[ad_1]

دانه های برف Sextillion زمستان امسال از آسمان سقوط کرد. این میلیاردها میلیارد آنها است که اکنون با نزدیک شدن بهار بیشتر ذوب می شود.

تعداد کمی از افراد ، یکی یکی آنها را از نزدیک مشاهده می کردند.

کنت جی لیببرشت ، استاد فیزیک در انستیتوی فناوری کالیفرنیا ، یک ربع قرن را صرف تلاش برای فهمیدن چگونگی یخ زدن چنین ماده ساده ای – آب – به اشکال مختلف کرد.

دکتر لیب برشت در 23 ژانویه در یک گفتگوی آنلاین که توسط موزه بروس در گرینویچ ، کوه برگزار شد ، گفت: “دانه های برف چگونه شکل می گیرند؟” “و چگونه این ساختارها ظاهر می شوند – و فقط همانطور که دوست دارم بگویم ، به معنای واقعی کلمه از هوا است؟”

ناتان پی میروولد ، مدیر ارشد فناوری سابق در مایکروسافت که از آن زمان در پروژه های بی شماری از رشته ها ، از جمله دیرینه شناسی ، آشپزی و نجوم کار کرده است ، یکی از افراد شیفته تحقیق و عکاسی دکتر لیبرشت بود.

دکتر Myhrvold ، یک عکاس مشتاق ، بیش از یک دهه پیش برای اولین بار با دکتر Libbrecht ملاقات کرد و در بهار 2018 تصمیم گرفت که خودش می خواهد از بلورهای منجمد پیچیده عکس بگیرد. او به یاد آورد که فکر می کند ، “اوه ، ما فقط می خواهیم چیزی را با هم بریزیم و برای زمستان آماده ایم.”

اما مانند بسیاری از پروژه های او ، همه چیز به همان سادگی که دکتر میروولد برنامه ریزی کرده بود نبود.

دکتر میروولد گفت: “این مسئله بسیار پیچیده تر از آن بود که فکر می کردم.” “بنابراین ساخت چیز لعنتی 18 ماه طول می کشد.”

Cursed Thing سیستمی از دوربین های دانه برف بود. او می خواست از بهترین حسگرهای دیجیتال استفاده کند ، حسگرهایی که یک میلیون پیکسل را ضبط می کنند. وی گفت: “دانه برف واقعی بسیار بسیار شکننده است.” “این فوق العاده پیچیده است. بنابراین شما وضوح بالا می خواهید. “

اما مساحت این نوع حسگرها بسیار بیشتر از تصاویری است که معمولاً از لنزهای میکروسکوپ بدست می آید ، نتیجه تصمیماتی که سازندگان میکروسکوپ حدود یک قرن پیش گرفته اند.

این بدان معنی بود که او باید راهی برای کشش تصویر میکروسکوپ برای پر کردن سنسور پیدا کند.

وی گفت: “در تسلط من ،” من یک مسیر نوری شخصی را پیدا کردم که در واقع به آن اجازه می داد کار کند. “

سپس محفظه نوری وجود دارد. این ماده معمولاً از فلز ساخته می شود ، اما این فلز در هنگام گرم شدن منبسط می شود و در هنگام سرد شدن منقبض می شود. دکتر میروولد گفت: “انتقال دستگاه از گرم به فضای داخلی به یک بالکن خنک ، جایی که دانه های برف را جمع می کند ،” باعث می شود کل میکروسکوپ اشتباه گرفته شود ، و نگه داشتن همه چیز در کانون توجه غیرممکن است.

به جای فلز ، از الیاف کربن استفاده می شود که به طور قابل توجهی منبسط و منقبض نمی شوند.

دکتر میهرولد همچنین یک LED ویژه تولید شده توسط یک شرکت در ژاپن برای اهداف صنعتی یافت که به طور معمول در مورد فلاش دوربین ، فلاش های نور را در 1/1000 منتشر می کند. این گرمای ساطع شده توسط فلاش را به حداقل می رساند ، که می تواند دانه برف را کمی ذوب کند.

برای مشاهده چیزی زیر میکروسکوپ ، نمونه ای را معمولاً روی لام شیشه ای قرار می دهند. اما لیوان گرما را حفظ می کند. این همچنین دانه های برف را ذوب می کند. بنابراین او از شیشه به یاقوت کبود تبدیل شد ، ماده ای که به راحتی خنک می شود.

تا فوریه سال 2020 ، آماده بود. اما زیباترین دانه های برف را برای عکاسی از کجا می توان یافت؟ در ابتدا فکر کرد که فقط می تواند به یک پیست اسکی برود – شاید Aspen یا Vail در کلرادو یا Whistler در بریتیش کلمبیا.

اما این مکان ها به اندازه کافی سرد نبودند.

دکتر میهرولد گفت: “برف پودری که یک اسکی باز دوست دارد از آن بپراند تقریباً گرد و غبار است.” “زیبایی زیادی در این موارد وجود ندارد.”

در حقیقت ، دانه های برف که در بیشتر مردم رخ می دهد ، بندرت همان چیزی است که مردم تصور می کنند دانه برف است.

آب یک مولکول ساده است که از دو اتم هیدروژن و یک اکسیژن تشکیل شده است. وقتی دما به زیر 32 درجه فارنهایت می رسد ، مولکول ها شروع به چسبیدن می کنند – یعنی یخ می زنند.

وقتی یك قطره آب درون یك كریستال یخ یخ می زند ، یك دانه برف در ابر به دنیا می آید. شکل مولکول های آب باعث می شود که آنها به صورت شش ضلعی دور هم جمع شوند. به همین دلیل است که دانه برف کهن الگو شش شانه دارد.

سپس کریستال رشد می کند ، بخار آب را از هوا جذب می کند و قطرات دیگر در این نزدیکی تبخیر می شوند تا بخار دوباره پر شود. دکتر لیببرشت گفت: “ممکن است 100000 قطره آب که بخار می شود تا یک کریستال برفی ساخته شود.”

اما نحوه رشد کریستال به دما و رطوبت بستگی دارد. در دهه 1930 ، اوکیچیرو ناکایا ، فیزیکدان ژاپنی اولین کسی بود که در آزمایشگاه خود دانه های برف مصنوعی پرورش داد و با تغییر شرایط ، توانست گونه هایی را که در بیشتر شرایط تشکیل شده اند فهرست بندی کند.

وقتی دما کمی زیر صفر باشد ، دانه های برف معمولاً صفحات شش ضلعی ساده هستند. در حدود 20 درجه فارنهایت ، شکل غالب ستون های شش ضلعی است. دانه های برف آرکتیپی زیبا معمولاً بین 15 درجه و -5 درجه فارنهایت تشکیل می شوند.

در این دما ، نقاط شش ضلعی به شاخه تبدیل می شوند. سپس شاخه ها روی شاخه های دیگر و صفحات شش ضلعی کوچکتر تخم ریزی می کنند. تغییرات کمی در دما و رطوبت بر الگوی رشد تأثیر می گذارد و با افتادن دانه برف روی زمین ، شرایط به طور مداوم تغییر می کنند.

دکتر لیببرشت گفت: “از آنجا که این مسیر پیچیده از طریق ابرها را دارد ، شکل پیچیده ای می دهد.” “همه آنها مسیرهای مختلف را دنبال می کنند ، بنابراین هر یک بسته به مسیر کمی متفاوت به نظر می رسد.”

بنابراین دکتر میروولد برای یافتن دانه های برف زیبا ، به شمال رفت ، خیلی بیشتر به شمال. او و چند دستیار حدود هزار پوند تجهیزات به فیربانکس ، آلاسکا آوردند. Yellowknife ، بزرگترین جامعه در سرزمینهای شمال غربی کانادا ؛ و تیمینس ، انتاریو ، حدود 150 مایلی شمال دریاچه هرون.

یک ماه بعد ، بیماری همه گیر ویروس کرونا به تلاش خود پایان داد. اما دکتر میروولد موفق شد تصاویری از دانه های برف را با بالاترین وضوح تهیه کند.

این بیانیه موجب عصبانیت سایر افراد در دنیای دانه های برف ، از جمله دون کومارچکا ، عکاس کانادایی شد که رویکرد تکنولوژیک کاملاً پایین تری را در پیش گرفت. از یک دوربین دیجیتال خریداری شده در فروشگاه با لنز ماکرو با قدرت بالا استفاده می کند. او حتی از سه پایه استفاده نمی کند – او فقط دوربین را نگه می دارد در حالی که دانه های برف روی یک دستکش سیاه که مادربزرگش به او داده نشسته است.

آقای كومارچكا گفت: “فوق العاده ساده.” “این برای هر کسی با هر دوربینی قابل دسترسی است.”

وی درباره سیستم سفارشی دکتر میروولد گفت: “من فکر می کنم کمی بیش از حد طراحی شده است.”

آقای کومارچکا نیز با استفاده از نوری که از روی دانه برف منعکس می شود ، روش دیگری را در مورد نورپردازی در پیش می گیرد ، در حالی که تصاویر دکتر میروولد ، نور عبوری را ضبط می کند. آقای کومارچکا گفت: “شما یک بافت سطح و بعضی اوقات رنگهای رنگین کمانی زیبا در مرکز یک دانه برف مشاهده می کنید.”

اثر رنگین کمان همان چیزی است که در یک فیلم صابونی می بینید ، اما رنگ ها “اغلب بسیار پایدارتر از آن هستند که در یک فیلم صابون یا چیزهای دیگر مشاهده کنید”. “اینها تقریباً رنگهای روانگردان هستند ، تقریباً مثل یک تی شرت با کراوات.”

برای مقابله با ادعاهای دکتر میروولد ، آقای کومارچکا عکسی گرفت که به گفته وی وضوح آن حتی بالاتر بود. دکتر میهرولد با انکار طولانی پاسخ داد ، و توضیح داد که چرا تصاویر او با این وجود جزئیات بیشتری دارند.

در عمل ، تصاویر دکتر میروولد هنگام چاپ روی کاغذهای بزرگ ، وضوح بیشتری دارند. آنها در اندازه های حداکثر 2 متر در 1.5 متر برای خرید در دسترس هستند.

دکتر کومارچکا گفت: “از این نظر بسیار باریک ، بله ، این چیزی است که ناتان می گوید ، و او اشتباه نمی کند.”

[ad_2]

منبع: rah-khabar.ir