ในอุตสาหกรรม ช่องว่างระหว่างการค้นพบทางวิทยาศาสตร์และการเปลี่ยนให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงมักเรียกว่า “หุบเขาแห่งความตาย” แนวคิดมากมายที่ดูเหมือนจะเป็นไปได้ในห้องทดลองกลับล้มเหลวในการนำไปใช้จริงสำหรับความต้องการเงินทุน ความรู้ความชำนาญทางอุตสาหกรรม หรือโดยปกติแล้ว ทั้งสองอย่างจะผสมผสานกัน หัวข้อฟิสิกส์อุตสาหกรรมของการประชุม APS มีนาคมปีนี้
ซึ่งเพื่อนร่วมงาน
ของฉันและฉันจะเข้าร่วมในสัปดาห์นี้ในนามรวมถึงการพูดคุยจำนวนหนึ่งเกี่ยวกับปัญหา “หุบเขาแห่งความตาย” และหัวข้อที่เริ่มเซสชั่นเมื่อวานนี้ ทำให้เห็นความสำคัญของการแก้ไขปัญหานี้จริงๆ วิทยากร กำกับสำนักงานเทคโนโลยีไมโครซิสเต็มส์ที่สำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงกลาโหม รู้จักกันดี
โดยใช้ตัวย่อ หน่วยงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ และหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่นักฟิสิกส์ในสำนักงานพัฒนาขึ้นคือ “เครื่องวัดแรงระเบิด” สำหรับทหารที่ประจำการในอิรักและอัฟกานิสถาน มาตรวัดเหล่านี้ตรวจจับการพุ่งขึ้นอย่างกะทันหันของความดันอากาศ เช่น ที่เกิดขึ้นจากการระเบิด
นั่นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกองทัพสหรัฐฯ เนื่องจากแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นเป็นสาเหตุหลักของการบาดเจ็บที่สมองจากการสู้รบ แต่ขอบเขตของการบาดเจ็บของทหารอาจเป็นเรื่องยากที่จะวินิจฉัยในสนามรบ ไม่น้อยเพราะอย่างที่คอลเวลล์กล่าวไว้ ทหารนั้น “ทรหด ผู้ชาย” ที่มักจะพูดว่าพวกเขาไม่เป็นไร
แม้ว่าพวกเขาจะมีอาการทางสมอง เช่น ปวดหัวและสับสน มาตรวัดมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา และเมื่อทหารสวมใส่ – อันหนึ่งอยู่ที่หลัง หนึ่งอันที่หน้าอก และอีกอันที่ด้านหลังของหมวก พวกมันทำหน้าที่เหมือนเครื่องวัดปริมาณรังสีสำหรับแรงดันส่วนเกิน: เพียงกดปุ่ม ไฟแสดงสถานะ LED จะสว่างขึ้น
อุปกรณ์จะเรืองแสงเป็นสีเขียว เหลืองหรือแดง ขึ้นอยู่กับระดับความกดดันที่ทหารได้รับ ข้อมูลนี้ช่วยให้
แพทย์สามารถตัดสินใจได้ว่าทหารแต่ละคนต้องการการรักษาแบบใด (ถ้ามี) แต่ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ของ DARPA เข้าใจธรรมชาติของการบาดเจ็บจากแรงระเบิดและสาเหตุของการบาดเจ็บ
ได้ดียิ่งขึ้น
สิ่งหนึ่งที่น่าแปลกใจที่พวกเขาได้เรียนรู้ กล่าวว่าภัยคุกคามนั้นสูงกว่าในการฝึกมากกว่าในการต่อสู้ ตัวอย่างเช่น ทหารอาจได้รับแรงกดดัน “ปริมาณมาก” หากพวกเขายืนอยู่ผิดที่ เมื่อฝึกยิงปืนครกหรือขีปนาวุธยิงไหล่ มาตรวัดการระเบิดไม่ซับซ้อนเป็นพิเศษ พวกเขาทำจากส่วนประกอบที่มีจำหน่ายทั่วไป
รวมถึงเซ็นเซอร์ความดันแบบเดียวกับและราคา 43 ดอลลาร์ต่อชิ้นก็ค่อนข้างถูกเช่นกัน แต่ถ้าไม่ใช่เพราะความร่วมมือระหว่างนักฟิสิกส์และลูกค้าของพวกเขาในกองทัพ มาตรวัดอาจตกอยู่ใน “หุบเขาแห่งความตาย” และหากไม่มีพวกเขา ทหารอาจได้รับบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับแรงกดดันต่อไป
การทดลองซึ่งกำลังสร้างในห้องทดลองที่มหาวิทยาลัยไรซ์และมหาวิทยาลัยบริคัม ยังก์ ใช้ธาตุสตรอนเทียมและแคลเซียม อะตอมของหมู่ เหล่านี้มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนตรงที่พวกมันยังมีอิเล็กตรอนที่จับกันหลวมๆ หนึ่งตัวเมื่อพวกมันแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งหมายความว่าไอออนมีความถี่การเปลี่ยนผ่าน
ที่สามารถขับเคลื่อนได้ง่ายโดยเลเซอร์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน และเครื่องมือที่ใช้สำหรับการทำความเย็นด้วยเลเซอร์และการจัดการอะตอมก็อาจใช้กับพลาสมาได้เช่นกัน เทคนิคที่เรียกว่าการถ่ายภาพแบบดูดซับซึ่งเป็นเครื่องมือในการทดลองเกี่ยวกับอะตอมที่เป็นกลางแบบเย็นจัดจะสามารถถ่ายโอน
ไปยังสตรอนเชียมและแคลเซียมได้โดยตรง สิ่งนี้สร้างภาพที่สังเกตได้โดยตรงของโปรไฟล์ความหนาแน่นเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันของพลาสมา การวัดโปรไฟล์ความหนาแน่นเหล่านี้มีความสำคัญต่อการแยกแยะระหว่างการจำลองทางทฤษฎีว่าความหนาแน่นของพลาสมาเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
อย่างไร
บางรุ่นคาดการณ์คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการขยายตัวของพลาสมา ในขณะที่บางรุ่นแสดงคลื่นอะคูสติกไอออนที่เยือกแข็งเข้าที่ ด้วยการใช้เลเซอร์เพื่อทำให้ไอออนในพลาสมาเย็นลง ก็จะสามารถลดพลังงานจลน์ของไอออนเพื่อให้ไอออนเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ในการทดลองเช่นนี้
จะสามารถพิสูจน์ยืนยันและขยายทฤษฎีของระบบสององค์ประกอบที่เชื่อมต่อกันอย่างมากได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราจะสามารถศึกษาการรวมตัวกันใหม่ ไดนามิกของการชนกัน การให้ความร้อนของอิเล็กตรอน และการขยายตัวในระบบแรงดันลบ พลาสมาที่เป็นกลางแบบเย็นจัดและก๊าซ
ที่หนาแน่นเป็นญาติสนิทในระบบอะตอมแบบใหม่ที่มีความเย็นจัดเป็นพิเศษ ตื่นเต้นสูง และมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรง พวกมันอาศัยอยู่ในบริเวณระหว่างฟิสิกส์ของอะตอม พลาสมา และสสารควบแน่น พวกเขาทำให้เราประหลาดใจแล้วด้วยคำถามที่น่าฉงน ซึ่งบางคำถามเราได้เริ่มตอบไปแล้ว
เป็นชั้นของน้ำทั่วทั้งดาวเคราะห์ มันจะก่อตัวเป็นฟิล์มหนาเพียง 10 µm (ในทางตรงกันข้ามหากทำเช่นเดียวกันกับน้ำของโลก จะทำให้เกิดชั้นความลึกหลายสิบเมตร) แม้ปัจจุบันดาวเคราะห์จะแห้งแล้ง แต่ภาพถ่ายของชาวไวกิ้งก็เผยให้เห็นหลักฐานอันน่าทึ่งสำหรับลักษณะที่ดูเหมือนน้ำที่แกะสลักไว้
หลายประเภท ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ บรรยากาศบนดาวอังคารมีช่วงหนึ่งที่อุ่นขึ้นและมีความกดอากาศสูงขึ้น จากการตรวจสอบอย่างใกล้ชิด พื้นที่ที่มีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากแสดงให้เห็นหลักฐานของรูปแบบการกัดเซาะที่ดูเหมือนสอดคล้องกับสภาพบรรยากาศที่หนาทึบในอดีตรูปที่ 2 )
ในขณะที่ยานอวกาศไวกิ้งกำลังเปิดเผยความลึกลับจากเบื้องบน ยานลงจอด 2 ลำถูกส่งขึ้นสู่พื้นผิวโดยยานอวกาศที่กำหนดให้บันทึกรายละเอียดเกี่ยวกับสภาพพื้นผิวเป็นครั้งแรก ยานไวกิ้งลงจอดบนดาวอังคารในปี 1976 และถ่ายภาพภูมิประเทศที่เต็มไปด้วยฝุ่นและหินที่อาบไปด้วยสีแดงของชั้นบรรยากาศ
