اكتشاف ظاهرة "ثورية" يمكن أن تحل لغزا عمره 80 عاما
تاريخ النشر: 28th, April 2024 GMT
اكتشف العلماء ظاهرة تتعلق بالمياه من شأنها أن تغير بشكل جذري فهمهم لكيفية عمل العالم ويمكن أن تؤدي إلى تقنيات جديدة تماما.
ومنذ آلاف السنين، لاحظ البشر واستخدموا التبخر، وهي العملية التي يتحول من خلالها الماء من سائل إلى بخار. ومع ذلك، فإن الاكتشاف الرائد الذي أجراه باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) مؤخرا يتحدى فهمنا التقليدي للتبخر، وتكشف النتائج التي توصلوا إليها أن الضوء، وليس الحرارة فقط، يلعب دورا حاسما في تحفيز هذه الظاهرة.
Researchers led by Professor Gang Chen have discovered a new phenomenon: light can cause evaporation of water from its surface without the need for heat. Pictured is a lab device designed to measure the “photomolecular effect,” using laser beams.https://t.co/7F8G27FFhQpic.twitter.com/lLjAKo8MZg
— MIT MechE (@MITMechE) April 26, 2024وكشف فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عن عملية تسمى "التأثير الجزيئي الضوئي" (photomolecular effect) والتي توضح لأول مرة أن الماء يمكن أن يتبخر من دون مصدر للحرارة باستخدام الضوء وحده.
إقرأ المزيد
ووجد الفريق أن الضوء الذي يضرب سطح الماء يمكن أن يحرر جزيئات الماء مباشرة، ما يؤدي إلى تبخرها في الهواء. ويحدث هذا التأثير بشكل مستقل عن الحرارة، ما يقلب اعتقادنا القديم بأن الطاقة الحرارية هي المحرك الوحيد للتبخر.
وقد يحل هذا البحث لغزا عمره 80 عاما حول سبب امتصاص السحب لأشعة الشمس بطريقة تبدو وكأنها تتحدى قوانين الفيزياء.
ولعقود من الزمن، ظل العلماء وخبراء المناخ في حيرة بشأن التناقض في كيفية امتصاص السحب للضوء أكثر مما تتوقعه النماذج التقليدية. ويشير العلماء الآن إلى أن الآلية المكتشفة حديثا قد تكون مسؤولة عن هذا الامتصاص الزائد، ما قد يؤدي إلى تحسين الحسابات المناخية المرتبطة بالسحب.
ويقول شيولين روان، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة بوردو، الذي لم يشارك في البحث: "إن اكتشاف التبخر الناجم عن الضوء بدلا من الحرارة يوفر معرفة جديدة للتفاعل بين الماء الخفيف. ويمكن أن يساعدنا على اكتساب فهم جديد لكيفية تفاعل ضوء الشمس مع السحاب والضباب والمحيطات وغيرها من المسطحات المائية الطبيعية للتأثير على الطقس والمناخ".
مضيفا: "يعد هذا البحث من بين مجموعة نادرة من الاكتشافات الثورية الحقيقية التي لا تحظى بقبول واسع النطاق من قبل المجتمع العلمي على الفور، ولكنها تستغرق أحيانا وقتا طويلا لتأكيدها".
إقرأ المزيدوتابع: "يمكن أن يؤثر هذا الاكتشاف على كل شيء، بدءا من حسابات تغير المناخ وحتى التنبؤات الجوية، بينما يفتح أيضا تطبيقات عملية جديدة لأشياء، مثل الطاقة وإنتاج المياه النظيفة".
ومن المرجح أن تأتي التطبيقات المبكرة ضمن أنظمة تحلية المياه بالطاقة الشمسية، وفقا للعلماء، ما يسمح بطريقة أكثر كفاءة لإنتاج المياه العذبة من التقنيات الحالية.
وقال جانغ تشن، الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والذي شارك في البحث: "أعتقد أن هذا له الكثير من التطبيقات. نحن نستكشف كل هذه الاتجاهات المختلفة. وبطبيعة الحال، فإنه يؤثر أيضا على العلوم الأساسية، مثل تأثيرات السحب على المناخ، لأن السحب هي الجانب الأكثر غموضا في النماذج المناخية".
نُشرت النتائج في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)، في دراسة بعنوان "التأثير الجزيئي الضوئي: تفاعل الضوء المرئي مع واجهة الهواء والماء".
المصدر: إندبندنت
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات دراسات علمية فيزياء معلومات عامة معلومات علمية یمکن أن
إقرأ أيضاً:
تشريح جثة حيوان عمره 130 ألف سنة
داخل مختبر في أقصى شرق روسيا، ينشغل العلماء في تشريح جثة تعود إلى 130 ألف سنة وهي لماموث عُثر عليها خلال العام الفائت في حالة حفظ مدهشة.
وقد احتفظ جلد "إيانا"، الذي لا يزال يلتصق به بعض الشعر، بلونه البني الرمادي، كما أن جذع الحيوان المتجعد منحن وموجه نحو الفم.
يمكن التعرف على مدارات عيني الماموث بشكل واضح، وقوائمه تشبه إلى حد كبير قوائم قريبه الفيل.
ويقول أرتيمي غونتشاروف، رئيس مختبر الجينوميات الوظيفية والبروتينات للكائنات الحية الدقيقة في معهد الطب التجريبي في سانت بطرسبرغ "إن هذا التشريح يشكل فرصة لنا لدراسة ماضي كوكبنا".
يبدو أن "إيانا"، وهي أنثى ماموث، نجت من ويلات آلاف السنين التي أمضتها في أحشاء الجليد الدائم في جمهورية ساخا الروسية، وهي منطقة عملاقة في سيبيريا.
وبحسب علماء روس، فإن الماموث "إيانا" التي يبلغ طولها 1,20 متر عند الكتف وطولها مترين، ووزنها 180 كيلوغراما، قد تكون أفضل عينة ماموث محفوظة في العالم.
المعدة والأمعاء والقولون
يبدو أن عملية التشريح، التي أجراها بضعة علماء في نهاية مارس الماضي، في متحف الماموث في ياكوتسك، عاصمة المنطقة، كانت بمثابة لقية استثنائية.
ببدلاتهم البيضاء المعقمة، ووجوههم المخفية خلف نظارات واقية وقناع، يمضي علماء الحيوان وعلماء الأحياء ساعات في العمل حول الجزء الأمامي من الماموث الذي انقرضت أنواعه منذ ما يقرب من 4000 عام.
يوضح أرتيمي غونتشاروف أنه "تم الحفاظ على العديد من الأعضاء والأنسجة بشكل جيد للغاية".
ويشير إلى أن "الجهاز الهضمي محفوظ جزئيا، وكذلك المعدة وأجزاء من الأمعاء، وخصوصا القولون"، باعتبارها العناصر التي يأخذ منها العلماء "الكائنات الحية الدقيقة القديمة من أجل دراسة علاقتها التطورية بالكائنات الحية الدقيقة الحالية".
بينما يقطع أحد العلماء جلد "إيانا" بالمقص، يُحدث عالم آخر شقا في الجوف باستخدام مشرط. وتُوضع الأنسجة، التي جُمعت بهذه الطريقة، في زجاجات وأكياس محكمة الإغلاق قبل التحليل.
على طاولة تشريح أخرى توجد الأجزاء الخلفية من الحيوان الضخم، والتي ظلت مغروسة في الجرف عندما سقط الجزء الأمامي في الأسفل.
وتبدو الرائحة المنبعثة من الماموث كأنها مزيج من التربة المخمرة واللحم المحفوظ في التربة السيبيرية.
سن الحليب
يقدر "العمر الجيولوجي" لـ"إيانا"، أي الفترة التي عاشت فيها، في البداية بنحو 50 ألف عام، ولكنه حُدّد لاحقا بأنه "أكثر من 130 ألف عام" بعد تحليل طبقة التربة الصقيعية التي وُجدت فيها "إيانا"، على ما يوضح ماكسيم تشيبراسوف مدير متحف الماموث في الجامعة الفدرالية الشمالية الشرقية في روسيا.
أما بالنسبة لـ"عمرها البيولوجي"، فيلفت تشيبراسوف إلى أن "من الواضح أنها كانت تبلغ أكثر من عام (عند نفوقها) لأن سن الحليب كانت قد نبتت لديها". ولا يزال يتعين تحديد سبب موت "إيانا" في سن مبكرة.
يكمن سر الحفاظ الاستثنائي على الماموث في "التربة الصقيعية" التي تبقى متجمدة طوال العام، وتشكّل ما يشبه ثلاجة عملاقة تحافظ على جيف الحيوانات ما قبل التاريخ.
ولكن جرى اكتشاف جيفة "إيانا" بسبب ذوبان الجليد الدائم، وهي ظاهرة يعتقد المجتمع العلمي أنها ناجمة عن الاحترار المناخي.
ويوضح أرتيمي غونشاروف العالم في سانت بطرسبرغ أن البحث الميكروبيولوجي يسمح بدراسة جيف الحيوانات مثل "إيانا"، فضلا عن "المخاطر البيولوجية" الناجمة عن الاحترار.
ارتفاع درجات الحرارة على جميع الأنحاء اليوم مع رياح مثيرة للأتربة