«ناپایداریهای باریکه (Beam Instability) در شتابدهندههای ذرات»
https://www.aparat.com/playlist/22272497
️برخی عناوین و مفاهیم مورد اشاره در این ویدئوها:
اثرات جمعی (Collective Effects)
پیمیدان و ناگذراییها (Wakefield & Impedance)
ناپایداری سَردُمی (Headtail)
ناپایداری خوشههای جفت شده (Coupled Bunch)
ناپایداری جفتشدگی حالتهای عرضی یا TMCI (Transverse Mode Coupling)
ناپایداری ریزموجی (Microwave)
پراکندگی درونخوشهای یا IBS (Intra Bunch Scattering)
اثرات بار فضایی و ابر الکترونی بر باریکه ذرات (Space Charge & Electron Cloud)
اثر مقاومت دیواره محفظه خلا (Resistive Wall) بر باریکه ذرات
منشا نقصهای خطی در شتابدهندههای ذرات (Linear Imperfection Sources)
اعوجاج مدار بسته (Closed Orbit Distortion)
تصحیح آثار نقصهای خطی در شتابدهندههای ذرات (Linear Imperfection Correction)
میرانش لاندا (Landau Damping)
۶:۲۴
«محفظههای خلا چشمه نور SLS 2.0 سوییس»حسین کریمی
https://www.aparat.com/v/iwe2f16
https://www.aparat.com/playlist/20882887
️برخی عناوین و مفاهیم مورد اشاره در این ارایه:
برخی از چالشها و مشخصات سامانه خلا چشمه نور SLS 2.0
سطح مقطع محفظه خلا: ۱۸ میلیمتر
جنس محفظه خلا: مس بدون اکسیژن Cu-OFE
ضخامت لایه NEG: ٪ ۳۰ ± nm ۵۰۰
ترکیب NEG: ده تا ۵۰ درصد تیتانیوم، ۱۵ تا ۵۰ درصد زیرکونیوم، ۱۵ تا ۵۰ درصد وانادیوم
ناهمواری یا Roughness سطح داخل محفظه مسی: حدود ۸۰۰ نانومتر
فرآیند لحیمکاری سخت یا Brazing
سامانه لایهنشانی NEG (Non-Evaporable Getter Coating System)
کندوپاش مگنترونی (Magnetron Sputtering)
نرخ لایهنشانی: mm3/h ۳
استفاده از XRD برای سنجش ضخامت لایه NEG
جاذبهای فوتونی دوشاخی (Crotch Photon Absorbers)
محفظه خلا پایشگرهای مکان باریکه (Beam Position Monitor)
برخی ملاحظات طراحی و ساخت پایه نگهدارنده BPMها
فرآیند سرهمبندی، فعالسازی و انتقال و نصب محفظههای خلا
۱۰:۲۳
«کاربردهای لیزر در شتابدهندههای ذرات»لورا کرنر
https://www.aparat.com/v/ltno1aa
️برخی عناوین و مفاهیم مورد اشاره در این ارایه:
مشخصهیابی باریکه ذرات به کمک لیزر
روشهای الکترو-نوری برای سنجش طول خوشه ذرات (Particle Bunch Length)
اندازهگیری اندازه باریکه (Beam Size) به کمک لیزر
سامانههای زمانی و همگامسازی (Timing & Synchronization)
همگامسازی و توالیسازی (Sequencing) فمتوثانیهای فرآیندهای شتابدهنده ذرات به کمک لیزر
آشفتگی زمانی (Timing Jitter) کمتر از ۱۰۰ آتوثانیه
سوق زمانی (Drift) حدودا ۶ دهم فمتوثانیهای طی ۱۶ روز و در طول ۱۲۰۰ متر تار نوری (Optical Fiber)
تولید خوشههای الکترونی (Electron Bunches) از کاتدهای نوری (Photocathode) به کمک لیزر
شتابدهندههای پیمیدان پلاسمایی (Plasma Wakefield Accelerator)
شیب شتابدهی حدودا ۱۰۰۰ برابر شتابدهندههای معمول
شتابدهندههای لیزری دیالکتریکی (Dielectric Laser Accelerators)
قابلیت رسیدن به شیب شتابدهی (Acceleration Gradient) ۱۰ گیگاالکترونولت بر متر
۹:۳۹
«نکات و نحوه نوشتن و ارسال پیشنهاده (Proposal) برای انجام آزمایش در خط باریکههای چشمه نور سنکروترونی استرالیا»
هلن برنددانشمند ارشد خط باریکه پراش پودری چشمه نور سنکروترونی استرالیا
https://www.aparat.com/v/ujmgvxs
https://www.aparat.com/playlist/8947280
برخی پرسشهای مطرح شده برای نوشتن پیشنهاده انجام آزمایش در خط باریکه چشمه نور سنکروترونی:
چرا آزمایش شما نیاز به خط باریکه چشمه نور سنکروترونی دارد؟
آیا این آزمایش توسط ابزارهای آزمایشگاهی معمول مانند ریزبین الکترونی (Electron Microscope) یا روشهای آزمایشگاهی متداول دیگر قابل انجام نبوده است؟
تاریخچه علمی پژوهش شما چیست و چرا این موضوع پژوهش در حوزه خود جذابیت دارد؟
پژوهش شما کدامیک از اولویتبندیهای علمی-صنعتی کشور را مورد توجه قرار میدهد؟
نتایج ملموس این پژوهش چیست؟ داروی جدید؟ بهبود فرآیند تولید انرژی؟ تکمیل پایگاه داده اطلاعات مواد؟ شناخت عوامل بیماری؟ مدیریت منابع آبی و خاکی؟ ...
خطرات و احتیاطهای لازم برای کار با نمونههای مورد آزمایش شما چیست؟
نقش هر یک از اعضای گروه در این پژوهش چیست و آیا اعضای گروه شما همه تواناییها و تجربههای لازم از آمادهسازی نمونه تا انجام آزمایش در خط باریکه و دادهگیری و تحلیل دادهها را دارند؟
هلن برنددانشمند ارشد خط باریکه پراش پودری چشمه نور سنکروترونی استرالیا
۹:۵۲
«دوامپذیری (Sustainability) در شتابدهندههای ذرات»
مایک سیدل
https://www.aparat.com/v/ljix8a0
️برخی عناوین و نکات مورد اشاره در این ارایه:
تعریفی از دوامپذیری (Sustainability): تامین نیازهای حال حاضر بدون به خطر انداختن تواناییها و قابلیتهای نسلهای آینده.
برخی روشهای اعمال دوامپذیری در شتابدهندههای ذرات:
استفاده از مغناطیسهای دائمی (Permanent Magnets) بجای مغناطیسهای الکتریکی (Electromagnets)
استفاده از پیچههای ابررسانای دما بالا (High Temperature Superconductor) در مغناطیسها
افزایش بهرهوری منابع توان بسامد رادیویی (RF)
رساندن بهرهوری کلایسترون به بیش از ۸۰ درصد
بهرهوری تقویتکننده حالت جامد (Solid State Amplifier) بسته به بسامد کاری میتواند بیش از ۹۰ درصد باشد.
استفاده از صفحات خورشیدی برای تامین بخشی از انرژی مورد نیاز
استفاده مفید از حرارت تولید شده در شتابدهندههای ذرات (Heat Recovery)
بازیافت حداکثری عناصر خاکی کمیاب (Rare Earth Elements) و کاهش استفاده از آنها تا جای ممکن
مایک سیدل
۱۷:۱۵
«۲۲امین کارگاه بینالمللی اندازهگیری مغناطیسی»
️ویدئوی ارائههای کارگاه:
https://www.aparat.com/playlist/22659050
22nd International Magnetic Measurement Workshop (IMMW22)https://indico.cnpem.br/event/2/timetable/?view=standard
️برخی عناوین و مطالب مورد اشاره در این کارگاه:
سامانههای اندازهگیری مغناطیسی در شتابدهندهها:
کاوند اثر هال (Hall Probe)
پیچه چرخان (Rotating Coil)
پیچه هلمهولتز (Helmholtz Coil)
پیچه معلق زن (Flipping Coil)
سیم کشیده (Stretched Wire)
Single Stretched Wire (SSW)
Multi Stretched Wire (MSW)
سیم مرتعش (Vibrating Wire)
سیم تپداده (Pulsed Wire)
فعالیتهای اندازهگیری مغناطیسی در شتابدهندهها و موسسات:
چشمه نور SIRIUS برزیل
چشمه نور ALS آمریکا
چشمه نور APS آمریکا
چشمه نور NSLS-II آمریکا
آزمایشگاه ملی شتابدهنده FERMILAB آمریکا
آزمایشگاه ملی شتابدهنده SLAC آمریکا
چشمه نور BESSY و مرکز HZB آلمان
چشمه نور PETRA IV و مرکز پژوهشی DESY آلمان
چشمه نور ALBA اسپانیا
چشمه نور Diamond انگلیس
چشمه نور SLS-II و موسسه PSI سوییس
چشمه نور ESRF فرانسه
سازمان CERN اروپا
چشمه نور TPS تایوان
چشمه نور HEPS و موسسه IHEP چین
22nd International Magnetic Measurement Workshop (IMMW22)https://indico.cnpem.br/event/2/timetable/?view=standard
۱۱:۲۴
«بلورنگاری شیمیایی و پروتئینی در خطوط باریکه MX چشمه نور AS استرالیا»
https://www.aparat.com/v/trnw763
️در این ارائه به برخی کاربردها و مزیتهای خطوط باریکه Macromolecular Crystallography اشاره شده و نکات و فرآیندهای ضروری برای انجام آزمایش در این خطوط باریکه بیان میگردد:
مشخصات خط باریکه MX1:
محدوده انرژی: ۸.۵ تا ۱۷.۵ keV
اندازه باریکه در محل نمونه: ۱۲۰x۱۲۰ µm
آشکارساز: Dectris EIGER2 X 9M
زاویهسنج (Goniometer): Mini-Kappa
کمترین اندازه بلور توصیه شده:
بلورهای پروتئینی: بیش از ۵۰ µm
بلورهای شیمیایی: ۱۰ µm
محدوده تغییر دمای نمونه: ۹۰ تا ۵۰۰ کلوین
بیشینه فشار نمونه: ۵ GPa
مشخصات خط باریکه MX2:
محدوده انرژی: ۸ تا ۲۱ keV
اندازه باریکه در محل نمونه: ۱۵x۲۵ µm
آشکارساز: Dectris EIGER X 16M
کمترین اندازه بلور توصیه شده:
بلورهای پروتئینی: بیش از ۱۰ µm
بلورهای شیمیایی: ۵ µm
محدوده تغییر دمای نمونه: ۹۰ تا ۴۰۰ کلوین
بیشینه فشار نمونه: ۵ GPa
بعضی مزایای خط باریکه بلورنگاری درشتمولکولی چشمه نور سنکروترونی نسبت به دستگاههای پرتو ایکس آزمایشگاهی معمول:
روشنایی (Brightness) چندین میلیون برابری - > امکان دادهگیری از بلورهای پراشنده ضعیف
امکان تنظیم طول موج پرتو ایکس در یک بازه نسبتا گسترده
امکان متمرکز کردن پرتو ایکس در یک مقطع بسیار کوچک ( ۱۵x۲۵ µm )
تکمیل دادهگیری در عرض چند دقیقه در مقایسه با چند ساعت یا چند روز
جاگذاری نمونهها توسط ربات -> بررسی چندصد نمونه در یک جلسه آزمایش
تفکیکپذیری (Resolution) بهتر و نگاشت چگالی الکترون (Electron Density Map) قابل اعتمادتر
۱۱:۲۴
«کاربردها و نکات و فرآیندهای لازم برای کاربری خطوط باریکه BioSAXS، SAXS و WAXS چشمه نور AS استرالیا»
https://www.aparat.com/v/nhn0dsq
️در این ارائه به برخی کاربردها و مزیتهای خطوط باریکه Small/Wide Angle X-Ray Scattering و Biological Small Angle X-Ray Scattering اشاره شده و نکات ضروری برای انجام آزمایش در این خطوط باریکه بیان میگردد:
مشخصات خط باریکه BioSAXS:
محدوده انرژی: ۸ تا ۱۵ keV
ΔE/E: ۱٪
اندازه باریکه در محل نمونه: ۱۲x۲۶۱ µm2
شار فوتونی در محل نمونه: بیش از ۱۰E۱۴ فوتون در ثانیه
آشکارساز: Pilatus3X-2M
برخی کاربریهای این خطوط باریکه:
تاشدگی پروتئین (Protein Folding) و ساختارهای زیستی درشتمولکول
امکان بررسی پروتئینها بدون بلوری کردن آنها
امکان بررسی تحول و تغییرات پویای این ساختارها -> زیستپزشکی (Biomedicine)، طراحی عاملهای دارویی (Pharmaceutical Agents) جدید
امکان بررسی اندرکنش پویای پروتئین با پروتئین، اسیدنوکلئیک با پروتئین و برهمکنشهای زیمایهای (Enzymatic) با کاربردهایی چون شناخت بیماریها و یافتن روشهای پیشگیری و درمان
ماده چگال نرم
امکان بررسی مواد فعال سطحی (Surfactants) برای دارورسانی (Drug Delivery) و نانوپزشکی (Nanomedicine)
امکان بررسی همبسپارهای دوگانهدوست (Amphiphilic Copolymers) با کاربردهایی در دارورسانی، نانوپزشکی و ساخت واکنشیارهای نوری (Photocatalyst)
امکان بررسی ساختار و عملکرد چربیزهها (Liposome) برای حمل عاملهای دارویی
امکان بررسی ریزشارهها (Microfluids)
امکان بررسی نانوذرات و ساختارهای انبوههای (Aggregate Structures)
نیمرساناهای آلی (Organic Semiconductors)
مغناطیس نانومقیاس
مواد بلور مایع
بعضی شرایط که استفاده از خط باریکه SAXS چشمه نور را ضروری مینماید:
هنگام ضعیف بودن میزان پراکندگی از نمونه
شار فوتونی بیشتر و دادهگیری بسیار سریعتر خط باریکه SAXS نسبت به SAXS آزمایشگاهی
نیاز به دانستن ویژگیهای خاصی از نمونه
نیاز به طول موج پرتو ایکس قابل تنظیم
نیاز به محدوده q (Scattering Vector) وسیعتر
نیاز به تفکیکپذیری قله (Peak) بسیار با کیفیت
نیاز به مطالعه تغییرات سریع در نمونهها
نیاز به بررسی نمونههای بسیار و/یا نیاز به بررسی اثرات عاملها و متغیرهای مختلف در پژوهش مورد نظر
دادهگیری از هر نمونه در خط باریکه SAXS حدود چند ثانیه زمان میبرد (۴ تا ۸ ساعت در SAXS آزمایشگاهی)
۱۰:۵۶
«کاربردها و نکات و فرآیندهای لازم برای انجام آزمایش طیفنمایی جذب پرتو ایکس در خطوط باریکه XAS چشمه نور AS استرالیا»
https://www.aparat.com/v/qsteuv0
️در این ارائه به برخی کاربردها و مزیتهای خطوط باریکه X-Ray Absorption Spectroscopy ، Soft X-Ray Spectroscopy (SXR) و Medium Energy X-Ray Absorption Spectroscopy (MEX) اشاره شده و نکات و فرآیندهای ضروری برای انجام آزمایش در این خطوط باریکه بیان میگردد:
فنون آزمایش اصلی مورد استفاده در این خطوط باریکه:
X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)
Near Edge X-ray Absorption Spectroscopy (NEXAFS)
Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS)
Angle Resolved Photoelectron Spectroscopy (ARPES)
بعضی مشخصات تجمیعی این خطوط باریکه:
محدوده انرژی: ۰.۰۸۵ تا ۳۲ keV
محدوده دمای نمونه: ۵ تا ۵۰۰ K
کمترین و بیشترین اندازه باریکه در محل نمونه: ۲x۲ µm2 تا ۷x۵ mm2
بیشینه شار فوتونی در محل نمونه: بیش از ۱۰E۱۲ فوتون در ثانیه
برخی کاربردهای این خطوط باریکه:
بررسی ساختار مولکولی و عملکرد پروتئینهای فلزی (Metalloprotein) مانند واکنشیارهای زیستی چون هموگلوبین
بررسی خواص خاک، میزان اثربخشی کودها، رشد گیاهان و میزان انتقال، توزیع و زیستفراهمی (Bioavailability) ریزمغذیها (Micronutrient) در کشاورزی و صنایع غذایی
بررسی خواص و عملکرد نیمرساناهایی چون فسفید ایندیوم طی فرآوریهای مختلف برای بکارگیری در قطعات الکترونیکی
بررسی ساختار مولکولی و ویژگیهای مواد خاصی چون ریزبلورها (Microcrystal) و مواد نانو که مناسب انجام آزمایشهای پراش پرتو ایکس نیستند
مطالعات افزایش بهرهوری مبدلهای نور به الکتریسیته بر مبنای تراشههای سیلیکونی
مطالعات زمینشیمیایی (Geochemical) برای شناخت فرآیندهای شکلگیری ترکیبات فلزهای ارزشمند و بهینهسازی استخراج آنها
مطالعات شناختی آثار باستانی و میراث فرهنگی و تمدنی و بررسی روشهای حفظ آنها از فرسایش
بررسی شکلگیری و ویژگیهای لایههای نازک (Thin Film) در ساخت قطعات الکترونیکی و الکترونیکنوری (Optoelectronics)
۱۱:۲۵
«کاربردها و نکات و فرآیندهای لازم برای انجام آزمایش ریزبینی (Microscopy) در خطوط باریکه چشمه نور AS استرالیا»
https://www.aparat.com/v/dib1iat
️در این ارائه به برخی کاربردها و مزیتهای خطوط باریکه X-ray Fluorescence Microscopy (XFM) و Nanoprobe اشاره شده و نکات و فرآیندهای ضروری برای انجام آزمایش در این خطوط باریکه بیان میگردد:
بعضی ویژگیهای خط باریکه نانوکاوند (Nanoprobe):
قطر باریکه: ۶۰ تا ۳۰۰ nm
تفکیکپذیری در برهمنگاری (Ptychography): ۶ تا ۳۰ nm
محدوده انرژی: ۳.۵ تا ۲۲ keV
بیشینه شار فوتونی در محل نمونه: بیش از ۱۰E۱۱ فوتون در ثانیه
کمترین ΔE/E (تکفامی): ۰.۰۱٪
امکان مقطعنگاری سه بعدی (3D Tomography) در مقیاس نانو
بعضی ویژگیها و مزایای خط باریکه XFM:
محدوده انرژی: ۴ تا ۳۰ keV
عناصر قابل شناسایی: سیلیکون و عناصر بعد از آن در جدول تناوبی
اندازه تصویردانه (Pixel): ۵۰۰ nm
حد غلظت قابل شناسایی: ۱ جزء در میلیون (ppm)
ابعاد قابل پویش نمونه: ۱۰۰x۱۳۵ mm
آشکارسازها: Maia 384، Vortex EM، Vortex ME3، Eiger 1M، Mirion Ge
نیاز به حداقل آمادهسازی نمونه
امکان بررسی نمونه خارج از خلا
امکان همراه کردن نتایج پویش (Scan) نمونه با نتایج XANES، XBDM، uXRD و برهمنگاری
پویش سریع سطحهای وسیع نمونه با تفکیکپذیری بالا
۱۱:۲۴
برنامهریزی کرهجنوبی برای دستیابی به تسلط و برتری جهانی در فناوریهای حیاتی و نوپدید: Critical and Emerging Technologies (CETs)
با هدفگذاریهایی چون:
️پیشتاز کردن کرهجنوبی در رقابت جهانی فناوریها (قرارگیری بین سه کشور برتر در هر حوزه)
️ایجاد ابرفاصله (Super-Gap) با عمده رقیبان
طی بررسیهای گسترده کارگروههای مختلف، ۱۲ حوزه فناوریهای حیاتی و ۵۰ زیرشاخه آنها برای ایجاد و/یا حفظ و ارتقاء چیرگی و برتری فناورانه جهانی کرهجنوبی انتخاب شده و سندهای مرتبط برای برنامهریزی دستیابی به این اهداف تدوین شدند.
بعضی فناوریهای مورد اشاره در این سندها:
نیمرسانا و نمایشگر
حافظههای دسترسی تصادفی مقاومتی: Resistive Random-Access Memory (ReRAM)
نیمرسانا و تراشههای AI با کارایی بالا و مصرف پایین
مدارهای مجتمع سهبعدی: 3D IC
مدارهای مجتمع مدیریت توان: PMIC
زیستفناوری پیشرفته
زیستشناسی مصنوعی: Synthetic Biology (SynBio)
درمانهای یاختهای (Cellular) و ژنتیک (زادگانی)
فناوری کوانتومی
حسگرهای کوانتومی
باتریهای (انبارههای) بازپرپذیر: Rechargable Batteries
بیشینه کردن چگالی توان انبارههای یونلیتیمی
اجزاء و پیلها برای نسل بعد انبارههای بازپرپذیر
نسل بعدی انرژی هستهای
واکنشگاههای کوچک پودمانی: Small Modular Reactor (SMR)
هیدروژن
روشهای تولید مقرون به صرفه و کاربردی هیدروژن
روشهای ذخیرهسازی و انتقال هیدروژن
پیلهای سوختی هیدروژنی و تولید انرژی از هیدروژن
حمل و نقل پیشرفته
خودروهای الکتریکی و هیدروژنی
برخی اقدامها و گامهای کرهجنوبی برای تحقق برتری در فناوریهای راهبردی:
اختصاص بیش از ۲۰ میلیارد دلار به این ۱۲ حوزه فناوری طی ۵ سال
گذار از راهکار دنبالهروی سریع فناوریها به راهکار پیشگام شدن در فناوریهای تغییردهنده بازی (Game Changer) با رویکرد پیشرفت جهشی در هر فناوری (Technology Leapfrogging)
از دست ندادن فرصت طلایی (Golden Time) برای ورود همزمان با دیگر رقیبان به عرصه فناوریهای نوپدید و پیشی گرفتن از آنها با فراهم کردن هرچه سریعتر زیرساختها و ابزارهای لازم برای پژوهشگران، فناوران و نوآوران
ایجاد زیستبوم تحقیق و توسعه مشترک برای همه پژوهشگران و فناوران با الهام از IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre)
ایجاد ائتلاف برای تحقیق و توسعه مشترک در حوزه فناوریهای راهبردی با کشورهای همسو
ایجاد زیرساختها و بسترهای بکارگیری AI در مراحل مختلف توسعه این فناوریها
️ کرهجنوبی با وجود داشتن چشمههای نور PLS-II و PAL-XFEL در حال تکمیل و راهاندازی چشمه نور دیگری با نام Korea-4GSR به عنوان یکی از کلیدیترین ابزارها در پیشبرد تحقیقات بسیاری از فناوریهای راهبردی است.
با هدفگذاریهایی چون:
طی بررسیهای گسترده کارگروههای مختلف، ۱۲ حوزه فناوریهای حیاتی و ۵۰ زیرشاخه آنها برای ایجاد و/یا حفظ و ارتقاء چیرگی و برتری فناورانه جهانی کرهجنوبی انتخاب شده و سندهای مرتبط برای برنامهریزی دستیابی به این اهداف تدوین شدند.
۱۲:۲۹
Selection of Strategic Critical and Emerging Technologies for South Korea.pdf
۵۸۶.۰۸ کیلوبایت
برنامهریزی کرهجنوبی برای دستیابی به تسلط و برتری جهانی در فناوریهای حیاتی و نوپدید: Critical and Emerging Technologies (CETs)
۱۲:۳۰
«کاربردها و نکات و فرآیندهای لازم برای انجام آزمایش پراش پرتو ایکس در خطوط باریکه چشمه نور AS استرالیا»
https://www.aparat.com/v/gaeu2e9
️در این ارائه به برخی کاربردها و مزیتهای خطوط باریکه Powder Diffraction (PD) و Advanced Diffraction & Scattering (ADS) اشاره شده و نکات و فرآیندهای ضروری برای انجام آزمایش در این خطوط باریکه بیان میگردد:
بعضی مزایای آزمایش پراش در خط باریکه چشمه نور نسبت به دستگاههای پراش آزمایشگاهی:
شار بیشتر (۱۰E۱۰ تا ۱۰E۱۲ برابر)
قابلیت تنظیم انرژی پرتو ایکس
تفکیکپذیری بالای انرژی و زاویه
پوشش محدوده زاویهای گسترده توسط آشکارساز
اندازه باریکههای Micro و Nano برای انجام آزمایشهای نگاشت (Mapping)
مقدار ماده مورد نیاز بسیار اندک (کمتر از ۲۰ mg)
تفکیک بسیار بالای قلهها (Peak) در زمان بسیار کمتر (به عنوان مثال ۴ دقیقه در برابر ۱۰ ساعت)
برخی فنون ارایه شده در این خطوط باریکه:
XRD-CT
3D XRD
DCT (Diffraction Contrast Tomography)
بعضی ویژگیهای تجمیعی این خطوط باریکه:
محدوده انرژی: ۸ تا ۱۵۰ keV
محدوده تنظیم دمای نمونه: ۱۰ تا ۱۸۷۰ K
محدوده تنظیم فشار نمونه: ۰ تا ۱۰ GPa
کمترین و بیشترین اندازه باریکه در محل نمونه: ۲۰x۲۰ µm2 تا ۱۷x۱۰ mm2
بیشینه شار فوتونی در محل نمونه: بیش از ۱۰E۱۴ فوتون در ثانیه
آشکارسازها: MYTHEN II (III)، Varex XRpad 4343F، Dectris Eiger2، Dectris Pilatus3
برخی کاربردهای این خطوط باریکه در تحقیقات:
توسعه انبارههای (Battery) جدید و بهبود کارایی انبارهها
جایگزین کردن انبارههای لیتیمی با انبارههای سدیمی
توسعه واکنشیارهای بر مبنای MOF (چارچوبهای فلز-آلی) برای تبدیل CO2 به مواد مفیدتر
بررسی ویژگیها و تغییر حالت مواد موثره دارویی (Active Pharmaceutical Ingredients) طی فرآیندها
توسعه مواد پیشرفته با تحلیل تابع توزیع زوج (Pair Distribution Function) مواد نانو و بررسی تنش و کرنش مواد در شرایط مختلف
۱۲:۴۱
«کمک چشمههای نور سنکروترونی و FEL به توسعه مواد و فناوریهای کوانتومی»
https://www.aparat.com/v/awj3zya
️در این ارائه ویدئویی و پرونده پیوست با اشاره به اهمیت توسعه مواد و فناوریهای کوانتومی (Quantum Technology & Quantum Material) به عنوان یکی از فناوریهای راهبردی، برخی ویژگیها و قابلیتهای چشمههای نور سنکروترونی و FEL که میتواند به تحقیقات این حوزه کمک کند بیان میگردد:
خدماتدهی بیش از ۱۶ چشمه نور در قاره اروپا به پژوهشگران، نوآوران و صنعتگران
بعضی ویژگیهای قابل دستیابی در آزمایشهای چشمههای نور:
تفکیکپذیری انرژی: meV ۱
تفکیکپذیری تکانه: Å-1 ۰.۰۰۵
تفکیکپذیری مکان: nm ۱۰
تفکیکپذیری زمان: fs ۱۰
قابلیت تنظیم قطبش باریکه پرتو ایکس
همدوسی (Coherence) باریکه پرتو ایکس
امکان بررسی ماده در حین عملکرد (In Operando)
بعضی فنون قابل استفاده برای بررسی مواد کوانتومی*:
*Soft X-Ray ARPES (Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy)
بررسی ساختار الکترونی سطح مشترک دو ماده (در عمق)
In Operando Nano-ARPES & Hard X-Ray PES
بررسی ساختار الکترونی و شیمیایی قطعات (Device) تحت تغذیه الکتریکی
Multimodal Scanning X-Ray Microscopy
تصویربرداری همزمان ترکیب، ساختار و عملکرد مواد
3D Bragg Projection Ptychography
تصویربرداری از رفتار سهبعدی نانومقیاس شبکه (Lattice) و میدانهای کرنش
X-Ray Excited Resonance Tunneling
طیفنمایی جذب پرتو ایکس تکاتمی
برخی حوزههای پژوهشی فناوری کوانتومی منتفع از چشمههای نور:
Twistronics
Spintronics
2D Transistors
Semiconductor Qubits
Superconducting Qubits
Molecular Qubits
Topological Qubits
Single Photon Source (SPS)
Single Photon Detector (SPD)
Color (NV, SiV) Centers
۹:۳۸
Synchrotron Radiation for Quantum Technologies and Quantum Materials.pdf
۷.۳۲ مگابایت
کاربردهای چشمههای نور سنکروترونی و FEL در توسعه مواد و فناوریهای کوانتومی
۹:۴۱
«به سوی تصویربرداری تکاتمی ناخالصیهای حالت جامد برای توسعه فناوریهای کوانتومی»
Towards Imaging of Solid-State Impurities for Quantum TechnologyBen MurdinUniversity of Surrey
https://www.aparat.com/v/qoxgz69
️در این ارائه به اهمیت کاشت (Implant) ناخالصیها در مواد برای توسعه فناوریهای کوانتومی اشاره شده و با بیان ضرورت تایید صحت کاشت انجام شده، برخی روشهای تصویربرداری و تایید صحت کاشت مرور گردیده و امکان رسیدن به حساسیت تکاتمی با روش XRF در چشمههای نور نسل جدید بررسی میگردد.
️ بعضی مفاهیم و عناوین مورد اشاره در این ارائه:
اشاره به مزایای Semiconductor Spins برای پیادهسازی رایانههای کوانتومی
مقیاسپذیری (Scalability)
مثالهایی از نیاز به معماریهای بزرگ مقیاس
بیان روشهای ایجاد ناخالصیهای «دقیق»
Single Atom Lithography
روشی دقیق ولی آهسته
کاشت (Implantation)
Broad Area
Broad Area through a Mask
Focused Ion Beam (FIB)
بعضی مشخصات برخی تجهیزات کاشت یون (Ion Implantation)
نوع یونها: Bi, Au, Ge, Si, In, Er, …
تفکیکپذیری فضایی: کمتر از ۲۰ نانومتر
انرژی یونها: ۵ تا ۲۰ keV
امکان انتخاب ایزوتوپ
امکان کاشت تکیون
داشتن امکان یافتن/شمارش ناخالصیها در زیر سطوح و مشخص کردن کرنشها/نقصها در محیط اطراف آنها برای پیشبرد فناوریهای کوانتومی بر مبنای این روشها یک ضرورت است.
بعضی روشهای بررسی ناخالصیهای کاشته شده
Energy Dispersive X-Rays with STEM
محدودیت: نیاز به تهیه لایه بسیار نازک از مرتبه ۵ نانومتر
X-Ray Pump with STEM
محدودیت: مناسب برای ناخالصیهای در سطح ماده
X-Ray Fluorescence (XRF)
عدم نیاز به تهیه لایههای بسیار نازک
امکان بررسی ناخالصیهای غیرسطحی (در عمق ماده)
محدودیت: حساسیت چند صد اتمی با شیوههای معمول در سال ۲۰۲۳
امکان رسیدن به حساسیت تکاتمی طی دادهگیری ۲ ثانیهای، با افزایش درخشندگی و شار فوتونی در چشمههای نور نسل جدید
Towards Imaging of Solid-State Impurities for Quantum TechnologyBen MurdinUniversity of Surrey
۴:۳۳
«بررسی واهلش کیوبیتهای مولکولی به کمک پراکندگی ناکشسان پرتو ایکس»
The Critical Role of Ultra-Low Energy Vibrations in the Relaxation Dynamics of Molecular Qubits Investigated by Inelastic X-Ray ScatteringElena GarlattiUniversity of Parma
https://www.aparat.com/v/falvt69
️برخی مفاهیم و عناوین مورد اشاره در این ارائه:
مفهوم و مزایای نانومغناطیسهای مولکولی
قابلیت بکارگیری به عنوان کیوبیت و کیودیت (QUDITS)
اهمیت و روشهای بررسی و مطالعه اثرات فونونها (Phonon) و ارتعاشها با هدف بهبود عملکرد کیوبیتها
روشهای آزمایشگاهی بررسی انرژی و بردار قطبش فونونها
ابزارهای شبیهسازی مبتنی بر اصول اولیه (Ab Initio) پویاییشناسی اسپینها (Spin Dynamics)
مثالی از بکارگیری پراکندگی ناکشسان نوترونی برای بررسی اثرات فونونهای اپتیکی کمانرژی
بیان مزایای روش پراکندگی ناکشسان پرتو ایکس نسبت به پراکندگی ناکشسان نوترونی برای انجام اینگونه مطالعات
عدم نیاز به رشد دادن بلورهای بزرگ برای انجام آزمایش
تفکیکپذیری و ناجفتسازی (Decoupling) مستقل از انرژی انتقال انرژی و تکانه
نتایج واضح و بدون پسزمینه و تارشدگی ناهمدوس سیگنال فونونهای همدوس
تفکیکپذیری انرژی چند میلیالکترونولتی خط باریکه ID28 چشمه نور سنکروترونی ESRF فرانسه
مثالی از بکارگیری پراکندگی ناکشسان پرتو ایکس برای بررسی کیوبیت مولکولی
ماده مورد بررسی: VO(TPP) یا Vanadyl Tetraphenyl Torphyrin
ابعاد تکبلور: ۰.۵x۱x۱ mm3
توضیح نتایج و میزان تطبیق شبیهسازی و نتایج آزمایش
ارائه راهبرد برای بهبود عملکرد کیوبیتها با مهندسی ساختارهای مولکولی بر اساس نتایج به دست آمده
پیشنهاد روش آزمایش پراکندگی ناکشسان پرتو ایکس در چشمههای نور به عنوان روشی قدرتمند، انعطافپذیر و چندمنظوره برای انجام اینگونه تحقیقات
The Critical Role of Ultra-Low Energy Vibrations in the Relaxation Dynamics of Molecular Qubits Investigated by Inelastic X-Ray ScatteringElena GarlattiUniversity of Parma
۱۲:۳۳
«برهمنگاری (Ptychography) پرتو ایکس برای پژوهشهای فناوریهای کوانتومی»
Ptychography for Quantum TechnologiesGeorge Kourousias Elettra Sincrotrone Trieste
https://www.aparat.com/v/rhp15cp
️برخی مفاهیم و عناوین مورد اشاره در این ارائه:
معرفی مختصر چشمه نور سنکروترونی Elettra ایتالیا
بیش از ۹۰۰ پیشنهادیه (Proposal) در سال
بیش از ۱۵۰۰ پژوهشگر مهمان در سال از حدود ۵۰ کشور
حدود ۶۵۰ انتشارات علمی در سال
۲۸ خط باریکه و ۱۲ آزمایشگاه پشتیبانی
امکان استفاده پژوهشگران از فنون مختلف آزمایشهای پرتو ایکس در یک مکان
عملکرد چشمه نور به عنوان میانگاه پژوهشی (Research Hub) برای تعامل، همفکری، همافزایی و پژوهشهای بین رشتهای پژوهشگران و متخصصین حوزههای مختلف
بیان برخی قابلیتهای خط باریکه ریزبینی پرتو ایکس نرم (Soft X-Ray Microscopy)
Scanning Transmission X-ray Microscopy یا STXM
تفکیکپذیری فضایی کمتر از ۱۰۰ نانومتری
برهمنگاری یا Ptychography
تفکیکپذیری فضایی کمتر از ۳۰ نانومتری
X-Ray Fluorescence یا XRF
ارائه توزیع عنصری و شناسایی نانومواد
بیان بعضی ویژگیها و مزایای برهمنگاری و نحوه کار آن
تفکیکپذیری بالا
زمان دادهگیری کوتاه
تحلیل کمّی
بازسازی Phase
توضیح مثالی از تحقیقات انجام شده در این خط باریکه
آشکارسازهای تک فوتون چاه کوانتومی Quantum Well Single Photon Detectors
بیان مزایای ترکیبهای عناصر III-V نسبت به شمارندههای فوتون سیلیکونی و نتایج آزمایش
تهیه نگاشتهای XRF و جریان نوری (Photocurrent) برای مقایسه کارایی ترکیبهای مختلف عناصر III-V
بیان فهرستی از خطوط باریکه Elettra با کاربرد در پژوهشهای فناوری کوانتومی
NanoESCA
Nanospectroscopy
APE-LE
Spectromicroscopy
DiProl
T-ReX
عنوان چند موضوع برای همکاری و پژوهشهای مشترک
Ptychography for Quantum TechnologiesGeorge Kourousias Elettra Sincrotrone Trieste
۱۱:۵۸
«نحوه دسترسی به خطوط باریکه برای انجام آزمایش در چشمههای نور Bessy-II و European XFEL»
Antje Vollmer (BESSY-II)Rita Graceffa (European XFEL)Oliver Rader (Helmholtz-Zentrum Berlin)
https://www.aparat.com/v/yqxgy5a
https://www.aparat.com/playlist/8947280
️برخی موضاعات و عناوین مورد اشاره در این ارائه:
معرفی مختصر چشمه نور سنکروترونی BESSY-II آلمان
دریافت حدود ۱۲۰۰ پیشنهادیه در سال
پذیرش حدود ۸۰۰ پیشنهادیه در سال
پذیرش حدود ۲۷۰۰ کاربر (پژوهشگر، نوآور و صنعتگر) در سال
حدود ۵۰۰ انتشارات علمی معتبر در سال
دریافت پیشنهادیه از ۵۸ کشور طی ۱۰ سال منتهی به ۲۰۲۳
فرآیند دسترسی به خطوط باریکه چشمه نور BESSY-II آلمان
انگاره (Idea) خوب
یافتن خط باریکه مناسب برای انجام پژوهشهای مربوط به انگاره جدید
از طریق وبگاهها
تماس با فرد مسوول خط باریکه
تهیه پیشنهادیه خوب
بیان واضح اهداف علمی این پژوهش و جایگاه آن در پژوهشهای حوزه علمی مرتبط
نتایج گذشته پژوهش
بیان ضرورت استفاده از تابش سنکروترونی برای پیشبرد پژوهش
بیان نتایج مورد انتظار این آزمایش
اعلان موارد و ملاحظات ایمنی انجام این آزمایش
اعلان نوع و ملاحظات مربوط به نمونههای مورد آزمایش
برنامه و مراحل انجام این آزمایش
در صورت پذیرش پیشنهادیه به صورت معمول، صف انتظار برای انجام آزمایش میتواند تا ۶ ماه طول بکشد.
موارد پذیرش ویژه و سریع برای موضوعات داغ و خاص مثل تحقیقات مربوط به کرونا یا با پرداخت هزینههای آزمایش وجود دارد.
دستهبندی حوزههای علم و فناوری کاربران BESSY-II طی سالیان مختلف
در سال ۲۰۱۹ حدود ۳۰٪ آزمایشها در این موسسه مربوط به تبدیل نور به الکتریسیته، تبدیل انرژی شیمیایی و ذخیره انرژی بوده است.
مقایسه روشهای دسترسی به خطوط باریکه
دسترسی با ارائه پیشنهادیه انفرادی
داوری و اولویتبندی پیشنهادیهها توسط داوران چشمه نور انجام میشود
دسترسی از طریق BAG (Block Allocation Group): تخصیص زمان خط باریکه به اتحادیهای از پژوهشگرانی که در حوزه پژوهشی مشابهی کار میکنند و نیاز به خط باریکههای مشابهی دارند ولی الزامی به اشتراک نتایج پیش از انتشار و انجام پژوهش مشترک ندارند.
داوری و اولویتبندی پیشنهادیهها و توزیع زمان خط باریکه بین پژوهشگران توسط خود اتحادیه صورت میگیرد.
نمونهها: Shock BAG، Historical Materials BAG
دسترسی از طریق HUB: تخصیص زمان خط باریکه به اتحادیهای از پژوهشگران مستقل در حوزه پژوهشی یکسان با تاثیرگذاری زیاد بر جامعه که ملزم به همکاری و هماهنگسازی پژوهشها و اشتراک نتایج پیش از انتشار به منظور ایجاد پیشرفت هرچه سریعتر در آن حوزه پژوهشی هستند.
داوری و اولویتبندی پیشنهادیهها و توزیع زمان خط باریکه بین پژوهشگران توسط خود اتحادیه صورت میگیرد.
نمونهها: Human Organ Atlas HUB (HOAHub)، European Battery HUB (EuBat)
مثالهایی از تسهیل دسترسیهای راهبردی به خطوط باریکه چشمههای نور و زیرساختهای پژوهشی:
Nanoscience Foundries and Fine Analysis یا NFFA در اروپا
The Centre for Molecular Water Science یا CMWS در اروپا
REcycling and Manufacturing of Advanced Materials for a circular Economy یا *ReMade@ARI
معرفی مختصر European XFEL
تولید *تپهای (Pulse) پرتو ایکس پرشدت و بسیار کوتاه (۵ تا ۲۵ fs)
Antje Vollmer (BESSY-II)Rita Graceffa (European XFEL)Oliver Rader (Helmholtz-Zentrum Berlin)
۱۲:۰۲
«معرفی یکی از بخشهای شهر علوم دریاچه سانگشان شهر دانگوان چین»Songshan Lake Science City
️این شهر علوم با تجمیع ابزارهای پژوهشی و مجاورت با مراکز دانشگاهی و هستههای توسعه صنعتی فنبالا (High-Tech) یک زیستبوم نوآوری (Innovation Ecosystem) و یک میانگاه پژوهشی (Research Hub) برای تحقیقات لبه دانش بین رشتهای در حوزههای فناوریهای راهبردی و نوظهور فراهم کرده است.
بعضی مراکز موجود در این شهر علوم:
China Spallation Neutron Source (CSNS)
Songshan Lake Materials Laboratory (SLAB)
Frontier Research Center
Public Technology Platform and Large-scale Scientific Facilities
Model Factory for Innovation
South Bay Interdisciplinary Science Center (SBISC)
Dongguan Institute of Materials Science and Technology (DIMST)
Advanced Attosecond Laser Infrastructure (در حال ساخت)
چین با داشتن چشمههای نور در حال کار یا در حال ساخت زیر، برای اتمام ساخت چشمه نور نسل چهارم Southern Advanced Light Source (SALS)در این شهر علوم تا سال ۲۰۳۰ برنامهریزی کرده است تا با تسهیل دسترسی پژوهشگران به ابزارهای کلیدی پژوهشی، همچنان پرشتاب به مسیر ارتقاء جایگاه خود و جهش در علوم و فناوریهای نوظهور، پیشران و راهبردی ادامه دهد.
Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) : ۲۰۰۹
Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF) : ۱۹۹۱
High Energy Photon Source (HEPS) : ۲۰۲۶
Hefei Synchrotron Radiation Facility (HSRF) (HLS-II) : ۱۹۹۱ و ۲۰۱۴
Hefei Advanced Light Facility (HALF) : ۲۰۲۷
Shanghai Soft X-ray Free-Electron Laser Facility (SXFEL) : ۲۰۲۳
Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility (SHINE) : ۲۰۲۶
Dalian Coherent Light Source (DCLS) : ۲۰۱۸
Chengdu Terahertz Free-Electron Laser (CTFEL) : ۲۰۱۸ و ۲۰۲۷
️برخی موارد مورد اشاره در این گزارش:
آمادگی و علاقهمندی موسسات پژوهشی و شهرهای علوم چین برای همکاری مشترک با پژوهشگران و موسسات پژوهشی ایرانی
نمونهای از تحقیقات به ثمر نشسته در این مرکز برای کاهش اتلاف در شبکه توزیع برق
کاهش تلفات بیباری: بین ۴۰ تا ۷۰ درصد
کاهش کلی تلفات: حدود ۱۰ درصد
۶:۳۲