پرسه‌ای در جهان علم

گامی به سوی اینترنت کوانتومی: توسعه شبکه‌ای با درهم‌تنیدگی چندگانه

 مهندسان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) موفق به ایجاد شبکه‌ای کوانتومی با دو گره شده‌اند که هر کدام شامل چندین بیت کوانتومی (کیوبیت) هستند. این دستاورد با استفاده از اتم‌های ایتربیم درون بلورهای خاص و اتصال آن‌ها به حفره‌های نانوساختاری نوری به دست آمده است. این ساختارها نور را به دام انداخته و هدایت می‌کنند و امکان انتقال همزمان فوتون‌های حامل اطلاعات کوانتومی را فراهم می‌سازند.

 در این پژوهش، دو گره نانوساختاری از بلورهای YVO4 ساخته شده‌اند که اتم‌های ایتربیم درون آن‌ها با استفاده از لیزر تحریک می‌شوند. این تحریک باعث می‌شود هر اتم یک فوتون منتشر کند که با خود اتم درهم‌تنیده باقی می‌ماند. سپس فوتون‌های منتشرشده از اتم‌های موجود در دو گره جداگانه به مکانی مرکزی ارسال و شناسایی می‌شوند. این فرآیند شناسایی، پروتکلی را فعال می‌کند که منجر به ایجاد حالت‌های درهم‌تنیده بین جفت‌های اتم‌های ایتربیم می‌شود.

چرا این تحقیق اهمیت دارد؟

 این دستاورد یک گام مهم در جهت تحقق اینترنت کوانتومی است، شبکه‌ای که می‌تواند ارتباطات را به‌صورت کاملاً امن و غیرقابل شنود برقرار کند. در سیستم‌های ارتباطی کلاسیک، داده‌ها می‌توانند توسط هکرها رهگیری شوند، اما در یک شبکه کوانتومی، اطلاعات از طریق ذرات درهم‌تنیده ارسال می‌شود که هرگونه تلاش برای استراق سمع، خود را آشکار می‌کند. این فناوری می‌تواند در آینده، امنیت سایبری، بانکداری و حتی تحقیقات علمی را متحول کند.

 همچنین، این تحقیق نشان‌دهنده قابلیت افزایش مقیاس شبکه‌های کوانتومی است. درهم‌تنیدگی چندگانه که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته، می‌تواند ارتباطات کوانتومی را به‌طور همزمان بین چندین گره برقرار کند. این پیشرفت کلیدی می‌تواند امکان توسعه شبکه‌های گسترده‌تر، از جمله شبکه‌های کامپیوتری کوانتومی توزیع‌شده را فراهم کند که به نوبه خود تأثیرات عمیقی بر پردازش داده‌ها و حل مسائل پیچیده علمی خواهد داشت.

هشدار درباره خطرات میکروبیولوژیکی فاضلاب خام برای سلامت انسان

دکتر جاناتان کاکس، میکروبیولوژیست دانشگاه استون، در مقاله‌ای در مجله Microbiology به خطرات فاضلاب خام در دریاهای اطراف بریتانیا پرداخته است. فاضلاب حاوی میکروارگانیسم‌های مضر برای سلامت انسان است که می‌توانند عفونت‌های گوارشی، تنفسی و پوستی ایجاد کنند. افراد می‌توانند از طریق بلع، استنشاق یا تماس با آب آلوده مبتلا شوند. گروه‌های آسیب‌پذیر مانند سالمندان، افراد با سیستم ایمنی ضعیف و زنان باردار در معرض خطر بیشتری قرار دارند. آلودگی فاضلاب همچنین می‌تواند به حیات دریایی آسیب برساند.

تخلیه فاضلاب خام در سواحل بریتانیا رو به افزایش است و برخی شرکت‌های آب‌رسانی سالانه تا ۲۰۰ بار فاضلاب را به دریا تخلیه می‌کنند. این مسئله زمانی برای دکتر کاکس ملموس شد که در بهار ۲۰۲۴ پس از شنا در دریا به نوعی ذات‌الریه باکتریایی مبتلا شد؛ این شنا تنها چند ساعت پس از گزارش تخلیه فاضلاب در همان منطقه توسط خیریه Surfers Against Sewage انجام شده بود.

با وجود این خطرات، دکتر کاکس توصیه نمی‌کند که از شنا در دریا خودداری شود، بلکه پیشنهاد می‌کند قبل از بازدید از ساحل، کیفیت آب بررسی شود. سازمان Surfers Against Sewage سرویسی به نام Safer Seas and Rivers Service (SSRS) به صورت آنلاین و اپلیکیشن ارائه داده است که محل‌های تخلیه اخیر فاضلاب را نشان می‌دهد.

دولت وعده داده است که مقررات سخت‌گیرانه‌تری اعمال کند و فناوری‌های پیشرفته تصفیه فاضلاب در دسترس است، اما سرمایه‌گذاری فوری برای حفاظت از سلامت عمومی و آب‌های ساحلی بریتانیا ضروری است. دکتر کاکس نتیجه‌گیری می‌کند: “در حالی که منتظر مدیریت بهتر، نوآوری و سرمایه‌گذاری لازم برای حل این مشکل و نجات سواحل خود هستیم، در مورد کیفیت آب بی‌تفاوت نباشید. قبل از شنا، آن را بررسی کنید. در نهایت، پیشگیری همیشه بهتر از درمان است.”

انجمن میکروبیولوژی، که مجله Microbiology را منتشر می‌کند، اظهار داشت: “این مقالات نشان می‌دهند که چگونه میکروبیولوژیست‌ها در مواجهه با چالش‌های مختلف، از مشکلات فوری که نیاز به راه‌حل‌های سریع دارند، مانند بیماری‌های نوظهور، تا مسائل بلندمدت مانند مقاومت ضد میکروبی، امنیت غذایی و پایداری محیط زیست، نقش دارند.”

نگرانی معلمان از تأثیر نفرت‌پراکنی آنلاین علیه زنان بر دانش‌آموزان

در پژوهشی که توسط دانشگاه یورک بریتانیا انجام شده است، ۷۶٪ از معلمان مدارس متوسطه و ۶۰٪ از معلمان مدارس ابتدایی نگرانی شدید خود را نسبت به تأثیر محتوای زن‌ستیزانه آنلاین بر دانش‌آموزان ابراز کرده‌اند. این مطالعه نشان می‌دهد که دانش‌آموزان پسر با ستایش از افرادی مانند اندرو تیت و جنبش «اینسل»، رفتارهای تبعیض‌آمیز و زن‌ستیزانه‌ای را نسبت به همکلاسی‌ها و معلمان زن از خود نشان می‌دهند.

(جنبش اینسل (Incel) که مخفف Involuntary Celibate به معنای «تجرد ناخواسته» است، به جامعه‌ای از مردانی اطلاق می‌شود که احساس می‌کنند به دلیل عوامل بیرونی (مانند جذابیت ظاهری، جایگاه اجتماعی، یا هنجارهای فرهنگی) قادر به برقراری روابط عاشقانه یا جنسی با زنان نیستند. این اصطلاح در ابتدا در دهه ۱۹۹۰ توسط یک زن کانادایی برای توصیف کسانی که به دلایل مختلف قادر به داشتن روابط عاشقانه نبودند، ابداع شد. اما در سال‌های اخیر، این جنبش به‌شدت تغییر یافته و در فضای مجازی به گروه‌هایی با ایدئولوژی‌های زن‌ستیزانه و خشونت‌طلب تبدیل شده است.)

یکی از معلمان گزارش داده است که دانش‌آموز پسری اظهار داشته: «اشکالی ندارد به زنان آسیب برسانیم چون اندرو تیت این کار را می‌کند.» همچنین، معلم دیگری اشاره کرده که دانش‌آموزان دختر به دلیل ترس از رفتار و گفتار پسران، از حضور در مدرسه احساس نگرانی می‌کنند.

این پژوهش نشان می‌دهد که ۹۰٪ از معلمان مدارس متوسطه و ۶۸٪ از معلمان مدارس ابتدایی معتقدند که مدارس آن‌ها نیازمند مواد آموزشی ویژه‌ای برای مقابله با تأثیرات منفی نفرت‌پراکنی آنلاین علیه زنان هستند.

با توجه به افزایش دسترسی دانش‌آموزان به اینترنت و شبکه‌های اجتماعی، مواجهه با محتوای زن‌ستیزانه آنلاین به یکی از چالش‌های جدی در محیط‌های آموزشی تبدیل شده است. این مسئله نه تنها بر رفتار و نگرش دانش‌آموزان پسر تأثیر منفی می‌گذارد، بلکه احساس امنیت و رفاه دانش‌آموزان دختر را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد.

برای مقابله با این چالش، تدوین برنامه‌های آموزشی جامع که به دانش‌آموزان در تمامی مقاطع تحصیلی ارائه شود، ضروری به نظر می‌رسد. این برنامه‌ها باید به دانش‌آموزان مهارت‌های تفکر انتقادی را آموزش داده و آن‌ها را قادر سازد تا محتوای آنلاین را به‌درستی تحلیل کرده و از پذیرش بی‌چون و چرای آن خودداری کنند.

همچنین، همکاری نزدیک بین والدین، معلمان و مسئولان آموزشی برای ایجاد محیطی امن و حمایتی در مدارس اهمیت ویژه‌ای دارد. این همکاری می‌تواند به کاهش تأثیرات منفی محتوای زن‌ستیزانه آنلاین بر دانش‌آموزان و ترویج فرهنگ احترام و برابری جنسیتی کمک کند.

در نهایت، پژوهشگران خواستار تحقیقات بیشتر در این زمینه و توجه جدی سیاست‌گذاران و مسئولان آموزشی به این مسئله هستند تا با تدوین راهکارهای مؤثر، از گسترش نفرت‌پراکنی آنلاین علیه زنان در محیط‌های آموزشی جلوگیری شود.

بسیاری از پستانداران از الگوهای سنتی فعالیت روزانه و شبانه پیروی نمی‌کنند

گروهی از پژوهشگران دانشگاه رود آیلند با استفاده از داده‌های تصویری گسترده، رفتارهای روزانه ۴۴۵ گونه پستاندار را در سراسر جهان مورد بررسی قرار دادند. این مطالعه که در مجله Science Advances منتشر شده است، نشان می‌دهد که کمتر از نیمی از این گونه‌ها با طبقه‌بندی‌های زمانی مرسوم در منابع علمی همخوانی دارند.

برای انجام این پژوهش، تیم تحقیقاتی داده‌های به‌دست‌آمده از ۲۰۰۸۰ دوربین تله‌ای در ۳۸ کشور و شش قاره را تحلیل کردند. این داده‌ها شامل ۸٫۹ میلیون مشاهده از گونه‌های مختلف پستانداران بود که یکی از بزرگ‌ترین مجموعه‌های داده‌ای در این زمینه محسوب می‌شود.

دکتر برایان گربر، بوم‌شناس دانشگاه رود آیلند و سرپرست این پروژه، اظهار داشت: «انتظار داشتیم برخی تغییرات را مشاهده کنیم، اما تقریباً بیشتر گونه‌ها نشان دادند که الگوی فعالیت روزانه‌شان تغییر می‌کند.» به‌عنوان مثال، خرس‌های سیاه آمریکایی در زمان‌ها و مکان‌های مختلف، هم در روز و هم در شب فعال بودند.

این مطالعه همچنین تأثیر «ردپای انسانی جهانی» را بر فعالیت‌های روزانه پستانداران بررسی کرد. نتایج نشان داد که یک‌سوم گونه‌ها تحت تأثیر حضور انسان، الگوهای فعالیت خود را تغییر می‌دهند؛ برخی بیشتر در روز و برخی دیگر بیشتر در شب فعال می‌شوند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که طبقه‌بندی‌های سنتی مانند «روزفعال» یا «شب‌فعال» برای بسیاری از پستانداران دقیق نیست و رفتارهای آن‌ها بسته به شرایط محیطی و حضور انسان می‌تواند تغییر کند.

کشف منشأ احتمالی اجرام سرگردان با جرم سیاره‌ای در خوشه‌های ستاره‌ای جوان

مطالعه‌ای که در مجله Science Advances منتشر شده است، به رهبری دکتر “دنگ هونگ‌پینگ” از رصدخانه نجومی شانگهای، به منشأ اجرام سرگردان با جرم سیاره‌ای (PMOs) پرداخته است. این اجرام کیهانی با جرمی کمتر از ۱۳ برابر مشتری، بدون وابستگی به ستاره‌ای در فضا سرگردان هستند و اغلب در خوشه‌های ستاره‌ای جوان مانند خوشه “تراپزیوم” در صورت فلکی جبار مشاهده می‌شوند.

پیش‌تر، نظریه‌هایی مطرح بود که این اجرام یا ستارگان ناکام هستند یا سیاراتی که از منظومه‌های خود بیرون رانده شده‌اند. اما این مدل‌ها نمی‌توانند تعداد زیاد PMOها، جفت‌های دوتایی آن‌ها و حرکت هم‌زمانشان با ستارگان در خوشه‌ها را توضیح دهند.

در این پژوهش، با استفاده از شبیه‌سازی‌های هیدرودینامیکی با وضوح بالا، برخوردهای نزدیک بین دیسک‌های پیرامون ستاره‌ای—حلقه‌های گاز و غبار در اطراف ستارگان جوان—بازسازی شد. زمانی که این دیسک‌ها با سرعت ۲ تا ۳ کیلومتر بر ثانیه و در فاصله ۳۰۰ تا ۴۰۰ واحد نجومی با هم برخورد می‌کنند، تعاملات گرانشی آن‌ها گاز را به “پل‌های کشندی” کشیده و فشرده می‌کند. این پل‌ها در نهایت به رشته‌های متراکم فروپاشیده و به هسته‌های فشرده تبدیل می‌شوند. هنگامی که این رشته‌ها به جرم بحرانی می‌رسند، PMOهایی با جرمی حدود ۱۰ برابر مشتری تولید می‌کنند.

شبیه‌سازی‌ها نشان داد که تا ۱۴٪ از PMOها به صورت جفت یا سه‌تایی تشکیل می‌شوند، با فاصله‌ای بین ۷ تا ۱۵ واحد نجومی، که توضیح‌دهنده نرخ بالای جفت‌های PMO در برخی خوشه‌ها است. برخوردهای مکرر دیسک‌ها در محیط‌های متراکم مانند خوشه تراپزیوم می‌تواند صدها PMO تولید کند، که فراوانی مشاهده‌شده را توضیح می‌دهد.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که PMOها از مواد مناطق بیرونی دیسک‌های پیرامون ستاره‌ای به وجود می‌آیند و ترکیبی متفاوت از سیارات رانده‌شده دارند. بسیاری از PMOها همچنین دیسک‌های گازی تا قطر ۲۰۰ واحد نجومی را حفظ می‌کنند، که احتمال تشکیل قمر یا حتی سیارات کوچک‌تر در اطراف این اجرام سرگردان را مطرح می‌کند.

این کشف درک ما از تنوع کیهانی را گسترش می‌دهد و نشان می‌دهد که PMOها ممکن است نمایانگر دسته سومی از اجرام باشند که نه از مواد خام ابرهای ستاره‌ساز و نه از طریق ساخت سیاره در دیسک‌های ستاره‌ای، بلکه از تعاملات پویای دیسک‌های پیرامون ستاره‌ای در خوشه‌های جوان شکل می‌گیرند.

«نخستین نقشه سه‌بعدی از جو یک سیاره فراخورشیدی: بادهای چندلایه در WASP-121b»

 دانشمندان با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO)، برای نخستین بار موفق به ترسیم ساختار سه‌بعدی جو یک سیاره فراخورشیدی شده‌اند. این پژوهش که در مجله Nature منتشر شده، نشان می‌دهد که جو سیاره WASP-121b که به نام Tylos نیز شناخته می‌شود، از سه لایه مجزا با جریان‌های باد قدرتمند تشکیل شده است.

سیاره‌ای برافروخته با جوی پیچیده

 WASP-121b که در فاصله ۹۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی Puppis قرار دارد، یک غول گازی از نوع «مشتری داغ» است. این سیاره در فاصله‌ای بسیار نزدیک به ستاره خود قرار دارد و در مدت ۱.۳ روز یک دور کامل به دور آن می‌چرخد. به دلیل قفل کشندی، همیشه یک طرف این سیاره رو به ستاره است و دمای آن به حدود ۲۱۵۰ کلوین (۳۴۵۰ درجه فارنهایت) می‌رسد که تقریباً به اندازه دمای کوچک‌ترین ستارگان است.

سه لایه از بادهای پرسرعت

 مشاهدات با استفاده از طیف‌سنج ESPRESSO نشان می‌دهد که جو Tylos شامل سه لایه مشخص است:

لایه پایینی: این لایه شامل آهن در حالت گازی است که از سمت روز سیاره به طرف سمت شب حرکت می‌کند. با حرکت این جریان، دمای آن افزایش یافته و سرعتش از ۴۸  هزار کیلومتر بر ساعت به ۹۶ هزارکیلومتر بر ساعت می‌رسد.

لایه میانی: در این منطقه، یک جریان جتی فوق‌العاده سریع از سدیم وجود دارد که حتی سریع‌تر از چرخش خود سیاره حرکت می‌کند. این یافته برخلاف مدل‌های استاندارد گردش جوی است.

لایه بالایی: این بخش شامل هیدروژن است که هم در امتداد چرخش سیاره و هم به سمت فضا حرکت می‌کند. کشیده شدن این لایه توسط جت‌های سرعت‌بالا کاملاً غیرمنتظره بود.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

 این نخستین باری است که دانشمندان توانسته‌اند ساختار جوی یک سیاره فراخورشیدی را به‌صورت سه‌بعدی تحلیل کنند. این یافته‌ها چالش‌های جدیدی را برای مدل‌های فعلی جو سیارات ارائه می‌دهد، زیرا تا پیش از این تصور می‌شد که بادهای سریع در لایه‌های پایین‌تر و نزدیک به سطح رخ می‌دهند، اما در WASP-121b این جت‌ها تا بالاترین لایه‌های جو کشیده شده‌اند.

گام بعدی چیست؟

 پژوهشگران قصد دارند این روش را برای سیارات سردتر و کوچک‌تر مانند نپتون‌های داغ و در آینده برای سیارات نزدیک به اندازه زمین اعمال کنند. انتظار می‌رود که با راه‌اندازی تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT) در سال ۲۰۲۸، امکان مطالعه جو سیارات سنگی و بررسی شرایط بالقوه حیات در آن‌ها فراهم شود.

 این پژوهش نه‌تنها فهم ما از شرایط جوی سیارات فراخورشیدی را متحول می‌کند، بلکه می‌تواند در آینده به یافتن سیاراتی با شرایط مشابه زمین کمک کند.

دستور ترامپ به دانشمندان آمریکایی برای عدم حضور در نشست کلیدی گزارش اقلیمی IPCC

دولت دونالد ترامپ به دانشمندان فدرال ایالات متحده دستور داده است تا در نشست مهم هیئت بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC) شرکت نکنند. این نشست که در هانگژو، چین، برگزار می‌شود، به منظور برنامه‌ریزی برای هفتمین ارزیابی جهانی تغییرات اقلیمی است. این اقدام بخشی از سیاست‌های گسترده‌تر دولت ترامپ در جهت کاهش مشارکت در تلاش‌های بین‌المللی مقابله با تغییرات اقلیمی و همکاری‌های چندجانبه است.

این تصمیم به دنبال امضای فرمان اجرایی ۱۴۱۶۲ توسط ترامپ در ۲۰ ژانویه ۲۰۲۵ اتخاذ شد که بر اساس آن، ایالات متحده از توافق پاریس و سایر تعهدات بین‌المللی مرتبط با اقلیم خارج می‌شود. این فرمان اجرایی، دومین خروج ایالات متحده از توافق پاریس را رقم می‌زند.

کارشناسان و دانشمندان اقلیمی نسبت به پیامدهای این تصمیم ابراز نگرانی کرده‌اند. دلتا مرنر از اتحادیه دانشمندان نگران اظهار داشت: «قدرت IPCC در این است که دولت‌ها، کسب‌وکارها و نهادهای جهانی می‌توانند با نتایج مشترک عمل کنند. حذف کامل ایالات متحده از این فرآیند نگران‌کننده است.»

علاوه بر این، اتحادیه اروپا، بریتانیا و چندین کشور در حال توسعه که در معرض تغییرات اقلیمی قرار دارند، نسبت به تأخیر احتمالی در ارزیابی جهانی بعدی IPCC پس از خروج ایالات متحده ابراز نگرانی کرده‌اند. این کشورها تأکید کرده‌اند که این ارزیابی‌ها باید به موقع آماده شوند تا بتوانند در بررسی‌های توافق پاریس در سال ۲۰۲۸ مورد استفاده قرار گیرند.

این تصمیم در راستای اقدامات قبلی دولت ترامپ، از جمله خروج از توافق پاریس و کاهش بودجه‌های مرتبط با اقلیم، اتخاذ شده است. این اقدامات می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای بر همکاری‌های بین‌المللی در زمینه تغییرات اقلیمی و تلاش‌های جهانی برای مقابله با این چالش داشته باشد.

در مجموع، این تصمیم می‌تواند منجر به کاهش تأثیرگذاری ایالات متحده در مذاکرات جهانی اقلیمی شود و پیشرفت‌ها و اعتبار سیاست‌ها و مذاکرات بین‌المللی در این زمینه را به خطر بیندازد.