علماء يُولّدون إعصارا كمّيا أشد فتكا من الأعاصير الطبيعية بمراحل
تاريخ النشر: 27th, March 2024 GMT
في خطوة جريئة، تمكّن علماء من جامعة نوتنغهام في المملكة المتحدة من توليد إعصار كمّي قوي يفوق الأعاصير الشديدة الموجودة في الطبيعة بمراحل، وشبّهه الباحثون بأنّه إعصار أقرب للثقب الأسود.
وبينما اعتاد الإنسان في الأعاصير الطبيعية التي ألفها أن تقتلع الأشجار وتدمر المنازل، فإنّ الأعاصير الكميّة تعمل على توزيع وتشتيت الذرّات والجزيئات في المستويات الذرية.
وتشير الدراسة التي نُشرت في مجلة نيتشر وتحمل عنوان "سمات نسيج الزمكان المنحني الملتف بسبب عاصفة كميّة عملاقة"، إلى أنّ الإعصار الكمّي يحاكي الثقب الأسود، وكان على الباحثين استخدام الهيليوم في حالته الفائقة الميوعة لكي يكون بلزوجة منخفضة فيتدفق المائع دون أيّ مقاومة.
وتسمح هذه الخصائص للعلماء بمراقبة كيفية تفاعل الهيليوم مع البيئة المحيطة به عن كثب، ليكتشفوا أنّ ثمّة موجات صغيرة موجودة على سطح المائع تحاكي ظروف الجاذبية حول الثقوب السوداء الدوّارة.
كيف أجرى العلماء تجربتهمتَحتّم على الفريق العلمي أن يضع المعايير والخصائص الصحيحة في المائع، وهذا يشمل تبريد عدة لترات من الهيليوم الفائق الميوعة إلى أدنى درجة حرارة ممكنة، أي أقل من 271 درجة مئوية تحت الصفر، في حين يعادل الصفر المطلق 273.16 درجة مئوية تحت الصفر.
وفي العادة تنتشر الجسيمات الصغيرة الموجودة داخل الهيليوم السائل -والتي تسمى "دوامات كمومية"- مبتعدة عن بعضها البعض، ولكن في درجة الحرارة الشديدة البرودة يكتسب الهيليوم السائل خصائص كمومية تعمل على استقراره.
وباستخدام جهاز تبريد تمكن الباحثون من حصر عشرات الآلاف من هذه الدوامات الكمومية، وتمكنوا بالتالي من توليد تدفق دوامي يشبه الإعصار.
وتفتح هذه التجربة الناجحة أبوابا جديدة للعلماء لمحاكاة نظرياتهم بشأن الزمكان المنحني والجاذبية، إذ سيتمكن الباحثون من مقارنة التفاعلات في الثقب الأسود المحاكى بتوقعاتهم النظرية. ويلخص العلماء الغاية من وراء توليد الأعاصير الكميّة مثل تلك التي في التجربة في عدّة نقاط:
البحث في ديناميكيات الموائع الكمومية: فدراسة الدوامات والأعاصير الكمومية تساعد في فهم سلوك الموائع الفائقة الميوعة عند درجات حرارة منخفضة للغاية، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم ميكانيكا الكم وفيزياء المواد المكثّفة. محاكاة الظواهر الفيزيائية الفلكية: فالدوامات الكمومية التي تشبه الأعاصير تتيح المجال للباحثين لمحاكاة جوانب معينة من الظواهر الفيزيائية الفلكية، مثل الثقوب السوداء وموجات الجاذبية. ومن خلال مراقبة سلوك الدوامات الكمومية، يمكن للعلماء الحصول على فهم أفضل لهذه الظواهر الفلكية المعقدة. اختبار نظريات فيزيائية أساسية: فدوامات الكم العملاقة توفر منصة تجريبية فريدة لاختبارعدة نظريات فيزيائية جوهرية مختلفة، بما فيها تلك المتعلقة بالزمكان المنحني والجاذبية. تطوير تقنيات الكم: من الممكن أن يؤدي فهم الدوامات الكميّة والتعامل معها إلى تطوير تقنيات كمومية جديدة، فعلى سبيل المثال تُستخدم الأنظمة المعتمدة على الهيليوم الفائق الميوعة في أجهزة الاستشعار وأجهزة الكشف الحساسة، وقد تؤدي الأبحاث في الدوامات الكمومية العملاقة إلى الكشف عن تطبيقات جديدة في الحوسبة الكمومية والاتصالات الكمومية ومجالات أخرى.ويقول البروفيسور سيلك فاينفورتنر الذي يقود التجربة في مختبر الثقب الأسود: "عندما لاحظنا لأول مرّة آثارا واضحة لفيزياء الثقب الأسود في تجربتنا التناظرية الأولية في عام 2017، كانت تلك لحظة رائعة لفهم بعض الظواهر الغريبة التي غالبا ما تكون دراستها بطريقة أخرى صعبة، إن لم تكن مستحيلة".
ويضيف: "أما الآن، من خلال تجربتنا الأكثر تعقيدا، انتقلنا بهذا البحث إلى المستوى التالي، مما قد يقودنا في النهاية إلى التنبؤ بكيفية سلوك الحقول الكمومية في الزمكان المنحني حول الثقوب السوداء في الفيزياء الفلكية".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: رمضان 1445 هـ حريات الثقب الأسود
إقرأ أيضاً:
فوائد الأرز الأسود تفوق التوقعات.. أبرزها مقاومة الأنسولين والسرطان
أعلنت مصر عن بدء زراعة الأرز الأسود ضمن المحاصيل الحقلية، حيث إن أصله في الدول الآسيوية وكان لا يستطيع تحمل الظروف المناخية في مصر .. لذا قررت وزارة الزراعة توفير الظروف البيئية المناسبة لزراعته والاغتنام بفوائده العديدة حيث إنه أفضل من الأرز الأبيض.
ووفقا لما جاء في موقع كيلافند كلينك اليكم اهم فوائد الأرز الأسود :
يحتوي الأرز الأسود على مجموعة من العناصر الغذائية التي تُساعد الجسم على أداء وظائفه بشكل سليم، مثل فيتامين هـ والكالسيوم والبوتاسيوم. كما يحتوي على نسبة أعلى من البروتين والألياف والحديد مقارنةً بأنواع الأرز الأخرى، ويحتوي على مستويات عالية من:
الأحماض الأمينية.
مضادات الأكسدة.
الأحماض الدهنية.
على سبيل المثال يحتوى كوب واحد (100 جرام) من الأرز الأسود المُحضّر على 2.4 مليجرام ومن الحديد، أي أكثر من عشرة أضعاف الكمية الموجودة في الأرز الأبيض غير المُدعّم، كما يحتوي على 8.89 جرام من البروتين مقابل 6.94 جرام في الأرز الأبيض.
تساعد الكاروتينات (نوع من مضادات الأكسدة) على حماية الخلايا السليمة في عينيك، وخاصةً شبكية العين كما ثبت أن الكاروتينات تقلل من الآثار الضارة المحتملة للأشعة فوق البنفسجية، وتمنع نمو الخلايا السرطانية كما يحمي فيتامين هـ الموجود في الأنثوسيانين صحة عينيك، وكذلك بشرتك وجهازك المناعي.
يمكن لمضادات الأكسدة والمواد الكيميائية النباتية (الفيتوكيميكال) تحسين حساسية جسمك للأنسولين وتساعدك هذه العملية على استخدام الجلوكوز بشكل أفضل، كما تُبطئ معدل امتصاص جسمك للسكر، وتُخفض مستوياته في الدم.
الحماية من الأمراض
تحتوي الطبقة الخارجية لحبوب الأرز الأسود على نسبة أعلى من الأنثوسيانين المضاد للأكسدة مقارنةً بأنواع الأرز الأخرى والعديد من الأطعمة الأخرى وتساعد مضادات الأكسدة على الوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية، وتحسين وظائف الدماغ، والحماية من السرطان الناتج عن الجذور الحرة التي تُلحق الضرر بالخلايا.
يمكن أن يساعد البروتين والألياف الموجودة في الأرز الأسود أيضًا في:
تحسين صحة الجهاز الهضمي لديك.
الوقاية من السمنة.
تعزيز فقدان الوزن.
تساعد العناصر الغذائية النباتية ومضادات الأكسدة الموجودة في الأرز الأسود على تقليل التورم في الجسم. ويشير إلى أنه على الرغم من حاجتنا لمزيد من الأبحاث، إلا أن تناول الأرز الأسود قد يخفف أعراض الحالات الالتهابية مثل التهاب المفاصل والتهاب الجلد.
اقتراح أميركي يسمح لإيران بتخصيب اليورانيوم.. ولكن!