لماذا يتوهج الذهب في وجه الضوء ؟
تاريخ النشر: 18th, October 2023 GMT
ترجمة - أحمد بن عبدالله الكلباني -
يصدر من الشرائح الرقيقة للذهب ضوء خافت بعد أن تتعرض لأشعة الليزر، والآن بدأنا نفهم سبب حدوث ذلك، في توصل لحقيقة تُمَكِّن العلماء من تطوير التفاعلات الكيميائية المفيدة لتخزين الطاقة وتحفيزها في العمليات التي يتم فيها استخدام الذهب، حيث تستخدم رقائق الذهب في أغلب تلك العمليات الكيميائية.
بريق الذهب المعتاد هو نتيجة لانعكاس أشعة الضوء عليه، ولكن رقائق الذهب متناهية الرقة يمكنها كذلك توليد الضوء وإصداره، في عملية تعرف بـ«الفوتولومينسيا» أو «التألق الضوئي»، ويحدث ذلك لأن رقائق الذهب لديها القدرة على تخزين بعض «الفوتونات» الموجودة في أشعة الضوء، ومن ثم تطلق رقائق الذهب «فوتونات» جديدة.
وفي سبيل التحقق من هذا التفسير، قام الباحث «آلان بومان» -أحد منتسبي المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان والمعروف بـ «EPFL»- مع زملائه بالتحقق من ذلك باختبار شرائح رقيقة من الذهب يتراوح سمكها ما بين 13 إلى 113 نانومترًا، حيث قاموا بتعريضها لأشعة قوية من الليزر حتى بدأت تصدر ضوءا بعد ذلك، وقاموا كذلك بتعريض تلك الرقائق المضاءة لجهاز يكشف حجم «الفوتونات» الجديدة التي تصدر من رقائق الذهب لتحليلها.
وصرح «آلان بومان» قائلا: «إن أجهزة الكشف عن الفوتونات كانت حساسة بقدر كبير، لدرجة أنها تمكنت من اكتشاف الطول الموجي للفوتونات الجديدة المنبعثة من رقائق الذهب، حتى عندما كان هناك واحد فقط لكل مليار فوتون من الليزر».
وبالاعتماد على هذه النتيجة ودمجها بأنظمة المحاكاة الحاسوبية، تمكن الباحثون من صناعة نموذج لكيفية حدوث الوميض الضوئي في رقائق الذهب، وهو أشبه بالتلألؤ، وتوصل الباحثون بالفعل إلى الآلية الأساسية لذلك، وهي «الطاقة الصادرة من الفوتون الوارد (الضوء الخارجي) تتحول إلى إلكترون وتُحدث ثقبًا، وهو نقص ذرة مماثل للشحنة يتصرف على عكس الإلكترون في داخل رقائق الذهب، ما يؤدي إلى إصدار فوتون جديد»، وفي أثناء الدراسات تمكن الباحثون من اكتشاف طرق أخرى متعددة لحدوث هذا الأمر.
يقول «آلان بومان» إن بعض الثقوب التي تتحد مع الإلكترونات تفعل ذلك مباشرة، بينما يرتد بعضها داخل رقائق الذهب لفترة وجيزة بدايةً.
ووجد الفريق أيضًا أنه بالنسبة للرقائق التي يزيد سمكها على 40 نانومترًا تقريبًا، فإن بعض خصائص الثقوب والإلكترونات - مثل طاقتها وفاعليتها - تصبح أكثر عرضة للتأثيرات الكمية مما كان معروفًا سابقًا.
إن تَوَصُّلَ الباحثين إلى هذه النتيجة يمكن أن يفيد مطوري الصناعات التي تعتمد على الإلكترونات، وعلى رأس ذلك الخلايا «الكهروضوئية» التي تستعمل في الألواح الشمسية المنتجة للكهرباء.
يقول الباحث «ماثيو شيلدون» المنتسب إلى جامعة «تكساس إيه آند إم إن» إن فهم عملية «الفوتولومينسيا» أو «التألق الضوئي» بهذا التفصيل له ثمار عديدة ويمكن أن يساهم كذلك في تطوير الطريقة التي يستخدم فيها الباحثون رقائق الذهب لتركيز وتضخيم الطاقة الناتجة من الضوء، ما يمكّنهم كذلك من صنع أجهزة استشعار حيوية أفضل، إضافة إلى تسريع التفاعلات الكيميائية مثل صناعات الأسمدة والوقود.
ويضيف «ماثيو شيلدون» قائلا: «إن الهياكل النانوية المصنوعة من الذهب هي أساسا العمود الفقري في علم النانو».
وللباحثة «جوليا تاجليابو» العضوة في فريق الباحث «آلان بومان»، والعضوة كذلك في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا «EPFL» تصريح تقول فيه: «يمكن للإلكترونات والثقوب الموجودة في الذهب تمرير الكثير من الطاقة إلى الجزيئات، مما يؤدي إلى تعزيز أو تغيير بعض التفاعلات».
وتضيف إن هذا من شأنه أن يساعد الباحثين في مجال التفاعلات الكيميائية، متأملة أن يسهم هذا الاستنتاج في صناعة بطاريات صديقة للبيئة يمكن إعادة شحنها من خلال الضوء.
خدمة تربيون عن مجلة «New Scientist»
المصدر: لجريدة عمان
إقرأ أيضاً:
قبل مسلسل ولاد الشمس.. أعمال درامية سلطت الضوء على ضحايا دور الأيتام
مسلسل «ولاد الشمس» ينتمي إلى فئة مسلسلات الـ15 حلقة، ويُسلط الضوء على عالم دور الأيتام والصراع الدائر داخلها بين صاحب الدار وأبنائه، من بطولة طه دسوقي وأحمد مالك اللذان يُجسدان شخصية «ولعة» و«مفتاح» اللذان يختلفان في الطباع ولكنهما يتفقان على حماية كل منهما للآخر وحماية أخواتهم في دار الأيتام، إذ يصارعا مديرًا فاسدًا وعصابات ومجرمين في ظل صراع أكبر مع المجتمع الذي لا يتقبلهم.
مسلسل ولاد الشمسويشارك في مسلسل ولاد الشمس المقرر عرضه على منصة Watch It خلال ماراثون دراما رمضان 2025، عدد كبير من الفنانين، من بينهم أحمد مالك، محمود حميدة، طه دسوقي، مريم الجندي، فرح يوسف، جلا هشام ومعتز هشام، ومن تأليف محمود عزت وإخراج شادي عبدالسلام.
ومسلسل ولاد الشمس، ليس العمل الأول الذي يدخل إلى عالم الصراع الدائر داخل دور الأيتام، فخلال عام 2021، ناقش مسلسل «إلا أنا» من خلال الحكاية السابعة للمسلسل والتي كانت بعنوان «طعم الدنيا»، حياة الفتيات داخل دور الأيتام منذ مرحلة الطفولة وحتى وصلن إلى عمر الشباب ليبدأ طريقهنّ في الحياة اعتمادًا على أنفسهنّ، وذلك من خلال شخصية 5 فتيات نشأن في دار للأيتام وهنّ إيمان العاصي، هاجر عفيفي، ريم أحمد، شيريهان الشاذلي، وهبة حسن، ليبدأن مشوارهن بعد خروجهن من الدار.
ومن خلال مسلسل زي القمر في موسمه الثاني، عُرضت حلقات «مريم» وهي الحدوتة الحادية عشر من المسلسل، لتُجسد الطفلة ريم عبد القادر شخصية «مريم» التي نشأت داخل ملجأ أيتام، إذ حرص المسلسل على مناقشة الحياة في ملاجئ الأيتام ومعاناة الأطفال داخلها، كما تطرقت الحدوتة إلى قضية التبني، وإمكانية تبني أسرة لطفل أو طفلة رغم امتلاكهم الأبناء، وهو ما حدث مع «مريم» في إطار درامي اجتماعي.
الفنان عادل إمام خلال إحدى حلقات مسلسل «عوالم خفية» الذي جرى عرضه عام 2018، كشف عن فساد القائمين على دور الأيتام وجمع التبرعات، إذ تسبب خلال المسلسل في إقالة وزيرة التضامن، بعد كشفه لفساد داخل إحدى دور الأيتام الكبيرة في مصر، وذلك عندما عرضت الحلقات مجموعة مشاهد لمسئولة الدار أثناء تعذيبها للأطفال، وبيعهم لرجال الأعمال بمقابل مادى كبير.
الرئيس السوري يتحدّث عن «فترة اعتقاله» ويؤكّد: لن نشارك بأيّ نوع من الحروب الطائفية