمونیوم میتواند هم ضامن بقای نیمی از جمعیت جهان باشد و هم عامل ویرانی یک شهر، هر دستاورد علمی، همیشه پتانسیل دوگانهی تعالی و تباهی را به همراه خود میآورد و این وجدان جمعی بشری است که جهت حرکت آنها را تعیین میکند. پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر نازل پمپ بنزین از کجا میفهمد باک خودرو پُر شده است؟ خبر بعد نظرات کاربران خبر قبل اشتراک گذاری : اگر باتری شارژی شما این ۴ علامت را دارد، همین امروز آن را دور بیاندازید! بیشتر بخوانید: اینیشتین سیاهچاله ها را کشف نکرد؛ داستان واقعی کشف سیاهچاله ها چیست؟ (+عکس) تماشاخانه خلبانان ایرانی در اسارت / ببینید روایتها چه میگویند؟ خجو؛ زنی میان دو دریا، دور از خانه / روایت یک زن صیاد از جنگ جنوب : «این دریا با آن دریا فرق دارد» فیلم های دیگر عضویت در اینستاگرام عصر ایران ۱۵ سال پیش در چنین روزی این لحظه با حافظ گلستان سعدی آموزش زبان انگلیسی آپارات عصر ایران اپلیکیشن عصر ایران