أحدث الأخبار مع #المجلسالوطنيللبحوث
أخبار اليوم المصرية
منذ 11 ساعات
- صحة
- أخبار اليوم المصرية
سر انطفاء توهج الإنسان «الخفي» عند الموت
كشفت دراسة حديثة، أجرتها جامعة كالجاري بالتعاون مع المجلس الوطني للبحوث في كندا، عن ظاهرة مذهلة تتمثل في انبعاث ضوء خافت للغاية، يعرف باسم "الفوتونات الحيوية"، من الكائنات الحية، بما في ذلك البشر. وأوضحت الدراسة، التي نشرت نتائجها في مجلة The Journal of Physical Chemistry Letters، أن هذا الضوء غير المرئي للعين المجردة، يتلاشى بسرعة عند وفاة الكائن الحي، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم العمليات الحيوية، وإمكانية تطوير أدوات تشخيصية مبتكرة. اقرأ أيضًا | - اكتشاف الضوء الخفي وعلى الرغم من أن فكرة انبعاث ضوء من الكائنات الحية ليست جديدة تمامًا، حيث تم اكتشاف هذه الظاهرة للمرة الأولى في عام 2009، إلا أن الدراسة الحديثة قدمت تحليلًا معمقًا لهذه العملية، خاصة فيما يتعلق بتلاشي هذا الضوء عند الموت. هذا وقد قام الباحثون، بتحليل هذه الظاهرة في الفئران قبل وبعد نفوقها، وخلصوا إلى أن انبعاث الفوتونات الحيوية ينخفض بشكل ملحوظ وسريع بعد الوفاة. ويعتقد العلماء أن مصدر هذا "التوهج" الخافت يكمن في النواتج الثانوية لعمليات التمثيل الغذائي المعقدة التي تحدث داخل الخلايا الحية، وأثناء هذه العمليات، قد تنشأ تفاعلات كيميائية حيوية ذات طاقة عالية قادرة على إطلاق فوتونات، وهي جسيمات الضوء الأساسية. يحمل هذا الاكتشاف، أهمية كبيرة في فهم العمليات الحيوية الأساسية، ويفتح الباب أمام تطبيقات واعدة في مجالات متعددة، منها تطوير تقنيات حساسة للغاية للكشف عن وقياس هذه الفوتونات الحيوية، مما قد يوفر وسيلة غير جراحية لتتبع المشاكل الصحية داخل جسم الإنسان. ويعتقد الباحثون أن نمط انبعاث الفوتونات الحيوية قد يعكس مستوى الإجهاد الخلوي والصحة العامة للأنسجة. وبالتالي، يمكن أن يصبح أداة لمراقبة الصحة، واكتشاف الإصابات في مراحلها المبكرة، أو حتى دراسة عملية الشيخوخة على المستوى الخلوي. وتشير الأبحاث السابقة إلى أن الأجزاء المصابة أو المجهدة من الكائن الحي قد تضيء بشكل أكثر كثافة مقارنة بالأجزاء السليمة، مما يدل على أن استجابات الإجهاد الحيوية تحفز انبعاث الفوتونات. يأتي ما سبق بالإضافة إلى التطبيقات الطبية المحتملة في مراقبة التغيرات الأيضية في الخلايا البشرية، يمكن استخدام هذه التقنية في المجال الزراعي للكشف المبكر عن إجهاد النباتات وحاجتها للتدخل. ويؤكد الباحثون على أن هذه النتائج الأولية تفتح آفاقًا واسعة لمزيد من البحث والاستكشاف في هذا المجال المثير، بهدف تطوير تطبيقات عملية تستفيد من هذه الظاهرة الطبيعية للكشف المبكر عن الأمراض ومراقبة الصحة بشكل عام.
الجزيرة
١٦-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- الجزيرة
العلماء يتمكنون من تحويل الضوء إلى مادة فائقة الصلابة
في عالمنا اليوم، نعرف 3 حالات تقليدية للمادة، وهي الصلبة التي لها شكل ثابت، مثل الجليد أو المعادن، والسائلة التي تتدفق بحرية، مثل الماء، والغازية مثل الهواء، الذي ينتشر لملء أي فراغ. وهناك كذلك حالات مثل البلازما، والتي توجد في الشمس، وتتكون من جسيمات مشحونة كهربائيا. مادة فائقة الصلابة لكن في عالم الفيزياء الكمومية، تظهر حالات أغرب، مثلا يمكن أن تجمع "المادة فائقة الصلابة" بين خصائص الصلب والسائل معا. هذه المادة، يمكنها أن تتصرف مثل الصلب والسائل في نفس الوقت، هذه هي المادة فائقة الصلابة، وهي حالة كمومية غريبة من المادة تمتلك بنية صلبة مثل البلورة، لكنها في نفس الوقت تتدفق بسلاسة مثل السائل من دون أي احتكاك. تخيل صفّا من قطرات الماء يمكنه أن يتحرك بسلاسة، لكن المسافة بين القطرات لا تتغير أبدا، هذا شيء مستحيل في عالمنا العادي، لكنه ممكن في العالم الكمومي. ويقول عالم الفيزياء الذرية والبصرية، إياكوبو كاروسوتو، من جامعة ترينتو في إيطاليا في تصريح رسمي حصلت الجزيرة نت على نسخة منه: "هذه القطرات قادرة على التدفق عبر عائق من دون التعرض لاضطرابات، مع الحفاظ على ترتيبها المكاني ومسافتها المتبادلة من دون تغيير كما يحدث في المواد الصلبة البلورية". وفي إنجاز علمي مذهل، تمكن علماء إيطاليون من تحويل الضوء نفسه إلى مادة فائقة الصلابة، ويمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطورات كبيرة في الفيزياء الكمومية والتقنيات المستقبلية. ولم تكن المواد الصلبة الفائقة تُصنع سابقا إلا من الذرات، لكن الفريق الذي يقوده علماء من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا نجح الآن في صنع مادة صلبة فائقة باستخدام الفوتونات لأول مرة. الضوء وحركاته الضوء هو طاقة نقية، وليس مادة، لذلك فهو لا يتصرف عادة مثل الصلب أو السائل، لكن العلماء استخدموا حيلة فيزيائية ذكية لجعل الضوء يتصرف مثل المادة، بحسب الدراسة التي نشرت في الدورية المرموقة "نيتشر". الخطوة الأولى كانت جعل الضوء "يلتصق" بالمادة، وحتى يصبح الضوء أقرب إلى المادة، يجب دمجه مع جسيمات مادية. وللقيام بذلك، استخدم العلماء حزمة ضوئية مركزة (ليزر) وتم توجيهها على مادة خاصة تُعرف باسم زرنيخيد الغاليوم، وهو مركب من عناصر الغاليوم والزرنيخ. عند اصطدام الضوء بالمادة، بدأ بالتفاعل مع الإلكترونات داخل المادة، مما أدى إلى ظهور جسيمات شبه مادية تُسمى البولاريتونات، وللتقريب يمكن تصور أنها جسيمات "هجينة" جزء من الضوء وجزء من المادة. واصطلاح "شبه مادية" يشير إلى نوع غير معتاد من المادة يسميه العلماء أشباه الجسيمات، ولفهم الفكرة تخيل أنك تلعب مع أصدقائك في حوض سباحة، وعندما تحرك يدك في الماء، ترى تموجات صغيرة تتحرك عبر سطح الماء، هذه التموجات ليست أشياء مادية بحد ذاتها، لكنها تتصرف كأنها كائنات مستقلة تتحرك عبر الماء. وبنفس الطريقة، تكون أشباه الجسيمات، فهي ظواهر تحدث داخل المواد الصلبة، حيث تتحرك الطاقة أو الاضطرابات بطريقة تجعلها تبدو كأنها جسيمات حقيقية، رغم أنها ليست جسيمات مستقلة مثل الإلكترونات أو البروتونات. تطبيقات واعدة وللتأكد من نجاح التجربة، أجرى العلماء بعض الاختبارات المهمة مثل قياس كثافة المادة الناتجة ووجدوا أنها تتوزع في شكل قمتين كبيرتين مع فجوة بينهما، وهو دليل على وجود مادة فائقة الصلابة، كما استخدموا تقنيات أخرى لقياس الحالة الكمومية للنظام، ووجدوا أن الترتيب الكمومي بقي ثابتا عبر النظام بأكمله، وهذا يؤكد أن المادة كانت بالفعل فائقة الصلابة. ويُمثل هذا الابتكار الحديث تقدما كبيرا في فيزياء الكم، حيث يفتح تحويل الضوء إلى حالة صلبة فائقة آفاقا لتقنيات ضوئية جديدة، مثل أجهزة الليزر والأجهزة البصرية من الجيل التالي ذات الأداء المُحسّن والوظائف الجديدة، كما يمكن أن يساعد ذلك على استكشاف أعمق لطبيعة المادة والضوء في العالم الكمومي. إلى جانب ذلك، تتميز المواد الصلبة الفائقة بخصائص كمية فريدة يُمكن تسخيرها لتطوير "كيوبتات" أكثر استقرارا وكفاءة، وهي الوحدات الأساسية للحواسيب الكمومية. ويمكن للمواد فائقة الصلابة كذلك أن تساعد في تطوير أجهزة قياس دقيقة، حيث إن حساسية المواد الصلبة الفائقة للمحفزات الخارجية تجعلها مثاليةً لإنشاء مستشعرات عالية الدقة، ويمكن لهذه المستشعرات أن تُحدث ثورة في المجالات التي تتطلب قياسات دقيقة، بما في ذلك الفيزياء الفلكية وتكنولوجيا النانو.
الوسط
١٤-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- الوسط
علماء الفيزياء يصنعون مادة صلبة فائقة من الضوء
في اكتشاف مذهل، نجح علماء إيطاليون في تحويل الضوء إلى حالة مادة تُعرف باسم «فائقة الصلابة» (Supersolid)، وهو إنجاز يمكن أن يؤدي إلى تطوير تقنيات كمومية وبصرية جديدة. بحسب الدراسة المنشورة في مجلة - - لتحقيق هذا الإنجاز، قام فريق من العلماء بقيادة المجلس الوطني للبحوث (CNR) في إيطاليا بتوجيه شعاع ليزر إلى شبه موصل مصنوع من زرنيخيد الغاليوم. التفاعل بين الفوتونات (جزيئات الضوء) والإثارة في المادة أدى إلى تكوين جسيمات كمومية تسمى «بولاريتونات» (Polaritons). هذه الجسيمات تمتلك خصائص كل من الضوء والمادة، ما سمح للعلماء بتحويل الضوء إلى حالة فائقة الصلابة. التطبيقات المستقبلية هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى تطوير أجهزة بصرية وكمومية جديدة، مثل أجهزة الإضاءة المتقدمة وأجهزة الاستشعار الكمومية. كما أنه يفتح الباب أمام استكشاف حالات كمومية أخرى في أنظمة غير متوازنة. يقول عالم فيزياء المادة المكثفة من جامعة بافيا داريو جيراسي،: "تحقيق هذه الحالة الغريبة من المادة باستخدام الضوء يسمح لنا بدراسة خصائصها الفيزيائية بطريقة جديدة ومتحكم فيها، وربما استغلالها في تطبيقات مستقبلية». ويضيف عالم الفيزياء في معهد النانوتكنولوجيا التابع لـCNR، دانييلي سانفيتو،: «هذا العمل لا يثبت فقط وجود حالة فائقة الصلابة في منصة بصرية، بل يفتح الطريق لاستكشاف حالات كمومية أخرى في أنظمة غير متوازنة».
صدى البلد
٠٧-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- صدى البلد
إنجاز علمي غير مسبوق.. تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة
في تطور ملحوظ، نجح الباحثون في تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة لأول مرة، مما مهد الطريق أمام رؤى جديدة حول الحالات الكمومية غير العادية للمادة. يمثل هذا الإنجاز علامة فارقة مهمة في مجال فيزياء المادة المكثفة. قال ديميتريوس تريبوجورجوس من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا: "لقد حولنا الضوء إلى مادة صلبة هذا رائع جدًا". ويعتمد هذا الإنجاز على عمل سابق قامت به زميلتها العالمة في المركز الوطني للبحوث العلمية دانييل سانفيتو، التي أثبتت منذ أكثر من عقد من الزمان أن الضوء يمكن أن يتصرف مثل السائل. ومع ذلك، فقد ذهب تريبوجيورغوس وسانفيتو وفريقهما إلى أبعد من ذلك من خلال إنشاء ما أطلقوا عليه "مادة صلبة فائقة" كمية. الضوء يصبح كميًا المواد الصلبة الفائقة هي مواد فريدة من نوعها ذات لزوجة صفرية وبنية تشبه البلورات التقليدية، مثل تلك الموجودة في ملح الطعام. وعلى عكس المواد النموذجية، التي تتصرف وفقًا لقوانين الفيزياء المألوفة، توجد المواد الصلبة الفائقة بشكل أساسي في عالم الكم، وفقًا لما ذكره موقع نيوساينتيست. حتى الآن، لم يكن من الممكن الحصول على مثل هذه المواد إلا في تجارب خاضعة للرقابة تتضمن ذرات مبردة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية - وهي الظروف التي تصبح فيها التأثيرات الكمومية بارزة وقابلة للملاحظة. وقد انحرفت التجربة الأخيرة عن الأساليب السابقة من خلال استخدام أشباه الموصلات المعروفة باسم زرنيخيد الجاليوم والألومنيوم بدلاً من الذرات شديدة البرودة. وجه الباحثون ليزرًا إلى قطعة ذات نمط محدد من أشباه الموصلات، والتي تتميز بخطوط ضيقة. أدى هذا التفاعل بين الضوء وأشباه الموصلات إلى تكوين جسيمات هجينة تسمى البولاريتونات. لعب نمط الخطوط دورًا حاسمًا من خلال تقييد كيفية تحرك هذه الجسيمات شبه الجسيمية ومستويات طاقتها، مما مكن البولاريتونات في النهاية من الاندماج في حالة فائقة الصلابة. واجه الفريق تحديًا كبيرًا لتعزيز نتائجهم: فقد احتاجوا إلى قياس ما يكفي من خصائص هذه المادة الصلبة الفائقة المتكونة حديثًا بدقة، وتقديم دليل على أنها أظهرت حقًا خصائص كل من المادة الصلبة والسائلة بدون لزوجة. سلط سانفيتو الضوء على تعقيد المهمة، مشيرًا إلى أنه لم يتم إنشاء مادة صلبة فائقة مصنوعة من الضوء أو التحقق من صحتها تجريبياً من قبل. مادة صلبة فائقة من أشعة الليزر أكد ألبرتو براماتي من جامعة السوربون في فرنسا أيضًا على أهمية الدراسة، مشيرًا إلى أنها تساهم في فهم أوسع لكيفية تغيير المادة الكمومية لحالاتها من خلال انتقال الطور. وفي حين أظهر الفريق بشكل مقنع أنهم أنتجوا مادة صلبة فائقة، أقر براماتي بأن هناك حاجة إلى قياسات وتحليلات إضافية لفهم خصائصها بشكل كامل. أعرب تريبوجورجوس عن تفاؤله بشأن فرص البحث المستقبلية التي تنطوي على المواد الصلبة الفائقة القائمة على الضوء. واقترح أن هذه الأشكال من المادة قد تكون أكثر قابلية للإدارة من تلك التي يتم توليدها من الذرات. يمكن أن تؤدي هذه الخاصية إلى استكشاف أعمق للحالات الجديدة وغير المتوقعة للمادة والتطبيقات العملية في تكنولوجيا الكم. مع استمرار تطور مجال الفيزياء الكمومية، فإن إنشاء مادة صلبة فائقة القائمة على الضوء يمثل بداية مثيرة للباحثين. مع وجود الكثير لاكتشافه حول سلوك هذه الحالة الجديدة من المادة، يحرص العلماء على الخوض بشكل أعمق في الفروق الدقيقة الخاصة بها، مما قد يؤدي إلى اكتشاف تطبيقات رائدة في السنوات القادمة. المصدر: interestingengineering
أخبار مصر
٠٧-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- أخبار مصر
إنجاز علمي غير مسبوق.. تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة
إنجاز علمي غير مسبوق.. تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة نجح فريق من الباحثين في تحقيق إنجاز علمي غير مسبوق بتحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة لأول مرة، ما يفتح آفاقا لفهم الحالات الكمية غير التقليدية للمادة.يعتبر هذا الإنجاز، بقيادة فريق البحث من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا، خطوة مهمة في مجال فيزياء المادة المكثفة. ووصفه ديميتريوس تريبوجورغوس، أحد أعضاء الفريق البحثي، بأنه 'رائع جدا'، خاصة أنه يعتمد على أعمال سابقة قام بها دانييل سانفيتو، زميل تريبوجورغوس، الذي أظهر في الماضي أن الضوء يمكن أن يتصرف مثل السائل. لكن الفريق الحالي نجح في إنشاء 'المادة الصلبة الفائقة' الكمومية، وهو تطور جديد في هذا المجال. To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video وتتميز المواد الصلبة الفائقة بلزوجة صفرية وبنية تشبه البلورات التقليدية، مثل ملح الطعام. لكنها تختلف عن المواد التقليدية التي تتصرف وفقا لقوانين الفيزياء المألوفة. وتوجد هذه المواد بشكل أساسي في عالم الكم، وتتم دراستها عادة في تجارب تتطلب درجات حرارة منخفضة للغاية لإظهار التأثيرات الكمية.لكن في التجربة الجديدة، استخدم فريق البحث أشباه الموصلات من نوع 'زرنيخيد الألومنيوم والغاليوم' (يستخدم هذا المركب على نطاق واسع في…..لقراءة المقال بالكامل، يرجى الضغط على زر 'إقرأ على الموقع الرسمي' أدناه
