เทคนิคการวัดหัววัดการสแกน

หากรูปภาพมีค่าหนึ่งพันคำ รูปภาพที่มีความละเอียดสูงกว่านั้นหรือคุณสมบัติการทำงานที่บันทึกนอกเหนือจากโทโพโลยีเชิงโครงสร้างย่อมสื่อถึงปริมาณได้อย่างแน่นอน เป็นการยากที่จะหลีกหนีจากบทบาทของเทคนิคการสแกนโพรบในวัสดุศาสตร์ โดยให้ข้อมูลเชิงลึกเชิงโครงสร้างที่ช่วยในการอธิบายและแม้แต่ทำนายพฤติกรรมของวัสดุ แม้ว่าจะเป็นเวลากว่า 30 ปีแล้วที่เทคนิค

การสร้าง

ลักษณะเฉพาะเหล่านี้เริ่มแพร่หลาย แต่กระแสของนวัตกรรมและสิ่งประดิษฐ์ใหม่ที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของพวกเขาหมายความว่าพวกเขายังคงพาดหัวข่าวอยู่ การพัฒนาทิปแบบโมเลกุลเดี่ยวที่รายงานในสัปดาห์นี้เป็นประเด็นสำคัญ เทคนิคโพรบสแกนแบบแรกคือกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกน 

ซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถติดตามโทโพโลยีของพื้นผิวด้วยความละเอียดของอะตอมโดยการตรวจสอบความแข็งแรงของกระแสอุโมงค์ที่ขึ้นกับระยะทางสูงระหว่างพื้นผิวและปลายแหลมระดับนาโนเมตร การมองเห็นครั้งแรกของคุณสมบัติระดับอะตอมนั้นน่าทึ่งมากจนผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกน 

ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1986 สำหรับการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ในขณะที่ นำภาพพื้นผิวตัวนำที่ทำให้ต้องตะลึง แต่ก็ยังมีนักวิจัยที่ต้องการความละเอียดเดียวกันสำหรับพื้นผิวฉนวนเช่นกัน ฉันโชคดีที่ได้คุยกับคริสตอฟ เกอร์เบอร์ผู้ร่วมประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูร่วม 

เกี่ยวกับวิธีที่พวกเขาพัฒนาเทคนิคที่จะนำความละเอียดสูงมาสู่พื้นผิวที่กว้างขึ้น คุณสามารถฟังเขาบรรยายถึงการค้นพบนี้ ตลอดจนเพื่อนร่วมงานและคนอื่นๆ ที่ทำงานในภาคสนามในภาพยนตร์สั้นชุดของเราเพื่อเฉลิมฉลองการประดิษฐ์และการพัฒนาที่ตามมาภาพระดับนาโนเหล่านี้เป็นไปได้ด้วยเทคนิค

ที่ช่วยให้สามารถวัดอันตรกิริยาระหว่างทิปกับพื้นผิวที่ไวเป็นพิเศษ วิทยาศาสตร์การวัดเป็นฮีโร่ที่มักไม่มีใครพูดถึงในด้านวัสดุศาสตร์ แต่ไม่ใช่ในวันที่ 20 พฤษภาคม ซึ่งผู้คนทั่วโลกจะเฉลิมฉลองความก้าวหน้าของเครื่องมือวัดและแม้กระทั่งหน่วยที่เราใช้สำหรับการวัดในวันมาตรวิทยาโลก

ในความเป็นจริง 

สนามไฟฟ้าในก้อนเมฆไม่สามารถคงอยู่ในค่าที่สูงเช่นนี้ได้นาน เนื่องจากการสลายตัวทางไฟฟ้าแบบคลาสสิกเกิดขึ้นที่สนาม 3 MV/m เมื่อถึงจุดนั้น อิเล็กตรอนอิสระจะได้รับพลังงานจลน์เพียงพอจากสนามเพื่อปลดปล่อยอิเล็กตรอนอิสระมากขึ้นเมื่อพวกมันชนกับโมเลกุลของอากาศ และด้วยเหตุนี้

จึงทำให้เกิดไอออไนเซชันถล่มและในที่สุดก็สร้างพลาสมาที่ยกเลิกสนามไฟฟ้าภายนอก ไม่ว่าในกรณีใด สนามที่วัดได้ในเมฆฝนฟ้าคะนองจะไม่เกินค่าที่ต่ำกว่า 1 MV/m ตามการวัดด้วยบอลลูนที่ดำเนินการเมื่อทศวรรษที่แล้วพร้อมกับการวัดที่ไม่ล่วงล้ำเมื่อเร็วๆ นี้ โดยใช้การโปรยอนุภาคคอสมิกเป็นโพรบ

และกล้องโทรทรรศน์วิทยุ LOFAR เป็นเครื่องตรวจจับ ดังนั้น สนามที่ต่ำเช่นนี้จะสามารถรองรับอิเล็กตรอนสัมพัทธภาพซึ่งมีพลังงานจลน์ 500 keV หรือมากกว่านั้นได้หรือไม่? เพื่อตอบคำถามนี้ เราจำเป็นต้องดูอีกครั้งที่รูป “อิเล็กตรอนหนีไฟ” ซึ่งแสดงแรงเสียดทานที่อิเล็กตรอนประสบในอากาศ

ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานตามฟังก์ชันของพลังงานอิเล็กตรอน แรงเสียดทานนี้ถึงจุดสูงสุดที่พลังงานอิเล็กตรอนประมาณ 200 eV แล้วลดลง ก่อนที่จะเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงาน MeV และเริ่มแผ่รังสีแกมมาจำนวนมากโดยเบรมสตราห์ลุง รูปนี้ยังแสดงถึงแรงเร่ง e Eในสนามไฟฟ้าE.

ถ้าแรงนี้

มากกว่าแรงเสียดทาน อิเล็กตรอนจะได้รับพลังงาน และถ้าแรงน้อยกว่านี้ก็จะสูญเสียพลังงาน สิ่งนี้ระบุด้วยลูกศรสีน้ำเงิน สำหรับสนามที่ระบุในรูป อิเล็กตรอนจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มอย่างชัดเจน: อิเล็กตรอนที่มีพลังงานเริ่มต้นต่ำกว่าจะเข้าใกล้พลังงานเฉลี่ยคงที่ในช่วง eV ในขณะที่อิเล็กตรอน

ที่มีพลังงานเริ่มต้นสูงกว่าจะถูกเร่งให้เข้าสู่ระบอบการหลบหนี เข้าถึงพลังงาน MeV และเริ่มต้น เพื่อฉายรังสีแกมมา แต่อิเล็กตรอนจะเข้าสู่ระบอบการหลบหนีนี้ได้อย่างไรภายในเขตข้อมูลปานกลางที่วัดได้ภายในพายุฝนฟ้าคะนอง? จำได้ว่าในหัวข้อที่แล้ว เราได้กล่าวถึงปรากฏการณ์พายุฝนฟ้าคะนอง

ที่แตกต่างกันสองปรากฏการณ์: การกะพริบของรังสีแกมมาบนพื้นโลกและการเรืองแสงของรังสีแกมมา ปรากฏการณ์เหล่านี้สร้างนิวตรอนในช่วงเวลาต่างๆ และตามความเข้าใจของเราในปัจจุบัน พวกมันมีความสัมพันธ์กับกลไกทางกายภาพที่แตกต่างกัน การวัดอย่างรอบคอบพบว่าการเรืองแสง

ของรังสีแกมมาเกิดขึ้นจริงก่อนที่กิจกรรมฟ้าแลบจะเริ่มต้นขึ้น เมื่ออากาศปริมาณมากภายในพายุฝนฟ้าคะนองที่กำลังพัฒนาได้สร้างสนามไฟฟ้าเกินเกณฑ์การหนีไฟล่างที่ ~0.2 MV/m รังสีคอสมิกที่ยิงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศสร้างอนุภาคโปรยปราย รวมทั้งการไหลของอิเล็กตรอนสัมพัทธภาพอย่างต่อเนื่อง

ซึ่งได้รับพลังงานเพิ่มเติมในสนามไฟฟ้านี้ และก่อให้เกิดการถล่มของอิเล็กตรอนหนีตามสัมพัทธภาพ กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้ตราบเท่าที่มีสนามอยู่และอิเล็กตรอนได้รับการรีเฟรช ทำให้เกิดแสงรังสีแกมมาสลัวเป็นระยะเวลานาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง งานล่าสุด และเพื่อนร่วมงาน 

แสดงให้เห็นหลักฐานที่ชัดเจนของการเพิ่มขึ้นที่เกี่ยวข้องกับพายุฝนฟ้าคะนองในฟลักซ์ของอิเล็กตรอนพลังงานสูง รังสีแกมมา และนิวตรอนในช่วงเวลาไม่กี่นาที อย่างน่าทึ่ง ฟลักซ์เหล่านี้ไม่มีความสัมพันธ์กับจังหวะฟ้าผ่า แต่จริง ๆ แล้วกำลังแข่งขันกับฟ้าผ่าในฐานะกลไกการปลดปล่อย เป็นผลให้ฟ้าผ่า

มีแนวโน้มที่จะดับแสงแกมมา ในทางกลับกันแสงวาบรังสีแกมมาบนพื้นโลกมีความสัมพันธ์กับ “ผู้นำ” สายฟ้า ในขณะที่ตาของเราเห็นเพียงแสงวาบเดียว กล้องความเร็วสูงจะแก้ปัญหาว่าช่องสายฟ้าเติบโตจากก้อนเมฆถึงพื้นได้อย่างไร ดังที่แสดงในภาพ “ติดตามผู้นำ” ช่องพลาสมาที่เพิ่มขึ้น

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์