توجه بین المللی بیشتری به اهمیت استانداردهای مشترک برای انجام آزمایش های علمی و اندازه گیری نتایج آنها – رشته ای به نام مترولوژی – معطوف شده است.
از جانب تام کاسورز
در اواخر سال 2019، دکتر لورنزو پاتلی، فیزیکدان، بخشی از یک تیم علمی ایتالیایی-چینی بود که روی یک فناوری خنک‌کننده کار می‌کرد که با گرم‌تر شدن زمین به دلیل تغییرات آب و هوایی، به سرعت توجه را به خود جلب می‌کند.
این فناوری که خنک کننده تابشی غیرفعال روزانه یا PDRC نامیده می شود، از مواد مهندسی شده برای بازتاب تابش خورشید استفاده می کند. ایده این است که در طول موج های گرما، پانل های PDRC ساختمان ها را بدون نیاز به تهویه مطبوع انرژی بر خنک کنند.
سورپرایز کویر
درست قبل از اینکه تیم پاتلی آماده انتشار نتایج مطالعه خود در مورد اثر خنک کنندگی یک ماده خاص باشد، یک گروه تحقیقاتی دیگر مقاله ای را در مورد یک ماده بسیار مشابه منتشر کرد که اثر خنک کنندگی مضاعف را نشان می داد.
پاتلی گفت: «ما در ابتدا کمی ناامید بودیم زیرا به نظر می رسید که شکست خورده ایم. اما این چیزها در علم اتفاق می افتد».
به دنیای مترولوژی خوش آمدید، حوزه علمی که اندازه گیری ها را مطالعه می کند. هنگام اندازه گیری اثربخشی فناوری های جدید، دانشمندان باید از استانداردهای مشترک استفاده کنند تا نتایج قابل مقایسه باشند.
در ابتدا، تیم محققان ایتالیایی-چینی نتوانستند اختلاف بین یافته‌های مربوط به اثر خنک‌کنندگی مواد را توضیح دهند. چگونه این دو آزمایش می توانند چنین نتایج متفاوتی را ارائه دهند؟
پاسخ گروه دیگر در اطلاعات پشتیبان روزنامه یافت شد که می‌گفت این آزمایش در صحرای آتاکامای شیلی انجام شده است.
وی گفت: فلات آتاکاما در ارتفاع بالا با فشار اتمسفر کمتر و رطوبت بسیار کم قرار دارد. از سوی دیگر، ما مواد خود را در مرکز شهر پکن آزمایش کردیم. هیچ یک از این مطالعات اشتباه نبود، اما گروه دیگر مطالب خود را در شرایط بسیار مطلوب تری آزمایش کردند.
تست اعتماد به نفس
این نشان می دهد که چرا اندازه شناسی بسیار مهم است. بدون آن، نتایج تحقیقات می تواند به طور چشمگیری متفاوت باشد و در نتیجه، اعتماد عمومی به علم تضعیف شود.
نهادهای بین المللی شروع به توجه بیشتر به اندازه شناسی کرده اند. یونسکو برای اولین بار جشن می گیرد روز جهانی مترولوژی در تاریخ 20 مه 2024 و پس از آن مشارکت مترولوژی اروپااتحادیه اروپا و کشورهای عضو آن در حال سرمایه گذاری در این منطقه هستند.
محققی در موسسه ملی مترولوژی ایتالیا، پاتلی اکنون پروژه ای را رهبری می کند که با بودجه همتایان خود را برای تعریف بهترین استانداردها برای اندازه گیری مواد PDRC انجام می دهد. تحت عنوان ParaMetriCاین پروژه در سال 2022 آغاز شده و تا سال 2025 ادامه دارد.
به گفته پاتلی، هیجانی که پیرامون PDRC وجود دارد، تیم های علمی در سراسر جهان را بر آن داشته است تا به دنبال بزرگترین اثرات خنک کننده ممکن برای برخی مواد باشند، که به نتایج مشکوک منجر شده است.
او گفت: «برخی از ادعاهایی که در مقالات اخیر مشاهده می‌کنیم، آشکارا مغرضانه هستند. اندازه‌شناسی در اینجا برای ایجاد دستورالعمل‌هایی برای عملکرد خوب بسیار مورد نیاز است.»
معیارهای جدید
PaRaMetriC استانداردها و پروتکل های اندازه گیری را برای تحقیقات PDRC تعریف می کند.
هدف این پروژه، در میان چیزهای دیگر، اندازه گیری سرمایش از طریق آب به جای دمای هوا است.
محققان دستگاهی برای اندازه گیری جریان و دمای آب ورودی و خروجی در هنگام خنک کردن مواد ایجاد کردند. آب در اینجا مواد را لمس می کند و توسط آن خنک می شود و امکان اندازه گیری بهتر میزان خنک شدن را فراهم می کند.
پاتلی گفت: “اندازه گیری دمای هوا در معرض عدم قطعیت زیادی است، به ویژه با توجه به اینکه اثر PDRC در خارج از خانه رخ می دهد.” اندازه گیری دمای مایع بسیار قابل اعتمادتر است.
او گفت که اگرچه دمای محیط هنوز باید در هوا اندازه گیری شود، استفاده از مایعات اندازه گیری قوی تری از قدرت خنک کننده واقعی ارائه شده توسط مواد مختلف ارائه می دهد.
PaRaMetriC قصد دارد اندازه گیری های معیار را روی طیف وسیعی از مواد PDRC تنظیم کند. سپس این معیارها می‌تواند توسط پروژه‌های دیگر به‌عنوان یک خط پایه مشترک برای ارزیابی عملکرد خنک‌کننده مواد پیشنهادی جدید مورد استفاده قرار گیرد – مشابه اینکه اعضای یک ارکستر چگونه سازهای خود را با هم کوک می‌کنند تا همگی با یکدیگر صدا کنند.
اندازه گیری متان
مترولوژی نه تنها برای ارزیابی ادعاهای فناوری جدید، بلکه برای تشخیص پیشرفت تغییرات آب و هوا نیز مفید است.
پروژه دیگری که توسط مشارکت مترولوژی اروپا تامین می شود به دنبال بهبود اندازه گیری های جوی متان، یک گاز گلخانه ای قدرتمند است. تحت عنوان isoMETاین پروژه همچنین از سال 2022 تا 2025 اجرا می شود.
یکی از روش های تعیین منشا متان در جو، اندازه گیری نسبت ایزوتوپی نام دارد. این را از راه های گوناگون می توان انجام داد.
در یک طیف‌سنجی جذب لیزری، یک مخزن از هوا پر می‌شود، سپس نور لیزر از آن عبور می‌کند و غلظت و نسبت ایزوتوپ را در نمونه اندازه‌گیری می‌کند. این به محققان اجازه می دهد تا غلظت متان را در یک مکان خاص – و حتی جایی که از آن آمده است – تخمین بزنند.
دکتر جاویس نوابو، محقق مؤسسه ملی مترولوژی آلمان و بخشی از isoMET می گوید: «این مانند اثر انگشت متان است. ما می‌توانیم منبع آن را مشخص کنیم، مانند کشاورزی یا سوزاندن سوخت‌های فسیلی.»
با این حال، در اینجا دوباره فقدان استانداردهای رایج یا روش های اندازه گیری غالب است.
نوابو گفت: “اندازه گیری ها بین آزمایشگاه های مختلف هماهنگ نیست.” بنابراین ممکن است بین مطالعات مختلف نتایج متفاوتی بدست آورید. این کار مقابله با تغییرات آب و هوایی را سخت‌تر می‌کند.»
هدف محققان isoMET ایجاد مجموعه ای واحد از استانداردها است که می تواند در سطح بین المللی مورد استفاده قرار گیرد تا نتایج قابل مقایسه باشند.
با هم می آیند
پس از تکمیل در سال 2025، isoMET و PaRaMetriC تلاش خواهند کرد تا جامعه علمی را به طور گسترده ترغیب کنند تا استانداردهای آنها را اتخاذ کنند. پروژه ها با ارائه نتایج خود به دانشمندان و نشان دادن اینکه چرا استانداردهای اندازه گیری موجود ممکن است ناکافی باشند، این کار را انجام خواهند داد.
برای نوابو و پاتلی، چنین اقداماتی برای تقویت اعتماد به علم و مقابله با این احتمال ضروری است که دانشمندان تحت فشار برای انتشار نتایج جالب، تحقیقات خود را تماشایی‌تر از آنچه هست نشان دهند.
پاتلی گفت: “PRDC زمینه بسیار امیدوار کننده ای برای تحقیق است.” این مایه شرمساری است که این فناوری توسط مقالاتی که مقایسه نتایج آنها دشوار است، مانع شود. اگر همه از شیوه‌های تکرارپذیر پیروی کنند، شانس بیشتری برای پیشرفت علم داریم.»
نوابو این نکته را تکرار کرد.
او گفت: «اگر هرکسی چیزها را به روش خود اندازه گیری کند، اعتماد به تحقیق محدود می شود. رویه‌های صحیح می‌تواند این را کاهش دهد.»
تحقیق در این مقاله توسط برنامه افق اتحادیه اروپا تامین شده است. نظرات مصاحبه شوندگان لزوماً منعکس کننده نظرات کمیسیون اروپا نیست.
اطلاعات بیشتر
این مقاله در ابتدا در افق مجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا.
متصل
