الإلكترونات الكونية تكشف سر البرق
الدراسة التي نُشرت مؤخرًا تُعد من أبرز الإسهامات في علم فيزياء العواصف، وتعيد النظر جذريًا في فهم آلية تشكّل البرق.
ويؤكد القائمون على البحث أن الظاهرة لا تقتصر على تفريغ كهربائي ناتج عن تراكُم شحنات داخل السحب، بل تنطوي على تفاعلات معقدة تشمل انهيارات إلكترونية في طبقات الجو العليا، بفعل اصطدام إلكترونات كونية سريعة بذرات الأكسجين والنيتروجين، مما يؤدي إلى انبعاث فوتونات عالية الطاقة تُحرر بدورها جسيمات مشحونة، في عملية متسلسلة تشبه التفاعل المتسلسل في المفاعلات النووية.
البروفيسور فيكتور باسكو، أحد أبرز المشاركين في الدراسة، قال إن الفريق البحثي تمكّن لأول مرة من بناء نموذج موحد يربط بين ظواهر كانت تبدو متفرقة، مثل الأشعة السينية وأشعة غاما والموجات الراديوية، موضحًا أن هذا النموذج يُفسر كيف تسهم جميعها في ولادة البرق من قلب العاصفة.
ومن أبرز ما توصل إليه الباحثون، أن ومضات البرق تتزامن غالبًا مع انفجارات قصيرة من أشعة غاما، ترصدها الأقمار الصناعية من الفضاء، وهي ظاهرة حيّرت العلماء لعقود. الدراسة الجديدة تفسّر هذا الارتباط عبر ما يُعرف بـ"الانهيار الإلكتروني المتسلسل"، حيث تتسبّب الفوتونات عالية الطاقة، الناتجة عن اصطدام الإلكترونات الكونية بالغلاف الجوي، في تسريع سلسلة من الإلكترونات التي تُنتج تفريغًا كهربائيًا قويًا يظهر في صورة برق.
ويُعد هذا الكشف تطورًا نوعيًا في فهم العلاقة بين الظواهر الكونية والطقس الأرضي، إذ يطرح فرضية جديدة حول دور الفضاء في التأثير على مناخ الأرض. كما أن له انعكاسات محتملة على تحسين تقنيات الرصد والتنبؤ بالعواصف، وربما فهم الظواهر الجوية في كواكب أخرى مثل المشتري وزحل، حيث تكثر العواصف الكهربائية.
وقد دعت جامعة بنسلفانيا إلى مواصلة التعاون بين مجالي الفيزياء الفلكية والعلوم الجوية، لتوسيع الأبحاث حول هذا النوع من التفاعلات بين الإشعاع الكوني والغلاف الجوي، بما يفتح أفقًا جديدًا في علم الطقس والفضاء على حد سواء.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
عمون
منذ 3 أيام
- عمون
اكتشاف الأكسجين: قصة مثيرة من التنافس العلمي والأخطاء
عمون - من النادر على الأرجح أن يفكر المرء في "تاريخ" الأكسجين لأنه دائما قريب منا، كما لو أنه كان معروفا منذ القدم، وهذا غير صحيح. الأكسجين اكتشف في 1 أغسطس 1774. كان اكتشاف الأكسجين بمثابة ثورة في مجال الكيمياء، إضافة إلى ما أحاط بملابسات هذا الحدث من "مفارقات علمية ساخرة". في ذلك اليوم، فيما كان العالم البريطاني جوزيف بريستلي يجري تجربة سلط خلالها "عدسة حارقة" قطرها 12 سنتيمتر من أجل تركيز ضوء الشمس على أكسيد الزئبق، انطلق غاز عديم اللون. لاحظ العالم أن الشموع تحترق بقوة هائلة بفعل هذا الغاز، ورصد أن فأرا كان في المختبر عاش ضعف المدة المعتادة في الهواء العادي. وحين استنشق بنفسه هذا الغاز المجهول في ذلك الوقت، أحس بخفة في صدره. على الرغم من أن "بريستلي" تمكن من عزل الأكسجين، لكنه أخطأ في تفسير طبيعته نظرا لتمسكه بنظرية "الفلوجستون". هذه النظرية وكانت شائعة، افترضت أن عنصرا مثل النار يسمى "فلوجيستون" موجود ضمن المواد القابلة للاحتراق ويتم تحريره بهذه العملية. حاولت هذه النظرية التي ظهرت في عام 1667، تفسير عمليات مثل الاحتراق والصدأ، التي أصبحت تعرف فيما بعد باسم "الأكسدة". بما أن بريستلي كان يعتقد أن الهواء يصبح خاليا من "الفلوجستون" أثناء الاحتراق، أطلق على الغاز الناتج اسم " الهواء الخالي من الفلوجستون". العالم البريطاني كشف عن النتائج التي توصل إليها للكيميائي والعالم الفرنسي الشهير أنطوان لافوازييه في وقت لاحق من نفس العام. لافوازييه أعاد عام 1777 التجربة، وتعرّف على الغاز كعنصر جديد، وأطلق عليه اسم "الأكسجين"، وتعني "حامض" باليونانية، وبدّد بذلك نظرية "الفلوجستون" التي بقي بريستلي يدافع عنها حتى وفاته. بالتوازي، تمكن الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل بين عامي 1771 – 1773 من عزل غاز الأكسجين، وأطلق عليه اسم "هواء النار"، إلا ان عمله لم يُنشر حتى عام 1777. نتيجة لهذه التداخلات، اتهم العالم الفرنسي لافوازييه بأنه "سرق" اكتشاف "بريستلي"، كما أثبتت رسالة موجهة من الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل إلى لافوازييه، عثر عليها في عام 1890، أن العالم الفرنسي كان على دراية بتجارب شيل. لافوازييه بدوره أثبت أن الأكسجين يُمكّن من الاحتراق والتنفس، وأنه يُشكل 21 بالمئة من الهواء، وحين يتحد مع المعادن يحدث الصدأ. أما صاحب الاكتشاف الأصلي بريستلي فقد تنبأ بالخطر الكامن في الاستنشاق المستمر للأكسجين بدلا من الهواء العادي، وكتب عن ذلك يقول: "كما تحترق الشمعة أسرع بكثير في هذا الوسط مما هي عليه في الهواء العادي، كذلك يمكننا أن نعيش حياتنا بسرعة كبيرة". بريستلي لاحظ أيضا أنه بنفخ الأكسجين في النار بدلا من الهواء، يمكن زيادة حرارة اللهب. جرّب ذلك بملء فقاعة بالأكسجين ونفخها عبر أنبوب زجاجي على قطعة خشب مضاءة، فتحوّل اللهب الصغير فورا إلى لهب قوي. كانت هذه التجربة بداية اللحام بالأكسجين والأسيتيلين الحديث. هذا العالم البريطاني الموسوعي كان اكتشف أن النباتات تُعيد الهواء إلى حالته الطبيعية بإطلاق "الأكسجين". لاحظ في عام 1771 أن نباتات النعناع تُنعش الهواء في جرار مُغلقة، ما يسمح لاحقًا للفئران بالبقاء على قيد الحياة، مهد ذلك الطريق لأبحاث البناء الضوئي. إضافة إلى كل ذلك، افترض أن "الفلوجستون" المعزول من الهواء قد يعالج أمراض الرئة، وهو ما يعد بمثابة مقدمة للعلاج بالأكسجين الحديث. العالم البريطاني الذي يمكن وصفه بأنه أبو "الأكسجين"، كان أيضا عالما لاهوتيا ونحويا ومنظرا سياسيا وهو من اخترع الممحاة المطاطية، وعنه قال لافوازييه لقد "أعطانا مفاتيح عالم جديد".
سرايا الإخبارية
منذ 3 أيام
- سرايا الإخبارية
براءة اختراع دولية لفريق بحثي من الجامعة الهاشمية لابتكاره جهاز يقيس قدرة تحمل الرياضيين باستخدام الذكاء الاصطناعي
سرايا - سَجَّلَ فريق بحثي مشترك من كلية العلوم الطبية التطبيقية في الجامعة الهاشمية، وكلية علوم التأهيل الطبي في جامعة الملك عبدالعزيز، براءة اختراع في المملكة المتحدة لتطويره جهاز مبتكر لقياس قدرة التحمل لدى الرياضيين باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، وتشكل الفريق البحثي بقيادة الأستاذ الدكتور رزق الله قواقزة وكلًا من الدكتور ثامر التيم والدكتور مهند الحوامدة. وتم تصميم الجهاز بحيث يجمع بين الذكاء الاصطناعي وتقنيات الاستشعار الحيوي القابلة للارتداء، لتمكين المراقبة المستمرة والفورية للوظائف الفسيولوجية أثناء التدريب والمنافسات الرياضية دون التأثير على الأداء أو مخالفة القوانين، ويحتوي النظام على مجموعة من المستشعرات المتقدمة، تشمل: مستشعرات معدل ضربات القلب، وتشبع الأكسجين SpO?، ومعدل التنفس، ودرجة حرارة الجسم، ومستشعرات الحركة وجميعها مدمجة ضمن وحدات يمكن ارتداؤها بسهولة. ويعمل الجهاز على خوارزميات تعلم الآلة المتقدمة لتحليل البيانات البيومترية التي يتم جمعها حيث تُستخدم لتحديد الأنماط الفردية للرياضيين، وتوقع حالات التعب، واقتراح خطط تدريب مخصصة وفقًا للحالة الفسيولوجية لكل رياضي مما يتيح تحسين فعالية التدريب الرياضي بصورة ملحوظة من خلال تقليل الاعتماد على التقديرات الذاتية والاستعاضة عنها بالبيانات الموضوعية والمستمرة. ومن أهم ما يميز هذا الابتكار قدرته على تنفيذ تحليلات تنبؤية متقدمة تهدف إلى الوقاية من الإصابات الرياضية فمن خلال تحليل البيانات التاريخية والفورية، يستطيع النظام تحديد المؤشرات المبكرة لحالات التعب الشديد، والجفاف، وإجهاد العضلات، أو الإفراط في التمرين، مما يمكّن الرياضيين والمدربين من اتخاذ قرارات استباقية لتعديل الأحمال التدريبية واستراتيجيات التعافي بما يقلل خطر الإصابات. و يوفر الجهاز بيانات شاملة وتراكمية يمكن استخدامها لتقييم قدرة التحمل الجماعية للفرق الرياضية، مما يُمكّن الطواقم التدريبية من تحسين استراتيجيات اللعب، واختيار التبديلات، وتحسين اللياقة العامة للفريق بناءً على مؤشرات دقيقة وموضوعية. ويُعد هذا الابتكار خطوة متقدمة في مجال علوم الرياضة التطبيقية، حيث يجمع بين تقنيات الذكاء الاصطناعي والقياس الحيوي لتحسين الأداء الرياضي وتعزيز سلامة الرياضيين.
عمون
منذ 6 أيام
- عمون
تصوير سديم "مخلب القط" من سماء أبوظبي
عمون - التقط مرصد الختم الفلكي الواقع في صحراء أبوظبي صورة لسديم "مخلب القط" (Cat's Paw)، بعد 10 ساعات تصوير. وهو سديم (غاز وغبار كوني) يقع في مجموعة "العقرب"، والضوء الملتقط في الصورة انطلق من السديم قبل 4370 سنة. وهو سديم انبعاث كبير ومكان لولادة النجوم. حجمه الظاهري في السماء أكبر بقليل من القمر البدر، أما حجمه الحقيقي، فإن الضوء الذي يسير بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة، فإنه يحتاج إلى 320 سنة حتى يقطعه من أوله لآخره. ويشير اللون الأحمر إلى وجود غاز الهيدروجين، في حين أن اللون الأزرق يشير إلى وجود غاز الأكسجين. وسمي السديم بمخلب القط نظرا لشكله الذي يشبه قدم القط، وتصوير هذا السديم من أبوظبي يعتبر صعبا نوعا ما، إذ أن أقصى ارتفاع للسديم عن الأفق يبلغ 30 درجة، مما يجعل تأثير التلوث الضوئي وأثر الغلاف الجوي عليه كبيرا جدا. ووفقا للمرصد كانت معدات وظروف التصوير وفقا لما يلي: * تم التقاط الصورة من خلال تلسكوبين، الأول قطره 5 إنش والثاني قطره 4 إنش، وتم استخدام كاميرا ملونة وفلتر تلوث ضوئي. * مستوى التلوث الضوئي في مكان الرصد: Bortle 6. * مدة التصوير: 9.75 ساعة، بواقع 195 صورة مدة كل واحدة منها 3 دقائق، 92 صورة تم التقاطها بتلسكوب قطره 5 إنش، و 103 صورة بتلسكوب قطره 4 إنش. والتقط الصورة مدير مركز الفلك الدولي محمد عودة، وقام بمعالجتها هيثم حمدي، بمشاركة فريق المرصد أسامة غنام، أنس محمد، خلفان النعيمي.
