سرُّ الصوت الحاد عند استنشاق الهيليوم

يتربع الهيليوم على رأس مجموعة الغازات النبيلة؛ التي تحتوي النيون والآرغون والكريبتون والزينون والرادون أيضاً (1). وهو غاز أخف من الهواء، عديم اللون والرائحة، غير قابل للاحتراق ويسبب الاختناق، إضافة إلى أنّه يعد أقل العناصر تفاعلاً (1, 2). 

ويتميز بالعديد من الخصائص المثيرة للاهتمام؛ مثل جعل البالونات تطفو ورفع طبقة الصوت، وعلى الرغم من كون هذه الممارسة ضارة للغاية؛ فغالباً ما يُستَنشق الهيليوم من البالونات لإصدار صوت عالٍ وحاد (يشبه الصرير) (1).  

لكن ما التفسير العلمي وراء تغير الصوت عند استنشاق الهيليوم؟!

كما نعلم؛ تهتزُّ الحبال الصوتية عندما يتحدث الناس؛ مما يجعل الهواء يهتز مشكلاً موجات صوتية، وللصوت في الهواء خاصية مهمة؛ وهو أنه ينتقل بسرعة معينة تقارب 750 ميل في الساعة أو 1200 كيلومتر في الساعة، وتعتمد هذه السرعة على مدى ثقل الغازات في الهواء (3) أو ما يسمّى بالوزن الجزيئي وذلك عند درجة حرارة ثابتة (4). ونظراً لأن تركيب الهواء -عادةً- يكون خليطاً ثابتاً من الغازات نفسها؛ فمن المحتمل أنَّنا لن نلاحظ تغيُّراً كبيراً في السرعة، أي يبدو الصوت الذي نسمعه عادةً بالهيئة التي نسمعه بها لأن الناس يتنفسون الهواء، لكن ماذا لو استنشقنا غازاً مختلفاً إلى جانب الهواء؛ الهيليوم مثلاً (3)؟ 

إنَّ سرعة الصوت في الهيليوم أكبر منها في الهواء لأن الهيليوم أخف منه، وهو سبب طفو بالونات الهيليوم، وهذا ما يجعل الصوت مرتفعاً جدَّاً مثل صوت بطُّوط (3) أو حادَّاً مثل صوت ميكي ماوس (2). ومن ناحية أخرى؛ فعند تنفّس غاز أثقل من الهواء مثل سداسي فلوريد الكبريت Sulfur hexafluoride (SF6) الأثقل بخمس مرات من الهواء؛ (4) فإن الصوت يصبح منخفضاً جدَّاً لأنه ينتقل انتقالاً أبطأ في الغازات الثقيلة (3).

يمكن أن يؤدي استنشاق الهيليوم إلى فقدان الوعي وحدوث صَمَّة غازية في الشرايين الدماغية ( أي انسداد فيها)، مؤديَّاً إلى العمى التام مؤقتاً؛ وذلك بسبب تمزق الأوعية الدموية في الرئتين؛ مما يسمح للغاز بالوصول إلى الأوعية الرئوية ومنها إلى الدماغ (1).

ولكن؛ تجدر الإشارة إلى أن الهيليوم قد يُستخدَم -طبيَّاً- في بعض  الإجراءات؛ مثل حالات عدم حصول المرضى المصابين بانسداد رئوي على كمية كافية من الأكسجين في الدم، وقد اقترح احتمال الاستفادة منه في الربو الحاد،  وانسداد مجرى الهواء العلوي، وسَورات مرض الانسداد الرئوي المزمن (أي حالات تفاقمه) أيضاً (2). 

للاطّلاع على الصوت الذي يصدر عند استنشاق الهيليوم وSF6:

المصادر: