امیر
لئوناردو داوینچی، دانشمند و هنرمند بزرگ ایتالیایی گفته است: «علم هنر و هنر علم را بررسی کنید» مسئولان دانشگاه پرینستون در ایالات متحده هم پس از قرن‌ها به حرف او گوش کرده‌اند و چند سالی است نمایشگاه عکسی با موضوع هنر علم برگزار می‌کنند.
نمایشگاه امسال با موضوع انرژی برگزار شد و در آن ۴۵ اثر از ۱۱۵ اثر دریافتی به نمایش درآمد. البته هیچ یک از این تصاویر صرفاً برای این مسابقه تهیه نشده بود، بلکه تمام آن‌ها در خلال تحقیقات دانشمندان و دانشجویان روی موضوع‌های خودشان تهیه شده‌اند که خود، زیبایی لحظات ناب یک کشف علمی را به نمایش می‌گذارد.
18- ماده‌ای بی‌نظم، اما فوق‌العاده یکنواخت
این، تصویری از یک شبکه بی‌نظم از یک ماده عایق است که طیف وسیعی از فرکانس‌های نوری را، با هر نوع قطبیدگی (Polarization) و از هر جهتی، مسدود می‌کند. همچنین تنها امواج الکترومغناطیسی با فرکانسی کمتر از بازه ممنوعه این شبکه قادر به عبور از آن هستند. قابلیت‌های منحصر به فرد این ساختار بی‌نظم، کاربردهای مستقیمی در ابزارهای تولید و تبدیل انرژی با راندمان بالا دارد.
17- رابطه عشق و نفرت
شکل قلبی که در این تصویر مشاهده می‌شود، نتیجه تلاش برای خلق یک دام نوری است. دام نوری از سه جفت پرتوی لیزری متمرکز تشکیل شده که در سه جهت بالا-پایین، چپ-راست و جلو-عقب به هدف می‌تابند و می‌توانند ذرات میکروسکوپی را در سه بعد ثابت نگه دارند. این تصویر تلاش نافرجامی را برای به دام انداختن و تصویربرداری از ذرات سیلیس نشان می‌دهد. در حالت ایده‌آل این پرتو تا حد ممکن باید گرد باشد.
16- حلقه‌های غیرخطی المپیک
اغلب مهندسان اعتقاد دارند که پارازیت برای انتقال سیگنال مضر است. با این وجود، پارازیت حامل مقدار قابل توجهی انرژی است که در موقعیت‌های خاصی می‌توان از آن استفاده کرد. دیمیتری دیلوف و جیسون فلشر با استفاده از ماده‌ای با خواص غیرخطی، انرژی موجود در پارازیت را استخراج کرده‌اند. نتیجه کار، خلق تصویری به شکل حلقه‌های المپیک است.
15- این چیزی نیست که شما تصور می‌کنید!
منشاء ذرات پرانرژی هنوز به صورت یک راز در اخترفیزیک باقی مانده است. نابودی خطوط میدان مغناطیسی با جهات مخالف که تحت عنوان بازاتصال مغناطیسی شناخته می‌شود، ممکن است باعث تبدیل انرژی مغناطیسی به انرژی ذرات شود. در این فرآیند میدان مغناطیسی به جزایر مغناطیسی محدود می‌شود (حباب‌های نارنجی موجود در شکل) و ذرات پر انرژی در میان این جزایر پیچ و تاب می‌خورند (خطوط زرد رنگ شکل).
اگرچه این تصویر هیچ ارتباطی به زیست‌شناسی ندارد، شباهت بصری حیرت‌آوری با سوخت و ساز انرژی در سلول‌های انسانی دارد.
14- زندگی در یک قطره
کرم C. Elegans ارگانیسمی است که به طور وسیع در تحقیقات ژنتیک و زیست‌شناسی استفاده می‌شود. در این تصویر الگوی شنای یک کرم C. Elegans که طولی حدود ۱ میلی‌متر دارد، درون یک قطره آب و حین حرکت در لبه آن دیده می‌شود.
13- لبخند
این تصویری از یک پلیمر رسانا است که بر روی یک سطح سیلیکونی شفاف قرار دارد. به دلیل عدم چسبندگی پلیمر و سطح سیلیکون، هنگام پخش شدن پلیمر بر روی سطح به جای شکل‌گیری یک لایه یکنواخت، جزایری از پلیمر در سطح سیلیکون ایجاد می‌شود. این غیریکنواختی برای کارایی وسیله مشکل‌ساز هستند و محققان تلاش می‌کنند تا از شکل‌گیری آن‌ها جلوگیری کنند. تصویر حاضر اگرچه نتیجه یک تلاش نافرجام است اما حاوی یک پیام مهم است: ناامید نشو، ادامه بده و لبخند بزن!
12- شمعی در باد
تغییر دمای هوا باعث تغییر ضریب شکست آن نیز می‌شود. بنابراین هنگامی‌که پرتوهای نور از میان توده‌های گرم یا سرد هوا عبور می‌کنند خم می‌شوند. این عکس تصویری از یک فوران هوای سرد فشرده را نشان می‌دهد که در حال عبور از میان توده هوای گرم بالای شعله یک شمع کوچک است. این عکس به کمک تکنیکی که عکسبرداری schlieren نام دارد، تهیه شده است.
در این تکنیک یک چشمه نقطه‌ای کوچک از نور، یک آینه مقعر (همگرا) را روشن می‌کند. جسم سرد یا گرم –که در این عکس همان شمع است- مستقیماً در جلوی آینه قرار می‌گیرد. نور هنگام عبور از میان شعله شمع شکست پیدا می‌کند و با برخورد به آینه، در یک نقطه دیگر مجدداً متمرکز می‌شود. در این نقطه یک تیغه نازک قرار داده می‌شود که مسیر عبور نور را اندکی مسدود می‌کند. یک دوربین نیز در پشت تیغه قرار می‌گیرد. نوری که به سمت راست یا چپ شکست یافته است، در تصویر نهایی روشن‌تر یا تیره‌تر دیده می‌شود. دلیل این امر نیز عبور بخش بیشتر یا کمتری از نور، از لبه تیغه است. از این تکنیک در کارهای تحقیقاتی برای مطالعه انتقال گرما، امواج ضربه‌ای، امواج صوتی و سایر پدیده‌های انکساری استفاده می‌شود.
11- زخم شمشیر!
دروسوفیلاسانتومی، نام علمی یکی از اعضای خانواده مگس‌ها است که یکی از نمونه‌های آزمایشگاهی رایج در تحقیقات ژنتیکی است. پژوهشگران می‌خواستند از الگوی رنگدانه‌ها در پای عقب این مگس تصویربرداری کنند که رنگ نارنجی عجیب چشمان این مگس، توجه آن‌ها را جلب کرد. اندازه گیری‌های دقیق‌تر پس از مرگ مگس (!) نشان داد که چشمان مگس انرژی عجیبی از خود منتشر می‌کند.
10- شتاب دهنده فضایی لیتیوم
نمایی از جدیدترین آزمایش شتاب دهنده لیتیومی نیروی لورنتس که قرار است از آن برای تأمین نیروی محرک فضاپیماهای آینده استفاده شود. میدان مغناطیسی منحنی شکل اعمال شده، مسیر حرکت پلاسما را طوری تعیین می‌کند که ستونی دیدنی و رنگارنگ از پلاسما ایجاد شود.
9- چهره‌های پرهیجان
وقتی یک بشقاب را درون ظرفی از مایع بالا و پایین ببرید و آرام آرام آن مایع را مخلوط کنید، این چهره‌های شگفت انگیز ظاهر می‌شوند. هر چهره مربوط به زمان متفاوتی از این فرایند هم زدن است.
8- یک بیت کوانتومی
این ساختار رنگارنگ، یک بیت کوانتومی باردار ابررسانا است که به اختصار کیوبیت خوانده می‌شود و طوری طراحی شده که بتواند اطلاعات کوانتومی را نگهداری کند، به عبارت دیگر این کیوبیت می‌تواند حالت‌های منطقی صفر، ۱ یا ترکیب آن‌ها را نگهداری کند، جزیره‌های قرمز، سفید و آبی رنگ از آلومینیوم ساخته شده و می‌توانند اطلاعات کوانتومی واقعی را نگهداری کنند. اما جزایر سبز و آبی آسمانی از نیوبیوم ساخته شده و جزئی از مداری است که اطلاعات را روی کیوبیت می‌نویسد یا از روی آن می‌خواند.
7- گرداب مغناطیسی
یکی از پر انرژی‌ترین انفجارهای عالم، جت‌هایی است که فیزیک دانان در کهکشان‌های دور دست کشف می‌کنند. دانشمندان برای درک بهتر این پدیده این فوران‌ها را با ابریارانه‌ها شبیه سازی می‌کنند. تصویری که می‌بینید، نمایی از یک شبیه سازی است که تأثیر متقابل گازهای کهکشان و خطوط میدان مغناطیسی را نشان می‌دهد.
6- دانه‌های برف پلیمری
این تصویر که با استفاده از میکروسکوپ الکترونی تهیه شده، الگوی رشد فراکتال‌های درختی را که شبیه به بلورهای برف هستند، در ترکیب نوعی پلیمر نشان می‌دهد. این ساختارهای غنی از کربن، اطلاعات ارزشمندی را در مورد پلیمرهای مورد استفاده در سلول‌های خورشیدی آلی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.
5- کوهها در آینه تلسکوپ
تلسکوپ‌های پرتوی گاما نیازمند قدرت بالای گردآوری نور هستند تا بتوانند پرتوهای کم فروغ چرنکوف را در جو زمین تشخیص دهند. پرتوهای چرنکوف وقتی پدید می‌آیند که پرتوهای گاما و ذرات کیهانی پرانرژی با سرعتی بیشتر از سرعت نور در جو (و البته کمتر از سرعت نور در خلاء) وارد جو زمین می‌شوند. آینه‌ای که می‌بینید، مربوط به مجموعه تلسکوپ وریتاس است که در آریزونای جنوبی واقع شده است.
4- کشش سطحی آب
در این آزمایش، عکاس می‌خواست بررسی کند وقتی یک قطره آب روی سطحی از آب می‌چکد، نیروی کشش سطحی چه کار می‌کند. البته تصویری که ملاحظه می‌کنید، اندکی دیر گرفته شده و به جای آنکه تعامل کشش سطحی بین قطره و سطح آب را نشان دهد، تاج آب را مشخص کرده است. برای تهیه این تصویر، از یک دوربین پرسرعت و پالس‌های نوری به عمر یکصدهزارم ثانیه استفاده شده است. به عبارت دیگر، لامپ فلش استفاده شده در این عکسبرداری در هر ثانیه حدود یکصدهزار بار روشن و خاموش شده تا این صحنه ثبت شود.
3- پراکندگی ستارگان نوترونی در اطراف یک سیاهچاله پرجرم
هنگامی که سیارات با نیروهای گرانشی مواجه می‌شوند، شروع به حرکت می‌کنند تا انرژی کل خود را، که حاصل‌جمع انرژی پتانسیل گرانشی و انرژی جنبشی است، به حداقل مقدار ممکن برسانند. در تلاشی مشابه، برای کمینه کردن انرژی هنگام تقابل با یک سیاهچاله پرجرم در مرکز کهکشان، تعداد زیادی از ستارگان نوترونی پراکنده شده و وارد مدارهای غیرعادی می‌شوند. در این تصویر که توسط تیم کوبی تهیه شده است، مشاهده می‌شود که محیط‌های پرتراکم ستاره‌ای می‌توانند هم‌زمان با پیشرفت این فرایند، الگوهای پیچیده و شگفت‌انگیزی را ایجاد کنند. در نهایت اکثر ستارگان از کهکشان فرار می‌کنند و تنها یک خوشه کم تراکم را باقی می‌گذارند.
2- چراغ‌درمانی
برای غلبه بر افت آنتروپی مربوط به داروهای سنتزی و سایر مولکول‌های مهم، شیمیدان‌ها ناچار هستند از منابع تجدیدناپذیری استفاده کنند تا بتوانند تغییرات مورد نظر خود را انجام دهند. برای حذف این فرایند اسراف‌کارانه، محققان سعی دارند تا با تقلید فرآیند فتوسنتز، انرژی مورد نیاز خود را تأمین کنند. در این روش کاتالیزورها، انرژی موجود در نور را مهار کرده و با انتقال این انرژی به شکل الکترون، واکنش‌های سنتزی را بدون اتلاف انرژی امکان‌پذیر می‌کنند. در روشی که به همین منظور توسط گروهی از محققان پرینستون ابداع شده است، از یک لامپ فلورسنت فشرده استفاده می‌شود. این لامپ با تحریک مجموعه‌ای از کاتالیزورهای نوری رنگی، باعث فعال شدن زنجیره‌ای از واکنش‌ها می‌شود که نهایتاً انرژی مورد نیاز را فراهم می‌کند.
1- شتاب‌دهنده پلاسمایی زنون
این تصویر که توسط جری رأس خلق شده است، یک شتاب‌دهنده پلاسمایی است که با استفاده از پیشرانه اثر هال کار می‌کند. پیشرانه هال یک فناوری پیشرانش الکتریکی است که با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، سوخت را یونیزه کرده و به آن شتاب می‌دهد. در این تصویر یک شتاب دهنده پلاسما که با استفاده از سوخت زنون در حال کار است، مشاهده می‌شود.
آخرین دیدگاهها