جائزة نوبل؛ الموت والسلام !

 جائزة نوبل؛ الموت والسلام, جائزة نوبل

جائزة نوبل؛ الموت والسلام !


لعلها إحدى مفارقات الحياة العديدة ، عاش حياته ليحتفل بإحياء الموت في مختبراته، مخترعاً لنا الديناميت، ويتركنا بعد مماته لنحتفل بموت السلام مبتكراً لنا جائزته للسلام، نوبل..الموت والسلام..!

إنه السويدي ألفرد عمانوئيل نوبل، العالِم ابنُ العالِم؛ الذي ولد عام 1833 في ستوكهولم. بدأ والده حياته كمهندسٍ مدني بارع في إنشاء الطرق، والجسور، وتوالت نجاحاتُ عمانوئيل إلى أن تكللت باكتشافه الألغام البحرية، والتي بفضلها تمكنت روسيا من كسب حرب القرم أمام فرنسا، وبريطانيا، وقد كان هذا حافزاً كبيراً لعمانوئيل لتشجيع أبنائه ودفعهم نحو عالم المتفجرات والهندسة الكيمائية!

حينها بدأت رحلة نوبل الإبن مع الهندسة الكيميائية، فزار عدة دول من العالم، وإنخرط في العديد من التجارب العملية على المواد المتفجرة، بدءاً من سائل النيتروجين، وحتى تمكن من تركيب مادة النتروغليسيرين شديدة الانفجار، في مصنعه الذي أعده له والده في ستوكهولم، وقد نجح المصنع في إنتاج كميات جيدة من المادة، ورغم أن حادثة انفجار المصنع ومقتل الأخ الأصغر له، مع عدد كبير من الكيمائيين والعمال، وتدمير عدة مصانع في السويد والنمسا أدى لإصدار عدة حكومات دولية بمنع استعمال هذه المادة، أو تصنيعها أو نقلها في أراضيها.

إلا أن ذلك لم يوقفه بل شكَّل حافزاً أكبر لألفرد نوبل لمتابعة أبحاثه على النيتروغليسيرين وجعلها أكثر أماناً واستقرارا.
فَواصَلَّ تجاربه في جزيرة نائية، وتمكن من تحويل النتروغليسيرين من الشكل السائل إلى الشكل الصلب، وتوصل إلى الاختراع الجديد "الديناميت" واستحوذ على لقب "ملك المتفجرات" !

حقيقةً لقد عُدَّ اختراع نوبل للديناميت اختراعاً عظيماً، لولاه ما حُفِرت قنواتٌ دولية كقناة بنما، ولا نُسِفت صخور الهلغات في نيويورك، ولا تمت السيطرة على نهر الدانوب، وغير ذلك من الخدمات العظيمة، كحفر المناجم واستخراج الثروات الباطنية، وحفر الأنفاق وشق الطرق لتسهيل التجارة والاتصالات، بين البشر والتي كانت أغراض سلمية في مجملها.

الوجه الآخر لنوبل !

ولكن سرعان ما بدأت الأمور تتغير من الاستخدامات السلمية؛ وذلك عندما بدأت السياسة تُسخِر هذه المادة لأغراضها العسكرية، وإدخالها إلى مصانع الأسلحة؛ فقفزت أدوات الحرب من الشكل اليدوي، إلى أشكال ميكانيكية رهيبة أكثر فتكاً، وتدميراً، وحصل عندئذٍ الطلاق بين العلم والأخلاق.

ومع ذلك تابع ألفرد أبحاثه في حقل المتفجرات، وتوصل في عام 1887 إلى اختراع مادة الـ TNT، والتي استخدمت في الحروب العالمية الأولى والثانية وماتلاها من حروب.

وقد أحدثت اختراعات نوبل من المواد المتفجرة ثورة هائلة للبشرية في شتى مجالات الحياة، وكَوَنَت ثروةً ماديةً هائلةً له، ولكن ذلك على حساب البشر أحياناً.

الوصية الأخيرة: جائزة نوبل !

وفي عام 1895 وقع ألفرد نوبل وصيته الأخيرة؛ التي أوصى فيها بالجزء الأكبر من ثروته للاستثمار في مشروعات ربحية يتم بالاعتماد على ريعها منحُ خمسُ جوائزَ سنوية لأكثر من أفاد البشرية، في خمسةِ مجالاتٍ حددها: في الفيزياء، والكيمياء، والطب، والأدب، والسلام وأُضيف إليها فيما بعد العلوم الإقتصادية، وسميت الجائزة هذه بـ"جائزة نوبل".

وقد أوصى نوبل بأن تقوم الأكاديمية السويدية للعلوم باختيار الفائز في مجال الكيمياء والفيزياء، وأن يقوم معهد كارولينكا بستوكهولم باختيار الفائز في مجال الطب، والفيزيولوجيا، ويقوم البرلمان النرويجي بانتخاب خمسة أشخاص ليختاروا الفائز بجائزة السلام العالمي.

كما أوصى نوبل برغبته في أن يكون الاختيار للجوائز نزيهاً وأن تُمنح الجوائز لأكثرها استحقاقاً بها بغض النظر عن جنسيته سواء كان سويدياً أو لم يكن.

وإلى اليوم لازال الجدل حول ألفريد نوبل قائماً؛ هل هو رجل حرب أم صانع سلام ؟!

المصادر
nobelprize.org

اكتشاف وظيفة جديدة للرئة، قد لا تقل أهمية عن التنفس !

اكتشاف وظيفة جديدة للرئة، قد لا تقل أهمية عن التنفس !


اكتشف فريقٌ من الباحثين في جامعة كاليفورنيا الأمريكية؛ أن الرئة في الثدييات تلعب دورًا أكثر تعقيدًا مما كان معتقداً، حيث أثبتت الدراسة الحديثة أن دور الرئة لا يقتصر فقط على عملية التنفس، بل أيضا تلعب دوراً حيوياً في عملية إنتاج خلايا الدم!

وجد الفريق من خلال مجموعة من التجارب تم استخدام الفئران فيها كنموذج اختبار؛ أن أكثر من 10 مليون صُفيحة دموية تم تصنيعهم داخل الرئة، كما اكتشفوا أيضاً مجموعاتٍ من الخلايا الجذعية الدموية المسئولة عن إنتاج الصفائح الدموية داخل أنسجة الرئة، مما يضعنا أمام احتمالية تغيير حقيقة أن نخاع العظم هو المسئول الرئيسي عن إنتاج جميع مكونات الدم.

وعلى الرغم من معرفتنا المسبقة بأن الرئة لها القدرة على إنتاج عدد لا بأس به من الصفائح الدموية؛ حيث تم اكتشاف خلايا النواء (megakaryocytes) المسئولة عن تكوين الصفيحات الدموية في الرئة من قبل ؛ لكن ظل الاعتقاد السائد بأن أغلبية الخلايا المسئولة عن إنتاج مكونات الدم موجودة في نخاع العظم بصورة رئيسية.

وقد أثبتت هذه التجارب الحديثة أن خلايا النواء الموجودة بين أنسجة الرئة تنتج عدداً ربما يكون هو أغلب إنتاج الجسم من الصفائح الدموية!

يعود الفضل في هذا الاكتشاف لتقنية حديثة تعتمد على التصوير ثنائي الفوتون (two-photon excitation microscpy)؛ هذه التقنية تسمح بتصوير الأنسجة الحية حيث اشتملت العملية على إدراج نوع من البروتين يسمى بالبروتين الأخضر المشع (GFP Green Fluorescent Protein) في جينوم الفئران، وهذا النوع من البروتين تنتجه بعض الحيوانات التي تتميز بقدرتها على التوهج الحيوي (Biolumenescense) بشكلٍ طبيعي مثل قناديل البحر، ويتميز هذا البروتين بتوهجه باللون الأخضر الفلوري عند تعرضه لضوء أزرق اللون، ومثل هذا البروتين ليس له تأثيرات سلبية على الخلايا الحية لذلك يتم استخدامه في العديد من التقنيات الحيوية كتعقب أنواع الخلايا المختلفة.

مكَنت هذه التقنية الفريق من تتبع دورة حياة خلايا النواء، ووجدوا أنها عادة ما تميل إلى أن تنشأ في نخاع العظم ثم تهاجرإلى الرئة ومن هناك تبدأ عملية إنتاج الصفائح الدموية، ولاحظوا انتشار كميات هائلة من خلايا النواء التي بدت كأنها تستوطن خلايا الرئة، الأمر الذي لم يكن منطقيا في بادئ الأمر حيث أنه من المفترض أن تكون هذه الخلايا مصاحبة لنخاع العظم.

اكتشفوا بعد ذلك أن خلايا النواء هذه هي المسئولة عن إنتاج ما يزيد على 10 مليون صفيحة دموية في الساعة الواحدة في رئة الفئران، وهو ما يمثل نصف الإنتاج الكلي للفئران من الصفائح الدموية!

أراد الباحثون فيما بعد معرفة ما الذي يمكن أن يحدث لو أن نخاع العظم لم يكن جزءاً من عملية إنتاج مكونات الدم فقاموا بزراعة رئة تحتوي على خلايا نواء معلمة ببروتين (GFP) إلى فأر تم نزع الخلايا الجذعيه الخاصة بخلايا الدم من نخاعه العظمي، وكانت النتائج أن شوهدت خلايا متوهجة تهاجر من الرئة إلى نخاع العظم حيث ساعدت هذه الخلايا في إنتاج مكونات أساسية من خلايا الدم كخلايا النيوتروفيل والخلايا البائية والتائية إلى جانب إنتاج الصفائح الدموية.

على الرغم من إثبات هذه الوظيفة الإضافية والأساسية للرئة، إلا أن هذه الشواهد تحتاج لإجراء العديد من التجارب المشابهة على الإنسان قبل الجزم بأنها تقوم بنفس الوظيفة داخل أجسامنا.

تم نشر البحث في مجلة الطبيعة Nature.

المصدر:
sciencealert.com

الكون الهولوغرامي !

الكون الهولوغرامي !


كن مستعداً وركز معنا جيداً عزيزي القارئ .. فقد يكون كوننا الذي نعرفهُ ثنائي الأبعاد ..!!

بدايةً؛ ليس لدينا أدنى شك بأن الكون يظهرُ بشكلٍ ثلاثي الأبعاد، إلا أنه ثمة فرضية في الفيزياء الحديثة ظهرت في العقدين الماضيين، تقوم على ما يُدعى بالمبدأ التجسيمي (الهولوغرامي ).

وبناءً على هذا المبدأ فإن الوصف الرياضي للكون يتطلب بعداً واحداً أقل مما يبدو، وأن مانعتبره ثلاثي الأبعاد ما هو إلا مجرد صورة ثنائية الأبعاد للعمليات على الأفق الكوني الضخم، أو بالأحرى فإن كل مايحدث في كوننا هذا هو انعكاس للسطح الكوني المستوي الذي يحوي على جميع المعلومات التي نحتاجها للحصول على صورة ثلاثية الأبعاد.

ولتبسيط الفكرة أكثر يمكن تشبيه ذلك بالبطاقة الائتمانية التي تستخدمها في البنك أو المحال التجارية، فهي شريحةٌ مسطحةٌ صغيرةٌ، إلا أنها تحوي على بياناتك والتي تصِفُ كل شيء عنك.

وتعرف هذه الفكرة المذهلة باسم مبدأ التجسيم أو الهولوغرام والتي تنشأ عن فرضية (نظرية الأوتار الفائقة)، فنظرية الأوتار تقول أن الجاذبية في الكون عبارةٌ عن أوتارٍ دقيقةٍ مهتزةٍ فائقة الصغر تسمى الغرافيتونات، وهذه الأوتار تشكل الصور المجسمة للأحداث التي تحدث في الفراغ ثلاثي الأبعاد داخل كونٍ مسطحٍ، كما أنها تحوي على جميع المعلومات التي تجعل هذه الأحداث مجيمة بأبعاد ثلاثية.

وفيما يتعلق بهذا، فقد اقترح العالم جوان مالداسينا عام 1997 فكرةً أن هناك توافقاتٍ بين نظريات الجاذبية من جهةٍ ونظريات الكوانتم من جهةٍ أخرى في فضاءات دوسيتر المضادة المنحنية وذلك في المساحات ثنائية البعد، اختصاراً (Ads -CFT).

فعادةً؛ توصف الظواهر الثقالية بثلاث أبعادٍ مكانيةٍ كما أن سلوك الجسيمات الكوانتية يحسب ببعدين مكانيين فقط، والنتائج من الحسابين السابقين يمكن تمثيلها بالنسبة لبعضها بتوافقٍ عجيبٍ، وكأنك مثلاً تستخدم معادلاتٍ مأخوذة من كتب الفلك لإصلاح مشغل أقراصٍ مضغوطةٍ..!!

ولقد نُشِرت أكثر من عشرةِ آلاف ورقةٍ علميةٍ حول توافق (Ads -CFT) الذي بناه مالداسينا.

توافقاتٌ في مساحاتٍ مسطحةٍ

في الفيزياء النظرية هذا مهمٌ للغاية ولكن لايبدو أن هذا الكلام يمكن تطبيقه في الفضاء الكوني الخاص بنا، فنحن لا نعيش في فضاء دوسيتر المضاد.

هذه الفضاءات ذات خصائصَ غريبةٍ فهي سالبةُ الانحناء، وأي جسم سيتم قذفه على خط مستقيم سيعود في النهاية إلى نفس النقطة التي قذف منها، وبالمقابل فكوننا مسطحٌ تماماً وهو موجب الانحناء عند المسافات الفلكية، ومع ذلك فقد افترض غروميلر بصحة هذا المبدأ التوافقي لفترةٍ زمنيةٍ بحيث يمكن أن ينطبقَ على الكون الحقيقي.

ولاختبار هذه الفرضية يتوجب إعادة بناء نظريات الجاذبية التي لا تحتاج فضاءات دوسيتر، ويمكن وجودها في مساحاتٍ مسطحةٍ، وفي الآونة الأخيرة تمَّ اختبارُ مبدأ التجسيم رياضياً في منطقتنا الزمكانية، وحتى الآن تبدو الأرقام بأنها قد تصل إلى حقيقةٍ واقعيةٍ.

النظرية اختبرت التشابك الكمي القائل بأنه إذا اشتبك جسيمين كميين فذلك يعني بأن خصائصَ كل منهما ستعتمد على بعضهما البعض بطريقةٍ ما بوصفهما وحدةً متكاملةً أحدهما يعتمد على الآخر ولا يمكن وصف كل منهما بشكلٍ فرديٍّ، ولقياس شدة التشابك يستخدم معيارٌ يدعى (انتروبي التشابك)، والتي كانت قيمته واحدةً في جميع الأماكن عند اختبارها.

وبكل الأحوال، فإن القدرة على دراسة المعلومات الكمية وانتروبي التشابك داخل نظريات الجاذبية أمرٌ مذهلٌ بحدِّ ذاته، ويمكن استخدامه كأداة اختبار لصحة المبدأ الهولوغرامي.

وسواءً كانت الفكرة حقيقية أم لا؛ فإن هذه الفرضية بالتأكيد تلفت انتباهنا إلى أهمية البحث المتزايد في الكون والفضاء، ومن يدري قد تغير هذه الفرضية الغريبة نظرتنا إلى العالم المحيط بنا يوماً ما !

المصادر:

iflscience.com
sciencedaily.com

scientificamerican.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

ما هي القوة التدميرية للقنبلة النووية ؟

ما هي القوة التدميرية للقنبلة النووية ؟


سؤال قد يراود البعض؛ ما هي القوة التدميرية للقنبلة النووية ؟ والإجابة عليه في السطور القادمة، ابقوا معنا..

بدايةً هل تعلم أن قنبلة نووية واحدة كافية لإزالة ومحو مدينة كاملة عن وجه الأرض؟، ما يجعل امتلاك السلاح النووي مصدراً حقيقياً للرعب في عصرنا الحالي.

وعلى الرغم من أن قوة القنبلة العادية تكمن في طاقة وقوة انفجارها؛ إلا أن الوضع يختلف في حالة القنبلة النووية؛ لأن طاقة انفجارها لا تشكل سوى 50% فقط من قوتها؛ بينما يتوزع الباقي على شكل حرارة هائلة وإشعاع، ونبضة كهرومغناطيسية هائلة وقاتلة.

والآن نبدأ بالحديث عن القوة التدميرية للقنبلة النووية، فحين تنفجر القنبلة النووية تتسبب في تكون موجة ضغط هائلة جداً جداً تُدمِر كُل ما يقف في وجهها، وتنتشر هذه الموجة حول مركز الانفجار بسرعة كبيرة جداً تفوق سرعة الصوت، وتبدأ سرعتها تقل تدريجياً كلما ابتعدنا عن مركز الانفجار، والسؤال الآن: ماذا تفعل موجة الضغط هذه؟

لنأخذ مثالاً مصغراً عن القوة التدميرية لقنبلة من الـ(TNT) بقوة 20 كيلوطن؛ ماذا تُحدِث ؟


على مسافة 1 كم من مركز الانفجار ستشكل منطقة ضغط هائلة في كل الاتجاهات يؤدي مباشرة إلى تهتك في المباني وأضرار كبيرة في أنسجة الجسم، وتمزقها وفصل الأعضاء عن بعضها البعض والوفيات بمئات الالاف !

وعلى بعد 1.5 كم من مركز الانفجار سيحدث ارتباك عام في أجهزة الجسم مع نزيف شديد في عامة الجسم وكسور شديدة وآلام في المفاصل والأطراف.

وعلى بعد 2 كم من الانفجار سيحدث ارتباك في كل الجهاز العضوي البشري وفقدان للوعي والتركيز وعدم القدرة على النطق ونزيف وكسور شديدين؛ هذا التأثير السريع والمفاجئ قادر على قتل الآلاف من الناس خلال الساعة الأولى من الانفجار.

تخيلوا حجم الدمار الذي قد تسببه قوة تفجير قنبلة نووية تفوق القدرات السابقة بخمسين مرة!!

لقد تسببت قنبلتي هيروشيما وناغازاكي اللتان ألقتهما الولايات المتحدة الأمريكية على اليابان عام 1945، تسببتا بقتل 140.000 شخص خلال اللحظة الأولى من الانفجار، ولم تتعدى قدرتهما التفجيريه الـ18 كيلوطن أي أضعف بحوالي 52 مرة من القنابل النووية المصنعة حاليا، والتي تصل قدرتها التفجيرية إلى 1 ميجا طن؛ هذه الآفة والقاتل المروع أكثر!

إن طاقة الإنفجار (Blast energy) تشكل 50% فقط من القوة التدميرية للقنبلة النووية، ولتكتمل معالم الرعب أكثر؛ تذهب ما نسبته 35% من قوتها على شكل طاقة حرارية (Thermal energy) مرعبة، وما نسبته 15% على صورة تلوث إشعاعي نووي (Nuclear radiation) يستهدف أجيال قد تمتد إلى مئات السنين.


إذ يتسبب الإشعاع الحراري الناتج عن انفجار القنبلة النووية بإطلاق موجة حرارية هائلة وقاتلة تصل درجة حرارتها إلى 300.000ْ درجة مئوية؛ وينتقل هذا التأثير الحراري المرعب على صورة موجة تصيب كل من يعترض طريقها في دائرة نصف قطرها يصل إلى 50 كم من مركز الانفجار !

أما الخاصية المدمرة الأخيرة؛ والتي تسمى الإشعاع النووي؛ فإن انفجار القنبلة النووية يتسبب في إطلاق سيل من أشعة غاما والنيوترونات غير المرئية في أجزاء من الثانية الأولى للانفجار؛ مُعلِنةً عن حقبة من التلوث الإشعاعي يمتد إلى مئات السنين، ويتسبب في حدوث خلل بيولوجي وحيوي وبيئي؛ يؤدي إلى وفاة الملايين وخسارة الآلاف من الدونمات من الأراضي الملوثة إشعاعياً !

المصادر:
pitara.com
dosomething.org
atomicarchive.com

تدقيق وتعديل: فراس كالو

الالتهام الذاتي أو البلعمة الذاتية (Autophagy)

الالتهام الذاتي أو البلعمة الذاتية (Autophagy) 


يعود أصل الكلمة الإنجليزية (Autophagy) إلى اليونانية، وهي مكونة من مقطعين (auto) وتعني (ذاتي) و(phagein) وتعني (الأكل).

وقد صيغ المصطلح أول مرة من قبل العالم البلجيكي كريستيان دو دوف (Christian de Duve) منذ أكثر من 50 عاماً، واستند في ذلك على مراقبته للتلف الملحوظ في الميتوكوندريا وغيرها من المكونات داخل الخلايا؛ عن طريق الجسيمات الحالة (lysosomes).

ما هو الالتهام الذاتي ؟

يمكننا القول عنها بأنها عملية هدم الذاتي، والالتهام الذاتي يمكن أن يكون انتقائي أو غير انتقائي في إزالة عضيات محددة، وهي آلية مهمة جداً للبقاء، ولتحقيق التوازن بين مصادر الطاقة في الأوقات الحرجة وبين المصادر والموارد المتاحة، فيمكننا اعتبار عملية البلعمة الذاتية استجابة تكيُفيّة للضغوط.

الالتهام الذاتي والظروف الحرجة !

مثلها مثل البشر عندما يضعون خطة تقشفية لمواجهة الظروف الصعبة أو الحرجة؛ فإن الخلية أيضاً تفعل نفس الشيء ولكن بطريقة مُبرمجة !
فالالتهام الذاتي يمكن الخلايا من البقاء حية رغم الضغوط من البيئة الخارجية المحيطة مثل الحرمان من الموارد كالمواد الغذائية، ويسمح لها أيضاً على تحمل الضغوط الداخلية فيمنع من تراكم العضيات التالفة أوالممرضة داخل الخلية أو غزو الكائنات المعدية.

ما أهمية الالتهام الذاتي أو البلعمة الذاتية (Autophagy) ؟

  1. يعزز فرص البقاء على قيد الحياة، ففي حالة الجوع الشديد، يعمل انهيار المكونات الخلوية على تعزيز بقاء الخلايا من خلال الحفاظ على مستويات الطاقة الخلوية.
  2. يلعب الالتهام الذاتي دوراً مهماً جداً في إزالة البروتينات، والعضيات التالفة، مثل الميتوكوندريا، والريبوسومات، بالإضافة إلى التخلص من الركام داخل الخلايا.
  3. القضاء على مسببات الأمراض داخل الخلايا مثل الطفرات المسببة للسرطان.
  4. الالتهام الذاتي يعزز الشيخوخة الخلوية فيلعب بذلك دوراً رئيسياً في الوقاية من الأمراض مثل السرطان والتنكس العصبي، القلب، السكري، وأمراض الكبد، أمراض والتهابات المناعة الذاتية.

أشكاله وانتشاره

وهناك عدة أشكال مختلفة من الالتهام الذاتي أهمها:
الالتهام الذاتي الكبير (macroautophagy) والالتهام الذاتي الصغير (microautophagy) والالتهام الذاتي المتوسط الموجّه (chaperone-mediated autophagy).

ويتوفر الالتهام الذاتي في جميع حقيقيات النوى؛ بما في ذلك الفطريات والنباتات والعفن والديدان، وذبابة الفاكهة والحشرات والقوارض (الفئران والجرذان المختبرية)، والبشر.

جائزة نوبل للياباني يوشينوري أوسومي بسبب الالتهام الذاتي !

وقد أعلن يوم 3 اكتوبر/تشرين الأول عن فوز الياباني يوشينوري أوسومي بجائزة نوبل للطب أو علم وظائف الأعضاء، وذلك لجهوده في هذا المجال، فقد أسهمت تجاربه واكتشافاته في فهم آلية عمل وحدوث الالتهام الذاتي، ففي أوائل التسعينات عمل يوشينوري على تحديد الجينات الأساسية المسؤولة عن الالتهام الذاتي في خميرة الخبز.

ثم شرح الآليات الأساسية من أجل الالتهام الذاتي في الخميرة، وقد أدت أبحاثه إلى نموذج جديد في فهمنا للكيفية، وفتحت اكتشافاته الطريق إلى إدراك أهمية الالتهام الذاتي في كثير من العمليات الفسيولوجية، مثل التكيف مع المجاعة أو الاستجابة للإ صابة، والقضاء على الطفرات في الجينات التي يمكن أن تسبب الأمراض.


المصادر:
nobelprize.org
ncbi.nlm.nih.gov
news-medical.net

كيف نشُم وكيف تعمل حاسة الشم ؟

كيف نشُم, كيف تعمل حاسة الشم, كيف يحدث الشم

كيف نشُم وكيف تعمل حاسة الشم ؟ 


لطالما كانت حاسة الشم ذاتَ أهميةٍ كبيرةٍ في حياة الكائنات الحية رغم تقليل البعض من شأنها؛ فمن تحديد الأغذية الفاسدة إلى التعرف على رائحة الحريق، يبرز دور هذا الحاسة وعضوها الصغير في بقائنا على قيد الحياة.

ولكي نفهم كيف يقوم الأنف بتمييز الروائح المختلفة، لابد من معرفة الأجزاء الخاصة بحاسة الشم من الأنف، فتبدأ عملية الشم في نهاية تجويف الأنف، حيث يتواجد الملايين من الأعصاب الحسية في نسيجٍ مكونٍ من خلايا طلائية؛ يوجد على نهايات هذه الخلايا مجموعاتٌ من المستقبلات الشمية التي ترتبط بالمواد الطيارة (الرائحة)؛ والتي ما هي إلا مركبات كيميائية؛ فيما يحاكي وضع القفل والمفتاح حيث تمثل المستقبلات القفل في حين تقوم المواد الطيارة بوظيفة المفتاح.

يحتوي الجينوم البشري على ما يقارب 1000 جينٍ مختصين بالمستقبلات الشمية في أنف الإنسان والتي يمتلك منها ما يقارب 450 نوعاً مختلفاً، وتمتلك الكلاب ضعف هذا الرقم تقريباً من المستقبلات الشمية، وكل مستقبلٍ من هذه المستقبلات يمكن أن يتم تفعيله بواسطة أكثر من نوعٍ من المواد الطيارة ومن الممكن أيضاً أن تقوم مادة معينة بتفعيل أكثر من مستقبل واحد من المستقبلات الشمية، ولكن ما يختلف فيه البشر عن بعضهم هو مدى قوة ارتباط نوع معين من المستقبلات مع نوع معين من المواد الطيارة.

والارتباطات المختلفة بين المستقبلات والمواد الطيارة هو ما يعطينا في النهاية القدرة على تمييز الكثير من الروائح المختلفة.

في الحقيقة إن ما نشعر به عند شم رائحةٍ معينةٍ لشيء ما؛ ليس إلا رسالةً عصبيةً معقدةً ناتجةً من تجمع مزيجٍ من الارتباطات في نمطٍ معينٌ، يقوم الدماغ بترجمته إلى رائحةٍ يمكنه التعرف عليها.

كيف نشُم, كيف تعمل حاسة الشم, كيف يحدث الشم
صورة توضح كيف يحدث الشم

تنشأ هذه الرسالة العصبية من الأعصاب الحسية في الأنف عند ارتباط المادة الطيارة بإحدى المستقبلات لتنتقل بعد ذلك إشارة كهربية من العصب الحسي إلى البصلة الشمية (olfactory bulb) الموجودة في مقدمة الدماغ ومن هناك يتم إرسالها إلى مناطق أخرى في الدماغ لتخضع لمزيد من عمليات المعالجة.

إحدى هذه المناطق تسمى بالقشرة الكمثرية (piriform cortex) وهي عبارةٌ عن مجموعةٍ من الأعصاب تقع مباشرةً خلف البصلة الشمية ووظيفتها هي التعرف على الروائح المختلفة.

يعتبر المهاد (thalamus) أحد أجزاء الدماغ الذي له دور فعال في عملية الشم حيث يعمل كمحطة تقويةٍ لجميع المعلومات الحسية الواردة للدماغ، كما يقوم أيضاً بنقل بعض المعلومات الخاصة بحاسة الشم إلى القشرة الجبهية الحجاجية (orbitofrontal cortex) حيث يمكن لحاسة الشم في هذه المنطقة أن تتكامل مع حاسة التذوق.

من الممكن أيضاً أن تتداخل حاسة الشم مع بعض الذكريات والمشاعر، مثل ما يحدث للبعض من تذكر شخص ما بمجرد شم رائحة العطر الذي يستخدمه، يحدث هذا نتيجة إرسال المهاد للمعلومات الشمية إلى منطقة الحصين (hippocampus) ومنطقة اللوزة الدماغية (amygdala) وهما منطقتان تعنيان بمهامٍ مِنْ مثلِ التعليم والذاكرة.

المصادر
brainfacts.org
dkfindout.com
livescience.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

لماذا أصبحت مياهُ حوض السباحة الأولمبي خضراء ؟

لماذا أصبحت مياهُ حوض السباحة الأولمبي خضراء ؟


إذا كنت تابعت مسابقات السباحة التي أقيمت بدورة الألعاب الأوليمبية التي انعقدت في مدينة ريو دي جانيرو في البرازيل في الفترة الماضية، فلابد أنك لاحظت ظاهرة غريبة من نوعها وهي تحول لون المياه في أحد حمامات السباحة الخاصة من اللون الأزرق إلى اللون الأخضر.

وافترض المسئولون عدة افتراضات سبباً لهذا التغير؛ منها نمو الطحالب وعدم التوازن بين المواد الكيميائية المضافة إلى المياه.

في النهاية تم معرفة سبب تغير لون المياه وهو إضافة مادة فوق أكسيد الهيدروجين أو الماء الأكسجيني (Hydrogen peroxide) إلى مياه المسبح، ويستخدم فوق أكسيد الهيدروجين في تنظيف حمامات السباحة، ولكن ليس عندما يكون الكلور مُضافاً إلى المياه !

المصدر:
huffingtonpost.com

لماذا لا نرى الوجه الآخر للقمر ؟

لماذا لا نرى الوجه الآخر للقمر ؟


قد يتساءل البعض لماذا لا نرى سوى وجه واحد للقمر ؟ لماذا نرى نفسَ الجهة من القمر ؟ قد يظن البعض أن القمر عالقٌ بجهة واحدة، في الحقيقة القمر ليس عالقاً في مكان ما أو بجهةٍ واحدة تقابلنا، إذاً ما تفسير أننا نرى وجهاً واحداً فقط للقمر؟

لماذا لا نرى سوى وجه واحد للقمر ؟

يدور رفيقنا القمريُّ في نفس الوقت الذي يدور فيه حول الأرض، ومقدارُ الوقت الذي يستغرقه القمر لإكمال دورانه حول محوره يعادل الوقت الذي يستغرقه للدوران حول الأرض، ويبلغ حوالي 27 يوماً.

ونتيجةً لذلك؛ فإن نصف الكرة الأرضية يواجه نفس وجه القمر، وقد نتساءل هل هذا صدفة؟ لا؛ من المستحيل أن هذا مجردُ صدفةٍ، وهي بالفعل ليست كذلك، إنه ضبط دقيقٌ عن طريق الفيزياء !

ولكن كيف حدث ذلك؟

ببساطة وبكلمةٍ واحدةٍ فقط: الجاذبية، نعم إنها الجاذبية !
إنَّ جاذبية القمر تحرف بشكلٍ ضعيفٍ شكل كوكبنا، وينتج عن ذلك المد والجزر، وبالمثل؛ تشدُّ الأرض القمرَ بقوةٍ فتتكون الانتفاخات الصخرية والنتوء التي تواجهنا، والتي تعمل مثل المكابح فتحفظ سرعة دوران القمر، وصولاً إلى النسبة الحالية.

لذلك فإن تلك الانتفاخات الصخرية والنتوء تواجهنا دومًا، ويعتقد العلماء أنه منذ حوالي 4 بلايين سنةٍ مضتْ، والقمر مُحافظٌ على مُحَيَّاه !

المصدر:
discovermagazine.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

مقدمة في ميكانيكا الكم

مقدمة في ميكانيكا الكم, Quantum mechanics, ما هي ميكانيكا الكم, ميكانيكا الكم, لماذا نشأت ميكانيكا الكم, الفيزياء التقليدية غير صحيحة, ما أهمية ميكانيكا الكم

مقدمة في ميكانيكا الكم


ميكانيكا الكم (Quantum mechanics)، يكاد لا يخلو شخص مهتم بالفيزياء من الدهشة والتساؤل عند ذِكرها، في الحقيقة هذا ليس شعور الأشخاص العاديين فقط؛ بل حتى العلماء أيضاً، يقول العالِم نيلز بور: "إن لم تكن ميكانيكا الكم قد صدمتكَ بعمق فأنت لم تفهمها بعد" !

وموضوعنا اليوم يهدف إلى تقديم نظرة عامة وموجزة للشخص العادي عن أهمية ميكانيكا الكم وغرابتها.
ومع الأسف، فإن معظم الناس يعتقدون أنهم بحاجة إلى عقل كعقل أينشتاين من أجل فهم ميكانيكا الكم ولذلك فهم لا يخوضون فيها أبداً، و من الطريف أن أينشتاين نفسه لم يكن يؤمن بأن ميكانيكا الكم نظرية صحيحة، ووصفها بالسحر الأسود؛ ورغم ذلك حصل على نوبل في ظاهرة التأثير الكهروضوئي وهي تتبع ميكانيكا الكم !

وأينشتاين ليس وحده من أدهشته ميكانيكا الكم فقد أدهشت الكثيرين غيره، لذلك نرجو أن تقرأ الموضوع وأن تأخذ غطسة في محيط من المعلومات التي ستجدها منعشة تماماً :)

فإذا كانت فكرتك عن الذرة، إلكترونات تدور حول النواة، فإن فكرتك منتهية الصلاحية منذ 70 عاماً، وقد حان الوقت لتفتح عينيك للعالَم الحديث عالَم ميكانيكا الكم!

فما هي ميكانيكا الكم ؟

تعريف ميكانيكا الكم

هي مجموعة من النظريات الفيزيائية التي ظهرت في القرن العشرين، وذلك لتفسير الظواهر على مستوى الذرة والجسيمات دون الذرية؛ بمعنى آخر هي دراسة المادة والإشعاع في المستوى الذري، وقد دمجت بين الخاصية الجسيمية والخاصية الموجية ليظهر مصطلح ازدواجية الموجة -الجسيم، وبهذا تصبح ميكانيكا الكم مسؤولة عن التفسير الفيزيائي على المستوى الذري كما أنها أيضاً تطبق على الميكانيكا أو الفيزياء الكلاسيكية ولكن لا تُظهِر تأثيرها على هذا المستوى، لذلك ميكانيكا الكم هي تعميم للفيزياء الكلاسيكية لإمكانية تطبيقها على المستويين الذري والعادي.

وأما تسميتها بميكانيكا الكم فيعود إلى أهميّة الكم (quanta) في بنائها؛ وهو مصطلح فيزيائي يستخدم لوصف أصغر كمّية من الطاقة يمكن تبادلها بين الجسيمات، ويستخدم للإشارة إلى كميات الطاقة المحددة التي تنبعث بشكل متقطع، وليس بشكل مستمر.

وكثيراً ما يُستخدم مُصطلحي فيزياء الكم والنظرية الكمية لميكانيكا الكم، وبعض الكتّاب يستخدمون مصطلح ميكانيكا الكم للإشارة إلى ميكانيكا الكم غير النسبية.

وتقوم نظرية الكم بتقديم تَصُور غريب عن العالم الذري ودون الذري؛ يصدمنا ويبعدنا عن كل ما تعودنا عليه في الواقع الحياتي وما تقدمه الفيزياء الكلاسيكية من تصورات، لكنها بالرغم من كل ذلك تنجح إلى حد بعيد في تفسير حقائق العالم دون الذري وتعزز صحتها يوماً بعد يوم بتقديم تنبؤات غريبة لكن كل التجارب العلمية تأتي فيما بعد لتؤكد صحة هذه التنبؤات، كل هذا أدخل ميكانيكا الكم في عمق نقاشات فلسفية حول طبيعة ما تطرحه ومدى قربه من الحقيقة.

إن لم تكن ميكانيكا الكم قد صدمتكَ بعمق فأنت لم تفهمها بعد! - نيلز بور


لماذا نشأت ميكانيكا الكم ؟

في أوائل القرن العشرين كانت بعض التجارب قد أنتجت نتائج لا يمكن تفسيرها بالفيزياء التقليدية؛ فيزياء جاليليو و نيوتن وغيرهم، ففي عام 1900 كان عالم الفيزياء ماكس بلانك في برلين لدراسة ما يسمى "كارثة الأشعة فوق البنفسجية"، وكان هناك خطأ وعجز في الفيزياء الكلاسيكية في تفسير النتائج، حاول بلانك القيام بخدعة رياضية، فافترض أن الضوء لم يكن في الحقيقة موجة مستمرة كما افترض الجميع، ولكن ربما يمكن أن يتواجد بكميات معينة، وهذا فتح الباب مستقبلاً أمام اكتشافِ الفوتونات.

وعلى سبيل المثال، كان من المعروف أن الإلكترونات تدور حول نواة الذرة، وعلى أية حال، إذا كانت تفعل ذلك بطريقة مشابهة لدوارن الكواكب حول الشمس؛ فإن الفيزياء التقليدية تتنبأ بأن هذه الإلكترونات سوف تتحرك بشكل لولبي لتقع داخل النواة في جزء من ثانية، ومن الواضح أن هذا لا يحدث، و إلا فإن الحياة التي نعرفها لن تكون، وستنهار!

إن هذا التنبؤ الخاطئ الذي عانت منه الفيزياء التقليدية أو الكلاسيكية في بعض التجارب التي استعصى تفسيرها على الفيزياء التقليدية، قد بيَّن للعلماء أن شيئاً جديداً يجب أن يظهر ليفسر العلوم في المستوى الذري، فكانت بداية فيزياء أو ميكانيكا الكم.

إذا كانت الفيزياء التقليدية غير صحيحة ، لماذا نظل نستخدمها ؟

إن الفيزياء التقليدية صحيحة وخاطئة في نفس الوقت !
فهي نظرياً خاطئة بشكل كبير جداً عند التعامل مع الأمور الصغيرة جداً في حجم الذرة وما دونها، حيث تُستخدم ميكانيكا الكم، أو الأمور السريعة جداً بالقرب من سرعة الضوء، حيث تحل مكانها النظرية النسبية، أما بالنسبة للأمور الحياتية، والتي هي أكبر بكثير من حجم الذرة، وأبطأ بكثير من سرعة الضوء فإن الفيزياء التقليدية تعمل فيها عملاً بارعاً، فهي تسمح بدراسة المادة والطاقة المرصودة بالعين المجردة وتبقى المفتاح الأساسي لقياس الكثير من العلوم والتكنولوجيا الحديثة، بالإضافة إلى أن استخدامها أسهل بكثير من كل من ميكانيكا الكم أوالنسبية لأن كلاهما يتطلبان كمية مكثفة من الرياضيات.

ما أهمية ميكانيكا الكم ؟

إن القضايا التالية هي من بين أكثر الأشياء أهمية التي تستطيع ميكانيكا الكم أن تصفها؛ بينما لا تستطيع ذلك الفيزياء التقليدية ذلك:
  1. عدم اتصال الطاقة
  2. ازدواجية الصفة الموجية-الجسيمية للضوء والمادة.
  3. النفق الكمي.
  4. مبدأ الارتياب لهايزنبرج.
  5. برم الجسيم.
وتتمتع ميكانيكا الكم بأهمية كبيرة في عالمنا اليومي، فهي تمتاز بمجالاتها وتطبيقاتها المتعددة ونذكر منها: الترانزستورات والرقائق الميكروية، وحديثاً الحواسيب الكمومية؛ وغيرها.

المصادر:
1- www.pbs.org
2- livescience.com
3- Kragh, Helge (2002). Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century.
4- Mehra, J.; Rechenberg, H. (1982). The historical development of quantum theory. New York: Springer-Verlag.

مراجعة وتعديل: فراس كالو

DuoSkin وشم مؤقت للتحكم بالأجهزة عن بعد !

DuoSkin وشم مؤقت للتحكم بالأجهزة عن بعد !


MIT تواصل إبهار العالم، فمن معامل جامعة MIT تخرجُ لنا اليوم تكنولوجيا جديدة لا نعرف كيف يمكن استغلالها في وقتنا الحالي؛ لكننا نقف أمامها متعجبين أن يصل العقل البشري يومًا للتفكير بهذه الإختراعات!

الجامعة الأمريكية خرجت علينا هذه المرة بـ DuoSkin ؛ وهو أقرب لوشم مؤقت، ولكن ليس لأغراض الزينة فحسب وإنما للتحكم بالأجهزة عن بعد !

كل ما عليك فعله هو أن تقتني تصميمًا تختاره ثم تلصقه كالوشم المعتاد على يدك وتبدأ باستخدام وظائفه التي صنعت له.



DuoSkin مُصنع من أوراق الذهب، وهو مرن على الجلد، ويأتي للنساء على شكل سوِار أو عقد حتى، كما يمكن استخدامه بشكل يومي، ولا يتأثر بوجود ملابس فوقه، كما أنه متصل بجهاز تحكم صغير للغاية وجهاز اتصال لاسلكي ليتمكن من التواصل مع الأجهزة الأخرى !

بالتعاون مع قسم الأبحاث في شركة ميكروسوفت خرجت إلينا 4 أنماط لهذا الجهاز بوظائف بسيطة للغاية، وهي زر ليقوم بالنقر، وشريط تمرير يقوم بعمل scroll مرة واحدة، وشريط آخر لعمل أكثر من scroll وأخيرًا شكل معقد قليلًا لعمل لوحة تتبع.

المصادر:
dezeen.com

مقابلة خاصة مع الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي

مقابلة خاصة مع الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي, مقابلة مع الدكتور علاء الدين السبيعي, مقابلة خاصة مع الباحث السوري, مقابلة مع علاء الدين السبيعي

مقابلة خاصة مع الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي


معنا اليوم شعلة من الشعل الوضاءة في سماء العلم الباحث السوري الدكتور علاء الدين سبيعي، السلام عليكم وبداية نرحب بك دكتور علاء معنا في هذه المقابلة الخاصة بمبادرة أرابوست

أهلاً بك أخي عبد الله شكراً لكم على استضافتي وعلى هذه المبادرة الطيبة.

قبل أن نبدأ بالحديث عن التقنية التي طورتها حبذا لو تحدثنا قليلا عن اختيارك لهذا المجال وهذه الدراسة

بالنسبة لاختياري لدراسة الكيمياء بشكل عام فهذا لأنه كان لدي ميول ورغبة منذ الصغر للعمل في المختبرات الكيميائية والاختراع والتطوير وكانت مادة الكيمياء من أحب المواد العلمية بالنسبة لي بكل مراحل دراستي في الصغر، حتى أذكر بأنني ادخرت بعض المال في مرحلة الدراسة الإعدادية واشتريت الأدوات الزجاجية الكيميائية ووضعتهم في غرفتي للتحفيز والتشجيع لأنني كنت أحب شكل هذه الأدوات هذا بالإضافة إلى رغبتي المستمرة في التحديث والتطوير والإبداع في حل المشكلات التي تعاني منها البشرية في المجال الطبي والبيئي والتي من شأنها أن تحسن حياة البشر على سطح الكوكب.

دكتور علاء كيف تعرفنا على اختراعك وطريقة عمله ومميزاته ؟

قمت بتطوير مادة كيميائية مشتقة من مادة الديكسترين الحلقي وهي مادة كيمياء يتم الحصول عليها من نشاء الذرة أي أنها مادة عضوية سكرية طبيعية وهذه المادة معروفة منذ حوالي مئة عام وهي تدخل  في الكثير من الأدوية والأغذية ومستحضرات التجميل التي نستخدمها في حياتنا اليومية الذي قمت به هو أنني عملت على التعديل الكيميائي لهذه المادة واقصد هنا مادة الديكسترين الحلقي بخطوة كيميائية واحدة ورخيصة جداً هذا التعديل الكيميائي أنتج بوليمر عضوي (β-cyclodextrin polymer) وهو الأول من نوعه يحتوي على الديكسترين الحلقي ويملك مسامات نانوية أو بحجم النانو متر ولتبسيط النانو متر هو واحد على ألف مليون من المتر أي أن هذه المسامات هي من أبعاد الذرات والجزيئات التي يتكون منها البوليمر وبسبب هذه المسامات فإن المساحة السطحية لهذا البوليمر عالية جداً قد تصل إلى مساحة ملعب كرة قدم متوفرة فقط في غرام واحد من هذا البوليمر.
هذا البوليمر عبارة عن بودرة (مسحوق) يتم وضعها كطبقة في فلتر للمياه ويتم تمرير المياه عبر هذا الفلتر فتخرج نقية بشكل آني وصالحة للشرب البوليمر بشكل عام يستطيع إزالة الشوائب العضوية السامة من المياه بشكل سريع وغير مسبوق وسرعة تنقيته تتجاوز بمئات الأضعاف جميع المواد الكربونية المستخدمة حالياً لتنقية المياه.


هل تقوم التقنية التي طورتها على أساليب صديقة للبيئة؟ وهل تم تبني الاختراع من شركة معينة؟

نعم أخي عبد الله هذا البوليمر يتم وضعه في أي فلتر يستخدم لتنقية المياه حاليا ولا توجد أي خطوات إضافية وبالتالي طريقة استخدامه سهلة وصديقة للبيئة
وبالنسبة لوجود شركة لإنتاج هذه المادة، نعم قد تأسست شركة جديدة اسمها CycloPure وهذه الشركة تقوم بإنتاج هذه المادة وتسويقها وهي برئاسة رئيس المجموعة البحثية التي كنت أعمل بها.

هل تستخدم هذه التقنية التي طورتها في مجالات أخرى غير تنقية المياه ؟

نعم قد قمنا بالعديد من الأبحاث مؤخراً لاستخدام هذه المادة لأغراض أخرى كتنقية الهواء من الشوائب العضوية السامة وقمنا بتطوير أنسجة قطنية يعني ملابس قطنية معالجة بهذه المادة وهذه الأنسجة القطنية يمكنها إزالة رائحة العرق من الجسم وأيضا يمكنها امتصاص مختلف المواد الكيميائية السامة من الهواء وبالتالي يمكن استخدامها كألبسة شخصية وأيضا في فلاتر الهواء وفي الأقنعة الواقية من الغازات السامة.

ما هي الأبحاث التي تقوم بها حالياً ؟ لو سمحت عرفنا عليها

أنا حالياً أعمل في مركز الأبحاث والتطوير في شركة Arkema العالمية، والأبحاث التي أقوم عليها حالياً هي في تطوير مواد بلاستيكية ذات صلابة عالية جدا قد تصل إلى صلابة المعادن وبنفس الوقت قابل لإعادة التدوير بشكل كامل  الهدف من هذه المواد البلاستيكية هو أن يتم استخدامها في صناعة هياكل السيارات والمراوح العملاقة التي تستخدم لتوليد الطاقة الكهربائية من الرياح.

لقد تم نشر البحث في مجلة  nature العلمية، ما أهمية ذلك بالنسبة لك كباحث ولمسيرتك العلمية؟

أخي عبد الله النشر في مجلة نيتشر هو من أهم الإجازات العلمية التي يطمح لها أي باحث على مستوى العالم مجلة نيتشر هي أعلى المجلات العلمية العالية وتقوم فقط بنشر الأبحاث التي تحدث ثورة وقفزة كبيرة في العلم مجلة نيتشر تستقبل آلاف الأبحاث العلمية المتميزة من مختلف أنحاء العالم وتقوم فقط بنشر العشرات من هذه الأبحاث  وترفض البقية وعملية التحكيم فيها تأخذ وقتاً طويلاً تستغرق على الأقل 4 أو 6 أشهر يتم عرض البحث على أهم وأعلى الباحثين العلميين في مجال البحث من المعروف أيضا أن العديد من الباحثين الذين حصلوا على جائزة نوبل في الكيمياء قاموا بنشر بحثهم في البداية في مجلة نيتشر مثلا أهم الاكتشافات العلمية عبر التاريخ تم نشرها في مجلة نيتشر مثل اكتشاف النيوترونات الانشطار النووي، البنية الجزيئية للحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين (DNA)، البنية الجزيئية للبروتين، طبقة الأوزون، وأيضاً تسلسل الجينات البشرية كل هذه الأبحاث نشرت في البداية في مجلة نيتشر.
بعض الباحثين يعتبرون أن النشر في مجلة نيتشر هو احد خطوات الوصول إلى جائزة نوبل.

ما صدى هذا البحث والأعمال التي قمت بها كونك دكتور سوري قادم من سوريا وما صدى ذلك في الأوساط العلمية الأمريكية وما تأثير ذلك على حياتك الشخصية؟

بالنسبة لصدى البحث في الأوساط العلمية الأمريكية كان له صدى واسع تم تداوله في عدة مجلات ووكالات أنباء أخرى وأيضا تم اعتباره كأهم بحث ونتيجة علمية قامت هيئة الأبحاث الأمريكية بتمويلها بالإضافة إلى إن البحث تم وضعه على غلاف نيتشر وتم اعتباره أهم بحث تم نشره في ذاك العدد.
بالنسبة لكوني سوري فأنا أفتخر بهذا الانجاز وأعتقد أن كوني سوري هذا يدل بشكل كبير إن السوريين يمكن أن يكون لهم انجازات كبيرة وهامة وفعالة في البلدان التي يقيمون بها وخاصة في المجالات الإنسانية التي من شانها أن تفيد البشرية عموما وتقدم حلولا لمشكلات التلوث والمشكلات البيئية التي تتفاقم يوماً بعد يوم.


دكتور علاء الكثير من الجامعيين والأكاديميين العرب لديهم قناعة أن المؤسسات العلمية العربية غير قادرة على تخريج حقيقيين، ما وجهة نظرك بهذا علماء الموضوع؟

أخي هناك للأسف العديد من المعوقات الموجودة في عالمنا العربي والتي يصعب معها وجود انجازات بهذا الحجم فالبحث العلمي الناجح والفعال يتطلب بنية اقتصادية وسياسية مستقرة وتمويل مادي ضخم على مستوى الدولة ويتطلب وجود كادر علمي نزيه وإدارة مستقلة عن المصالح الشخصية الأهم من هذا كله وجود بنية صناعية قوية في الدولة ومؤسسات تعمل على تنسيق تعاون علمي بين المجالات الأكاديمية والصناعية تعمل هيئات البحثية والأكاديمية معاً لحل مشكلات موجودة أصلاً في المجال الصناعي في الدولة المعنية، المشكلة هي أن معظم هذه العناصر غير متوفرة في عالمنا العربي وخصوصا فيما يتعلق في التنسيق  بين الهيئات البحثية والأكاديمية وبين المجال الصناعي بالإضافة إلى عدم وجود  إرادة على المستوى الإداري لتمويل وتوجيه الأبحاث العلمية وللتنسيق بين الهيئات البحثية وبين المجال الصناعي.

ماهي طموحاتك وهل حققتها؟

طموحاتي في الوقت الحالي هو الحصول على المزيد من الخبرات والقيام بالمزيد من الانجازات التي تفيد البشرية سواء لحل المشكلات البيئية أو الحد من مشكلات التلوث عامة التي تنتشر على سطح الكوكب وعندي أمل كبير في استقرار البيئة في بلدي الحبيب سوريا حتى أعود وأساهم مع الكثير من الباحثين السوريين المتميزين في إنشاء مراكز بحثية في سوريا حتى نلحق بركب التطور.


دكتور علاء نحن في أرابوست نسعى لنشر العلم والمعرفة والوعي بين الشباب خاصة وباقي شرائح المجتمع عامة، هل هناك كلمة أو نصيحة توجهها للشباب؟

أنصح جميع الشباب بالإصرار والمتابعة للوصول إلى مايطمحون إليه وعدم التركيز على المعوقات والصعوبات التي قد يواجهونها فلا يمكن أن يكون هناك طريق يخلو من الصعوبات ويمكن لأي إنسان أن يصل إلى هدفه مهما كانت الظروف فهناك مثل أمريكي يقول (if there is the will there the way) بمعنى إذا كانت هناك إرادة فسيكون هناك طريقة.

في نهاية هذه المقابلة الرائعة أوجه كلمة شكر وفخر باسمي وباسم مبادرة أرابوست للدكتور علاء الدين السبيعي على عمله وجهده وأشكره على وقته الذي خصصه لنا ونتمنى له دوام التوفيق والنجاح وتحقيق أحلامه وأمانيه وإن شاء الله نلقاه في لقاءات أخرى مع اختراعات جديدة

شكراً لك أخي عبد الله وسررت بالحديث معك وتحياتي لفريق العمل في أرابوست.

الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي نجمٌ شاب في سماء العلم

الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي نجمٌ شاب في سماء العلم, الباحث السوري, الباحث السوري علاء الدين السبيعي, الدكتور علاء الدين السبيعي, الدكتور السوري علاء الدين السبيعي, علاء الدين السبيعي

الباحث السوري الدكتور علاء الدين السبيعي نجمٌ شاب في سماء العلم


نجم اليوم شابٌ سوري لمع بجهده وتفوقه ونشاطه سريعاً في سماء العلم، تعرفوا عليه أكثر في هذه اللمحة السريعة:

  • حاصل على بكالوريوس في الكيمياء التطبيقية من جامعة دمشق عام 2005، وهو من الخمسة الأوائل في دفعته.
  • انتقل إلى السعودية لدراسة الماجستير في الكيمياء العضوية والتصنيع الدوائي في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، وحصل منها على الماجستير عام 2008، بمرتبة الشرف وبترتيب الأول على طلاب الدراسات العليا في الجامعة.
  • ثم حصل على منحة من الحكومة الكندية لدراسة الدكتوراه في جامعة ألبرتا ومركز الأبحاث القومي الكندي لتكنولوجيا النانو في كندا.
  • نال درجة الدكتوراه في الكيمياء العضوية البولميرية وتكنولوجيا النانو من جامعة ألبرتا ومركز الأبحاث القومي الكندي لتكنولوجيا النانو عام 2013، وبمرتبة الشرف أيضاً، وكان تخصصه في مجال تصنيع مواد عضوية نانوية لهندسة العظام الاصطناعية، والهدف منها تحسين فعالية بدائل العظام الاصطناعيةولعلاج ترقق العظام عند كبار السن.
  • عمل حوال سنتين ونصف، بصفة "دكتور باحث" في قسم الكيمياء والبيولوجيا في جامعة كورنيل (cornell) في نيويورك بالولايات المتحدة الأمريكية؛ في مجال أبحاث تنقية المياةوأبحاث عن بطاريات الليثيوم وأبحاث أخرى ضمن مجموعة مؤلفة من حوالي 20 باحثاً كيميائياً، كلٌ له اختصاصه وأبحاثه، يترأس هذه المجموعة البروفيسور "ويليام ديكتيل"، وهو من أكثر الباحثين شهرة في العالم وحاصل على جوائز عالمية في كيمياء المواد العضوية والبولميرية وتكنولوجيا النانو.
  • يعمل حالياً في مركز الأبحاث والتطوير في شركة Arkema العالمية 
  • انخرطَ في مجال الأبحاث الخاصة بتنقية المياه منذ نحو سنة ونصف، مُركِزاً على تطوير بولميرات عضوية ذات مساحة سطحية عالية ومسامات نانوية، بهدف رفع كفاءة تنقية المياه وحفظ الطاقة الكهربائية
  • لديه حوالي 12 بحثاً علمياً منشورة في دوريات عالمية مختلفة،أهمها بحث منشور في مجلة نيتشر Nature العالمية.
  • مُوِلَت أبحاثه الأخيرة التي أفضت إلى تطوير مادة الديكسترين غير المنحل (β-cyclodextrin polymer)، من قبل مؤسسة العلوم القومية الأمريكية وهي وكالة فدرالية تدعم الأبحاث في جميع مجالات العلوم والهندسة، وتعتبر أهم مؤسسة بحثيةبأمريكا ممولة من الحكومة الأمريكية، وميزانيتها السنوية تفوق 7 مليارات دولار، وتتلقى كل عام حوالي 48 ألف عرض من جهات تعليمية وأكاديمية للحصول على تمويل لأبحاثها، وتختار من هذه العروض حوالي 11 ألف عرض لتقدم لأصحابها الدعم المالي.
  • شارك أيضاً في كتابة بعض الكتب التخصصية مثل كتاب (nanomedicine: technologies and applications) الفصل 17 chapter، وكتاب (peptide materials from nanostructures to applications) الفصل 12 chapter
  • يوجد عنده براءة اختراع عالمية في مجال تنقية المياه مسجلة باسمه؛ و3 براءات اختراع تم العمل عليها في شركة أركيما (.arkema inc) وهي في طريقها إلى التسجيل.

البكتيريا الكهربية أو الكهربائية؛ أبسطُ أشكالِ الحياةِ يتغذى على الكهرباء !

البكتيريا الكهربية أو الكهربائية؛ أبسطُ أشكالِ الحياةِ يتغذى على الكهرباء !


بدايةً كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة؟

كلُّ كائنٍ حيٍ على وجه الأرض لابد لهُ من مصدرٍ للطاقة يعتمد عليه للقيامِ بالعمليات الحيوية اللازمة لبقائه على قيد الحياة، وعادةً ما تحصل الكائنات الحية على هذه الطاقةِ من المواد الغذائية المحتوية على السكريات خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلايا الحية.

خلال هذه التفاعلات تتحرر الإلكترونات سالبة الشحنة وهي نفسها التي تسري في الأسلاك الكهربائية مكونةً التيار الكهربائي؛ وترتبط هذه الإلكترونات بالأوكسجين ليبدأ بعد ذلك تكوين جزيئات الطاقة ATP.

إذاً فالإلكترونات هي عُملةُ الطاقة وهذه الطريقة في الحصول على الطاقة هي الشائعة بين غالبية الكائنات الحية.

البكتيريا الكهربية

إلا أنه تم اكتشاف مجموعةٍ من البكتيريا التي تستطيع الحصول على احتياجاتها من الطاقة في صورتها النقية على شكل إلكتروناتٍ دون القيام بأية عملياتٍ معقدةٍ لتكتسب هذه الإلكترونات !

ولكن ماذا يحدث عندما لا يوجد الكثير من الأوكسجين لترتبط به هذه الإلكترونات؟ حسناً، كان على هذه البكتيريا أن تستخدم طرقاً بديلةً لربط الإلكترونات بعناصر أخرى، بالنسبة لبعض الميكروبات، بديل الأوكسجين هو المعادن.

كيفَّت البكتيريا الكهربية نظاماً غذائيا ًخاصاً يتماشى مع ظروف البيئة المحيطة بها، هذا النظام يمكنها من الحصولِ على الطاقة في أبسط صورها دون الاعتماد على الغذاء الذي يمثل مصدرَ الإلكترونات أو الأوكسجين الذي هو المستقبلُ النهائي للإلكترونات !

أماكن تواجد البكتيريا الكهربية

غالباً ما يتواجد هذا النوع من البكتيريا في بيئاتٍ فقيرةٍ بالأوكسجين مثل قيعان البحارِ والمحيطات وضفاف الأنهار والعثور عليها ليس بالأمرِ العسير، فكل ما تحتاجه للحصول على حفنةٍ من البكتيريا الكهربية هو تثبيت قطبٍ كهربائي في قاع البحر، وستبدأ البكتيريا القريبة من القطب الكهربائي بإنشاء ما يوازي شبكةَ كهرباءٍ تسمح للميكروبات الأبعد منها بالاتصال بهذا المصدر الغني بالطاقة.

تاريخ اكتشاف البكتيريا الكهربية أو الكهربائية

تم اكتشاف البكتيريا الكهربية لأول مرة عام 1987 على ضفاف نهر Potomac بالقرب من العاصمة الأمريكية واشنطن بواسطة عالم الأحياء الدقيقة Derek Lovley.

وسمي هذا النوع بـ Geobacter metallireducens، وتحصل على الإلكترونات بتحليل المواد العضوية ثم تمررها بعد ذلك خارج الخلية إلى المعادن كأكاسيد الحديد، بمعنى آخر فإنها تتغذى على المخلفات وتتنفس الحديد بدلاً من الأوكسجين.

تقوم هذه البكتيريا بإخراج الإلكترونات عبر شعيراتٍ دقيقةٍ تشبه الأسلاك تبرز من سطح الخلية. هذه الأسلاك الدقيقة لها نفس خصائص الأسلاك النحاسية من حيث التوصيلية الكهربية.

بكتيريا Geobacter metallireducens

في عام 1988 اكتشف عالم الأحياء الدقيقة كينيث نيلسون (Kenneth Nealson) من جامعة جنوب كاليفورنيا؛ نوعاً آخر من البكتيريا التي تقوم بإخراج الإلكترونات، وذلك عندما كان يحقق في ظاهرة اختفاء أكسيد المنجنيز من بحيرة Oneida في نيويورك والتي تحتوي على المنغنيز الذي يتفاعل مع أوكسجين الهواء الجوي مكوناً أوكسيد المنغنيز.

فاكتشف أن المسؤول عن اختفاء أكسيد المنغيز نوعٌ من البكتيريا سمي بعد ذلك بــ Shewanella oneidensis، إذ تتنفس هذه البكتيريا الأوكسجين عندما يكون متاحاً ولكن ندرة الأكسجين على ضفاف البحيرة ألجأت هذه البكتيريا إلى التكيف وتمرير الإلكترونات مباشرة من خلاياها إلى أكسيد المنغنيز منتجةً بذلك تياراً كهربياً، كما أن في استطاعتها تمرير الإلكترونات إلى معادن أخرى كالحديد.

كل ما سبق كان متعلقاً بالبكتيريا التي تنتج الكهرباء ولكن ماذا عن البكتيريا التي تتغذى على الكهرباء !

بحيرة Oneida

بكتيريا تتغذى على الكهرباء !

سبق وأن أشرنا إلى أن معظم الكائنات الحية تحصل على الإلكترونات من السكريات، ولكن بعض البكتيريا لها القدرة على التهام الإلكترونات من المعادن والصخور، بمعنى آخر فإنها تحصل على الطاقة من المقبس مباشرة!

اكتشفت Annette Rowe إحدى تلاميذ Nealson ستة أنواع مختلفة من البكتيريا التي تعيش في قاع المحيط وتكتسب الإلكترونات من المعادن والصخور.
قامت Rowe بتجميع عينات من رواسب قاع المحيط من ميناء Catalina على ساحل كاليفورنيا، وثم أحضرتهم إلى المختبر وثبتت مجموعة من الأقطاب الكهربية بالعينات، وقامت بتغيير الجهد الكهربي للأقطاب لترى ما إذا كانت البكتيريا ستقوم بالتهام الإلكترونات أو إطلاقها نحو الأقطاب، فوجدت أنه عند عدم وجود مصدر متاح للطاقة فإن البكتيريا تقوم بالتهام الإلكترونات مباشرةً من القطب الكهربي!


البكتيريا الكهربية تُكوِن شبكات كهربائية أيضاً !

علاوةً على ذلك فإنه من الممكن أن تتشارك الميكروبات الآكلة للإلكترونات مع تلك التي تُطلِق الإلكترونات ليكوَنوا فريقاً متصلين فيما بينهم كشبكةٍ كهربائيةٍ مما يمكنهم من نقل الإلكترونات بين بعضهم البعض!

قام Gunter Wegener الباحث في معهد ماكس بلانك؛ بتجميع عينات من الميكروبات التي تعيش في قيعان المحيطات وقام بفحصهم تحت الميكروسكوب الإلكتروني ليجد تجمعاتٍ من البكتيريا والجراثيم العتيقة Archaea التي تعمل على تحليل غاز الميثان الناتج الثانوي من عملية تحلل الطحالب والحيوانات الميتة في قيعان المحيطات.

كشفت نتيجة الفحص عن شعيراتٍ دقيقةٍ تشبه الأسلاك تبرز من خلايا البكتيريا، وعلى الرغم من أن قطرها لا يتعدى بضعة نانومتراتٍ إلا أن طولها كان يتعدى عدة ميكرومتراتٍ لتفوق بذلك طول الخلية البكتيرية نفسها - حيث يترواح طول الخلية الواحدة من3-4 ميكرومتر- ويبدو أن البكتيريا تستخدم هذه الأسلاك النانوية للارتباط بالجراثيم العتيقة !

تكتسب الجراثيم العتيقة الإلكترونات عن طريق أكسدة غاز الميثان ومن ثم تمرر الإلكترونات للجزء الآخر من الفريق (البكتيريا) عن طريق هذه الأسلاك النانوية وأخيراً تقوم البكتيريا بتمرير هذه الإلكترونات للكبريت منتجةً بذلك الطاقة التي تحتاجها.

قام الباحثون بتحديد الجين المسؤول عن إنتاج الأسلاك النانوية التي تربط البكتيريا بالجراثيم العتيقة ووجدوا أنه يتم تفعيل هذا الجين فقط عندما تستخدم الجراثيم العتيقة غاز الميثان كمصدرٍ للطاقة.

شبكة كهربائية من ميكروبات ملتصقة !

اكتشف Lovley أيضاً بعض المجتمعات البكتيرية التي يمكنها أن تتشارك الإلكترونات فيما بينها عن طريق تكوين شبكةٍ كهربيةٍ تربطهم، والمشاركة كانت بين نوعين من بكتيريا Geobacter هما G. metallireducens و G. sulfurreducens حيث تقوم بكتيريا G. metallireducens باكتساب الإلكترونات من الإيثانول وثم تمررها مباشرة إلى G. sulfurreducens عن طريق الأسلاك النانوية.

إلى جانب المشاركة بين البكتيريا والجراثيم العتيقة والمشاركة بين نوعين من البكتيريا هناك نوعٌ آخر من المشاركة المثيرة للاهتمام تحدث بين ما يطلق عليها بكتيريا الأسلاك cable bacteria التي تعيش في قاع البحار والأنهار حيث يندر الأوكسجين.

ولمواجهة هذه الظروف تقوم هذه البكتيريا التي تنتمي للعائلة Desulfobulbaceae بتكوين سلاسل بكتيرية تتألف من آلاف الخلايا ليصل طولها عدة سنتيمترات -مما يعتبر مسافةً هائلةً بالنسبة للخلية البكتيرية - حتى تصل إلى منطقةٍ ذات وفرةٍ بالأوكسجين.

تحصل أول خليةٍ بكتيريةٍ في السلسلة من الجانب الذي يندر فيه الأكسجين على الإلكترونات من صخور الكبريت في القاع ثم تنقل الإلكترونات إلى الخلية المجاورة والتي بدورها تنقل الإلكترون إلى التي تليها وهكذا حتى تصل الإلكترونات إلى الخلية الأخيرة في السلسلة والتي تقبع في المنطقة الغنية بالأوكسجين مما يمكنها من ربط الإلكترونات بالأوكسجين!

المصدر:
bbc.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

عباس بن فرناس وأول طيران شراعي في التاريخ!

عباس بن فرناس وأول طيران شراعي في التاريخ!


منذ آلاف السنين راقب الإنسان الطيور وحلم بالطيران والتحليق عالياً مثلها، دلَّنا على ذلك النقوش والكتابات وآثار الحضارات السابقة التي وصلتنا، لكن شخصاً واحداً امتلك الإرادة وحقق هذا الحلم!

في القرن التاسع ميلادي كانت قرطبة وبغداد المراكز الثقافية التوأم في العالم، حيث كان شعاع الحضارة يضيء العالم بأسره، وفي الأندلس ومن قلب قرطبة برز عالمٌ موهوب، لم يكن رجلاً عادياً بل كان فلكياً ومهندساً وشاعراً وموسيقياً، كان اسمه عباس بن فرناس!

طابع إسباني باسم عباس بن فرناس

محاولات الطيران الأولى

راقب ابن فرناس الطيور ولم يكتفِ بذلك بل تعلم منها، وسعى إلى تقليدها، فقام ببناء طائرته الشراعية الخاصة، وقد طار بنجاح عدة مرات فوق مناطق صحراوية منخفضة، وقد حسن تصاميمه قبل قيامه بمحاولتي طيران في قرطبة.

والأمر لايبدو غريباً على عالم موهوبٍ مثله، فكانت أولى محاولاته عام 852 عندما أحاط نفسه بمظلة واسعة مُقساة بدعائم خشبية وقفز من مئذنة الجامع الكبير في قرطبة وانزلق كأنه في طائرة شراعية، أخفقت المحاولة لكن سقوطه كان متباطئاً بحيث لم يصب بغير اضرار طفيفة.

ثم ظل الحلم يراوده بإلحاح، حتى قام ابن فرناس بتحسين تصميمه الثاني، وتقول الأوصاف التي ذكرتها المخطوطات التاريخية أن ماصنعه ابن فرناس آلة تتألف من جناحين كبيرين من الحرير ومن ريش النسور، كانت أكثر بكثير من مجرد عباءة هواء، لقد كانت طائرة شراعية!

تمثال عباس بن فرناس في العاصمة العراقية بغداد

طيران ناجح ولكن !

ففي عام 875 وبعد الانتهاء من تصميمها؛ صعد ابن فرناس تلة في منطقة الرصافة من ضواحي قرطبة بإسبانيا قرب جبل يسمى جبل العروس، وبعد ان وضع اللمسات الأخيرة على آلته، حدد وقتاً تجمع فيه الناس ليشاهدوا طيرانه.

وقد فاجأ عباس بن فرناس الجميع عند ظهوره بزيه الطائر المصنوع من الحرير والمغطى بريش النسور التي ربطها بشرائط حريرية رفيعة، وشرح كيف خطط ليطير مستخدما شراعاً مثبتا بذراعيه!

خاطب ابن فرناس الجمهور قائلاً:
" الآن استأذنكم لأحلق في الجو كالطائر فإن سارت الأمور على مايرام فسأتمكن من العودة إليكم سالماً"

طار ابن فرناس ووصل لارتفاع كبير وحلق في الجو أكثر من عشر دقائق لكن الأمور لم تسير على مايرام، فسقط عمودياً الى الارض وتحطم الشراع، وانكسرت إحدى فقراته، فأدرك عندئذ وظيفة الذيل عند هبوط الطيور فقال لأحد أصدقائه المقربين: تحط الطيور عادة على جذر الذيل.

مركز أبحاث عباس بن فرناس في إسبانيا

وفاة عباس بن فرناس

لم يمت من محاولة الطيران هذه، ولكن لسوء الحظ فإن الضرر الذي لحق به أثر عليه ما منعه من إجراء المزيد من التجارب، وتوفي عباس ابن فرناس عام 887م بعد اثنتي عشر عاماً من محاولة طيرانه؛ تاركاً وراءه أول محاولة طيران بآلة موثقة تاريخياً..ومُلهِماً لمن أتى بعده !

جسر عباس بن فرناس في إسبانيا

تكريم عباس بن فرناس

وتكريمًا لاسمه يوجد تمثال لعباس بن فرناس أمام مطار في مدينة بغداد في العراق، كما سُميّت فوهة قمرية باسمه، إلا أن أفضل تكريم حصل عليه هو مركز فلكي باسمه في مدينة رندة مسقط رأسه، وفي بداية عام 2011، تم افتتاح جسر باسم عباس بن فرناس في مدينة قرطبة على نهر الوادي الكبير، في منتصفه تمثال لابن فرناس مثبّت فيه جناحين يمتدان إلى نهايتي الجسر، وهو من تصميم المهندس خوسيه لويس مانثاناريس خابون.

تمثال عباس بن فرناس في إسبانيا

هذا ما حدث في الأندلس قبل أكثر من 11 قرناً؛ عندما صنع رجلٌ في السبعين من عمره آلة الطيران الأولى وطار، مضت بعد ذلك قرون من الزمن حتى وضع ليوناردو دفنشي رسوماً للطيران..!

المصادر:
1- كتاب 1001inventions الطبعة العربية.
2- uh.edu
3- hdnh.es
4- blogs.publico.es
5- muslimheritage.com

العلماء يَحُلُّونَ لغز انقراض الديناصورات !

العلماء يَحُلُّونَ لغز انقراض الديناصورات, لماذا انقرضت الديناصورات, ما هو سبب انقراض الديناصورات, ما  سبب انقراض الديناصورات, سبب انقراض الديناصورات, انقراض الديناصورات

العلماء يَحُلُّونَ لغز انقراض الديناصورات !


لماذا انقرضت الديناصورات؟

لطالما كانت الإجابة على سؤال ما هو سبب انقراض الديناصورات بِرُبما تسبب كويكب ضخم ضرب الأرض بإفناء الديناصورات؛ لكن لحظة ربما تكون معلوماتك قديمة أو ناقصة بعض الشيء!

فوفقاً لدراسة جديدة، فإن ‏الكويكب‬ الضخم لم يتسبب بفناء الديناصورات بشكل مباشر، بل ضرب هذا الكويكب التوضعات النفطية الشاسعة في المكسيك، مُرسِلاً سحابة ضخمة من الدخان الأسود الكثيف عالياً في الجو في جميع أنحاء العالم.

هذا السخام حجب الشمس، فانخفضت كمية ضوء الشمس بنسبة حتى 85 في المئة، وانخفضت درجة الحرارة بنسبة تصل إلى 16 درجة مئوية على سطح الأرض لمدة ثلاث سنوات، مُتسبِباً في تبريد كوكب الأرض بشكل كبير ليخوض جفافاً مدمراً، ففي الوقت نفسه، فإن ‫‏الأمطار‬ قد انخفضت بنسبة تصل إلى 80 في المئة مما تسب بالجفاف الشديد، افترض العلماء أن ذلك حدث قبل 66 مليون سنة* !

وكتب الباحثون في ورقة بحثية في مجلة (Scientific Reports):
"على الرغم من أن الثدييات الصغيرة والزواحف استطاعت العيش تحت الأرض حيث أنها أكثر دفئاً، إلا أن الديناصورات لم تستطع، كما أن المَوَاطِن المختلفة للديناصورات والثدييات الصغيرة والزواحف، ربما كانت عوامل مفتاحية لتحديد انقراضها من بقائها على قيد الحياة."

الكويكب الذي كان بعرض ستة أميال، والذي ارتطم بما هو الآن شبه جزيرة يوكاتان، شكل ثالث أكبر فوهة على الأرض، بنحو قطر 110 ميل، فقد ضرب الأرض بقوة نحو مليار قنبلة نووية من الحجم التي دمرت مدينة هيروشيما اليابانية خلال الحرب العالمية الثانية، حسب توقع العلماء.

مكان سقوط الكويكب الذي ارتطم بشبه جزيرة يوكاتان, انقراض الديناصورات, لغز انقراض الديناصورات

كان ضرباً من اللغز لماذا بعض ‏الديناصورات‬ قد انقرض، بينما الآخر مثل أسلاف التماسيح لم تنقرض؟
تقول ناسا (NASA) أن الكويكب لم يكن ليمسح الحياة من على وجه الأرض!

كان يُعتقد سابقاً أن الاصطدام تسبب بأبخرة حامض الكبريتيك في السماء، والذي عكس أشعة الشمس مؤدياً لظلام عالمي، وظروفٍ قريبة من التجمد، وانتشار على نطاق واسع للمطر الحمضي، إلا أن الباحثين في معهد بحوث الأرصاد الجوية اليابانية وجامعة (Tohuku)، قالوا:
"لو كان هذا الذي قد حدث، لانقرضت التماسيح والعديد من الحيوانات الأخرى أيضاً، وقد أثبتت تجارب الاصطدام الأخيرة وحسابات النمذجة ملخص أن هباء حامض الكبريتيك لا يمكن أن يتشكل ويستمر على مدى فترات طويلة بعد ارتطام الكويكبات."

وتشير التقديرات إلى أن 12 في المئة فقط من الحياة على الأرض قد نجا من الفوضى التي أطلقت من الكويكب، لكن 90 في المائة من أنواع المياه العذبة كانت قادرة على تجاوز الصدمة المفاجئة لهذا الكوكب.
__________
* يتم تقدير هذه الأعمار باستخدام تقنية الكربون المشع، بعد دراسة الحفريات الموجودة في طبقات الأرض المرافقة لتلك الحقبة؛ علماً أن تقنية الكربون المشع مازالت محل جدل حتى الآن.

المصدر:
popsci.com
independent.co.uk

العلماء ربما اكتشفوا لماذا الماء هو سر الحياة !

العلماء ربما اكتشفوا لماذا الماء هو سر الحياة, الماء هو الحياة, الماء هو سر الحياة, لماذا الماء هو سر الحياة

العلماء ربما اكتشفوا لماذا الماء هو سر الحياة !


الماء هو الحياة، فأينما نظرنا في هذا الكوكب، أو في العمليات البيولوجية أو الكائنات، جميعهم مكونة أجسامهم بنسبة كبيرة من الماء ويحتاجون إلى الماء لعملياتهم الحيوية، ولكن بالضبط ما الدور الذي يلعبه الماء يبقى غير واضحٍ، حتى الآن.

ولكن مجموعة من العلماء من جامعة ولاية أوهايو يعتقدون أنهم ربما أخيراً كشفوا السر وراء الماء، فالماءُ يلعبُ دوراً حاسِماً في تكوين البروتين، الذي هو عبارة عن سلاسل طويلة من الأحماض الأمينية المطوية بطريقة محددة ودقيقة، ولكن وفقاً للدراسة الجديدة فإنها لا تستطيع أن تطوي نفسها دون الماء!

قال قائد هذه الدراسة دونغبينغ تشونغ (Dongping Zhong):
"لفترةٍ طويلة، حاول العلماءُ معرفةَ كيف يتفاعلُ الماء مع البروتينات، إنها مشكلةٌ أساسية تتعلق بِبُنيةِ البروتينات واستقرارها وحركيتها وأخيراً وظيفتها"

في هذه الدراسة، التي نشرت في هذا الأسبوع في موقع (Proceedings of the National Academy of Sciences)، أظهر الفريق كيف أن جُزئياتِ الماء الأصغر واﻷسرع تحيطُ بالبروتين وذلك عن طريق دفعهِ وسحبه ما يجعلها تنطوي بسرعة.

استعمل الباحثون نبضات ليزرية فائقة السرعة لأخذ لقطاتٍ لجزُئياتِ الماء وهي تقوم بهذا العمل وفي أثناء القيام بذلك لاحظوا تفاعل الماء مع سلاسل البروتين الجانبية، وكيف ترتبط الأجزاء و تفك ارتباطها مع بعضها البعض لتنثني.

و تابع "نحنُ نؤمن بأنه لدينا أدلةٌ قويةٌ ومباشرةٌ بأنه في نطاق زمني فائق السرعة (بيكو ثانية أو ترليون جزء من الثانية) سينظمُ الماء تقلبات البروتين، ولِفهمٍ أفضل للذي حدث، استعملوا المحاكاة الحاسوبية المُسندة إلى البيانات، و باتَ واضحاً أن البروتينات لا يُمِكن أن تنطوي إﻻ بطريقة محددة فقط وهي الطريقة التي تنتج عن صدم جزئيات الماء للسلاسل لتشكلها بشكل محدد.

وأضاف لقد اكتشفنا بأن الشكل النهائي للبروتين يعتمد على شيئين : الماء والأحماض الأمينية، نحن نستطيع أن نقول في الفترات الزمنية فائقة السرعة، تتحكم تقلبات الماء بتقلبات سطح البروتين، فجزئيات الماء تعمل مع بعضها البعض كشبكةٍ كييرةٍ لقيادةِ حركة البروتينات.

المصدر:
iflscience.com

ماذا تعرف عن الثانية ؟

ماذا تعرف عن الثانية ؟


هي وحدة قياس الزمن في جملة الواحدات الدولية (SI)، وهي تعادل 9192631770 دورة من الإشعاع الذي يصدرهُ انتقال الإلكترون بين مستويين معينين للطاقة في ذرة السيزيوم133، وتم الاتفاق على تعريفها عام 1967، ويُُرمز لها اختصاراً برمز (ثا) أو (s) أو (sec).

المصدر:
whatis.techtarget.com

لماذا نفقد التوازن عند التوقف عن الدوران ؟

لماذا نفقد التوازن عند التوقف عن الدوران ؟


لطالما داعب هذا السؤال أذهاننا، جرب أن تدور الآن قليلاً ثم توقف!
ستجد نفسك مختل التوازن وغير قادر على الوقوف والثبات؛ ما السبب يا تُرى؟

يعتمد الشعور بفقدان ‫‏التوازن‬ على واحدٍ من أهم القوانين الأساسية لعلم الفيزياء وهو قانون القصور الذاتي الذي يعبر عن مقاومة الأجسام الساكنة للحركة ومقاومتها للسكون في حالة الحركة. ويعتبر التوازن في جسم الإنسان وظيفةً من وظائف الأذن الداخلية حيث تحتوي على ثلاثِ قنواتٍ شبهِ دائريةٍ تعرف بالقنوات الهلالية.

و‏القنوات‬ الهلالية توجد متعامدةً على إحداها الأخرى، ومصممة لتوفر كل منهم الإحساس بحركةِ الرأس على محورٍ مختلفٍ ومن ثم توجيه حركة الجسم في الاتجاهات الفراغية. تحتوي أيضاً كل قناةٍ على غرفةٍ مبطنةٍ بخلايا شعريةٍ تسبح في مادة جيلاتينيةٍ تسمى القبيبة (Cupula)، يعلوها سائل اللمف الداخلي (Endolymph) الذي يضطرب عندما تهز رأسك بشدةٍ ويقوم بسحب القبيبة؛ مما يسبب انحناء الخلايا الشعرية وعندها تنتقل رسائلٌ عصبيةٌ إلى الدماغ بواسطة ما يقربُ من 20.000 ليفةٍ عصبيةٍ، ليقومَ الدماغُ بترجمة هذه الرسائل إلى إحساسك باتجاه حركةِ رأسك.

عندما تتحرك حركةً دائريةً فإنَّ سائلَ اللمفِ الداخليِّ يتحرك في اتجاهٍ معاكسٍ لاتجاهِ حركةِ الرأسِ نتيجةَ القصور الذاتي حيث أنه يقاوم حركة الرأس في هذه الحالة وأثناء ذلك يقوم بسحب القبيبة مما يجعل الخلايا الشعرية تميل عكس اتجاه حركة ‏الجسم‬، وخلال لحظاتٍ يضبط سائل اللمف الداخلي حركته لتكون في نفس اتجاه حركة الجسم مما يسبب استقامةَ الخلايا الشعرية وعندها يتوقف الدماغ عن استقبال الرسائل الخاصة بحالةِ ‫الدوران‬ مما يجعلك تشعرُ بأنك ثابتٌ وأن العالم هو ما يدور من حولك.

ولكن عندما تتوقف عن الدوران يستمر سائل اللمف الداخلي في الحركة في نفس اتجاه حركته التي كان عليها أثناء الدوران، مقاوماً توقفك عن الحركة في هذه الحالة، وتتحرك القبيبة تبعاً لحركة سائل اللمف الداخلي مما يسبب انحناء الخلايا الشعرية مرةً أخرى مرسلاً بذلك إشارةً إلى ‏الدماغ‬ الذي يقوم بدورهِ في ترجمةِ هذه الرسائلِ كما لو أنك تتحركُ ولكنَّك في الواقع لا تتحرك وهذا ما يسمى بالدوار!

المصدر:
livescience.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

ما هي الموصلية الفائقة وما هي المواد فائقة التوصيل ؟

ما هي الموصلية الفائقة وما هي المواد فائقة التوصيل ؟


ظاهرة التوصيل الفائق

اكتشف العالم الهولندي هيك كامرلين أونيس (Onnes .K.H) مع مساعديه ظاهرة الموصلية الفائقة أثناء دراسة بعض مقاومات المعادن في درجات حرارة تصل إلى الصفر، ففي عام 1908 تمكن العالم أونس من تسييل غاز الهيليوم الذي تبلغ درجة غليانه -269 درجة مئوية أي ما يعادل 4.2 كلفن.
وفي عام 1911 اكتشف أونس أن المقاومة الكهربائية للزئبق المتجمد تنخفض إلى الصفر تقريباً.
وفي عام 1913 حاز أونِس علي جائزة نوبل في الفيزياء لدراسته خواص المواد عند درجات حرارة منخفضة وتسييله للهليوم.

تعريف ظاهرة التوصيل الفائق أو الموصلية الفائقة

وهي ظاهرة تحدث في بعض المواد عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة جداً تقترب من الصفر المطلق (صفر كلفن) حيث تسمح الموصلات الفائقة بمرور الكهرباء خلالها دون أي مقاومة كهربائية تقريباً، وهي ظاهرة غريبة فسلوكها الكهربي من حيث عدم المقاومة للتيار الكهربائي، وسلوكها المغناطيسي هما السمتان البارزتان لها، ما جعل من بعض المواد ذات تطبيقات غير محدودة، ويحدث التوصيل الفائق في الفلزات والسبائك في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، ويصبح كل من الرصاص والزئبق والصفيح فائق التوصيل في هذه الدرجة.

المواد فائقة التوصيل Superconductors

عادة تنخفض المقاومة الكهربية للموصلات المعدنية تدريجياً مع انخفاض درجة الحرارة، وفي حالة الموصلات العادية كالنحاس أو الفضة فإن الشوائب الموجودة في المادة تمنع الوصول الي حد أدني من المقاومة في درجات الحرارة المنخفضة ولذلك فعند الإقتراب الي درجة حرارة تقارب درجة الصفر المطلق فان عينة من النحاس مثلاً لايمكن أن تصل لدرجة مقاومة تساوي الصفر، أما في حالة الموصلات الفائقة فان المقاومة تنخفض على نحو مفاجئ إلى الصفر؛ عندما يتم تبريد المادة إلى درجة حرارة أقل من الدرجة الحرجة لهذه المادة، غالباً 20 كلفن أو أقل.

وتحدث حالة التوصيل الفائق في تشكيلة واسعة من المواد مثل المعادن الخفيفة كالقصدير والألمنيوم والسيراميك والسبائك الثقيلة وبعض أشباه الموصلات ولكن لايمكن صنع موصلات فائقة من المعادن النبيلة كالذهب والفضة ومن المعادن ذات مغناطيسية حديدية.

ليس للموصل الفائق أية مقاومة كهربية على الإطلاق لذلك إذا أدخلنا تياراً كهربياً في دائرة تتكون من سلك فائق التوصيل فإن التيار الكهربي يستمر في السريان طالما استمرت للسلك موصليته الفائقة، ويسمي التيار حين إذا بالتيار المداوم (Persistent Current).

إن اكتشاف الموصلات الفائقة سوف يساعد في المستقبل على إدخال العديد من التقنيات المتقدمة ولكن هناك العديد من المشاكل التي لها علاقة بعلوم المواد والتي يجب أن نتغلب عليها قبل أن تصبح مثل هذه التطبيقات على أرض الواقع، ربما من أهم الصعوبات التقنية هي كيف يمكن صب مثل هذه المادة الخزفية القابلة للكسر في أشكال يمكن الاستفادة منها مثل أسلاك أو أشرطة لاستعمالها في التطبيقات الكبيرة، أو الأفلام الرقيقة في حالة الأجهزة الصغيرة مثل SQUID؟

هناك مشكلة أخرى وهي قلة كثافة التيار في حالة المركبات الخزفية ذات الحجم مقارنة بالأفلام الرقيق، وإذا افترضنا بأننا تغلبنا على مثل هذه المشاكل فإنه من المشوق بأن نتنبأ ببعض التطبيقات المستقبلية لهذه المواد التي تم اكتشافها حديثاً.


أهم تطبيقات المواد فائقة التوصيل

وأهمها المغنطيسات فائقة التوصيل، فهي من أقوى المغنطيسات الكهربية المعروفة، وهي تستخدم في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي الطبية ، وفي القياس بواسطة مطياف الكتلة، ومغناطيسات توجيه حزم الجسيمات المشحونة معجلات الجسيمات مثل معجل LHC التي تديره المنظمة الأوروبية للبحث النووي سيرن.

كما يمكن استخدامها أيضا في الفصل المغناطيسي، حيث يتم استخلاص الجزيئات ضعيفة المغنطة من مخلوط جزيئات أقل مغنطة أو عديمة المغنطة كما في صناعة الدهانات.

تستخدم الموصلات الفائقة أيضاً في صنع الدوائر الرقمية مثل مرشحات ترددات الراديو لمحطات الهواتف المحمولة والميكروويف.

كما يُعد من أهم تطبيقاتها القطار المغناطيسي المعلق (Magnetically levitating train) أو ما يُعرف بالقطار الفائق أو القطار الطائر؛ والذي بُنيت فكرة تصميمه على ظاهرة الطرد المغناطيسي بحيث تطفو أو تعوم عجلات القطارات المصنوعة من المواد فائقة التوصيل على مغناطيس فائق شديد وبالتالي ينعدم الاحتكاك بين عجلات القطارات والقضبان مما يساعد في زيادة سرعة القطارات و هذه القطارات التي تسير مرتفعة عن الأرض.

المصادر:
1- digitaltrends.com
2- crazyengineers.com
3- مقدمة في الفيزياء الحديثة وميكانيكا الكم؛ د. محمد سالم الليد؛ منشورات الدار الأكاديمية – طرابلس - الطبعة الأولى - 2009.
4- د. رأفت كامل واصف – أساسيات

كيف يتم تحويل الكتب الورقية إلى كتب رقمية ؟

كيف يتم تحويل الكتب الورقية إلى كتب رقمية ؟



هذه الصورة المتحركة من مختبرات إيشيكاوا أوكو- جامعة طوكيو في اليابان، توضح التقنية الخاصة التي تسمح بتصوير 250 صفحة من الكتب الورقية في الدقيقة وتحويلها إلى كتب رقمية PDF!

جميع الحقوق محفوظة © أرابوست

تصميم الورشه