นักวิจัยในสวิตเซอร์แลนด์ เยอรมนี และสหราชอาณาจักรพบว่า “นักเล่น Marangoni” สามารถจัดการการไล่ระดับความตึงผิวที่ส่วนต่อประสานของไหลเพื่อขับเคลื่อนตัวเองไปสู่ความเร็วที่เร็วมาก ทีมงานที่นำโดยKilian Dietrichที่ ETH Zurich ได้สาธิตผลกระทบโดยการทำให้ทรงกลม Janus ส่องสว่างด้วยเลเซอร์พิเศษ ทำให้พวกมันสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 10,000 เท่าของความยาวต่อวินาที
อนุภาคแอคทีฟมีความสามารถพิเศษในการแปลง
พลังงานจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่เกิดขึ้นได้ผ่านความไม่สมมาตรในตัวในรูปร่างหรือองค์ประกอบ เนื่องจากความเรียบง่าย อนุภาคที่เรียกว่าทรงกลมเจนัสจึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการทดลองเหล่านี้
เหล่านี้เป็นไมโครบีดซิลิกาโดยเหลือด้านหนึ่งเปล่า และอีกด้านหนึ่งเคลือบด้วยทองคำ กลไกหนึ่งที่สามารถขับเคลื่อนอนุภาคได้คือการให้ความร้อนแบบอสมมาตรของพื้นผิวทั้งสองโดยแหล่งกำเนิดแสง โดยด้านสีทองดูดซับความร้อนมากกว่าซิลิกา การไล่ระดับอุณหภูมิที่เกิดขึ้นรอบๆ อนุภาคจะขับเคลื่อนอนุภาคในเส้นทางที่เป็นเส้นตรง
ด้วยตัวของมันเอง กลไกนี้ไม่มีประสิทธิภาพสูง – มีเพียงการขับเคลื่อนอนุภาคให้เร็วขึ้นสองสามเท่าของความยาวต่อวินาที ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Dietrich พยายามเพิ่มประสิทธิภาพนี้ด้วยการจับคู่การไล่ระดับอุณหภูมิกับการไล่ระดับความตึงผิวในของเหลวโดยรอบ พวกเขาทำได้โดยการวางตำแหน่งทรงกลม Janus ไว้ที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำ จากนั้นให้แสงด้วยลำแสงเลเซอร์รูปทรงพิเศษที่ทรงพลัง
การไล่ระดับความตึงผิวความไม่สมดุลของอุณหภูมิ
ที่เกิดขึ้นรอบๆ อนุภาคได้ลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำกับน้ำมันที่ด้านสีทองที่อุ่นขึ้น ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ Marangoni โดยที่กระแสจะเกิดขึ้นตามการไล่ระดับความตึงผิวที่ส่วนต่อประสานของไหล จากนั้นทรงกลม Janus สามารถ “ท่อง” ตามกระแสที่เกิดขึ้นในทิศทางของการไล่ระดับแรงตึงผิวที่สร้างขึ้นเอง
ในระหว่างการเดินทาง ทริชและเพื่อนร่วมงานพบว่าทรงกลมที่เล่นเซิร์ฟ Marangoni ได้ออกจากพื้นที่ซึ่งความเข้มข้นของโมเลกุลลดแรงตึงผิวที่ลดแรงตึงผิวได้หมดลง สิ่งนี้ทำให้เกิดการไล่ระดับความตึงผิวที่สองซึ่งทำไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทางแรก – ทำให้เกิดข้อจำกัดในการเคลื่อนที่ ดังนั้นความเร็วโดยรวมของทรงกลมจึงเกิดจากความสมดุลระหว่างองค์ประกอบทั้งสองนี้
ละอองเจนัสสะท้อนการระเบิดของสีทีมของดีทริชสามารถควบคุมความเร็วของนักเล่นเซิร์ฟ Marangoni ได้อย่างง่ายดายโดยเปลี่ยนพลังของเลเซอร์หรือความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสาน ความเร็วที่แสดงให้เห็นของพวกเขาขยายสี่คำสั่งของขนาด: จากไมครอนไปจนถึงหลายเซนติเมตร – ประมาณ 10,000 เท่าของความยาวลำตัวของทรงกลม – ต่อวินาที สิ่งนี้แสดงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมากของความเร็วของอนุภาคที่ขับเคลื่อนตัวเองไปตามการไล่ระดับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว
การค้นพบของทีมนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ
เกี่ยวกับระบบที่ไดนามิกอยู่ไกลจากสมดุลทางความร้อน จากการวิจัยเพิ่มเติม พวกเขาสามารถนำไปสู่วิธีใหม่ในการจัดการกับสารออกฤทธิ์ ซึ่งกลุ่มอนุภาคแขวนลอยขนาดใหญ่ยืมพลังงานจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเพื่อขับเคลื่อนตัวเองและออกแรงทางกล
ในขณะที่ nanoLEDs และ nanolasers ที่อธิบายไว้ในงานนี้ทำงานในช่วง UV ใกล้ ๆ นักวิจัยกล่าวว่าแนวคิดของพวกเขาสามารถนำไปใช้กับระบบวัสดุต่างๆเช่นอลูมิเนียมแกลเลียมไนไตรด์ (AlGaN) โบรอนไนไตรด์ (BN) หรือโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างเพื่อพัฒนาไปไกล อุปกรณ์ UV ลึกที่สว่างกว่า พวกเขารายงานงานของพวกเขาในS cience Advances
ดาวแคระขาว และดาวเคราะห์ยักษ์ ได้รับการศึกษาโดยใช้ดาวเทียม Transiting Exoplanet Survey Satellite ของ NASA ซึ่งมองหาความผันผวนของแสงดาวที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ TESS ตรวจพบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ทุกๆ 34 ชั่วโมงในวงโคจรที่แน่นหนาอย่างยิ่ง ซึ่งใกล้กับดาวฤกษ์ของมันมากกว่าดาวพุธถึง 20 เท่า สิ่งพิเศษอีกอย่างหนึ่งเกี่ยวกับระบบนี้คือดาวแคระขาวมีขนาดเท่ากับโลก ดังนั้นดาวเคราะห์จึงมีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ที่โคจรอยู่มาก
ไม่มีร่องรอยของการทำลายล้าง”เราใช้ดาวเทียม TESS เพื่อค้นหาเศษซากที่เคลื่อนผ่านรอบดาวแคระขาว และพยายามทำความเข้าใจว่ากระบวนการทำลายล้างของดาวเคราะห์เกิดขึ้นได้อย่างไร” แอนดรูว์ แวนเดอ ร์เบิร์ก จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน กล่าว การค้นพบ. “เราไม่จำเป็นต้องคาดหวังว่าจะพบดาวเคราะห์ที่ดูเหมือนจะไม่บุบสลาย”
จากนั้นทีมงานได้ศึกษาระบบอย่างละเอียดมากขึ้นโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ราศีเมถุน (GNIRS) บน กล้องโทรทรรศน์ ราศีเมถุนเหนือในฮาวาย ในขณะที่ GNIRS สามารถมองเห็นดาวได้ แต่ไม่พบแสงจากสนามเศษซากที่โคจรอยู่ หรือจากดาวเคราะห์ยักษ์ก็ไม่พบ
Siyi Xuจากหอดูดาวราศีเมถุนอธิบายว่า “เนื่องจากไม่พบเศษซากจากดาวเคราะห์ที่ลอยอยู่บนพื้นผิวของดาวฤกษ์หรือล้อมรอบมันในแผ่นดิสก์ เราสามารถอนุมานได้ว่าดาวเคราะห์ไม่บุบสลาย” เธอกล่าวเสริมว่า “เพราะว่าเราไม่ได้ตรวจจับแสงใดๆ จากตัวดาวเคราะห์เอง แม้แต่ในอินฟราเรด มันบอกเราว่าดาวเคราะห์นั้นเย็นมาก ในบรรดาแสงที่เจ๋งที่สุดที่เราเคยพบมา” อันที่จริงแล้วกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ของนาซ่า เคยใช้เพื่อจำกัดอุณหภูมิสูงสุดของ WD 1856b ไว้ที่ 17 °C ซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิเฉลี่ยของโลก เป็นผลให้เป็นไปได้ที่ชีวิตมีอยู่บนโลก
ดาวเคราะห์ที่มีอัธยาศัยดี
“ฉันคิดว่าส่วนที่น่าตื่นเต้นที่สุดของงานนี้คือสิ่งที่มีความหมายสำหรับทั้งความสามารถในการอยู่อาศัยโดยทั่วไป – จะมีบริเวณที่มีอัธยาศัยดีในระบบสุริยะที่ตายแล้วเหล่านี้ได้หรือไม่ – และความสามารถของเราในการหาหลักฐานการอยู่อาศัยนั้น” Vanderburg กล่าว
Credit : francoisdelaval.org gaimanatjcpl.org gedaechtnisderalpen.net generic40mgnexium.com getridofacnesystem.com
