هشتمین کنفرانس فیزیک ریاضی ایران
کنفرانس فیزیک ایران ۱۴۰۳
پنجمین کنفرانس ملی اطلاعات و محاسبات کوانتومی
وبینار ماهانه شاخه فیزیک محاسباتی انجمن
روز فیزیک دانشگاه تهران ۱۴۰۳
هشتمین کنفرانس پیشرفتهای ابررسانایی و مغناطیس
کارگاه مجازی هوش مصنوعی و طراحی سئوال
نهمین گردهمایی منطقهای گرانش و ذرات شمال شرق کشور
سومین نمایشگاه کاریابی فیزیکپیشگان ایران ۱۴۰۳
گردهمایی سراسری فیزیک ایران ۱۴۰۳
همایش گرانش و کیهان شناسی ۱۴۰۳
هفدهمین کنفرانس ماده چگال انجمن فیزیک ایران
پانزدهمین کنفرانس فیزیک ذرات و میدانها
- جایزه انجمن فیزیک ایران
- جایزه حسابی
- جایزه دبیر برگزیده فیزیک
- جایزه ساخت دستگاه آموزشی
- جایزه صمیمی
- جایزه توسلی
- جایزه علی محمدی
- پیشکسوت فیزیک
- بخش جوایز انجمن
بتازگی یک فناوری تصویربرداری آکوستیکی شکافهای نامرئی پلها و دیگر زیرساختارها را برملا کرده است. این تکنولوژی جدید این امکان را به مهندسان میدهد تا نقصهای خطرناک در پلها یا بالهای هواپیماها را تشخیص دهند. پژوهشگران قابلیت این فناوری را در تصویرسازی از شکافها در قطعهای از جنس آلومینیوم به اثبات رساندهاند. این سامانه اولین سیستمی است که توانسته غیرخطیت آکوستیکی را در یک حالت ساده و عملی قرار دهد. غیرخطیتها مناطقی هستند که امواج صوتی چندگانه آنطور که انتظار میرود٬ نمیتوانند باهم برهمنهی داشته باشند. چون اغلب نواحی غیرخطی شکافها یا فرسودگیها هستند٬ توسعهدهندگان این فناوری امیدوارند تا ابزار مهمی برای بازرسان ساختمانها فراهم کردهباشند.
فناوریهای سنتی تصویربرداری آکوستیکی «خطی» از آرایهای از مبدلها برای فرستادن پالسهای صوتی به داخل یک ماده استفاده کرده و سپس بازتاب این پالسها را اندازه میگیرد. بعنوان مثال میتوان به تَرکها و شکافهای پرخطری اشاره کرد که در یک پل آزادراه وجود دارد. اما برخی از این ترکها با تصویربرداری خطی قابل مشاهده نیستند. شکستگیها یا تَرکهای مویین که در همراستا با پالس صوتی فرودی هستند٬ امواج بازتابی خیلی کوچکی تولید میکنند.
اما تَرکها ویژگی آکوستیکی مهم دیگری دارند و در پاسخ به یک تکفرکانس ورودی٬ قادرند تا امواج صوتی با فرکانس دیگری را تولید کنند. تَرکها فرکانسهای دیگر را تاحدودی تولید میکنند چون پیوندهای شکستهشدهای که در این شکافها وجود دارد این اجازه را به آنها میدهد تا به طریقی که ماده دستنخورده (بدون تَرک) قادر نیست٬ ارتعاش کنند. فرکانسهای دیگری مازاد بر این فرکانسها نیز میتوانند از نواحی نزدیک یک ترک جاییکه فرسودگی٬ ساختار میکروی ماده را تغییر داده است٬ برسند. با آشکارسازی این خاصیت که به غیرخطیت موسوم است میتوان ترکهای بیشتری را مشخص کرد اما در گذشته فناوریهای آکوستیکی غیرخطی با دشواریهایی در خصوص مکانیابی یک منبع ویژهی غیرخطی روبرو بوده است. به بیان جک پوتر (Jack Potter) از دانشگاه بریستول در انگلستان٬ تصویربرداری غیرخطی عملی در تعیین میزان آسیبدیدگیهای بافتهای زیستی و تشخیص انواع مختلفی از سنگها در پژوهشهای زمینشناختی نیز مفید است.
پوتر که با همکارانش٬ پاول ویکوکس (Paul Wilcox) و آنتونی کروکسفورد (Anthony Croxford) کار میکند اکنون موفق شدهاند تا یک فناوری آکوستیکی غیرخطی ساده را نشان دهند که از تجهیزات خطی استاندارد استفاده میکند. سیستم آنها ترکیبی از دو روش خطی پذیرفتهشده است. در روش اول (روش «موازی») پالسهای صوتی از تمامی مبدلها یکباره فرستاده میشوند اما با یک تاخیر ناچیز نسبت به هر مبدل. با این کار امواج در یک نقطهی کانونی در ماده متمرکز میشوند. سپس این مبدلها امواج بازتاب شده را آشکارسازی میکنند. در روش دوم (روش ترتیبی) هر یک از مبدلها به ترتیب شلیک میشوند و این آرایه پاسخ مجزایی از هریک از این مبدلها را آشکارسازی میکند. در این روش امواج بازتابیافته بعداً در فرآیند پردازش دادهها ترکیب میشوند: در این فرآیند برای دستیابی به عنوان معادلی از تمامی پالسهای ورودیهای٬ این تاخیرهای زمانی نیز در نظر گرفته میشوند.
این دو روش وقتی در مورد یک مادهی خطی خالص بکار میروند٬ نتایج یکسانی را بدست میدهند اما درمورد اثرات غیرخطی اینچنین نیست. این تیم به این موضوع پی برده است که تفاوت در دامنهی پاسخهایی که از این دو روش حاصل میشود اندازهای از غیرخطیت در نقطهی کانونی به حساب میآید. آنها با تکرار این فرآیند با نقاط کانونی متفاوت تصویری از غیرخطیت مادهی موردنظر را ترسیم کردهاند.
یک فناوری جدید آکوستیکی غیرخطی میتواند به نفع بازرسان پلها باشد٬ شبیه این پلی که در بریستول انگلستان قرار دارد.
به عنوان آزمونی دیگر٬ این پژوهشگران حفرهای به قطر ۵ میلیمتر که یک تَرک به درازای ۲/۵ میلیتر را لمس میکرد را سوراخ کردند. با این کار آنها میتوانند صدمهای که به بخش تحملکنندهی بار وارد میآید را تقلید کند. آنها سوراخ دیگری را نیز برای مقایسه بدور از این شکاف ایجاد کردند. روش خطی این دو سوراخ را آشکار کرد اما شکاف تشخیص داده نشد چون کوچک بود و تحتالشعاع سیگنالهای قوی ناشی از سوراخهای نزدیک خود قرار گرفته بود. روش غیرخطی موقعیت این ترک را بدون هیچ علایمی از دو سوراخ ایجاد شده به وضوح نشان داد.
به گفتهی تونی دانهیل (Tony Dunhill) از رولز رویس (Rolls-Royce) و دانشگاه ناتینگهام انگلستان: «برای آشکارسازی یک تَرک از فناوری آشکارسازی استفاده شده که فرآیندی عملیاست. فناوریهایی که سطحبالایی از دقت را میطلبند در عمل ناموفقاند» اما به نظر میرسد این فناوری عملی و دقیق است.
این پژوهش در مجلهی فیزیکال ریویو لترز به چاپ رسیده است.
دربارهی نویسنده:
امیلی کانوور (Emily Conover) نویسندهی علمی آزاد در شیکاگو است.
منبع:
Making Invisible Cracks Visible
نویسنده خبر: بهنام زینالوند فرزین
آمار بازدید: ۴۴۵
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامهی انجمن بلا مانع است.»