طوّر الباحثون في جامعة أريزونا الأميركية أسرع مجهر إلكتروني في العالم يمكنه التقاط صور ثابتة لإلكترون متحرك بسرعة كبيرة، مما يفتح الباب لتقدم كبير بالفيزياء والكيمياء والهندسة الحيوية وغيرها من النطاقات.

وقاد البحث -الذي نشر في دورية "ساينس أدفانسز"- الدكتور محمد حسن، وهو الأستاذ في تخصص الفيزياء والعلوم البصرية بالجامعة.

تصوير مدهش

وللإلكترون سرعة مدهشة. وفي الذرة، يمكن للإلكترونات السفر بسرعات تصل إلى حوالي 2200 كيلومتر في الثانية، وعند تسريعها بواسطة مجال كهربائي يمكن للإلكترونات أن تصل إلى سرعات تبلغ حوالي 6 آلاف كيلومتر في الثانية، وفي البيئات عالية الطاقة، مثل مسرعات الجسيمات، يمكن تسريع الإلكترونات إلى سرعات قريبة جدًا من سرعة الضوء، لتصل إلى 99.9999992% من سرعة الضوء.

وفي تصريح حصلت الجزيرة نت على نسخة منه، يقول الدكتور حسن "يشبه هذا المجهر كاميرا قوية جدًا في أحدث إصدار من الهواتف الذكية، فهو يسمح لنا بالتقاط صور لأشياء لم نتمكن من رؤيتها من قبل مثل الإلكترونات" ويضيف "نأمل من خلال هذا المجهر أن يتمكن المجتمع العلمي من فهم الفيزياء الكمومية وراء كيفية تصرف الإلكترون وكيف يتحرك".

مجهر الأتو" يقوم بتحويل نبضة فوق بنفسجية تطلق إلكترونات فائقة السرعة مستخدما ليزرين لتحديد حركة الإلكترونات (جامعة أريزونا)

ويعد هذا المجهر نسخة أحدث من المجهر الإلكتروني النافذ (سميت ميكروسكوب الأتو) والذي يعد أداة يستخدمها العلماء والباحثون لتكبير الأشياء حتى ملايين المرات من حجمها الفعلي، وذلك من أجل رؤية تفاصيل صغيرة جدًا يصل عرضها إلى بضع نانومترات حيث لا يمكن للمجهر الضوئي التقليدي اكتشافها.

ولكن بدلاً من استخدام الضوء المرئي، يوجه المجهر الإلكتروني النافذ حزمًا من الإلكترونات إلى أي عينة تتم دراستها، ويتم رصد التفاعل بين الإلكترونات والعينة بواسطة العدسات واكتشافه بواسطة مستشعر الكاميرا من أجل إنشاء صور مفصلة للعينة.

ويتمتع شعاع الإلكترونات بدقة أعلى من الليزر التقليدي ويمكنه اكتشاف أشياء أصغر، مثل الذرات أو سحب الإلكترونات، لأن له طولا موجيا أقصر بفارق كبير. ولفهم الأمر تخيل أن شعاع الضوء أو الإلكترونات هو موجة بحر، ويمثل الطول الموجي المسافة بين قمة موجة والتي تليها.

وبحسب بيان صحفي رسمي من جامعة أريزونا، فقد تم تطوير المجاهر الإلكترونية فائقة السرعة التي تستخدم هذه المبادئ لأول مرة خلال العقد الأول من القرن الـ21، وتستخدم الليزر لتوليد حزم نبضية من الإلكترونات التي توجه إلى العينات، ويتم تحديد دقة المجهر الإلكتروني النافذ من خلال مدة نبضات الإلكترون.

تنشئ النبضات بهذه السرعات سلسلة من الصور والتي يضمها العلماء معا للحصول على ما يشبه الفيلم من المعرفة حول العينة (ويكيبيديا) أصغر لحظة نعرفها

وتعمل المجاهر الإلكترونية فائقة السرعة عن طريق إصدار سلسلة من نبضات بسرعات تبلغ حد الأتو ثانية، وهي جزء من كونتيليون جزء من الثانية، والكونتيليون هو الرقم 1 وأمامه 18 صفرا.

وتنشئ النبضات بهذه السرعات سلسلة من الصور، مثل الإطارات في الفيلم، والتي يضمها العلماء معا للحصول على ما يشبه الفيلم من المعرفة حول العينة.

ومن أجل رؤية إلكترون واحد، قام باحثو جامعة أريزونا في سبق يحدث لأول مرة بتوليد نبضة إلكترونية واحدة لكل الأتو ثانية، وهي نفس سرعة حركة الإلكترونات، ويشبه ذلك أن ترفع سرعة رصد الكاميرا لتتناسب مع سرعة لاعب كرة قدم يجري في الملعب، فتلتقط صورة يبدو بها وكأنه ثابت.

ويوضح بيان جامعة أريزونا أن الدكتور حسن وزملاءه استندوا في عملهم على إنجازات بيير أغوستيني وفيرينك كراوس وآنا لويليير، الذين فازوا بجائزة نوبل في الفيزياء عام 2023 بعد توليد أول نبضة إشعاع فوق بنفسجي شديدة القصر لدرجة أنه يمكن قياسها بزمن الأتو ثانية.

ويضيف الدكتور حسن في تصريحه "لقد كان تحسين الدقة الزمنية داخل المجاهر الإلكترونية متوقعًا منذ فترة طويلة، وكان محور اهتمام العديد من مجموعات البحث، وذلك لأننا جميعًا نريد أن نرى حركة الإلكترونات".

المصدر: الجزيرة

كلمات دلالية: حراك الجامعات حريات جامعة أریزونا

إقرأ أيضاً:

الإحرام الأبرد.. ابتكار سعودي جديد لخدمة ضيوف الرحمن خلال موسم الحج

ابتكرت السلطات السعودية، رداء "الإحرام الأبرد" والذي يُعد أول لباس عالي التقنية في العالم مصمم لتبريد الجسم أثناء أداء مناسك الحج والعمرة بالتزامن مع يوم الإبداع والابتكار العالمي.

ووفق الخطوط السعودية، فإن هذا الرداء تم تصميمه بحيث يلتزم بمبادئ الإحرام الإسلامية للرجال والنساء، إذ يتم استخدام معادن تبريد حاصلة على براءة اختراع وتقنيات امتصاص وتجفيف سريع لخفض درجة حرارة الجلد بمقدار 1-2 درجة مئوية حسب البيئة المحيطة بالإضافة إلى الحماية من الشمس بدرجة UPF 50+ لتوفر هذه التقنية المختبرة مناخًا شخصيًا باردًا لكل حاج.

ويأتي إطلاق هذا المنتج مع قرب بدء موسم حج 1446هـ .

وبدوره ، قال نائب رئيس التسويق بالخطوط السعودية عصام أخونباي في تصريحات له  : "تحرص استراتيجية "السعودية" على تحسين تجربة السفر لكل ضيف، ويعكس "الإحرام الأبرد" التزامنا لتقديم الابتكارات الرائدة التي تضمن الراحة وتركز على ما يهم الضيوف خلال رحلتهم".

وسيكون "الإحرام الأبرد" متاحاً لضيوف "السعودية" بدايةً من يونيو 2025 وسيتم الإعلان عن مزيدٍ من التفاصيل قريباً.

ضوابط السعودية استعدادا لموسم الحج 2025مهلة 48 ساعة لشركات السياحة لاستكمال بيانات الحجاج المصريين| فيديوالغرف السياحية: تطوير مستمر لمنظومة الحج السياحي وتسهيلات جديدة للإجراءاتهل يجب على المرأة استئذان زوجها للحج؟.. أمين الفتوى يجيب

مقالات مشابهة

  • الطالب المبتز وصور الذكاء الاصطناعي.. حكاية سقوط ذئب إلكتروني داخل جامعة خاصة
  • “حمّل فيلماً في 20 ثانية”.. الصين تطلق أسرع شبكة إنترنت في العالم
  • ابتكار علمي جديد يفتح آفاقًا لعلاج «الزهايمر وأمراض الدماغ»
  • الإمارات تقود جهوداً عالمية للوصول إلى عالم خالٍ من الملاريا
  • جامعة الملك عبدالعزيز تُكرم الفائزين بنشاط "ابتكار التعلّم الرقمي"
  • بدء الاستعدادات لحفل إعلان الفائز بالجائزة العالمية للرواية العربية بأبوظبي.. صور
  • الإحرام الأبرد.. ابتكار سعودي جديد لخدمة ضيوف الرحمن خلال موسم الحج
  • نحو عالم ما بعد الغرب: الترامبية وإعادة توزيع مناطق النفوذ في العالم
  • الأمم المتحدة: زعماء العالم يحشدون لعمل مناخي "بأقصى سرعة" قبل مؤتمر كوب 30 بالبرازيل
  • السعدي: لا يمكن أن يبقى الصانع التقليدي كيتخلص بالكاش ونحن مقبلين على كأس العالم