نبضة 'ليزر زيوس' الأميركي تصل لقدرة 100 ضعف كهرباء العالم كله
لكن هذه الطاقة الهائلة في التجارب لم تدم إلا لفترة فائقة القصر، تساوي حوالي 25 كوينتيليون جزء من الثانية فقط، حسب بيان صحفي رسمي من الجامعة.في التجارب، يتم توليد نبضة ليزرية أولية ضعيفة جدا باستخدام بلورة 'تيتانيوم-ياقوت أزرق'، هذه النبضة تكون قصيرة جدا (أقل من جزء من تريليون ثانية) وطاقتها منخفضة جدا ولا تكفي للتجارب.
قبل أن تُضخّم، يتم إبطاء النبضة وتمديدها زمنيا لتصبح أطول بمقدار كبير، لأن تركيز طاقة عالية جدا في زمن قصير يمكن أن يحطم المرايا والعدسات.
بعد ذلك تمر النبضة الممددة عبر عدة مراحل تضخيم باستخدام ليزرات أخرى (تسمى مضخات)، ومع كل مرحلة، يتم زيادة طاقتها تدريجيا دون أن تُكسر أي من مكونات الجهاز.
بعد تضخيمها، تمر النبضة عبر جهاز يُسمى الضاغط، وهذا الجهاز يُعيد النبضة إلى مدتها الزمنية الأصلية القصيرة جدا، لكنها الآن تحمل طاقة هائلة جدا ومركّزة.وأخيرا، يتم تركيز النبضة بواسطة عدسات خاصة بحيث تصبح ضيقة جدا (أقل من ميكرون واحد عرضا)، وهذا ما يرفع قدرة الذروة إلى مستويات بيتاواط (كوادريليون واط).
ولغرض التقريب، تخيل أنك سكبت الماء دفعة واحدة في خرطوم صغير، هنا قد ينفجر هذا الخرطوم، لذا يمدد العلماء النبضة (كأنك تجعل الماء ينساب ببطء)، ثم يرفعون طاقتها، ثم يضغطونها فجأة في النهاية لتخرج كشعاع فائق القوة.
وفي التجارب، أطلق العلماء نبضة ليزر قوية جدا داخل خلية صغيرة مملوءة بغاز الهيليوم. هذه النبضة حوّلت الغاز إلى بلازما، وهي حالة من المادة تكون فيها الإلكترونات حرة الحركة (ليست مرتبطة بالذرات).
وعندما تتحرك النبضة في البلازما، تزيح الإلكترونات عن طريقها، فتتشكل خلفها موجة ضخمة داخل البلازما، هذه الموجة تشبه الموجات التي يتركها قارب سريع خلفه في الماء.بعد ذلك، تركب الإلكترونات القريبة هذه الموجة كما يركب المتزلجون على الأمواج، فتندفع إلى الأمام بسرعة هائلة وتكتسب طاقة عالية جدا.
والنتيجة أن التجربة أنتجت حزمة من الإلكترونات بطاقة قد تصل إلى 5-10 أضعاف ما كانوا يحققونه سابقا في المختبر نفسه.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
صدى البلد
منذ 3 أيام
- صدى البلد
اكتشاف أكبر مخزون ذهب في الكون.. قيمته 700 كوينتيليون دولار
فى اكتشاف جديد يحتوي على كميات هائلة من المعادن الثمينة، من بينها الذهب، بقيمة تقديرية مذهلة تبلغ نحو 700 كوينتيليون دولار، أي ما يعادل أضعاف إجمالي الناتج المحلي لكوكب الأرض أعلنت ناسا عن 'سايكي 16'، فما القصة ؟. اكتشاف أكبر مخزون ذهب في الكون تخطو وكالة الفضاء الأميركية "ناسا" خطوة نوعية نحو كشف أسرار واحدة من أغنى الكويكبات المعروفة حتى اليوم، بعد أن بدأت فعليا تنفيذ مهمتها لدراسة الكويكب المعدني العملاق. الكويكب "سايكي 16"، الذي يقع في الحزام الكويكبي بين كوكبي المريخ والمشتري، أصبح محورا لاهتمام متزايد من وكالات الفضاء العالمية والشركات الخاصة، نظرا لإمكاناته الواعدة في مجال التعدين الفضائي. وتقدر دراسات أولية أن الكويكب غني بالحديد والنيكل والذهب بكميات تثير الدهشة، مما جعله موضع جدل واسع حول تداعيات استغلال موارده على الاقتصاد العالمي. وفقا لما نشرته العربية. ثروات تتخطى خيال الأسواق أول من لفت الأنظار إلى "سايكي 16" كانت تقديرات علماء الفلك في عام 2019، عندما قدروا أن المعادن الموجودة في الكويكب تساوي ما يقرب من 700 كوينتيليون دولار، وهو رقم فلكي جعل البعض يذهب إلى القول إن "كل شخص على الأرض قد يصبح ملياردير" إذا أمكن توزيع هذه الثروة. غير أن هذا الطرح أثار قلق لدى خبراء الاقتصاد والتمويل، إذ إن تدفق هذا الكم الضخم من الذهب والمعادن إلى الأسواق الأرضية قد يحدث خلالا واسع النطاق في منظومة القيم النقدية وأسعار السلع، وربما يؤدي إلى تضخم حاد أو انهيارات مالية على مستوى عالمي. التحديات ما بين التقنية والتشريعات رغم الحماس المتزايد لإمكانية استغلال الكويكبات كمناجم فضائية، إلا أن الخبراء يُجمعون على أن الطريق لا يزال طويلا وشاقًا. فعملية استخراج المعادن من الفضاء تتطلب تكنولوجيا متقدمة، وتواجه تحديات لوجستية ضخمة، مثل تكاليف الإطلاق، وآليات الحفر والتكرير في بيئة عديمة الجاذبية، إضافة إلى الحاجة لبنية تحتية فضائية لم تُطوّر بالكامل بعد. "ناسا" تبدأ مهمة "سايكي" وسط هذه الخلفية المعقدة، بدأت وكالة "ناسا" بالفعل تنفيذ مهمة "سايكي" عبر إطلاق مسبار فضائي يحمل الاسم نفسه في أكتوبر 2023. وتهدف المهمة إلى الوصول إلى الكويكب في عام 2029 لرسم خريطة دقيقة لبنيته وتركيبته الجيولوجية. وتشير "ناسا" إلى أن هذه المهمة ليست مخصصة للتعدين في الوقت الراهن، بل لجمع بيانات علمية ستُحدد الجدوى المستقبلية لأي مشاريع استخراجية محتملة. أكثر من مجرد معادن وتكشف الدراسات الفلكية أن هناك أكثر من 1.3 مليون كويكب تم رصدها حتى الآن في النظام الشمسي، يحمل العديد منها تراكيب معدنية قيمة، فمثلا، يعتقد أن الكويكب "2011 UW158" يحتوي على ما يعادل 5.4 تريليون دولار من البلاتين، بينما تُظهر كويكبات أخرى مثل "بينو" و"ريوغو" إمكانات كبيرة في كشف أصل الماء والحياة على الأرض. إعادة تشكيل الفهم البشري من شأن النتائج المنتظرة من مهمة "سايكي" أن تفتح آفاقًا جديدة أمام فهم أعمق لنشأة الكواكب، وتوزيع المعادن في الفضاء، وحتى احتمالات نشوء الحياة. كما يمكن أن تمهد الطريق لمستقبل يصبح فيه التعدين الفضائي واقعا، وهو ما يحتم على المجتمع الدولي تطوير أطر قانونية وتنظيمية للتعامل مع هذا التحول المحتمل في تاريخ البشرية.
الشرق الجزائرية
٠٨-٠٧-٢٠٢٥
- الشرق الجزائرية
نبضة 'ليزر زيوس' الأميركي تصل لقدرة 100 ضعف كهرباء العالم كله
أعلنت منشأة زيوس في جامعة ميتشجن الأميركية عن تشغيل شعاع ليزر يُنتج قوة مذهلة تبلغ 2 كوادريليون واط في نبضة واحدة، بقدرة تفوق 100 ضعف إنتاج الطاقة الكهربائية العالمية مجتمعة.ويُعرَف الواط بأنه وحدة قياس القدرة أو الطاقة في الثانية، ولغرض المقارنة، فإن قدرة مصباح كهربي قد تكون 20 واطا مثلا. لكن هذه الطاقة الهائلة في التجارب لم تدم إلا لفترة فائقة القصر، تساوي حوالي 25 كوينتيليون جزء من الثانية فقط، حسب بيان صحفي رسمي من الجامعة.في التجارب، يتم توليد نبضة ليزرية أولية ضعيفة جدا باستخدام بلورة 'تيتانيوم-ياقوت أزرق'، هذه النبضة تكون قصيرة جدا (أقل من جزء من تريليون ثانية) وطاقتها منخفضة جدا ولا تكفي للتجارب. قبل أن تُضخّم، يتم إبطاء النبضة وتمديدها زمنيا لتصبح أطول بمقدار كبير، لأن تركيز طاقة عالية جدا في زمن قصير يمكن أن يحطم المرايا والعدسات. بعد ذلك تمر النبضة الممددة عبر عدة مراحل تضخيم باستخدام ليزرات أخرى (تسمى مضخات)، ومع كل مرحلة، يتم زيادة طاقتها تدريجيا دون أن تُكسر أي من مكونات الجهاز. بعد تضخيمها، تمر النبضة عبر جهاز يُسمى الضاغط، وهذا الجهاز يُعيد النبضة إلى مدتها الزمنية الأصلية القصيرة جدا، لكنها الآن تحمل طاقة هائلة جدا ومركّزة.وأخيرا، يتم تركيز النبضة بواسطة عدسات خاصة بحيث تصبح ضيقة جدا (أقل من ميكرون واحد عرضا)، وهذا ما يرفع قدرة الذروة إلى مستويات بيتاواط (كوادريليون واط). ولغرض التقريب، تخيل أنك سكبت الماء دفعة واحدة في خرطوم صغير، هنا قد ينفجر هذا الخرطوم، لذا يمدد العلماء النبضة (كأنك تجعل الماء ينساب ببطء)، ثم يرفعون طاقتها، ثم يضغطونها فجأة في النهاية لتخرج كشعاع فائق القوة. وفي التجارب، أطلق العلماء نبضة ليزر قوية جدا داخل خلية صغيرة مملوءة بغاز الهيليوم. هذه النبضة حوّلت الغاز إلى بلازما، وهي حالة من المادة تكون فيها الإلكترونات حرة الحركة (ليست مرتبطة بالذرات). وعندما تتحرك النبضة في البلازما، تزيح الإلكترونات عن طريقها، فتتشكل خلفها موجة ضخمة داخل البلازما، هذه الموجة تشبه الموجات التي يتركها قارب سريع خلفه في الماء.بعد ذلك، تركب الإلكترونات القريبة هذه الموجة كما يركب المتزلجون على الأمواج، فتندفع إلى الأمام بسرعة هائلة وتكتسب طاقة عالية جدا. والنتيجة أن التجربة أنتجت حزمة من الإلكترونات بطاقة قد تصل إلى 5-10 أضعاف ما كانوا يحققونه سابقا في المختبر نفسه.
ليبانون 24
٢٣-٠٦-٢٠٢٥
- ليبانون 24
معلومات مشوّقة.. هل كان الضوء موجودًا في بداية الكون؟
طرح موقع "live science"، تساؤلا مفاده:" في أيامنا هذه، يتخلل ظلمة الليل نور النجوم. ولكن قبل ولادة النجوم، هل كان النور ساطعًا في بداية الكون ؟" الإجابة المختصرة هي "لا". لكن الإجابة المطولة تكشف عن رحلة الضوء الاستثنائية. في البداية، كان ضوء الكون المبكر "محاصرًا"، واستغرق خروجه مئات الآلاف من السنين. ثم استغرق تشكل النجوم حوالي 100 مليون سنة. وقال الموقع:" بفحص سرعة واتجاه حركة المجرات، اكتشف عالم الفلك إدوين هابل أن الكون يتمدد. وأشار هذا الاكتشاف عام 1929 إلى أن الكون كان أصغر حجمًا في الماضي، حيث حسب العلماء في النهاية أن الكون بأكمله كان مُركّزًا في نقطة واحدة شديدة الكثافة منذ حوالي 13,8 مليار سنة، حتى وقوع الانفجار العظيم . يقول أندرو لايدن ، رئيس قسم الفيزياء والفلك في جامعة بولينغ غرين ستيت في أوهايو، لموقع لايف ساينس: "مع الانفجار الكبير، تم إنشاء الفضاء وتوسعته، إلى جانب كل شيء في الكون". تابع الموقع:" قال لايدن إن الطريقة الوحيدة التي يمكن بها للمادة التي تُشكل الكون حاليًا أن تتسع في بقعة صغيرة هي أن تكون طاقة في ذلك الوقت. وأوضح أن معادلة أينشتاين الشهيرة E=mc² كشفت أن الطاقة والكتلة يمكن أن تكونا متبادلتين. مع تمدد الكون ، انخفضت كثافة طاقته وبرد. ثم بدأت الجسيمات الأولى بالتشكل خلال الثانية الأولى بعد الانفجار العظيم، وفقًا لمرصد لاس كومبريس . وشملت هذه الجسيمات الفوتونات التي تُكوّن الضوء، بالإضافة إلى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات التي تُكوّن الذرات. وبعد حوالي 3 دقائق من الانفجار العظيم، اندمجت البروتونات والنيوترونات معًا لتكوين نوى الذرات مثل الهيليوم، وفقًا لوكالة ناسا". واستطرد الموقع:" قال لايدن: "تخيل الضباب والندى. الجسيمات عالية الطاقة تنتشر كالماء في الضباب، وعندما تنخفض الطاقة بما يكفي، تتكثف كقطرات الندى". مع ذلك، على الرغم من وجود فوتونات الضوء منذ الثانية الأولى بعد الانفجار العظيم، إلا أنها لم تكن قادرة على التألق عبر الكون بعد. ويرجع ذلك إلى أن الكون المبكر كان ساخنًا للغاية لدرجة أن "الإلكترونات كانت تتحرك بسرعة فائقة بحيث لم تتمكن النوى الذرية من حملها في مدار حولها"، كما قال لايدن. "كان الكون مجرد حساء كثيف شديد الحرارة". كانت جميع الإلكترونات التي كانت تتحرك بحرية في الكون المبكر تعني أن الضوء لم يكن قادرًا على الحركة كثيرًا. قال لايدن: "عندما حاول الضوء السفر في خط مستقيم خلال تلك الفترة، كان يصطدم دائمًا بالإلكترونات، لذا لم يتمكن من الذهاب بعيدًا". تابع الموقع:" نُلاحظ حالة مشابهة داخل الشمس، وفقًا لما صرّح به سرينيفاسان راغوناثان ، عالم الكونيات بجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين، لموقع لايف ساينس. وأضاف: "يمكنك تخيّل فوتون ضوء ناتج عن تفاعلات نووية في مركز الشمس يحاول الخروج إلى سطحها. مركز الشمس شديد الحرارة، ولذلك توجد فيه الكثير من الإلكترونات الحرة. هذا يعني أن الضوء لا يستطيع الانتقال في خطوط مستقيمة". تبلغ المسافة من مركز الشمس إلى سطحها حوالي 432,450 ميلًا (696,000 كيلومتر). تبلغ سرعة الضوء في الفراغ حوالي 186,000 ميل في الثانية (300,000 كيلومتر/ثانية)، ولكن في الشمس ، "يستغرق الضوء حوالي مليون إلى مليوني سنة لينطلق من مركزها إلى سطحها"، وفقًا لراغوناثان. ومع ذلك، بعد حوالي 380,000 عام من الانفجار العظيم، سمح تمدد الكون بتبريده بما يكفي لتجميع النوى الذرية على الإلكترونات. يقول لايدن: "عندما يحدث ذلك، تفقد كل تلك الإلكترونات حريتها. يحدث هذا عند حوالي 3,000 كلفن (4,940 درجة فهرنهايت، أو 2,725 درجة مئوية)، وهي درجة حرارة سطح نجم بارد محمر". في غضون سنوات قليلة، "يتحول كل شيء من حساء ساخن كثيف إلى كون صافٍ حيث ينتقل الضوء بحرية»، كما قال لايدن. «في تلك اللحظة، يمكن للفوتونات الأولى في الكون أن تنطلق". لاحظ لايدن أن الضوء النموذجي للكون عندما كانت درجة حرارته حوالي 3000 كلفن كان في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة والأطوال الموجية المرئية. ومع ذلك، مع تمدد الكون على مدار أكثر من 13 مليار سنة وانخفاض درجة حرارته إلى متوسط درجة حرارة يبلغ حوالي 2.73 كلفن (ناقص 455 فهرنهايت، أو ناقص 270 درجة مئوية)، امتد ضوء الكون الأول إلى أطوال موجية ميكروويف أطول. اكتشف علماء الفلك لأول مرة هذا الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم، والذي يسمى الخلفية الكونية للميكروويف، في عام 1964 . لقد أثمر تحليل هذه الموجات الميكروية عن العديد من الرؤى. على سبيل المثال، يمكن لجاذبية المجرات أن تُشوّه الضوء - وهي ظاهرة تُسمى عدسة الجاذبية. وقال راغوناثان إن دراسة مقدار التشوه الذي تعرضت له الخلفية الكونية الميكروية في نقاط مختلفة من السماء يمكن أن تساعد العلماء على إعادة بناء البنية واسعة النطاق للكون - أي ترتيب المجرات والفراغات العملاقة بينها عبر الكون. بعد انبعاث ضوء الانفجار العظيم، مرّ الكون بفترة تُعرف بالعصور المظلمة الكونية. وفي النهاية، وبعد ملايين السنين، أدت جاذبية سحب الغاز إلى انهيار كتل المادة هذه على نفسها. "لقد أدى هذا إلى نشوء الجيل الأول من النجوم، وكان الكون يحتوي على مجرات مليئة بالنجوم بعد حوالي مليار سنة من الانفجار الكبير، وهو ما يمثل بداية الفجر الكوني"، كما قال لايدن، حسب الموقع. (live science)
