بقيادة عالم مصري.. ابتكار أسرع مجهر إلكتروني في العالم
تاريخ النشر: 22nd, August 2024 GMT
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.
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".
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.
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:
قصة استيلاء الجيش البريطاني بقيادة "كامبل" على مدينة سافانا بجورجيا
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
تمر علينا اليوم الأحد الموافق 29 ديسمبر، ذكرى احتلال الجيش البريطاني بقيادة أرشيبالد كامبل لـ سافانا في جورجيا، وجاء ذلك خلال حرب الاستقلال الأمريكية.
أرشيبالد كامبل
عقب فوزه الانتخابي ، ترك الكولونيل كامبل شقيقه الأكبر، السير جيمس كامبل، ليشغل مقعده البرلماني، ثم أبحر إلى أمريكا في قيادة فوج المشاة رقم 71، وهو فوج فريزر هايلاندرز ، حيث كانت حرب الاستقلال الأمريكية جارية.
وفي عام 1776، عقب معركة على متن سفينة في ميناء بوسطن، وقع كامبل في قبضة الأمريكيين وظل سجينا حتى عام 1778.
وتزامن القبض على “كامبل” مع القبض البريطاني على البطل الوطني الأمريكي إيثان ألين، والجنرال الأمريكي تشارلز لي، ثم انتشرت شائعات بأنهما تعرضا لسوء المعاملة من قبل البريطانيين، مما كان له تأثير مباشر على كامبل.
وفي فبراير عام 1777، اشتكى “كامبل” من سجن كونكورد إلى الفيكونت هاو من وضعه، ثم تلا ذلك شكاوى ومراسلات بين هاو وجورج واشنطن نيابة عن كامبل.
تدخل واشنطن
وبحلول الشهر التالي، تدخل واشنطن واحتج الكونجرس على أنه لم يكن ينوي التسبب في معاناة غير مبررة لكامبل، وبحلول شهر مايو، كان كامبل يعيش في حانة السجان، وهو تحسن ملحوظ مقارنة بحبسه الانفرادي السابق.
وعقب فترة وجيزة، تم منحه الحرية الكاملة داخل حدود مدينة كونكورد، وخلال هذه السنوات التي قضاها أسير حرب، تمكن من شراء عقار ناب في أرغيل، وفي 6 مايو 1778، أُطلق سراحه مقابل إيثان ألين.
معركة سافانا وحاكم جورجيا
عقب مرور ستة أشهر من إطلاق سراحه، أمر كامبل بقيادة 3000 رجل من نيويورك إلى جورجيا ، وفي أواخر ديسمبر فاز جيشه بمعركة سافانا ، ثم عقباها انتصار آخر في أوغوستا، وأشاد المعاصرون من كلا الجانبين بالإنسانية وضبط النفس الذي أظهره كامبل.
وباعتبار أرشيبالد كامبل فاتح لسافانا، فكان اهتمامه المباشر هو تخفيف قسوة الحرب، وإرضاء حكومته العادلة، أولئك الذين خضعوا في المقام الأول لتفوق سلاحه.
ورغم أنه أطلق سراحه مؤخرًا من الحبس الضيق والصارم، الذي عانى منه نتيجة للإهانات التي تعرض لها الجنرال تشارلز لي، وهو سجين في نيويورك، إلا أنه لم يكن يضمر أي ضغينة، واعتبر معاناته نتيجة للضرورة، وليس اضطهادًا متعمدا. وكان القمع غريبا عن طبيعته، ولا يتفق مع ممارسته.
ولقد سمح لنفسه بالتمسك بالمبادئ العزيزة ولم يحجب تصفيقه عن أولئك الذين دعموها بشجاعة، ولم يستخدم أي تهديدات لكسب المهتدين، ولم يستخدم حياة لإيقاعهم في الفخ.
وكان أولئك من السكان الذين قدموا طواعية عرضا للخدمة، يستقبلون بشكل إيجابي؛ ولكنه كان دائمًا غير راغب في دعوتهم إلى حمل السلاح في سبيل القضية البريطانية، خشية أن يقودهم في المجالس المتقلبة لحكوماته إلى الدمار.
لقد رآهم كثيرًا وهم يُغدَقون عليهم بعبارات الدعم الدائم، تاركين أتباعهم المضللين لرحمة الحكومة، التي تخلوا عنها في ساعة شريرة.
كان لدى المقدم كامبل شعور شرف لطيف للغاية بحيث لا يمكن أن يكون أداة للظلم والقمع، فطُلب منه بسرعة التخلي عن قيادته، إلى رئيس أقل صرامة وأكثر استعدادًا لتأييد التدابير القاسية للقائد الأعلى، ثم أصبح حاكم مؤقت لـ جورجيا، وعين جاك ماركوس بريفوست ملازما له وخليفته قبل أن يعود إلى إنجلترا.
اليوم.. بدء تدريب "معلم مادة" بالقاهرة للعام الدراسي 2025