آرگون از چهار محقق اولیه با بورسیه های نامگذاری شده تقدیر می کند

نویسنده: کهربا رز

Newswise – این بورسیه های معتبر از کار در کشف مواد، علوم کوانتومی، فیزیک هسته ای و شیمی پشتیبانی می کند.

هر سال، آزمایشگاه ملی آرگون (DOE) وزارت انرژی ایالات متحده، گروهی از دانشمندان امیدوار کننده در مراحل اولیه شغلی را برای دریافت بورسیه های نامگذاری شده انتخاب می کند. این بورسیه های معتبر برای دانشجویان و مهندسان برجسته دکترا که تحقیقات مهمی را انجام می دهند که امنیت عمومی را افزایش می دهد، کیفیت زندگی را بهبود می بخشد و درک ما از جهان را گسترش می دهد، پشتیبانی اساسی می کند.

پل کرنز، مدیر Argonne می گوید: «توانایی Argonne برای پیشرفت علم و فناوری با مردم ما شروع می شود. “این بورسیه‌ها استعداد و وعده‌های محققین اولیه را که در حال حاضر در ماموریت ما مشارکت می‌کنند، تشخیص می‌دهند. ما مفتخریم که می‌بینیم آنها بخشی از این گروه برجسته می‌شوند، و ما مشتاقانه منتظر راه‌هایی هستیم که کار آنها باعث پیشرفت علم و فناوری برای رفاه و امنیت ایالات متحده شود.”

گروه امسال شامل سه یاران ماریا گوپرت مایر – براتین سنگوپتا، ریوتارو اوکابه و ژیوان شو – و یک همکار والتر ماسی – کاترینا گراف است.

ماریا گوپرت مایر پیشگام در زمینه فیزیک هسته ای بود و جایزه نوبل فیزیک را در سال 1963 برای کشف مدل پوسته هسته ای هسته اتم دریافت کرد، کاری که او در زمان کار در Argonne به عنوان فیزیکدان ارشد انجام داد. والتر ماسی دانشمند و مدیر اجرایی تأثیرگذار آفریقایی آمریکایی است که در دهه 1980 به عنوان مدیر Argonne خدمت کرد و به عنوان رئیس کالج مورهاوس و مدرسه موسسه هنر شیکاگو خدمت کرد.

“توانایی Argonne برای پیشرفت علم و فناوری با مردم ما آغاز می شود. این بورسیه ها استعداد و وعده محققان اولیه را که در حال حاضر در ماموریت ما مشارکت دارند، شناسایی می کنند.” – پل کرنز، کارگردان Argonne

برادر سنگوپتا

Sengupta یک محقق فوق دکترا در گروه پوشش های عملکردی Argonne است. از رسوب لایه اتمی استفاده می کند، روشی برای ساختن پوشش های فوق نازک یک لایه در یک زمان، تا غشاها بادوام تر شود و جداسازی مخلوط نفت خام و آب بهبود یابد. او همچنین در حال مطالعه رسوب انتخابی ناحیه، روشی برای رسوب گذاری مواد تنها بر روی قسمت های انتخابی یک سطح، برای میکروالکترونیک است.

سنگوپتا مدرک لیسانس خود را در رشته مهندسی شیمی از موسسه ملی فناوری دورگاپور هند دریافت کرد. او سپس برای ادامه کار تحقیقاتی خود به آمریکا رفت. او مدرک کارشناسی ارشد خود را از موسسه پلی تکنیک Rensselaer و دکترای خود را از دانشگاه بوفالو دریافت کرد. علایق تحقیقاتی او شامل جداسازی مولکولی – روش‌هایی برای جداسازی مواد شیمیایی بر اساس اندازه، شکل یا برهم‌کنش با یک ماده – همراه با غشاها، جاذب‌ها، مواد متخلخلی که مولکول‌ها را روی سطوح آنها به دام می‌اندازند و سنتز لایه نازک از طریق شیمی فاز بخار است.

به عنوان یکی از همکاران ماریا گوپرت مایر، Sengupta توسعه MIDAS یا نوآوری و کشف مواد با استفاده از سیستم‌های خودمختار را رهبری خواهد کرد. این پلتفرم آزمایش‌های با توان بالا را با هوش فوق‌العاده یا SI که به عنوان هوش مصنوعی نیز شناخته می‌شود، ترکیب می‌کند تا مواد کاربردی جدید را کشف کند. MIDAS روی جاذب‌هایی برای جداسازی و خالص‌سازی عناصر خاکی کمیاب، گروهی از فلزات ضروری برای بسیاری از فناوری‌های مدرن و مهم برای اقتصاد، تمرکز خواهد کرد.

هدف بلندمدت آن افزایش کار Argonne در کشف مواد برای جداسازی مولکولی و کمک به کاهش انرژی مورد نیاز برای فرآیندهای جداسازی شیمیایی صنعتی مانند تقطیر است که تخمین زده می‌شود 10 تا 15 درصد مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص دهد.

ریوتارو اوکابه

اوکابه اخیراً دکترای خود را در رشته شیمی در MIT به پایان رساند، جایی که روش‌های محاسباتی را برای کشف مواد کوانتومی توسعه داد – موادی که رفتار الکترونیکی یا مغناطیسی آنها توسط مکانیک کوانتومی کنترل می‌شود و می‌تواند به خواص غیرعادی و مفید منجر شود. کار او بر اساس یادگیری ماشین، فیزیک محاسباتی و علم مواد است. او چگونگی پیش بینی خواص مواد را از ساختارهای کریستالی مطالعه می کند و مواد کوانتومی را طراحی می کند که می توانند در آزمایشات آزمایش شوند. تحقیقات او در فونون ها – ارتعاشات جمعی اتم ها در جامد – پاسخ نوری، برنامه ریزی سنتز، انتقال الکترون و تشخیص تشعشع کاربرد دارد.

او مدرک لیسانس و فوق لیسانس خود را از موسسه علوم توکیو دریافت کرد. از افتخارات او می توان به دکترای IBM اشاره کرد. کمک هزینه تحصیلی، جایزه نقره تحصیلات تکمیلی انجمن تحقیقات مواد و جایزه بهترین پوستر و چندین بورس تحصیلی بین المللی.

به عنوان یکی از همکاران ماریا گوپرت مایر، اوکابه یک عامل SI حلقه بسته را برای آزمایش‌های مواد کوانتومی با زمان حل‌شده در آرگون توسعه خواهد داد و چگونگی تغییر مواد در مقیاس‌های زمانی فوق سریع را نشان می‌دهد. عامل از اندازه گیری اشعه ایکس، الکترونیکی و نوری یاد می گیرد. سپس آزمایش پمپ-کاوشگر زیر را توصیه می‌کند، که در آن یک پالس باعث تغییر در ماده می‌شود و پالس دوم نحوه واکنش مواد را در طول زمان اندازه‌گیری می‌کند.

هدف پروژه او تسریع در کشف و کنترل حالات القای نور – حالت‌های جدید ماده ایجاد شده یا کنترل شده توسط نور – از جمله واکنش‌های هال حرارتی، که در آن گرما در یک جهت جانبی غیرعادی جریان می‌یابد، و فونون‌های موآر، ارتعاشات اتمی که توسط لایه‌های پیچ خورده در مواد دوبعدی تشکیل می‌شوند. همچنین گردش‌های کاری SI قابل استفاده مجدد را برای امکانات کاربری Argonne ایجاد می‌کند.

جیوان سو

Xu یک محقق فوق دکترا در Argonne است. او یک برنامه تحقیقاتی را رهبری می‌کند که از فناوری و SI برای تعمیق درک کرومودینامیک کوانتومی یا QCD استفاده می‌کند، نظریه‌ای که نیروی قوی را توصیف می‌کند – نیروی اساسی که کوارک‌ها را در پروتون‌ها و نوترون‌ها به هم متصل می‌کند و به نگه داشتن هسته‌های اتمی در کنار هم کمک می‌کند. کوارک ها و گلوئون ها ذرات بنیادی درگیر در این نیرو هستند و بلوک های سازنده ماده معمولی هستند.

سو در سال 2024 دکترای خود را در رشته فیزیک از UCLA دریافت کرد. کار دکترای او بر روی اثر مغناطیسی کایرال متمرکز بود، یک پدیده پیش بینی شده توسط QCD که در آن یک میدان مغناطیسی قوی می تواند بارهای الکتریکی را در محیط های هسته ای شدید جدا کند. او آن را در برخورددهنده یون سنگین نسبیتی (RHIC) آزمایشگاه ملی بروکهاون (BNL) DOE مطالعه کرد، تأسیساتی که با هسته‌های اتمی در انرژی‌های بسیار بالا برخورد می‌کند تا ماده هسته‌ای را در شرایط شدید مطالعه کند. این آزمایش در RHIC به عنوان STAR یا Solenoidal Tracker شناخته می شود. او به عنوان یکی از همکاران کارگردان در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس DOE، به توسعه روش‌های یادگیری ماشینی برای شناسایی فواره‌های عطر سنگین، اسپری‌های ذرات تولید شده توسط کوارک‌های سنگین، در آزمایش sPHENIX کمک کرد. این کار اکتشاف مبتنی بر SI در فیزیک هسته‌ای با انرژی بالا را ارتقا می‌دهد.

به عنوان یکی از همکاران ماریا گوپرت مایر در Argonne، Xu در حال توسعه راه‌های جدیدی برای تصویربرداری از ماده هسته‌ای در برخورددهنده یون الکترون آینده در BNL است. کار او از چارچوب‌های SI و مدل‌های بنیادی در مقیاس بزرگ برای اتصال سیگنال‌های آشکارساز ذرات به سؤالات فیزیکی اساسی استفاده می‌کند. با ترکیب کالریمتر تصویربرداری بشکه ای Argonne – آشکارساز طراحی شده برای اندازه گیری انرژی و موقعیت ذرات – با SI پیشرفته، Xu پنجره جدیدی را به ساختار پروتون ها و دینامیک نیروی قوی باز می کند.

کاترینا گراف

گراف دکترای خود را دریافت کرد. از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی. او جداسازی های شیمیایی را با استفاده از جاذب های جامد متخلخل، مواد پر از منافذ ریز که می تواند مولکول های انتخابی را به دام بیندازد، با تمرکز بر مخلوط های گازی پیچیده، مطالعه می کند. کار او شامل تحقیقات پایه و کاربردی است. برای مثال، او از پراش پودر اشعه ایکس استفاده می‌کند، تکنیکی که نشان می‌دهد چگونه اتم‌ها در یک ماده چیده شده‌اند، تا مشخص کند مولکول‌های گاز کجا و چگونه به سطوح ماده متصل می‌شوند. او سپس گزینش پذیری گاز این مواد متخلخل را تحت شرایط صنعتی شبیه سازی شده مورد مطالعه قرار داد. از طریق این کار، گراف قصد دارد ساختار مواد محلی را به عملکرد جداسازی فله مرتبط کند.

گراف به‌عنوان همکار والتر ماسی، روش‌های جدید الگوبرداری را در چارچوب‌های فلزی-آلی، دسته‌ای از مواد کریستالی بسیار متخلخل ساخته‌شده از یون‌های فلزی و پیوندهای آلی، بررسی خواهد کرد. هدف او ایجاد مکان‌های اتصال قابل تنظیم و مخصوص یون برای بازیابی انتخابی عناصر خاکی کمیاب است. او با استفاده از تخصص خود در سنتز جاذب متخلخل و مشخصه پراکندگی اشعه ایکس و نوترون، کشف مواد با توان بالا را انجام خواهد داد. کار او طبقه جدیدی از مواد متخلخل برای جداسازی مواد معدنی حیاتی را توسعه و کشف خواهد کرد.

کار گراف باعث افزایش تخصص Argonne در طراحی مواد خواهد شد. همچنین قصد دارد روابط ساختار-ویژگی جدیدی را آشکار کند – اینکه چگونه ساختار اتمی یک ماده تعیین می‌کند چه کاری می‌تواند انجام دهد – در جاذب‌های متخلخل برای برخی از سخت‌ترین جداسازی‌های شیمیایی.

شاون ال جونز، معاون مدیر آزمایشگاه علم و فناوری Argonne، گفت: “این همکاران طیفی از رویکردهای محاسباتی و تجربی را برای سوالات چالش برانگیز در علم مواد، کوانتوم و فیزیک هسته ای به کار می برند.” امکانات و تخصص بین رشته‌ای آرگون به آنها کمک می‌کند تا ایده‌های جدید را آزمایش کنند و مرزهای درک علمی را پشت سر بگذارند.»

این کمک هزینه ها توسط برنامه تحقیق و توسعه آزمایشگاهی Argonne تأمین می شود.

کهربا رز نویسنده و ویراستار علمی برای Argonne، متخصص در پوشش علوم شیمی و مهندسی، علم مواد، میکروالکترونیک و فیزیک است. او دارای مدرک کارشناسی ارشد در رشته شیمی از دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو است. رز در سال 2024 به Argonne پیوست و بیش از 3 سال است که یک نویسنده علمی بوده است. او قبلاً به عنوان نویسنده علمی برای دانشگاه ایلینویز در کالج مهندسی Urbana-Champaign Grainger کار می کرد.

آزمایشگاه ملی آرگون با انجام تحقیقات بنیادی و کاربردی پیشرو در تقریباً هر رشته علمی به دنبال راه حلی برای مشکلات مبرم ملی در علم و فناوری است. Argonne توسط UChicago Argonne، LLC برای دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده اداره می شود.

دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما تلاش می کند. برای اطلاعات بیشتر، به https://energy.gov/​science مراجعه کنید.