انتقال الکترون درون پیل‌های خورشیدی توسط محققان دانشگاه تورنتو با استفاده از یک وسیله تحت عنوان دودکش کوانتومی افزایش یافت. مزیت اصلی این کار آن است که موجب می‌شود تا نیروی بیشتری به‌درون دستگاه منتقل شده و بهره پیل خورشیدی را افزایش ‌دهد.
این تیم تحقیقاتی که به رهبری ادوارد سرجنت میباشد روی پیل‌های خورشیدی ساخته شده از نقاط کوانتومی کلوئیدی (CQDs) کار می‌کنند. این مواد بسیار جالب توجه هستند زیرا خواص فتوالکتریک آنها با تغییر اندازه دانه‌ها تغییر می‌کند. این پدیده که به “اثر اندازه” شهرت دارد برای کنترل پاسخ نقاط کوانتومی به نور مورد استفاده قرار می‌گیرد به‌طوری که با تغییر باندگپ مواد این پاسخ‌ها تغییر می‌کنند. از این مواد برای ساخت پیل‌های خورشیدی دو بخشی استفاده می‌شود که در آنها پرتو مادون قرمز و مرئی خورشید در دو بخش جداگانه پیل جذب شده و تبدیل به الکتریسیته می‌شود. تیم تحقیقاتی دانشگاه تورنتو یک گام به جلوتر گذاشته و با استفاده از درجه آزادی‌های مختلف در محدودیت‌ کوانتومی، انتقال الکترون را در پیل‌های خورشیدی CQD افزایش داده‌اند. از آنجایی که یکی از مشکلات اصلی این پیل‌ها، کم بودن سرعت انتقال الکترون است بنابراین این پروژه می‌تواند بزرگترین چالش موجود در این حوزه را حل کند. عملکرد این سیستم چگونه است؟ از آنجایی که باندگپ CQD ها به‌راحتی با کاهش یا افزایش قطر آنها قابل تنظیم است و همچنین می‌توان با این کار هدایت این ساختارهای را نیز تنظیم کرد، بنابراین محققان می‌توانند لایه‌های CQD را روی هم قرار دهند به‌نحوی که با بالاتر رفتن لایه‌ها، باندگپ آنها افزایش یابد. با این کار می‌توان پروفایل انرژی را در لایه‌ها به‌نحوی ایجاد کرد که الکترون‌ها از ساختارهای دارای بزرگترین باند گپ به‌سوی ساختارهایی با کمترین باند گپ مهاجرت کنند. به این سیستم، اثر دودکش گفته می‌شود.
مهمترین مزیت این روش آن است که هنگام انتقال نیرو از پیل خورشیدی به دستگاه خارجی، برانگیختگی جریان افزایش می‌یابد. فاکتور انباشت ( فاکتوری مهم در پیل‌های خورشیدی که نسبت ماکزیمم توان قابل استحصال بر مقداری تئوری است) در این سیستم 54 درصد است که در مقایسه با مقدار 37 درصد که مربوط به دستگاه‌های قبلی فاقد دودکش کوانتومی، رقم قابل ملاحظه‌ای است. بهره این سیستم نیز 2?7 درصد بیشتر دستگاه‌های فاقد دودکش کوانتومی است. این تیم تحقیقاتی درصدد است تا به بررسی چگونگی مهندسی پروفایل انرژی در ادوات CQD بپردازد. نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.

منبع: دپارتمان شیمی

ممکن است در این فضای میان ستاره ای در سحابی کالیفرنیا واکنش های شیمیایی اتفاق افتاده که دانشمندان آن را در نظر نگرفته اند. در سال 2012 ستاره شناسان مولکول های “متوکسی" شامل      کربن، اکسیژن و هیدروژن را در ابر مولکولی پرسئوس که در فاصله ی حدود 600 سال نوری از زمین واقع شده، کشف کردند. اما محققان قادر به ساختن این مولکول در آزمایشگاه با اجازه واکنش دهنده های متراکم در دانه های گرد و غبار نبودند و نحوه تشکیل آنها بصورت راز مانده بود.

بطور خلاصه فضای میان ستاره ای یک آزمایشگاه شیمی کوانتومی است که میزبانی برای ایجاد مولکول های ارگانیک کشف شده در فضا میباشد. پاسخ های یافت شده در کوانتوم عجیب و غریب است، آنها می توانند مولکول هایی در فضا ایجاد کنند که در شیمی کلاسیک وجود ندارد. بخاطر دمای کم با بادهای مولکولی میان ستاره ای واکنش ها می توانند بعنوان مهمترین مانعی که سرعت بسیاری از واکنش های شیمیایی را کم می کنند فعال شوند و باعث پیدایش و شکل گیری ستارگان شوند. در واقع ابرهای مولکولی به دلیل برخورداری از عناصر حیات بخش برای ستارگان همچون آزمایشگاهی متحرک کوانتومی انواع واکنش‌های شیمیایی را پوشش می‌دهند.

“دواین وین” از دانشگاه لیدز انگلستان گفت: یک قانون استاندارد می گوید، زمانی که شما در درجه حرارت پایین هستید سرعت واکنش ها باید کمتر باشد. اما “متوکسی” می تواند با ترکیب هیدروژن گسیل های رادیکال و گاز متان ایجاد شود. هر دو در فضا فرآیندی را بنام تونل زنی کوانتومی ایجاد می کنند که می تواند انرژی هیدروکسیل را بجای مسدود کردن آن از طریق گذر از آن فراهم کنند. فرایند تونل‌ زنی کوانتومی ذرات مولکولی در طول یک مانع است که از نظر کلاسیک ذره قادر به عبور از آن نخواهد بود، اما در فیزیک کلاسیک سد راهی در عبور ذرات وجود ندارد و با تونل زنی کوانتومی از آن عبور می کنند.

دمای ابرهای مولکولی از 10- تا 263- درجه کلوین متغیر است. دمای پایین به همراه خاصیت ترکیبی آنان عامل پیدایش بسیاری از تحولات میان ستاره‌ای است. مولکول ها با کم کردن سرعت احتمال تونل زنی کوانتومی را افزایش می دهند. در دماهای معمولی هر یک از آنها با هم برخورد می کنند اما در دماهای پایین به اندازه کافی به همدیگر می چسبند.دانشمندان مشاهده کردند نوعی از واکنش های شیمیایی ارگانیک که فرض نمی کردند رخ دهد آنجا اتفاق افتاده است. تصویر ابر مولکولی با جزئیاتش مورد مطالعه قرار گرفته و مدیون حساسیت بالای تلسکوپ پلانک است که با پوششی بی سابقه طیف حرکت الکترون ها را در این گرد و غبار نشان می دهد که با نور ستاره گیری شکل گیری ستاره ها داغ می شوند.

در سال 1990 ساطع شدن هایی مشاهده شد که قبلا شرح داده نشده بود و بعنوان نشانه های انتشار ماکرویو شناخته شد. در آن زمان چندین نظریه درباره منشا انتشار مطرح شد و حالا طول موج پوشش داده شده توسط ابزار فرکانس پایین پلانک یک مشاهده ایده آل برای توصیف آن است. تصویر بالا شامل ابرهای گازی گرد و غبار شناور منطقه ای در صورت فلکی برساوش را نشان می دهد. مجموعه ی مواد قابل مشاهده در آسمان با ستاره های مایل به آبی در سمت چپ صورت فلکی هستند اما بصورت قابل ملاحضه ای به رنگ قرمز نمایش داده شده است. سحابی NGC 1499 بعنوان سحابی کالیفورنیا نیز شناخته می شود و مشخصه آن ستاره های روشن آبی پرسئوس میباشد.

منبع: شبکه فیزیک هوپا

حقیقت گیج کننده ای وجود دارد، وقتی می فهمیم که بر طبق تفسیری از مکانیک کوانتومی، تمام جهان های محتمل و ممکن، در همین لحظه با ما در حال همزیستی هستند. اگر چه ممکن است برای دسترسی به این جهان های دیگر نیاز به کرمچاله داشته باشیم، اما جالب است بدانیم که این حقایق کوانتومی  همه در همان اتاقی که در آن زندگی می کنیم، وجود دارد. آنها هر جا که برویم  همه جا با ما هستند، اما بدلیل ناهمدوسی و همفاز نبودن با آنها ارتباطی نداریم   

در اطراف شما صدها موج رادیویی مختلف وجود دارند که از ایستگاه های دور دست ارسال می شوند. در هر لحظه ، دفتر کار، ماشین یا اتاق شما، مملو از این امواج رادیویی است. با این حال، اگر رادیویی را روشن کنید، در هر زمان تنها می توانید به یک فرکانس گوش دهید. فرکانس های دیگر ناهمدوس هستند و با یکدیگر هم فاز نیستند. هر ایستگاهی انرژی و فرکانس متفاوتی دارد.

بطور مشابه، ما در جهان خود بر روی فرکانسی که به واقعیت فیزیکی مربوط می شود تنظیم شده ایم . یعنی تعداد نامحدودی واقعیت های موازی وجود دارد که اگر چه نمی توانیم بر روی آنها تنظیم شویم، ولی با ما در همین اتاق همزیستی می کنند. با اینکه این جهان ها به هم شبیه هستند، اما هر کدام انرژی متفاوتی دارند و از آنجایی که هر جهان شامل میلیاردها اتم است، بنابراین تفاوت در انرژی ها می تواند بسیار زیاد باشد. به این دلیل که فرکانس این امواج با انرژی آنها طبق قانون پلانک متناسب هستند، و بنابراین امواج هر جهانی در فرکانس متفاوتی نوسان می کند و نمی توانند بر هم تاثیر داشته باشند. به این ترتیب امواج این جهان های متفاوت، با یکدیگر تعامل نداشته و بر هم اثری نمی گذارند.

استیون واینبرگ ( Steven Weinberg) متولد 3 می 1933 در نیویورک ، فیزیکدان مشهور آمریکایی‌است. او در سال 1979 به همراه عبدالسلام و شلدون لی گلاشو، جایزه نوبل فیزیک را به خاطر ادغام نیروی الکترومغناطیسی با نیروی هسته‌ای ضعیف که به نیروی الکتریکی ضغیف معروف شد، (کهربایی ضعیف) دریافت کرد

منبع: شبکه فیزیک هوپا