بصمة الجزيئات أسرع 100 مرة

المناطق_متابعات
ابتكر باحثون في جامعة طوكيو تقدماً كبيراً لزيادة قياس البصمة الاهتزازية الخاصة بالجزيئات، بزيادة سرعتها بـ 100 مرة ضعف الطرق التقليدية، والتي كانت أحد تحدياتها مدى بطء إجراء هذه القياسات.
وفقاً للدراسة المنشورة في مجلة «العلوم فائقة السرعة»، فإن هذا التقدم كان ممكناً بفضل نظام ليزر جديد طوره الباحثون في السنوات الأخيرة.
ونجح العلماء في زيادة معدل قياس مطيافية رامان، وهي تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتحديد الجزيئات.
تُعد تقنية قياس طيف رامان واحدة من أكثر الأساليب المستخدمة شيوعًا لهذا الغرض. عندما يتم تسليط شعاع ليزر على الجزيئات، يتفاعل الضوء مع اهتزازات ودورانات الروابط الجزيئية، مما يؤدي إلى تغير في تردد الضوء المتناثر. ويُعد الطيف المتناثر الذي يتم قياسه بمثابة 'بصمة اهتزازية' فريدة للجزيء.
يقول إيديغوتشي، الباحث الرئيسي في هذه الدراسة: 'القياس هو أساس العلم، ولهذا فإننا نسعى جاهدين لتحقيق أفضل أداء في أنظمة القياس لدينا. نحن ملتزمون بشكل خاص بدفع حدود القياسات الضوئية'.
نظرًا لكون طيف رامان تقنية قياس مستخدمة على نطاق واسع، كانت هناك محاولات عديدة لتحسينها. أحد العوامل الرئيسية التي تحد من أدائها هو معدل القياس، مما يجعلها غير قادرة على مواكبة سرعة التغيرات في بعض التفاعلات الكيميائية والفيزيائية. وقد سعى الفريق إلى تحسين معدل القياس من خلال بناء نظام جديد بالكامل.
يقول إيديغوتشي: 'لقد كنت أفكر في هذه الفكرة لأكثر من عشر سنوات دون القدرة على بدء المشروع. كان النظام الليزري الجديد والمثالي الذي طورناه قبل بضع سنوات هو ما جعل التقدم ممكنًا أخيرًا'.
من خلال استغلال خبرتهم في البصريات والفوتونيات، جمع الباحثون بين ثلاثة مكونات: طيف رامان المتماسك، وهو نسخة من طيف رامان تنتج إشارات أقوى مقارنةً بالطيف التقليدي العفوي، ونظام ليزر نابض فائق القصر مصمم خصيصًا، وتقنية تمديد الزمن باستخدام الألياف الضوئية. ونتيجة لذلك، حققوا معدل قياس يبلغ 50 مليون طيف في الثانية، وهو ما يمثل زيادة بمقدار 100 ضعف مقارنةً بأسرع قياس سابق بلغ 50 ألف طيف في الثانية.
وأضاف إيديغوتشي : 'نهدف إلى تطبيق جهاز التحليل الطيفي الخاص بنا في المجهرية، مما يتيح التقاط صور ثنائية أو ثلاثية الأبعاد باستخدام طيف رامان المتناثر. بالإضافة إلى ذلك، نتطلع إلى استخدامه في التحليل الخلوي عبر التدفق من خلال دمج هذه التكنولوجيا مع الأنظمة الميكروية. ستتيح هذه الأنظمة تصويرًا كيميائيًا وتحليلًا طيفيًا لجزيئات حيوية داخل الخلايا أو الأنسجة بشكل سريع وبدون الحاجة إلى وضع علامات'.

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

الدفاع العربي

منذ 2 أيام

• الدفاع العربي

اليابان تكشف عن مدفع ليزر سيغير قواعد اللعبة

محتويات هذا المقال ☟ 1 نظام يغير قواعد اللعبة نظام يغير قواعد اللعبة 2 الأنظمة المرنة اليابان تكشف عن مدفع ليزر في معرض DSEI عرضت وزارة الدفاع اليابانية علناً نظام ليزر عالي الطاقة مثبت على مركبة في معرض DSEI Japan 2025،. مما يوفر نظرة نادرة على إحدى قدرات الطاقة الموجهة الناشئة في البلاد. يجري حاليًا تطوير النظام التجريبي، المسمى رسميًا 'نظام الليزر عالي القدرة المُثبّت على المركبات'، من قِبل وكالة الاستحواذ . والتكنولوجيا واللوجستيات (ATLA) بالتنسيق مع وزارة الدفاع. صمم النظام لتوفير قدرة عالية على الحركة، وتكلفة منخفضة لكل اشتباك. واستجابة محسّنة للدفاع ضد التهديدات الجوية قصيرة المدى، وخاصةً الطائرات بدون طيار. نظام يغير قواعد اللعبة أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد اليابان تكشف عن مدفع ليزر سيغير قواعد اللعبة أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد تم تركيب النموذج الأولي على هيكل شاحنة 8×8، وهو يحتوي على برج ليزر بقوة 10 كيلو وات، مما يوفر. منصة مدمجة ومتحركة قادرة على النشر وإعادة التموضع بسرعة. ووصف مسؤولون دفاعيون في معرض DSEI النظام بأنه نظام محتمل لتغيير قواعد اللعبة في مجال الدفاع الجوي الطبقي. بفضل قدرته على التعامل مع الأهداف دون الاعتماد على الصواريخ الاعتراضية الحركية التقليدية. وفقًا لـ ATLA، من المتوقع أن يُخفّض النظام تكاليف التشغيل بشكل كبير. وأشار أحد المسؤولين خلال المعرض إلى أن 'تكلفة الإطلاق . ضئيلة مقارنةً بالذخائر التقليدية'. ويجري حاليًا تقييم جهاز الليزر التجريبي للاستخدامات الميدانية المستقبلية، في إطار جهود اليابان الأوسع لتحديث قدراتها . في مجال مكافحة الطائرات بدون طيار والدفاع عن النقاط. الأنظمة المرنة أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد اليابان تكشف عن مدفع ليزر سيغير قواعد اللعبة أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد مع استمرار تطور التهديدات الجوية بدون طيار، تعطي اليابان الأولوية للأنظمة المرنة والمتحركة القادرة . على اعتراض الأهداف المنخفضة والبطيئة والصغيرة دون التسبب في أضرار جانبية واسعة النطاق. هذه هي المرة الأولى التي يُعرض فيها نظام الليزر عالي القدرة التابع لقوات الدفاع الذاتي البرية اليابانية (JGSDF) للجمهور. مما يشير إلى نية الانتقال من مرحلة الاختبار المعملي إلى مرحلة التجارب التشغيلية. ولا تزال المنصة قيد التطوير، حيث صرّح المسؤولون بأن الاختبارات الميدانية ستستمر قبل اتخاذ أي قرارات بشأن نشرها. أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد الموقع العربي للدفاع والتسليح | Facebook أو,و,ثم,لأن,كما,حيث,لعل,قد

الوطن

٠٧-٠٤-٢٠٢٥

• الوطن

طابعة نانوية تكشف المجرمين

23:04 الاثنين 07 أبريل 2025 - 09 شوال 1446 هـ ابتكر خبراء معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا أول طابعة رذاذ جافة في العالم، يمكن استخدامها لإنتاج هياكل مختلفة الحجم.ويشير المبتكرون إلى أنه يمكن مثلًا استخدامها لطباعة «مضخمات» الضوء البلازمي، التي يمكن استخدامها للكشف عن أصغر أثر للمواد عند دراسة العينات باستخدام مطيافية رامان. وهذا مهم جدا لعمل خبراء الطب الشرعي، وتحليل تركيب الأشياء الفنية، والبحوث الأثرية والتجارب العلمية الأخرى. وليس للطابعة الجديدة مثيل في العالم. ويقول الباحث فلاديسلاف بوريسوف من المعهد: «تستخدم مطيافية رامان في تحليل تركيب العينات. يحدد هذا التحليل طبيعة المادة من خلال تأثيرات الضوء التي يمكن تحسينها باستخدام الهياكل البلازمية التي طبعناها. أي إننا في الأساس نصنع مضخم إشارة الذي من دونه لا يمكن رؤية كمية صغيرة من المادة، ولكن بطريقتنا، يمكن رؤيتها». آخر تحديث 23:04 الاثنين 07 أبريل 2025 - 09 شوال 1446 هـ

الشرق السعودية

٠٩-٠٢-٢٠٢٥

• الشرق السعودية

البحرية الأميركية تنجح باختبار سلاح ليزر لحرق طائرة مسيرة

نجحت أول مدمرة تابعة للبحرية الأميركية، مجهزة بسلاح ليزر (USS Preble (DDG-88 في اختبار إطلاق نظام سلاح الليزر عالي الطاقة ضد طائرة بدون طيار. وجرى اختبار السلاح، المعروف باسم الليزر عالي الطاقة مع جهاز الإبهار البصري المتكامل والمراقبة HELIOS، في السنة المالية 2024، كما كشف تقرير مدير الاختبار التشغيلي والتقييم السنوي (DOTE) الصادر عن البنتاجون، ونقله موقع EurAsian Times. وأشارت وزارة الطاقة الأميركية، إلى أن الهدف من الاختبار كان التحقق من صحة وظائف وأداء وقدرات HELIOS. وتم نشر المدمرة الأميركية Preble، المجهزة بنظام الأسلحة الليزرية المتطورة HELIOS، في يوكوسوكا باليابان في 12 أكتوبر الماضي. وانضمت إلى مجموعة النخبة من المدمرات التابعة للأسطول السابع الأميركي المكلفة بالحفاظ على الأمن البحري في منطقة المحيطين الهندي والهادئ. واعتُبر هذا النشر دليلاً على أهمية أسلحة الطاقة الموجهة بشكل عام وأسلحة الليزر بشكل خاص. وفي وقت نشرها في اليابان، ذكرت التقارير أن السفينة الحربية الأميركية Perble ستجري اختبارات على ليزرها عالي الطاقة باستخدام نظام بصري مبهر ومراقبة متكاملة، أو نظام HELIOS. ومع ذلك، لم تكشف البحرية الأميركية عما إذا كانت تجربة HELIOS قد أجريت بالفعل في مسرح المحيطين الهندي والهادئ. وتعد USS Perble المدمرة الوحيدة من بين 73 مدمرة من فئة Arleigh Burke في البحرية الأميركية المجهزة بسلاح ليزر عالي الطاقة. وقال موقع EurAsian Times، إن الاختبار الأخير له أهمية كبيرة لأنه يأتي في وقت شهدت فيه الأهداف الجوية الصغيرة مثل الطائرات بدون طيار الانتحارية والذخائر المتسكعة انتشاراً غير مسبوق على مستوى العالم. وعلاوة على ذلك، أصبحت الآن في متناول الجهات الفاعلة الحكومية وغير الحكومية بسهولة، كما حدث مؤخراً في البحر الأحمر، حيث كانت السفن الحربية التابعة للبحرية الأميركية في مهمة صيد الطائرات بدون طيار. ويمكن لأشعة الليزر المركزة تسخين جسم الطائرة بدون طيار بسرعة. وقد يؤدي هذا إلى فشل هيكل الطائرة المسيرة، وحرق أحد الأجنحة في طائرة بدون طيار ثابتة الأجنحة. وتحتل أسلحة الليزر حيزاً كبيراً في خطط الدفاع في جميع أنحاء العالم من خلال توفير بديل اقتصادي وفعال للصواريخ الاعتراضية التي غالباً ما تكلف ملايين الدولارات وتستغرق وقتاً طويلاً لإنتاجها. كما تعمل الصين أيضاً على تجهيز مدمراتها بأسلحة ليزر عالية الطاقة. وفي العام الماضي، ظهرت صورة لسفينة هجومية برمائية من طراز Type 071 تابعة للبحرية الصينية مجهزة بأسلحة ليزر على وسائل التواصل الاجتماعي، ما يشير إلى أن النظام كان يخضع للاختبار. ويعتقد أنه بعد انتهاء الاختبارات التجريبية، يمكن تركيب السلاح على السفن Type 075 وType 055، وهي السفن الحربية العملاقة التابعة للبحرية الصينية. ويظل تطوير أنظمة الأسلحة المعتمدة على الليزر في الصين "محاطاً بالسرية". ليزر مضاد للطائرات المسيرة يعتبر نظام الأسلحة المعروف رسمياً باسم الليزر عالي الطاقة مع جهاز الإبهار البصري المتكامل والمراقبة HELIOS، ليزر بقوة 60 كيلو وات أو أكثر طورته شركة Lockheed Martin. ومُنح عقد تصنيع السلاح للشركة المصنعة في عام 2018. وفي ذلك الوقت، زعمت شركة Lockheed Martin أن نظام HELIOS متعدد المهام، والذي تم دمجه وتوسيعه من حيث التصميم، من شأنه أن يوفر قدرة قتالية ذات صلة تكتيكية بنظام الأسلحة الليزرية كمكون أساسي للهندسة الدفاعية المتعددة الطبقات. ويمكن أيضاً توسيع نطاق HELIOS إلى 120 كيلو وات وإلى 150 كيلو وات. ويتوقع أن تتلقى البحرية الأميركية سلاح HELIOS آخر في هذه الفئة. ويعد HELIOS، مثل أي سلاح ليزر عالي الطاقة، هو جهاز كبير ثابت لإنتاج الطاقة مع مجموعة طاقة موجهة مثبتة في الأعلى. ويقع HELIOS أعلى القاعدة الأمامية الرئيسية للسفينة Preble، والتي استخدمتها متغيرات المدمرة السابقة من فئة Arleigh Burke لإيواء نظام الأسلحة القريبة Mk 15 Phalanx. وينتج النظام قدراً كبيراً من الطاقة لإثارة الفوتونات، التي يتم تركيزها بعد ذلك على هدف معين. ويتسبب هذا في تسخين منطقة مركزة من هذا الهدف حتى يحترق. ويعتبر شعاع الطاقة غير مرئي، والعملية صامتة تقريباً، والشرارات واللهب التي تنبعث من الهدف هي المؤشر المرئي الوحيد للاشتباك. ويقلل استخدام أسلحة الليزر بشكل كبير من عدد الضحايا، وذلك على عكس الأسلحة الحركية، حيث لا يوجد انتقال للزخم، أو موجة صدمة، أو شظايا عالية السرعة. وعلاوة على ذلك، فإن الوقت اللحظي لانطلاق أشعة الليزر عالية الطاقة يمنع الهدف من توجيه الضربة الأولى. وتعتبر أسلحة الليزر فعالة بشكل خاص عند استخدامها مع نظام Aegis Combat System. وقالت جانين ماثيوز، وهي مسؤولة تنفيذية في شركة Lockheed Martin، في العام 2022، إن الشيء المثير للاهتمام حول HELIOS هو أنه ليس مجرد نظام مستقل فهو يحتوي على القطع الأولية للتكامل مع Aegis، وستكون الخطوات التالية هي جعله أحد الاختيارات في مكون نظام الأسلحة في Aegis حتى تتمكن من استخدامه. وبالإضافة إلى إسقاط الأهداف، يمكن استخدام HELIOS كطاقة مُبهرة لإرباك أو تعمية الباحثين البصريين على الطائرات بدون طيار والصواريخ المقتربة. ويمكن للمبهر تقييد الوعي العام للخصم بالموقف من خلال منع أجهزة الاستشعار الخاصة بهم من مراقبة السفينة. ويمكن أيضاً استخدام أجهزة الاستشعار البصرية الموجودة على متن HELIOS لأغراض الاستخبارات والمراقبة والاستطلاع ISR. ومع ذلك، ظهرت بعض العيوب لاستخدام أسلحة الليزر عالية الطاقة نظراً لأن مكونات سلاح الليزر عالي الطاقة حساسة ويتم ترقيتها باستمرار للاستخدام العسكري، ومداها محدود ويتأثر بالظروف الجوية. ومع ذلك، ومع تزايد أهمية الطائرات بدون طيار في القتال الحديث وتنامي خطر الهجمات الصاروخية، برزت الأسلحة الليزرية كمكون حاسم في الاستراتيجية العسكرية الحديثة.