علماء يحلون لغزاً استمر لقرون .. هذا سبب الشرارة الأولى للبرق

اكتشف العلماء سببًا خفيًا وراء حدوث الصواعق قد يساعد في حل لغز طقس استمر لقرون، ويضرب البرق الأرض بمعدل 44 صاعقة في الثانية، ومع ذلك ظل الفيزيائيون لفترة طويلة غير متأكدين من كيفية بدء معظم هذه الومضات.
من المعروف أن البرق يحدث بعد تراكم الشحنات الكهربائية في السحب، ثم إطلاقها طاقة هائلة، لكن السؤال الذي ظل قائمًا هو: كيف يمكن للمجالات الكهربائية في السحب، التي تكون ضعيفة جدًا بحيث لا تتغلب على خصائص العزل في الهواء، أن تُسبب "حادثة الانهيار الأولي" التي تؤدي إلى تفريغ قوي؟
في دراسة جديدة، يقترح باحثون من مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو أن هذه الشرارة غالبًا ما تنتج عن زخات الأشعة الكونية، وفقا لمجلة نيوزويك.
الأشعة الكونية هي سلاسل من الجسيمات دون الذرية والنوى المؤينة التي تتولد في الغلاف الجوي للأرض بواسطة جسيمات عالية الطاقة تأتي من الشمس أو من أحداث عنيفة مثل انفجارات المستعرات العظمى في مجرة درب التبانة وحتى أبعد من ذلك.
في دراستهم، استخدم الباحثون "مقياس تداخل راديوي" مصممًا خصيصًا يتكون من ثمانية هوائيات لقياس الموجات الراديوية التي يطلقها البرق. ومن خلال مقارنة البيانات من كل هوائي، تمكن الفريق من إعادة بناء صورة ثلاثية الأبعاد للصواعق وتحديد مسارها.
قام الباحثون بتحليل أكثر من 300 صاعقة خلال عاصفة استمرت 90 دقيقة فوق منطقة لوس ألاموس في 30 يوليو 2022. ووجدوا أن بعض الصواعق بدأت بتفريغ موجب وسريع، تبعه تفريغ سالب أكبر وأسرع. كما لاحظوا أن إشارات التفريغات الأولية كانت مستقطبة في اتجاهات مختلفة، مما يشير إلى أن هذه التفريغات لم تكن مدفوعة فقط بالمجال الكهربائي للعاصفة.
وأوضح الباحثون أن هذه الملاحظات يمكن تفسيرها من خلال زخات الأشعة الكونية (CRS)، حيث توفر هذه الزخات مسارًا مؤينًا في السحابة يعمل على توجيه وتمكين الانتشار السريع للتفريغات.
وأضافوا أن البوزيترونات والإلكترونات عالية الطاقة في الزخات تتفاعل بشكل مختلف مع المجال الكهربائي، ما يفسر دوران الاستقطاب بين التفريغات.
كما أشار الباحثون إلى أن هذا المحفز يمكن أن يفسر الحالات الأكثر شيوعًا حيث لا يوجد سوى تفريغ إيجابي أولي، ما قد يوضح كيفية بدء معظم الصواعق.
وأكد الباحثون على الحاجة إلى مزيد من التجارب والدراسات لتحسين فهمنا لظاهرة الصواعق. وأوضحوا أن الربط المباشر بين بدء البرق وزخات الأشعة الكونية يتطلب اكتشاف هذه الزخات على الأرض باستخدام أجهزة كشف الجسيمات، ومقارنة توقيتها واتجاهها مع بدء البرق.
وأشاروا إلى أن الصعوبة تكمن في أن الأشعة الكونية يمكن أن تأتي من اتجاهات عشوائية، مما يجعل المراقبة المترابطة صعبة. وللتأكيد على هذه العلاقة، هناك حاجة إلى مراقبة طويلة الأمد وتحليل إحصائي دقيق لاحتمالية الارتباط.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

البيان

١٢-٠٥-٢٠٢٥

• البيان

علماء ينجحون في تحويل الرصاص إلى ذهب.. ما الفائدة الاقتصادية؟

لطالما حلم الكيميائيون في العصور الوسطى بتحويل المعادن مثل الرصاص، إلى الذهب. واليوم، تحقق هذا الحلم جزئيًا ولكن بطريقة علمية تمامًا، داخل مصادم الهدرونات الكبير التابع للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN). خلال الفترة بين عامي 2015 و2018، وأثناء الجولة الثانية من تشغيل المصادم، تمكّن العلماء من إنتاج نحو 86 مليار نواة ذهبية، ناتجة عن تصادمات عالية الطاقة بين نوى الرصاص. هذه الكمية ضئيلة للغاية، تبلغ نحو 29 بيكوغرامًا فقط – أي جزء من تريليون من الغرام – وتفنى في غضون أجزاء من الثانية. لكن المثير للاهتمام ليس في كمية الذهب المنتجة، بل في الطريقة التي تمكّن بها الفيزيائيون من رصد هذه النوى الذهبية، باستخدام أجهزة خاصة تُعرف باسم مسعرات درجة الصفر (ZDCs)، ضمن تجربة ALICE (تجربة مصادم الأيونات الكبير). هذه الأجهزة مكنت العلماء من تتبع عدد النيوترونات والبروتونات المنبعثة خلال التصادم، وتحليل كيفية تشكُّل العناصر الجديدة. في الجدول الدوري، يقع الذهب على بُعد ثلاث وحدات فقط من الرصاص، فبينما يحتوي الرصاص على 82 بروتونًا، يمتلك الذهب 79 فقط. وعبر اصطدامات دقيقة وعالية الطاقة، يمكن "نزع" بعض البروتونات والنيوترونات من نواة الرصاص، فتتشكل ذرات ذهب، وفقا لتقرير نشرته مجلة "نيوزويك" الأمريكية. هذه التفاعلات تحدث عندما تمر نواتان من الرصاص بالقرب من بعضهما بسرعة تقترب من سرعة الضوء، فتنتج عنهما نبضات فوتونية عالية الطاقة، قادرة على زعزعة استقرار النواة، وإخراج أجزاء منها. وليس الذهب وحده هو الناتج؛ فقد رصد العلماء أيضًا تشكُّل عناصر أخرى مثل الثاليوم والزئبق، والتي تظهر بكميات أكبر. وقد تمكّن فريق ALICE من قياس كميات هذه العناصر بدقة، مستخدمين تقنيات متقدمة لتحليل الجسيمات الناتجة عن التصادم. ورغم أن هذه الطريقة غير عملية لإنتاج الذهب على نطاق تجاري، إلا أنها تمثل إنجازًا علميًا مدهشًا، يفتح نافذة جديدة لفهم التفاعلات النووية النادرة، وتُعد أقرب ما يكون إلى "الكيمياء السحرية" التي حلم بها القدماء، ولكن على أساس علمي صارم ومعاصر.

صحيفة الخليج

١٨-٠٤-٢٠٢٥

• صحيفة الخليج

رقائق كمبيوتر مخصصة لبيئة الفضاء

طوّر باحثون من جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية شرائح إلكترونية جديدة تجمع بين الكفاءة في المساحة والقدرة العالية على مقاومة الإشعاع، وتتفوق في أدائها أحياناً على التصميمات التقليدية المُخصصة للبيئات القاسية. يُعدّ الفضاء بيئة بالغة القسوة والتقلب، حيث تشكل عوامل مثل الإشعاع، ودرجات الحرارة القصوى، والحطام الفضائي، تحديات كبيرة أمام تشغيل الأجهزة الإلكترونية. ويُعد الإشعاع، سواء الناتج عن الانفجارات الشمسية أو الأشعة الكونية، من أكثر هذه العوامل تأثيراً، إذ يمكنه أن يغير الخصائص الكهربائية للدوائر المتكاملة، ما يسبب أعطالاً خطرة، خاصة في مكونات تخزين البيانات مثل (Flip-Flops – FF) المستخدمة في المنطق الرقمي. وأوضح كين ماي، كبير علماء النظم في قسم الهندسة الكهربائية والحاسوبية وأحد مؤلفي الدراسة: «نظراً لأن القلابات من أكثر الوحدات استخداماً في الشرائح، فإن تصغير حجمها يقلل من المساحة الإجمالية للرقاقة، ما يُسهم في خفض تكاليف التصنيع، وتحسين الأداء، وتعزيز كفاءة الطاقة، وهي عوامل حاسمة في التطبيقات الفضائية». وتعتمد معظم الرقائق الفضائية حالياً على قلابات ذات تصميمات تقليدية تتطلب مساحة كبيرة. أما التصميم الجديد، فتمكن الفريق من خلاله من تحقيق مستوى مقاومة الإشعاع بشكل أقوى باستخدام مساحة أصغر بكثير. ويعمل الفريق حالياً على تطوير نموذج أولي لنظام كامل على شريحة، مع خطط لاختباره في مهمة فضائية عبر قمر صناعي مكعب (CubeSat) عام 2026، بالتعاون مع مختبر تصميم وبناء وتشغيل المركبات الفضائية بقيادة براندون لوسيا وزاك ماشيستر.

العين الإخبارية

٠٧-٠٤-٢٠٢٥

• العين الإخبارية

العثور على غواصة سوفياتية مفقودة من حقبة الحرب العالمية الثانية

تم تحديثه الإثنين 2025/4/7 03:59 م بتوقيت أبوظبي رغم مرور عشرات السنوات على الحرب العالمية الثانية لا يزال هناك الكثير من الأسرار حول تلك الحقبة. وأعلن أسطول المحيط الهادئ الروسي اليوم الإثنين اكتشاف غواصة غرقت خلال الحرب العالمية الثانية قبالة ساحل المحيط الهادئ. كانت الغواصة الروسية وهي من فئة "ماليوتكا" قد فقدت خلال الحرب في خليج بطرس الأكبر، الواقع على الساحل الجنوبي لإقليم بريمورسكي، وذلك وفقا لما ذكرته مجلة "نيوزويك" الأمريكية. وأوضحت المجلة أن أهمية هذا الاكتشاف تكمن في أنه ينهي بحثًا استمر عقدين عن القطعة البحرية التي غرقت وعلى متنها 22 فردًا من أفراد الطاقم. وذكرت وكالة الأنباء الحكومية الروسية "ريا نوفوستي" أن البحارة الروس عثروا على الغواصة السوفياتية "M-49"، التي يُعتقد أنها غرقت في 16 أغسطس/آب 1941، بعدما "اختفت دون أثر". وقالت الوكالة أن غواصة" M-63 " غرقت أيضًا في الشهر نفسه أثناء مهمة قتالية في المنطقة الجنوبية الغربية من الخليج وأضافت أن البحث عن الغواصتين بدأ قبل 20 عامًا. وعثرت سفينة الإنقاذ التابعة لأسطول المحيط الهادئ، "إيغور بيلوسوف"، على الغواصة "M-49 " باستخدام مركبات تحت الماء يتم التحكم فيها عن بُعد حيث حدد البحارة أن حجم وشكل وتسليح القطعة الغارقة يطابق غواصة من فئة "ماليوتكا". وفي بيان له، صرح أسطول المحيط الهادئ الروسي "بعد بحث مطول أجراه أسطول المحيط الهادئ، بدعم نشط من منظمات الغواصات المخضرمة، عُثر على غواصة من فئة ماليوتكا غرقت خلال الحرب العالمية الثانية في خليج بطرس الأكبر". وكشف مسؤولون بأن عدة سفن أخرى تابعة لأسطول المحيط الهادئ شاركت في عمليات البحث على مدار العقدين الماضيين. كانت الغواصة" M-49 " قد أُطلقت في أوائل عام 1939، وانضمت إلى أسطول المحيط الهادئ في نوفمبر/تشرين الثاني من ذلك العام. وقالت قناة" RBC " الروسية إنه "في أغسطس/آب 1941، قامت الغواصة بدورية في منطقة فلاديفوستوك.. كان من الممكن أن تصطدم الغواصة بلغم من الحاجز الدفاعي السوفياتي أثناء إحدى العمليات". وفي تقرير سابق عام 2024، وصفت وكالة أنباء "تاس" الروسية الحكومية أسطول المحيط الهادئ الروسي بأنه "واحد من أكبر الوحدات العملياتية والاستراتيجية في البحرية الروسية والذي يحمي مصالح الدولة الروسية". وذكرت تاس في التقرير الصادر باللغة الإنجليزية "تتمثل المهام الرئيسية لأسطول المحيط الهادئ في الحفاظ على جاهزية القوات النووية الاستراتيجية البحرية للردع النووي، وحماية النشاط الاقتصادي البحري، وضمان سلامة الشحن، ورفع العلم الروسي خلال التدريبات المشتركة مع القوات البحرية الأجنبية وزيارات العمل إلى موانئها". aXA6IDgyLjIxLjIzNi42MyA= جزيرة ام اند امز UA