مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

23 خبر
  • خارج الملعب
  • انسحاب إسرائيل من لبنان بين أخذ وردّ
  • المباحثات الروسية الأمريكية في الرياض
  • خارج الملعب

    خارج الملعب

  • انسحاب إسرائيل من لبنان بين أخذ وردّ

    انسحاب إسرائيل من لبنان بين أخذ وردّ

  • المباحثات الروسية الأمريكية في الرياض

    المباحثات الروسية الأمريكية في الرياض

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • اتفاق لوقف إطلاق النار  في غزة

    اتفاق لوقف إطلاق النار في غزة

  • كاتس يعلن تأسيس هيئة حكومية لتمكين "المغادرة الطوعية لسكان غزة"

    كاتس يعلن تأسيس هيئة حكومية لتمكين "المغادرة الطوعية لسكان غزة"

البشرية تقترب من معرفة سبب إمكانية فصل الماء إلى سائلين مختلفين!

يعتبر الجمال المبهر لندفة الثلج، شهادة على الأشكال المذهلة التي يمكن أن تشكلها المياه تحت نقطة التجمد.

البشرية تقترب من معرفة سبب إمكانية فصل الماء إلى سائلين مختلفين!
صورة تعبيرية / Biwa Studio / Gettyimages.ru

وعند تعرضه للضغط، فإن الرقص الأنيق لجزيء H2O يتحول إلى شيء غريب في درجات حرارة شديدة البرودة، ما يؤدي فعليا إلى ربط عقد لتجنب التحول إلى جليد.

وقام باحثون من جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة وSapienza Università di Roma في إيطاليا بفحص سلوك الجزيئات في الماء السائل المضغوط الموضوعة في ظروف تؤدي عادة إلى تبلورها.

وبناء على طريقة جديدة لنمذجة سلوك الماء كتعليق للجسيمات، حددوا السمات الرئيسية لحالتين سائلتين مختلفتين؛ إحداهما "معقدة طوبولوجيا"، مرتبطة في عقدة علوية مشابهة للعقد المملح، والأخرى بتكوين أقل كثافة من حلقات أبسط.

ويقول الكيميائي بجامعة برمنغهام، دويبايان تشاكرابارتي: "هذا النموذج الغروي للماء يوفر عدسة مكبرة في الماء الجزيئي، ويمكننا من كشف أسرار الماء فيما يتعلق بقصة سائلين".

وأشارت النظريات الموضوعة في التسعينيات إلى أنواع التفاعلات الجزيئية التي يمكن أن تحدث عندما يكون الماء شديد البرودة - مبردا إلى درجات حرارة أقل من نقطة التجمد النموذجية دون أن يتجمد.

ودفع العلماء حدود تبريد الماء دون أن يتحول إلى حالة صلبة لسنوات حتى الآن، وتمكنوا في النهاية من الاحتفاظ بها في شكل سائل فوضوي عند درجة حرارة شديدة البرودة - 263 درجة مئوية (-441 درجة فهرنهايت) للحظة منقسمة بدونها يتحول إلى جليد.

وبقدر ما تم إحراز تقدم في إظهار هذه الحالات في المختبر، لا يزال العلماء يحاولون تحديد شكل السوائل فائقة التبريد بالضبط عند حرمانهم من الحرارة.

ومن الواضح أنه في النقاط الحرجة، ترتفع عوامل الجذب القطبية المتنافسة بين جزيئات الماء فوق ضوضاء الطنين الديناميكي الحراري لجزيئات الاهتزاز. وبدون مساحة الكوع للدفع إلى شكل بلوري، تحتاج الجزيئات إلى إيجاد تكوينات مريحة أخرى.

ومع وجود العديد من العوامل في اللعب، يحاول الباحثون عادة تبسيط ما في وسعهم والتركيز على المتغيرات المهمة. وفي هذه الحالة، فإن النظر إلى "كتل" الماء كما لو كانت جزيئات أكبر مذابة في السائل يساعد على فهم التحولات من ترتيب إلى آخر بشكل أفضل.

وأشارت النماذج الحاسوبية القائمة على هذا المنظور إلى تغيير طفيف بين الماء المتباعد، والشكل المصنوع من الجسيمات التي تستقر بالقرب من بعضها البعض في شكل أكثر كثافة.

ومن المثير للاهتمام، أن شكل - أو طوبولوجيا - التفاعلات الجزيئية في هذا المشهد المائي بدا مختلفا تماما أيضا، حيث أصبحت الجزيئات متشابكة في شبكات معقدة أثناء تجمعها، أو أشكال أبسط بقدر ما تنفصل.

ويقول فرانشيسكو سكورتينو، عالم فيزياء المادة المكثفة في Sapienza Università di Roma: "في هذا العمل، نقترح، لأول مرة، رؤية مرحلة انتقال السائل إلى السائل بناء على أفكار تشابك الشبكة. أنا متأكد من أن هذا العمل سيلهم النمذجة النظرية الجديدة القائمة على المفاهيم الطوبولوجية".

وهذه المساحة الغريبة لشبكات الجسيمات المتشابكة جاهزة للاستكشاف. وعلى الرغم من أنها لا تختلف تماما عن السلاسل الطويلة من الجزيئات المترابطة تساهميا، إلا أن هذه العقد عابرة، حيث تتبادل الأعضاء مع تغير البيئة السائلة.

ونظرا لتفاعلاتها المتشابكة، فإن طبيعة الماء السائل الموجود في البيئات ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة يجب أن تكون مختلفة تماما عن أي شيء نجده يتدفق على سطح الأرض.

كما أن معرفة المزيد عن السلوك الطوبولوجي ليس فقط للمياه في ظل هذه الظروف ولكن السوائل الأخرى يمكن أن تعطينا نظرة ثاقبة على نشاط المواد في البيئات المتطرفة أو التي يصعب الوصول إليها، مثل أعماق الكواكب البعيدة.

ونُشر هذا البحث في مجلة Nature Physics.

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

وزير الخزانة الأمريكية يمهل زيلينسكي ساعة واحدة للنظر في اتفاق الموارد المعدنية

"السعودية وغزة".. إعلام عبري يكشف تفاصيل عن خطة ترامب للانتقال من صفقة القرن إلى "التريليون دولار"

ماسك تعليقا على وصول الوفد الروسي للسعودية: هكذا تبدو القيادة الكفؤة

حسام زكي يعلن احتمال تأجيل قمة القاهرة بشأن غزة ويؤكد ضرورة خروج "حماس" من "المشهد"

صحيفة: المرتزقة الأجانب في أوكرانيا يخططون للتوجه إلى إسرائيل بعد انتهاء النزاع

رئيسة وزراء إيطاليا تبدي انزعاجها من "قمة باريس" بشأن أوكرانيا

"فاينانشيال تايمز": القادة الأوروبيون يبحثون إرسال قوات إلى أوكرانيا.. تحفظ ألماني وتحذير روسي

نيبينزيا: هناك فرصة لانتهاء المرحلة الساخنة من النزاع الأوكراني

"فايننشال تايمز": الولايات المتحدة قد تسحب قواتها من دول البلطيق في سياق محادثات مع روسيا

قديروف: لا يجب الاسترخاء وانتظار بدء المفاوضات علينا تعزيز تدريب مقاتلينا