سنعيد كتابة العلم بأبجدية عربية

  • الرئيسية
  • الفئات
  • الباحثون السوريون TV
  • من نحن
  • اتصل بنا
  • About Us
x
جارِ تحميل الفئات

باحثون يخلقون ثقباً دوديّاً مغناطيسيّاً.

الفيزياء والفلك >>>> فيزياء


تم حفظ حجم الخط المختار

Image: ©iStock.com

بدايةً لنُنصف علماء الفيزياء فهُم لم يسرقوا فكرة الثقب الدودي من روايات الخيال العلميّ حيث أنّ فكرة الثقب الدوديّ أتت من نظريات العالم ألبرت أينشتاين. وبالتحديد في عام 1935م حين أدرك اينشتاين وزميله ناثان روزن أنّ نظرية النسبيّة العامّة تسمح بوجود جسورٍ يمكنها وصل نقطتين مختلفتين في الزمان والمكان. استخدم مؤلفو روايات الخيال العلمي الثقب الدوديّ في نقل الأجسام عبر المجرّات والكواكب، أمّا الفيزيائيّون فصمموا هذا الثقب الدودي ليشكّل نفقاً يمرّ عبره الحقل المغناطيسيّ في الفضاء من مكانٍ إلى آخر. نظريّاً تسمح جسور اينشتاين-روزن أو ما يسمى بالثقوب الدوديّة بانتقال نفقيٍّ آني عبر مسافاتٍ كبيرةٍ، إلّا أنّ الجسور في هذه النظرية بالغة الصغر ولهذا فإنّ الأجسام العاديّة لا يمكنها السفر عبرها. حتى لحظة كتابة هذه السطور لم يجد أحد أدلّةً على وجود مثل هذه الثقوب الدوديّة الزمكانيّة في الفضاء.
ولكن لا تُصَب بخيبة الأمل فالعلماء لم يفقدوا حماسهم وحاولوا خلق مثل هذه الثقوب مخبريّاً وذلك لاستعمالها في تقنيّةٍ أخرى من التقنيّات الموجودة في روايات الخيال العلميّ، عباءة الإخفاء Invisibility Cloak، وطرحت هذه الفكرة لأولّ مرّة في مقالٍ نُشِر عام 2007 في مجلّة Physical Review. إذ حاولوا صنع ثقبٍ دوديٍّ يحجب الأمواج الكهرومغناطيسيّة (الضوء) عن الرؤية بالنسبة لمراقبٍ خارجيّ. إلّا أنّ المشكلة التي واجهتهم كانت أن المواد اللازمة لإخفاء الضوء غير عمليّةٍ ومن الصعب التعامل معها.

الثقب الدوديّ المغناطيسيّ:
ولكن تبيّن لاحقاً أنّ المواد المطلوبة لإخفاء الحقل المغناطيسيّ متوفرة ومن السهل الحصول عليها. وعندها قام العلماء بصنع جهازٍ يعمل كثقبٍ دوديٍ مغناطيسيّاً.
قال جوردي بارت كامبس طالب الدكتوراة في جامعة أوتونومس في برشلونة في إسبانيا: "هذا الجهاز يستطيع نقل حقلٍ مغناطيسيٍّ من نقطةٍ في الفضاء إلى أخرى وذلك عبر مسارٍ خفيٍّ مغناطيسياً. أي كأنّه ينقل الحقل المغناطيسيّ عبر بُعدٍ إضافيٍّ استثنائيٍّ، ومن وجهة نظرٍ مغناطيسيّةٍ، هذا الجهاز يؤدّي دور ثقبٍ دوديّ".
يتكوّن هذا الجهاز من ثلاثة أقسام:
الأولّ هو ناقل فائق Superconductor على شكل أسطوانةٍ حلزونيّةٍ والذي بإمكانه نقل مستوياتٍ مرتفعةٍ من التيّار الكهربائيّ. يسمّى هذا الجزء بالقلب الداخليّ وهو ضروريّ لحرف أو حني خطوط الحقل المغناطيسيّ وهو يُعتَبر الخطوة الأولى في إزالة اضطرابات الحقل المغناطيسيّ.
الجزء الثاني والثالث هما كرتان متحدتّا المركز.


Image: (Image: Jordi Prat-Camps and Universitat Autònoma de Barcelona)

مهمة القلب الأسطوانيّ هي تمرير الحقل المغناطيسيّ عبره من نقطةٍ إلى أخرى، أما الطبقتين الباقيتين فمهمتهما إخفاء وجود هذا الحقل المغناطيسيّ.
يُصنَع القلب الأسطوانيّ من مزيجٍ من مواد خاصةٍ عالية النفاذية المغناطيسية تؤمّن أكبر تدفقٍ ممكنٍ للحقل المغناطيسيّ تدعى بـ mu-metal (وهي خليطة من المعادن لا تحتفظ بأيّ أثرٍ مغناطيسيٍّ بعد زوال الحقل الممغنط وتتكوّن غالباً في ثمانين بالمئة من النيكل وعشرون بالمئة من الحديد وتستخدم في تغليف الأجهزة الإلكترونيّة الحسّاسة للحقول المغناطيسيّة).
الطبقة الثانية هي عبارة عن طبقةٍ رقيقةٍ مصنوعةٍ من مادّةٍ فائقة الناقليّة للحرارة تدعى أكسيد يتريوم الباريوم النحاسي (yttrium barium copper oxide)، تغطّي الأسطوانة الداخليّة وتقوم بحرف الحقل المغناطيسيّ الذي يمرّ عبرها، أما الغلاف الخارجيّ فمصنوع أيضاً من معدن mu-metal مؤلفٍ من مئة وخمسين قطعةً منفصلةً مرتّبةً بطريقةٍ محدّدةٍ وبشكلٍ مثاليٍّ لإلغاء أثر الحقل المغناطيسيّ الصادر عن القلب الداخليّ.
تصدر عادةً خطوط الحقل المغناطيسيّ من نقطةٍ محددةٍ وتتخامد مع الزمن. ولكن يمكن كشف أثر الحقل المغناطيسيّ من أيّ نقطةٍ في الفضاء المحيط به، أمّا في هذا النفق الدوديّ فينتقل الحقل المغناطيسيّ من أحد أطراف الأسطوانة إلى الطرف الآخر ويكون خفيّاً أثناء الانتقال فيبدو وكأنه ظهر من العدم في الطرف الآخر للأسطوانة.


Image: (Image: Jordi Prat-Camps and Universitat Autònoma de Barcelona)

Image: (Image: Jordi Prat-Camps and Universitat Autònoma de Barcelona)

لهذه التقنيّة تطبيقات علميّة، على سبيل المثال في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسيّ، حيث تستخدم هذه الأجهزة مغناطيساً ضخماً على شكل أنبوبٍ أسطوانيٍّ وتتطلّب أن يتواجد المريض في منتصف هذا الأنبوب الضيّق ليتمّ أخذ صورةٍ تشخيصيّةٍ له. الآن فلنتخيّل وجود جهازٍ ينقل الحقل المغناطيسيّ من مصدره إلى جهةٍ أخرى، هذا سيمكّننا من التقاط صورٍ لمختلف أجزاء الجسم دون الحاجة لوجود المريض داخل أنبوبّ ضيّقٍ. وهذا يريح المرضى وخصوصاً الذين يعانون رُهاب الأماكن المغلقة من التواجد في مساحةٍ ضيقةٍ مثل جهاز الرنين المغناطيسيّ.
للوصول إلى هذه التقنية على الباحثين القيام بتعديلٍ على شكل جهاز الثقب الدوديّ المغناطيسيّ من شكل كرةٍ وهو الشكل الأبسط لعمل النموذج، إلى شكلٍ أسطوانيٍّ يُمكنّنا من توجيه الجهاز نحو اتجاهٍ معيّنٍ، إذ أنّ هذا ضروريّ في التطبيقات الطبيّة.
التطّور التكنولوجيّ السريع الذي تشهده البشريّة حولّ الكثير من أحلام مؤلفي روايات الخيال العلميّ إلى حقيقة، ولا أحد يدري ما هي التقنيّة الخياليّة القادمة التي ستتحوّل إلى حقيقة.

المصادر:
هنا
هنا

مواضيع مرتبطة إضافية

المزيد >


شارك

تفاصيل

27-03-2016
6473
البوست

المساهمون في الإعداد

إعداد: Ra'uf Tailony
تدقيق علمي: Sami Hilali
تعديل الصورة: Mohammad Abo Moussa
نشر: Kotiba Khalifa

تابعنا على الإنستاغرام


من أعد المقال؟

Ra'uf Tailony
Sami Hilali
Mohammad Abo Moussa
Kotiba Khalifa

مواضيع مرتبطة

تقنية جديدة تفتح الباب لخلايا شمسية أفضل

ماهو مفعول النفق الكمومي

أساسيات الرصد الفلكي_ الجزأ الثاني: القَدْر

الثقوب السوداء ليست "سوداء تماما" كما اعتقدناها

قصّةُ الهاتِفِ الذكيّ الأصليّ: الأسطُرلاب

سلسلة الأشعة الكهرومغناطيسية: 8- أشعة غاما Gamma rays.

تقنية جديدة تسمح بتغيير بنية الغرافين قد تقودنا لمعالجات أصغر وأسرع

دراسة جديدة تؤكد وجود المادة المظلمة في قلب مجرتنا درب التبانة

صور من المركبة كاسيني تظهر ولادة قمر جديد لزحل

الكوكب GJ1138b يمتلِكُ غلافًا جويًا

شركاؤنا

روابط مهمة

  • الشركاء التعليميون
  • حقوق الملكية
  • أسئلة مكررة
  • ميثاق الشرف
  • سياسة الكوكيز
  • شركاؤنا
  • دليل الشراكة
جميع الحقوق محفوظة لمبادرة "الباحثون السوريون" - 2019