مصاحبه با کنت لیبرشت: یک نظریه متحد بزرگ در مورد دانه های برف
جاشوا هوگگو: چه چیزی شما را به دانه های برف علاقه مند کرد؟
بارش برف در پاسادنا، کالیفرنیا آنقدر نادر است که تقریباً بی سابقه است. به جز، در مؤسسه فناوری کالیفرنیا، جایی که کنت لیبرشت می تواند آن را با استفاده از پیچیده ترین تجهیزات تولید دانه های برف در جهان تجسم کند.
چگونه این معما را بررسی کردید؟
سوال بزرگ در مورد دانه های برف چه بود؟
آیا کار شما چیزی در مورد اینکه برف در دنیاهای دیگر مانند قمر یخی زحل انسلادوس چگونه خواهد بود به ما می گوید؟
چه نوع سؤالاتی در مورد دانه های برف بی پاسخ مانده است؟
من میتوانم دستگیرهها را بچرخانم تا دقیقاً شرایط را کنترل کنم، تا این دانههای برف طراح را تهیه کنم.
وقتی این روزها زیر برف بیرون می روید، آن را در نور جدیدی می بینید؟
انتشار مولکولهای آب در هوا بر رشد دانههای برف تأثیر میگذارد به گونهای که اثرات مولکولی را افزایش میدهد تا لبههای نازکی که در کریستالهای ستونی صفحهشکل و توخالی دیده میشود، ایجاد شود. زمانی که من کریستال ها را در خلاء رشد می دهم، هیچ کدام از این ها اتفاق نمی افتد. بنابراین، بله، تفاوت هایی در برف در سیارات دیگر وجود خواهد داشت. اگر جو وجود نداشته باشد، کریستال های بلوکی دریافت خواهید کرد، اما در فشار بالا، کریستال های فوق العاده ریز دریافت خواهید کرد. البته، شیمی اتمسفر نیز می تواند آن را به گونه ای تغییر دهد که پیش بینی آن دشوار است.
کن لیبرشت
مدل من خیلی پیچیده است. اما این پیش بینی های زیادی است و من می خواهم آنها را آزمایش کنم، ببینم چه اتفاقی می افتد، و امیدوارم مدل را اصلاح کنم. یکی از پیش بینی ها این است که اتفاقات جالبی برای دانه های برف در نزدیکی نقطه ذوب آنها رخ می دهد. ممکن است چیزی را ببینید که به آن پیش ذوب می گویند، جایی که بیشتر دانه های برف یک کریستال سفت و سخت است، اما در سطح مولکول ها بی نظم می شوند. من سعی کردم آن را کشف کنم. من همچنین در تلاش برای ساختن کریستال های بزرگتر هستم. دوست دارم بزرگترین دانه برف دنیا را بسازم. دلیل خاصی وجود ندارد … همیشه چیز جدیدی برای امتحان کردن وجود دارد.
شما همچنین دو دانه برف یکسان پرورش داده اید. فکر می کردم غیرممکن است.
مردم همیشه فکر می کردند که اگر یک سطح صاف در یک کریستال داشته باشید، در شرایط خاص همیشه به همین شکل رشد می کند. چیزی که من متوجه شدم این است که در دانه های برف اندازه سطح اهمیت زیادی دارد. اگر یک دانه برف شش ضلعی به شکل صفحه را تصور کنید، دو سطح پهن دارد و سپس شش سطح بسیار نازک تر در اطراف لبه دارد. معلوم شد که این سطوح نازکتر خیلی سریعتر از سطوح بزرگتر رشد میکنند، که در آن صفحههای نازکتر و نازکتر ایجاد میکنند. خنده دار این است که این روند معکوس می شود – در دماهای خاص، این سطوح بزرگتر هستند که سریعتر رشد می کنند و بنابراین کریستال هایی به شکل ستون دریافت می کنید.
من تصمیم گرفتم که راه برای پاسخ به این سوال رشد سیستماتیک تعداد زیادی دانه های برف در شرایط مختلف و اندازه گیری رشد آنها باشد. این 20 سال پیش بود و برای چندین سال همچنان مشکل داشتم و هیچ پیشرفتی نداشتم. بالاخره فهمیدم که کل تجربه باید در یک جعبه محصور شود. شما بخار آب اضافه می کنید، اما شرایط، مانند دما و فشار، باید دقیقا کنترل شود. من همه این میلههای کوچک را دارم که داخل جعبه میروند و از آنها برای فشار دادن وسایل و روشن و خاموش کردن آنها استفاده میکنم. سپس توانستم کریستال هایی را پرورش دهم – بیشتر کریستال هایی کوچکتر از عرض یک موی انسان رشد دادم و سپس آنها را زیر میکروسکوپ مطالعه کردم. اگر بیش از حد بزرگ شوند، از نظر شکل پیچیده تر از آن هستند که به راحتی مطالعه کنند.
لیبرشت برای حل این معما دست به یک اودیسه 20 ساله زد. او اخیراً ثمرات این سفر را در قالب تک نگاری بیش از 500 صفحه. این شامل نوعی نظریه یکپارچه بزرگ از دانه های برف است که برای اولین بار توضیح می دهد که چگونه و چرا آنها به شکل های ظریفی که می سازند رشد می کنند.