باحثون: محاكاة كمبيوتر جديدة تساعد في البحث عن أصل الأشعة الكونية
قام فريق من الباحثين من جامعة الرور في بوخوم، ألمانيا في البحث عن أصل الأشعة الكونية، من خلال محاكاة نقل الأشعة الكونية باستخدام برنامج كمبيوتر جديد.
وتعرف الأشعة الكونية على أنها شظايا ذرية تمطر على الأرض من خارج نظامنا الشمسي، مع اعتقاد الكثيرين أن أصولهم مرتبطة بالمستعرات الأعظمية، ويُعتقد أن النماذج الحاسوبية هي المفتاح لفهم هذه الأشعة المجزأة أخيرا، وتم اكتشاف أصل الأشعة الكونية عام 1912
ويصف الباحثون كيف يتتبع برنامجهم المسمى "CRPropa" مسارات الجسيمات من تكوينها حتى وصولها على الأرض.
باحثون: محاكاة كمبيوتر جديدة تساعد في البحث عن أصل الأشعة الكونية
يقول جوليان دورنر طالب دكتوراه في جامعة الرور:"يمكننا أيضا تفسير تفاعل الجسيمات مع المادة وحقول الفوتون في الكون بشكل كامل".
ولدى البرنامج الجديد حسب الباحثين، القدرة على محاكاة ليس فقط انتشار الأشعة الكونية ولكن أيضا إشارات النيوترينوات وأشعة جاما الناتجة عن تفاعلات الأشعة الكونية.
"يوضح الدكتور باتريك ريتشرزر، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة الرور:"على عكس الأشعة الكونية، يمكن ملاحظة هذه الجسيمات المرسلة مباشرة من مصادرها لأنها تأتي إلى الأرض على مسار مستقيم، ويمكننا أيضا استخدام البرنامج للتنبؤ بهذه التواقيع من النيوترينوات وأشعة جاما من المجرات البعيدة مثل الانفجارات النجمية أو المجرات النشطة."
ويعد برنامج المحاكاة المقدم حاليا أكثر البرامج شمولا وسيستمر في زيادة الفهم العلمي للفضاء والكون، وصرح البروفيسور كارل هاينز كامبرت من جامعة فوبرتال: "يمكننا استكشاف نطاقات طاقة جديدة في المحاكاة التي لا يمكن التقاطها بالكامل بمثل هذه التفاصيل مع البرامج المتاحة حتى الآن".
وأضاف كامبرت: "الأهم من ذلك، يمكننا تطوير نموذج نظري يصف الانتقال من الأشعة الكونية من مجرتنا إلى جزء قادم من مجرات بعيدة ومقارنته بالمشاهدات."
قالت البروفيسورة جوليا تيجوس:"من خلال الاستفادة من تعاون دولي من 17 باحثا من ألمانيا وإسبانيا وهولندا وإيطاليا وكرواتيا وإنجلترا والنمسا، فإن CRPropa سيساهم بشكل كبير في فهم مصدر الأشعة الكونية".
وأوضحت البروفيسور تيجوس:" أن النشر هو خطوة رئيسية نحو الوصف الكمي لانتقال وتفاعل الأشعة الكونية في ثلاثة أبعاد، بعد كل شيء، نحن بحاجة إلى حسابات نظرية لمساعدتنا في تفسير مجموعة البيانات المتنوعة التي نتلقاها من الأدوات المختلفة التي ترصد الكون ".
يقترح علماء جامعة تومسك الروسية تكنولوجيا تحضير مستعلق وقود عالي الكفاءة من النفايات الصناعية.
وتشير مجلة Fuel، إلى أنه يمكن الحصول على مستعلقات الوقود ذات تركيبة معقدة من بعض نفايات - الفحم، والخشب، والنفط. ووفقا للباحثين، تؤثر تقنية خلط المستعلق واستخدام الإضافات الوظيفية بشكل كبير على الوقود الناتج.
وتقول كسينيا فيرشينينا، أستاذ مشارك في كلية بحوث فيزياء العمليات عالية الطاقة. "تتحسن جودة مستعلق الوقود، إذا خلطت المادة الوظيفية المضافة بالماء أولا، ومن ثم يضاف مكون فحم صلب. ونحن استخدمنا نفايات الخشب والزيوت الصناعية كمادة مضافة. كما اختبرنا تقنية الخلط التكراري. الذي لا يعني تحميل مكونات الكتلة بكاملها دفعة واحدة، بل تتم هذه العملية بصورة تدريجية. لأن هذه الطريقة تسمح بسهولة الحصول على خليط متجانس في عمليات إنتاج أحجام كبيرة".
وتضيف، يحتفظ مثل هذا الخليط بحالة مستقرة خلال فترة طويلة، ويحترق بصورة متساوية. ويمكن استخدام نفايات الفحم بدلا من الفحم عالي الجودة، ما يجعل هذه التقنية منافسة لنظائرها الأكثر تكلفة.
ووفقا للباحثين يمكن أن تساهم هذه الطريقة في تنويع قاعدة الوقود في مؤسسات الطاقة واستخدام النفايات الصناعية في عمليات إعادة التدوير.
وتجدر الإشارة إلى أنه في الوقت الحاضر لا تستخدم المستعلقات على نطاق واسع. بيد أن استنتاجات المتخصصين بالجامعة تشير إلى أن استخدامها سيكون واعدا في المراجل ومحطات الطاقة الحرارية.