کوی دانش - kooy

ریاضیات مربوط به شتاب دهنده ذرات، از بابت استقرار وای فای شما چه کمکی می کند؟

ریاضیات مربوط به شتاب دهنده ذرات، از بابت استقرار وای فای شما چه کمکی می کند؟
12 فروردین
11:21 1394
امواج الکترومغناطیسی سبب می شوند شما با جهان پیرامون خود در تعامل باشید، از نوری که به کمک آن این نوشته را می خوانید تا امواج مایکروویو که سیگنال وای فای را به لپ تاپ یا موبایل شما منتقل می کند تا بازهم بتوانید این متن را بخوانید!

ارتباطات مدرن کمابیش با امواج الکترومغناطیسی انجام می شود. این امواج از طریق اتمسفر پیرامون کره زمین بازتابش نمی شوند.

این اتفاق رخ نمی دهد چون اتمسفر در ارتفاع بالا تبدیل به پلاسما می شود (حالتی از ماده که در آن اتم ها از هم جدا هستند و الکترون ها دیگر به هسته اتم اولیه خودشان وابسته نیستند). پلاسما ویژگی های جالبی دارد، از جمله آنکه نسبت به میدان های الکترومغناطیسی واکنشی بسیار قوی از خود نشان می دهد. در این حالت در فرکانس هایی که به اندازه کافی پایین باشند، تابش و بازتابش سیگنال های رادیویی در پیرامون کره زمین امکان پذیر است.

بین امواج الکترومغناطیسی با قدرت بالا و پلاسما، واکنش های دو سویه جالبی وجود دارد. شدیدترین امواج الکترومغناطیسی در جهان در پالس های لیزرِ با قدرت بالا دیده می شود. بریتانیا برخی از نیرومندترین سیستم های لیزری را در "آکسفورد شایر" دارد و همان ایده بهره گیری از امواج الکترومغناطیسی برای شتاب دادن به ذرات، در "برخورد دهنده بزرگ ذرات هادرُن" مستقر در "سِرن" نیز به کار می رود.

همه موارد در ریاضیات خلاصه می شود

ما می توانیم دقیقاً اثر متقابل امواج الکترومغناطیسی و پلاسما را بر روی یکدیگر پیشگویی کنیم، چون فرآیندهای فیزیکی تحت تأثیر معادلات ماکسول قرار دارند. (معادلات ماکسول یکی از دستاوردهای فیزیک دانان در سده نوزدهم است. این معادلات، میدان های الکتریکی و مغناطیسی را با هم یکپارچه ساخت و نشان داد که نور شکلی از امواج الکترومغناطیسی است).

حل کردنِ دستیِ معادلات ماکسول، پر پیچ و خم است ولی الگوریتم هوشمندانه ای در دهه 60 میلادی تهیه شد که به گونه ای سبب کشف دوباره معادلات ماکسول شد و حل این معادلات را با کمک کامپیوتر، نسبتاً آسان کرد.

با مجهز شدن به معادلات ماکسول و چگونگی حل کردن این معادلات، توجه دانشمندان به مسئله ساده تر ولی در عین حال شایع تری جلب شد. این مسئله، شبیه سازی و بهبود بخشیدن به پذیرش وای فای می باشد. در حالی که از دید آکادمیک، کامپیوترهای نیرومند اغلب به کامپیوترهایی گفته می شود که ده ها هزار عملیات را به صورت موازی انجام می دهند ولی در این مورد، کامپیوترها نیاز به اجرای برنامه ای دارند که برای گوشی های هوشمند مناسب باشد.

 

شما برای انجام این فوت و فن نیازمند ماکسول خواهید بود

تابش الکترومغناطیسی که از آنتنِ روتر (1) وایرلس شما منتشر می شود، توسط یک نوسان ساز کوچک 2.4GHz مربوط به جریان ایجاد می شود. در پژوهشی که در این رابطه انجام شد، با معرفی یک جریان، امکان نوسان برای آن فراهم شد. معادلات ماکسول، چگونگی جاری شدن امواج الکترومغناطیسی را تعیین کردند. پژوهشگران با نقشه برداری از موقعیت های واقعی در محل، نقشه ای از قدرت سیگنال وای فای را تهیه کردند که با حرکت دادن روتر مجازی تغییر می کند.

 

در تصویر بالا، دایره کوچک سیاه رنگ، نشانگر روتر است. رنگ های گرم تر، قوی تر بودن قدرت سیگنال را نشان می دهند.


نخستین نتیجه گیری که می توان انجام داد: سیگنال های وای فای از فضای خالی خیلی آسان تر عبور می کنند تا از دیوار. پس محل ایده آل روتر محلی است که نسبت به مکان استفاده از آن در دید مستقیم باشد.

................................................................................................................................................

(1) روتر (router) دستگاهی است که دیتا را در طول شبکه ها فوروارد می کند. روتر حداقل به دو شبکه وصل می شود که معمولاً دو شبکه LAN یا WAN و یا یک LAN و شبکه ISP مربوط به آن می باشد.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

ابراهیم یگانه

ابراهیم یگانه

با درودهای گرم به همه.

 

*  تحصيلات: لیسانس الكترونيك

*  تاریخ تولد: 1342

*  سابقه کار ترجمه (به جز سایت کوی دانش): همکاری با دارالترجمه ها، شرکت ها و اعضاء هیئت علمی دانشگاه ها و دانشجویان مقاطع تحصیلی مختلف، ترجمه چندین سایت (سایت آمریکایی سرطان، ...)

*  پیشینه شغلی در سایر زمینه ها: مهندس بازنشسته ایران خودرو با تجربه علمی و عملی در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی (برق، آب، گاز، هوای فشرده) در صنایع و در محیط های خانگی.

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

شاید باور این موضوع برای افرادی که همیشه با ریاضیات مشکل داشتند سخت باشد که مغز انسان بدون اینکه خودِ فرد متوجه باشد بصورت دائمی مشغول انجام حجم گسترده ای از انواع محاسبات است و اتفاقاً اینکار را بسیار خوب هم انجام می دهد. شاهد این مدعا از دانشگاه پرینستون رسیده است. در یک مطالعه جدید محققان این دانشگاه نشان دادند که چگونه مغز ما انسانها، تمامی داده های بدست آمده از محیط اطراف را که توسط حواس مختلف جمع آوری شده است ترکیب می کند تا به یک ارزیابی نهایی از وضعیت برسد که به اخذ تصمیم ها و نوع رفتارهای ما منجر می شود. این موضوع به اینجا هم ختم نمی شود و اگر در طی این فرآیند داده های جدیدی وارد شوند، مغز انسان با انعطاف پذیری حیرت انگیزی آنها را در محاسبات خود وارد کرده و حتی نتیجه محاسبات را تغییر می دهد. برای بررسی بیشتر این موضوع با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

یک پروفسور، یک محقق فوق دکترا و یک دانشجوی ارشد بر روی ترامپولین (تشک پرش) پریدند! جمله فوق یک مزاح نیست بلکه آغازی برای توضیح تحقیقات جدید بر روی ماده شگفت انگیز گرافن است. گروهی به سرپرستی روبرتو د آلبا، دانشجوی ارشد فیزیک و Jeevak Parpia پروفسور و رئیس دپارتمان فیزیک، مقاله ای در Nature Nanotechnology راجع به کاربردهای دیگر برای این ماده روان، بسیار قوی و بسیار سبک منتشر کرده اند. در این تحقیق قابلیت استفاده از «تنش گرافن» بعنوان نوعی واسطه بین حالت های ارتعاشی که اجازه انتقال مستقیم انرژی از یک فرکانس به فرکانس دیگر را می دهد، نمایش داده شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

وجود آثار و بقایای نئاندرتال ها در مناطقی که در بالای عرض 50 درجه شمالی قرار داشته باشند بسیار کم است و تا کنون نیز فقط در دو نقطه این شواهد بدست آمده است. یکی در منطقه فلدهافر آلمان و دیگری در اسپای بلژیک. مطالعه جدیدی که توسط دکتر هلن راجیر با همکاری آسیر گومژ اولیوینسا از UPV/EHU انجام گرفت باعث کشف بیشترین تعدادِ بقایای کشف شده از نئاندرتال ها در مناطق شمالی اروپا شد. در این مجموعه 5 تایی، بقایای اسکلتی 4 نوجوان (بالغ) و یک کودک به چشم می خورد که در منطقه Troisième caverne در گویت بلژیک کشف شده اند.

مطالعه متن کامل
تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

محققانی از دانشگاه تگزاس در آوستین توانستند محدودیتهای اساسی بر سر عملکرد «شنل نامرئی کننده» را تعیین کنند. این شنل یک فناوری است که اجازه نامرئی شدن ویا تشخیص داده نشدن را به جسمِ درونش در برابر امواج رادیویی، امواج مایکروویو، نور مادون قرمز و نور مرئی می دهد. نظریه محققان تاکید می کند که استفاده از شنل برای پنهان کردن شیء درونش در مقابل یک موج خاص قابل انجام است لیکن پنهان کردن آن در برابر یک محیط پرنور (چراغانی) با طول موجهای مختلف بسیار سخت تر می شود که در این حالت تغییر اندازه شیء باعث تغییر فاکتورها و مشکلات بیشتر هم خواهد شد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

بیش از نود درصد از انواع گونه های پستانداران در دوره کرتاسه (66 میلیون سال پیش) توسط همان دلایلی که دایناسورها را ازبین برد، از بین رفتند. این میزان بسیار بیشتر از آن بود که پیش از این تصور می شد. مطالعه ای که توسط محققان مرکز میلنر در دانشگاه بَث انجام شد و در نشریه Evolutionary Biology نیز منتشر گردید، مطرح می کند که همه انواع شناخته شده پستانداران که در انتهای دوره کرتاسه در آمریکای شمالی می زیسته اند، از بین رفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این میزان معادل 93 درصد از انواع موجود در این دوره بوده است. این مطالعه همچنین بیان می کند که این انقراض، بسیار سریعتر از آنچه تصور می شد انجام گرفته است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
ثابت های بنیادین هنوز هم مقدار ثابتی دارند: ساعت های اتمی، پایداری نسبت جرمی پروتون به الکترون را نشان دادند

ثابت های بنیادین هنوز هم مقدار ثابتی دارند: ساعت های اتمی، پایداری نسبت جرمی پروتون به الکترون را نشان دادند

آیا ثابت های بنیادین واقعا مقدار ثابتی دارند؟ تحقیقاتی که به تازگی در Physikalisch-Technische Bundesanstalt انجام شده نشان داده است که یکی از ثابت های بنیادین اصلی (به نام نسبت جرمی پروتون به الکترون) تنها می تواند تا حداکثر یک میلیونیم در طول عمر منظومه شمسی ما (که بیش از تقریبا 5 میلیارد سال تخمین زده شده) تغییر کرده باشد. پیش از این، دانشمندان تصور می کردند تغییرات احتمالی تا دو برابر بزرگتر باشد. برای رسیدن به این نتیجه، فیزیکدانانی از PTB ساعت های اتمی سزیم و ایتربیوم را به مدت 7 سال با یکدیگر مقایسه کردند.

مطالعه متن کامل
چراغ قابل حملِ Tack

چراغ قابل حملِ Tack

متیو لیم، با در نظر گرفتن نیازِ مستأجران که اغلب از یک خانه کوچک به خانه‌ای دیگر در حال نقل مکان هستند، چراغ LED و قابل حملی را طراحی کرده است که می‌توان به سادگی بدون نیاز به ابزار، آن را نصب کرد. نورِ این چراغ، مناسب با موقعیت‌های مختلف قابل تنظیم است.

مطالعه متن کامل
راکت موستانگ سفارشی با قدرت 725  اسب بخار، دستاوردی جدید از Fisker-Galpin

راکت موستانگ سفارشی با قدرت 725 اسب بخار، دستاوردی جدید از Fisker-Galpin

هرچند مدت زمان زیادی از رونمایی فورد موستانگ جدید نمی گذرد اما تیونرها، آرام ننشسته اند و دنبال این هستند که ببینند با بدنه موستانگ کوپه و سیستم تعلیق پیچیده تر آن چه کارهای خارق العاده ای می توانند انجام دهند. Galpin Auto Sports و Henrik Fisker خود را درگیر چالش جدیدی کرده اند. آن ها می خواهند با افزایش قدرت موستانگ و یک بدنه فیبر کربن سفارشی، از این ماشین یک موشک (راکت) تحت عنوان Fisker-Galpin بسازند.

مطالعه متن کامل
بازگشایی هتل ربات ها در ژاپن

بازگشایی هتل ربات ها در ژاپن

ربات ها در حال آمدن هستند، ولی نباید نگران خوش آمد گویی به اربابان الکترونیکی خود نباشید. کاملا برعکس، در حقیقت آن ها منتظر هستند تا ورود شما را به این هتل پرتجمل ژاپنی خوش آمد بگویند.

مطالعه متن کامل
پروتئینی که تولید پروتئین را در بدن تنظیم می کند قادر است میزان چربی را هم کنترل کند.

پروتئینی که تولید پروتئین را در بدن تنظیم می کند قادر است میزان چربی را هم کنترل کند.

تحقیقات پیرامون این مسئله که چگونه بدن سطح چربی را تنظیم می کند و راه های دستکاری آن، سبب کشف تغییرات سطح چربی شده است. آخرین نتایج این تحقیقات عبارتست از یک پروتئین خاص که به مدت طولانی برای تنظیم سنتز پروتئین شناخته شده است و در حال حاضر نشان داده شده که می تواند سطح چربی را در کرم ها کنترل کند. این نتایج پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) را به این باور رسانید که نسخه موجود در بدن انسان هم می تواند یک داروی جدید برای مبارزه با چربی فراهم کند.

مطالعه متن کامل