Ma jiro baraf ku filan qaybta dhexe ee Ruushka jiilaalkan. Waxa ay ku dhacday meelaha qaarkood, dabcan, laakiin Janaayo waxa la filan karaa cimilo baraf badan iyo baraf badan. Cirrid caajis ah iyo slush aan fiicnayn ayaa kaa horjoogsanaya inaad dareento farxadda madadaalada caadiga ah ee jiilaalka. Taasi waa sababta Cloud4Y ay u soo jeedinayso in ay ku darto baraf yar nolosheena anagoo ka hadlayna ... barafka.
Waxaa la aaminsan yahay in ay jiraan laba nooc oo baraf ah. Mid ka mid ah saynisyahannada, oo mararka qaarkood loo yaqaan "aabaha" fiisigiska barafka, ayaa leh aragti cusub oo lagu sharraxayo sababta tan. waa qof cajiib ah oo diyaar u ah inuu ka tago koonfurta California ee cadceedu kulushahay badhtamaha jiilaalka si uu u tago Fairbanks (Alaska), wuxuu soo xidhay jaakad diiran oo fadhiistay meel baraf ah oo uu ku jiro kamarad iyo xumbo xumbo ah gacmaha .
Maxay? Waxa uu raadiyaa barafka ugu quruxda badan, ugu qaabaysan, ee ugu quruxda badan ee dabeecaddu ay abuuri karto. Sida laga soo xigtay isaga, shaybaarrada ugu xiisaha badan waxay u muuqdaan inay sameeyaan meelaha ugu qabow - Fairbanks caanka ah iyo qaybta waqooyi ee barafka ee New York. Barafka ugu wanagsan ee uu abid arko Kenneth wuxuu ahaa Cochrane, oo ah meel ku taal waqooyi bari ee Ontario, halkaas oo dabaylo fudud ay ku rogmatay baraf baraf ah markii ay cirka ka soo dhacayeen.
Cunsuriyada ay xiiseeyaan, Libbrecht waxa uu darsay looxa xumbodiisa isagoo leh adkeysiga cilmi-baarista qadiimiga ah. Haddii ay jiraan wax xiiso leh halkaas, hubaal isha ayaa qaban doonta. Haddii kale, barafku waa laga xaaqayaa looxa, wax walbana mar kale ayay bilaabmaan. Waxayna tani soconaysaa saacado.
Libbrecht waa fiisigiste. Si kadis ah oo madadaalo leh, shaybaadhkiisa oo ku yaal Machadka Teknolojiyadda California wuxuu ku hawlan yahay cilmi-baaris ku saabsan qaab-dhismeedka gudaha ee Qorraxda oo uu xitaa sameeyay qalab casri ah oo lagu ogaanayo hirarka cuf-jiidadka. Laakiin 20kii sano ee la soo dhaafay, dareenka dhabta ah ee Libbrecht wuxuu ahaa baraf-ma aha oo kaliya muuqaalkiisa, laakiin maxaa ka dhigaya inay sidaas u ekaato. "Su'aasha ah nooca shay ee cirka ka soo dhacaya, sida ay u dhacaan iyo sababta ay u eg yihiin, ayaa i silcisa mar walba," ayuu qirtay Kenneth.
Muddo dheer, waxay ku filnayd dhakhaatiirta physicists inay ogaadaan in ka mid ah kirismaska ββyaryar ee barafka, laba nooc oo waaweyn ayaa la kala saari karaa. Mid ka mid ah waa xiddig fidsan oo leh lix ama laba iyo toban gacmood, mid kastana waxaa lagu qurxiyey shalash qurux badan oo wareersan. Midda kale waa nooc ka mid ah tiir yar, oo mararka qaarkood la dhex dhigo "daboollada" fidsan, marna la mid ah boodhka caadiga ah. Qaababkaan waxaa lagu arki karaa heerkul kala duwan iyo qoyaan, laakiin sababta loo sameeyay qaab gaar ah ayaa ahayd qarsoodi. Sanadaha Libbrecht ee indha-indheynta ayaa ka caawiyay in ay si fiican u fahmaan habka crystallization of snowflakes.
Shaqada Libbrecht ee aaggan ayaa gacan ka geysatay abuurista nooc cusub oo sharraxaya sababta barafka iyo kiristaalo kale ee barafka ay u sameeyaan waxa aan u isticmaalnay inaan aragno. Sida uu qabo aragtidiisa. khadka tooska ah ee Oktoobar 2019, wuxuu qeexayaa dhaqdhaqaaqa unugyada biyaha ee u dhow barta qaboojinta (crystalization) iyo sida dhaqdhaqaaqyada gaarka ah ee molecules-kan ay u dhalin karaan ururinta kiristaalo ee ku sameysma xaalado kala duwan. In uu Bog 540 ah, Libbrecht wuxuu qeexayaa dhammaan aqoonta ku saabsan kiristaalo barafka.
Xiddigaha lix geesoodka ah
Adiga, dabcan, waad ogtahay in aanay suurtogal ahayn in la arko laba baraf oo isku mid ah (marka laga reebo heerka bilowga). Xaqiiqadani waxay la xiriirtaa sida kiristaalo ay u sameeyaan samada. Barafku waa ururinta kiristaalo barafka ka samaysan ee jawiga ku dhex jira oo qaabkooda ilaashanaya marka ay wada dhacaan dhulka. Waxay sameeyaan marka jawigu qaboow ku filan yahay oo ka ilaalinaya inay isku biiraan ama dhalaalaan roobab ama roobab.
Inkasta oo heerkul badan iyo heerar qoyaan lagu qori karo hal daruur gudaheed, halkii baraf baraf doorsoomayaashu waxay ahaan doonaan kuwo joogto ah. Tani waa sababta baraf barafku u badan yahay u koraa si siman. Dhanka kale, baraf kasta wuxuu la kulmayaa dabaysha, iftiinka qorraxda iyo arrimo kale. Asal ahaan, crystal kasta wuxuu ku xiran yahay fowdada daruuraha, sidaas darteed waxay qaadataa qaabab kala duwan.
Marka loo eego cilmi-baadhista Libbrecht, fikirka ugu horreeya ee foomamkan jilicsan waxa la diiwaan geliyay 135 BC. Shiinaha. "Ubaxyada dhirta iyo geedaha inta badan waa shan geesood, laakiin ubaxyada barafka mar walba waa lix gees," ayuu qoray aqoonyahan Han Yin. Saynisyahankii ugu horreeyay ee isku dayay inuu ogaado sababta ay tani u dhacayso waxay u badan tahay Johannes Kepler, saynisyahan Jarmal ah iyo xisaabiye.
Sannadkii 1611, Kepler wuxuu hadiyadda sanadka cusub u soo bandhigay ilaaliyaha, Boqortooyada Quduuska ah ee Roomaanka Rudolf II: yar cinwaankiisuna yahay "Ku saabsan Barafka Hexagonal".
βWaxaan ka gudbayaa buundada, anigoo ceeb la ildaran β waxaan kaa tagay hadiyad sanadka cusub laβaanteed! Ka dibna fursad ayaa ii timid! Uumiga biyaha, oo qabowga ka soo baxay, una soo baxay baraf, ayaa u soo dhacaya sida baraf baraf ah oo dharkayga dul saaran, dhammaantood, sida hal, laba geesood, oo leh fallaadho qalafsan. Waxaan ku dhaartay Hercules, halkan waa shay ka yar dhibic kasta, oo leh qaab, u adeegi kara hadiyad sanadka cusub ee la sugayay ee loogu talagalay qof wax jecel oo u qalma xisaabiye aan waxba haysan oo aan waxba helin, tan iyo markii uu cirka ka soo dhacay oo isku qarinaya wax u eg xiddig lix geesood ah!
"Waa in ay jirto sabab uu barafku u samaysan yahay xiddig lix geesood ah. Tani ma noqon karto shil, " Johannes Kepler wuu hubay. Waxa laga yaabaa in uu xasuusto warqad uu qoray Thomas Harriot oo wakhtigaas ahaa oo ahaa saynis yahan Ingiriis ah iyo cirbixiyeen sidoo kalena ku guulaystay in uu badmareen ahaan uga shaqeeyo sahamiyaha Sir Walter Raleigh. Qiyaastii 1584-kii, Harriot waxa ay raadinaysay habka ugu waxtarka badan ee lagu dhejiyo cannonballs sagxadaha maraakiibta Raleigh. Harriot wuxuu ogaaday in qaababka laba geesoodka ah ay u muuqdeen habka ugu wanaagsan ee loo habayn karo qaybaha, wuxuuna arrintan kala hadlay waraaqo xiriir ah oo uu la yeeshay Kepler. Kepler waxa uu la yaabay haddii wax la mid ahi ay ka dhacaan meelaha barafka ah iyo waxa curiye ka masuul ah lixdan fallaadho in la abuuro lana ilaaliyo.
Qaababka barafka
Waxaan dhihi karnaa in tani ay ahayd fahamka bilowga ah ee mabaadi'da fiisigiska atomiga, kaas oo laga hadli doono kaliya 300 oo sano ka dib. Runtii, molecules-ka biyaha, oo wata laba atam oo hydrogen ah iyo hal ogsijiin, waxay u muuqdaan inay isku biiraan si ay u sameeyaan arrays laba geesood ah. Kepler iyo asxaabtiisii ββwax fikrad ah kama ay haysan sida ay tani muhiim u tahay.
Sida ay dhakhaatiirta physic-ku yiraahdaan, iyada oo ay ugu wacan tahay isku-xidhka hydrogen iyo isdhexgalka molecules ee midba midka kale, waxaan ilaalin karnaa qaab-dhismeedka crystalline furan. Marka lagu daro awoodda ay u leedahay in ay koraan barafka, qaab dhismeedka laba geesoodka ah ayaa u oggolaanaya in barafka uu ka yaraado biyaha, kaas oo saameyn weyn ku leh geochemistry, geophysics iyo cimilada. Si kale haddii loo dhigo, haddii uusan barafku sabbeyn, nolosha Dunida waxay ahaan lahayd mid aan macquul ahayn.
Laakin ka dib daawayntii Kepler, indho-indheynta barafka waxay ahayd hiwaayad ka badan saynis culus. Sannadihii 1880-aadkii, sawir qaade Maraykan ah oo la odhan jiray Wilson Bentley, oo ku noolaa qabowga, oo had iyo jeer baraf ka da'ay magaalada yar ee Jericho (Vermont, USA), ayaa bilaabay inuu sawirro ka qaado barafka isagoo isticmaalaya taarikada sawirrada. Waxa uu ku guulaystay in uu sameeyo in ka badan 5000 oo sawir ka hor inta aanu u dhiman xanuunka oof wareenka.
Xitaa ka dib, 1930-meeyadii, cilmi-baadhaha Japan Ukichiro Nakaya ayaa bilaabay inuu si nidaamsan u barto noocyada kala duwan ee kirismaska ββbarafka. Bartamihii qarniga, Nakaya ayaa koray barafka shaybaarka iyadoo la adeegsanayo timo bakayle oo gaar ah oo la dhigay qol qaboojiye ah. Waxa uu la jaanqaaday qoyaanka iyo heerkulka heerkulka, koraya noocyada aasaasiga ah ee kiristaalo, oo uu ururiyay buug-gacmeedkiisii ββasalka ahaa ee qaababka suurtogalka ah. Nakaya waxa uu ogaaday in xiddigaha Flake barafku ay u muuqdaan in ay sameeyaan at -2Β°C iyo at -15Β°C. Tiirarku waxay sameeyaan heerkulka -5 Β°C iyo qiyaastii -30 Β°C.
Waxaa muhiim ah in la ogaado halkan in heerkulkiisu yahay -2 Β°C qaabab khafiif ah oo u eg qaabka baraf barafku ay soo baxaan, at -5 Β° C waxay abuuraan tiirar iyo irbado khafiif ah, marka heerkulku hoos u dhaco -15 Β°C waxay noqdaan kuwo khafiif ah. Taarikada, iyo heerkulka ka hooseeya - 30 Β° C waxay ku noqdaan tiirar dhumuc weyn leh.
Xaaladaha qoyaanka hooseeya, barafka xiddiguhu waxay sameeyaan laamo badan waxayna u eg yihiin taarikada laba geesoodka ah, laakiin qoyaanka sarreeya waxay noqdaan kuwo aad u adag oo jilicsan.
Sida laga soo xigtay Libbrecht, sababaha muuqaalka noocyada kala duwan ee barafka ayaa noqday mid cad oo mahad leh shaqada Nakai. Waxa la ogaaday in kiristaalo barafka ay u koraan xiddigo fidsan iyo saxanno (halkii ay ka samaysan lahaayeen qaab-dhismeedka saddex-geesoodka ah) marka cidhifyadu si degdeg ah u koraan dibadda iyo wejiyadu si tartiib ah kor ugu koraan. Tiirarka dhuuban waxay u koraan si kala duwan, oo leh cidhifyo si degdeg ah u koraya iyo geeso si tartiib ah u koraya.
Isla mar ahaantaana, hababka aasaasiga ah ee saameeya in barafka uu noqdo xiddig ama tiir ayaa weli ah mid aan caddayn. Waxaa laga yaabaa in sirta ku jirta xaaladaha heerkulka. Libbrecht wuxuu isku dayay inuu jawaab u helo su'aashan.
Cuntada barafka
Isaga iyo kooxdiisa yar ee cilmi-baarayaasha, Libbrecht wuxuu isku dayay inuu la yimaado cunto karinta barafka. Taasi waa, qaybo gaar ah oo isla'egyo ah iyo cabbirro kuwaas oo lagu shuban karo kombuyuutar oo ay ka heli karaan noocyo kala duwan oo baraf ah oo ka yimid AI.
Kenneth Libbrecht waxa uu bilaabay cilmi-baadhistiisa labaatan sano ka hor ka dib markii uu wax ka bartay qaabka barafka qalaad ee loo yaqaan column xidhan. Waxay u egtahay dunta dunta ama laba taayir iyo faashad. Waxa uu ku dhashay waqooyiga dalkaasi, waxa uu aad uga naxay in aanu waligii arag baraf sidan oo kale ah.
Isagoo la yaabban qaababka aan dhammaadka lahayn ee kiristaalo barafka, ayuu bilaabay dabeecadooda iyaga oo abuuraya shaybaar loogu talagalay sii kordhaya barafka. Natiijooyinka sannado badan oo indho-indhayn ah ayaa ka caawiyay abuurista nooc uu qoraaga laftiisu u tixgeliyo horumar. Waxa uu soo jeediyay fikradda faafinta molecular ee ku salaysan tamarta dusha sare. Fikirkan waxa uu qeexayaa sida korriinka crystal barafka uu ugu xidhan yahay xaaladaha bilowga ah iyo hab-dhaqanka molecules-ka samaysma.
Bal qiyaas in unugyada biyuhu ay si dabacsan u yaalliin maadaama uumiga biyuhu uu hadda bilaabay inuu baraf galo. Haddii aad ku jirto gudaha goob yar oo indho-indhayn ah oo aad eegto habkan, waxaad arki kartaa sida unugyada biyaha barafaysan u bilaabaan inay sameeyaan shabag adag, halkaas oo atom kasta oo ogsijiin ah uu ku wareegsan yahay afar atamka hydrogen. Kiristaalo-yadani waxay ku koraan iyaga oo ku dara unugyada biyaha ee hawada ku wareegsan qaabkooda. Waxay u koraan laba jiho oo waaweyn: kor ama kor.
Kariim khafiif ah, fidsan (lamellar ama xiddig-qaabeeya) ayaa la sameeyaa marka cidhifyadu ay ka dhaqso badan yihiin labada waji ee crystal. Karistaanka koraya ayaa u fidi doona dibadda. Si kastaba ha ahaatee, marka ay wejigeedu u koraan si ka dhakhso badan geesaheeda, crystals ayaa koraya dheer, samaynta irbad, tiir bannaan, ama ul.
Noocyada naadirka ah ee barafka
Hal daqiiqo oo kale. U fiirso sawirka saddexaad, oo ay qaaday Libbrecht oo ku taal waqooyiga Ontario. Tani waa "tiir xiran" crystal - laba taarikada oo ku xiran cidhifyada crystal columnar. Xaaladdan oo kale, saxan kasta waxa loo qaybiyaa laba taariko ah oo aad u khafiif ah. Si fiican u fiiri cidhifyada, waxaad arki doontaa sida saxanku laba u kala qaybsan yahay. Cidhifyada labadan saxan ee khafiifka ah waxay ku dhow yihiin inay u af badan yihiin sida mandiilka. Wadarta dhererka tiirka barafka waa qiyaastii 1,5 mm.
Marka loo eego qaabka Libbrecht, uumiga biyuhu wuxuu marka hore degayaa geesaha muraayadda ka dibna wuxuu ku faafaa (kala firdhiyaa) oogada korka ama cidhifka crystal ama wejigiisa, taasoo keenta in kareemku kor u soo baxo. Geedi socodkan keebaa "guulaysi" ku xidhan inta badan heerkulka.
Waa in la ogaadaa in moodalku yahay "semi-empirical". Taasi waa, waxay qayb ahaan u habaysan tahay si ay ula mid noqoto waxa dhacaya, oo aan u sharaxin mabaadi'da koritaanka barafka. Degenaansho la'aanta iyo isdhexgalka ka dhexeeya molecules-ka aan la tirin karin ayaa aad u adag in si buuxda loo kala saaro. Si kastaba ha ahaatee, rajadu waxay ahaanaysaa in fikradaha Libbrecht ay u adeegi doonaan aasaaska qaab dhammaystiran oo dhaqdhaqaaqa koritaanka barafka, kaas oo lagu tafatiran karo iyada oo loo marayo cabbirro iyo tijaabooyin faahfaahsan.
Waa in aan la malayn in indha-indhayntani ay xiiso u leeyihiin goobada cidhiidhiga ah ee saynisyahano. Su'aalo la mid ah ayaa ka soo baxa fiisigiska walxaha isku dhafan iyo qaybaha kale. Unugyada maandooriyaha, chips semiconductor ee kombiyuutarada, unugyada cadceedda iyo warshado kale oo badan waxay ku tiirsan yihiin kiristaalo tayo sare leh, kooxaha oo dhanna waxay u heellan yihiin inay koraan. Markaa Librecht barafka gacaliyaha ah ee la jecel yahay ayaa laga yaabaa inay si fiican ugu adeegaan faa'iidada sayniska.
Maxaa kale oo aad ka akhrisan kartaa blog-ka?
β
β
β
β
β
Subscribe noo -channel si aadan u dhaafin maqaalka xiga! Waxaan wax ka qorin wax ka badan laba jeer todobaadkii oo kaliya ganacsiga. Jid ahaan, haddii aanad hore u aqoon, kuwa bilawga ahi waxay ka heli karaan $10 Cloud000Y. Shuruudaha iyo foomka codsiga kuwa xiiseynaya waxaa laga heli karaa mareegahayaga:
Source: www.habr.com