الخميس، 12 فبراير، 2009

آخر الاكتشافات العلمية

اكتشاف سر البروتين وفيروسه المسؤول عن انكماش العضلات أو بروزها

الباحثون في جامعة Purdue والجامعة الكاثوليكية في الولايات المتحدة اقترحوا في بحث علمي جديد قاده أستاذ علم الفيروسات مايكل روسمان وهانلي راو أستاذ العلوم الحيوية التركيب الخاص للمادة الوراثية للبروتين المتخصص في بروز أو انكماش العضلات، في الوقت نفسه درسوا الفيروسات الناتجة عن العمليتين. هذا البحث يسمح لنا بفحص الطريقة التي يعمل فيها الفيروس على المستوى الذري.وذكر الباحثون أن الذي اكتشفوه يعتبر حتى الآن أقوى الفيروسات، وشبهوه بالمولد الذي يعادل 20 مرة ما ينتجه بروتين myosin المسؤول عن انكماش أو قوة العضلات.
التكنولوجيا المستخدمة في البحث اعتمدت على علم بلوريات الأشعة السينية وتقنية أخرى دعتهم لاستخدام مجهر الكتروني مكنهم من رؤية أبعاد مولد الفيروسات. يقول روسمان إن نتائجهم أثبتت العلاقة بين ما يحصل من تفاعل والدي أن أي وذلك بدمج البيانات الكيميائية والحيوية. وعن فائدة البحث صرح بأن نتائجهم ستتيح المجال لاحتواء نشاطات الفيروسات أو تسكينها، وتقليل الضرر جراء الاصابات الفيروسية، وذلك بتطوير بدائل المضادات الحيوية المستخدمة حاليا بعد معرفة المواد الوراثية للمرضى وعلاجهم بشكل يتناسب مع جينات كل منهم.روسمان اعتبر ان بحثهم «أساسي جدا» و«قريب أكثر للتطبيق العملي عن الكلام بالمعرفة». شارك في كتابة ورقة البحث بوني تانفيس ودي بومان وأندي فوكين وهم باحثون مساعدون. وقامت المؤسسة القومية للعلوم والبرنامج الانساني علوم بلا حدود بتمويل مشروع البحث.


«ناسا» تربط هياج العواصف عام 2008 بارتفاع درجة حرارة الأرض

لخص عالم الجيوفيزياء هارتموت آيمان نتائج بحث استمر خمس سنوات في ورقة قدمها لمؤتمر اتحاد الجيوفيزيائيين الاميركيين في سان فرانسيسكو ومولته وكالة الفضاء الاميركية وساعدته في استغلال مختبرها الطائر والموجه من كاليفورنيا، بأن زيادة العواصف التي اجتاحت العالم عام 2008 بالارتفاع العام لدرجة حرارة الكوكب. بيانات فريق آيمان مسحت بدراستها الغيوم الاستوائية وارتباطها بالعواصف الحادة والمطر، واكتشفت مركبة ناسا الفضائية ارتباطا قويا بين تردد هذه الغيوم والتغيرات الموسمية في درجات الحرارة عند المحيطات الاستوائية. ولاحظ الفريق أن هناك زيادة مقدارها 45% في تردد الغيوم العالية جدا. وقاسوا النسبة في ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 0،13 درجة مئوية الأمر الذي زاد من تردد العواصف بنحو 6% لكل عقدة. وقال آيمان إن الغيوم والمطر كانا الوصلة الأضعف في التنبؤ المناخي، وكان التفاعل بين دفء مياه البحر بشرط زيادة صفاء السماء أساساً في تشكيل الغيوم المنخفضة. البحث قاس الزيادة في نسبة الأمطار التي اجتاحت تلك المناطق بنحو 1،5% وهي الأعلى في غضون 18 سنة.

اكتشاف تسرب مغناطيسي «غامض» نحو الأرض

للأرض غلاف مغناطيسي معروف بالفحوص المستمرة عليه من قبل العلماء، والمجالات المغناطيسية ما بين الأرض والشمس تحدد، وفي الوقت نفسه، تسمح للبلازما الحرة بالدخول في الغلاف الجوي للأرض وبشكل مفاجئ مكونة طبقة عالية من الجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي لكوكبنا. هذا ملخص لأهم اكتشاف قام به علماء الفيزياء الفلكية في مركز غودارد الفضائي، وأهميته تكمن في أن حماية كوكبنا من الاشعاعات الكونية الضارة ضعفت بشكل كبير ولا تزال تتضاءل.
الرياح الشمسية
يجدر التذكير بأن الرياح الشمسية تتدفق بجزيئاتها المتأنية على الأرض بسرعة نصف مليون كيلومتر في الساعة، وغالبا ما ينظر اليها من على الأرض كمنظر جميل وخلاب ورومانسي، خصوصا لحظات الشفق، من دون أن يعلم معظم المتأملين في المنظر الساحر، أن درعا مغناطيسيا يحمي الأرض من الرياح الشمسية ذات السرعة الفائقة والتأثير المدمر. هو الدرع المغناطيسي للأرض الذي يغطي الكوكب من جميع الجهات، ولكن تبين حسب اكتشاف المجموعة العلمية أعلاه، أن الدرع قابل للتسرب وأن حجم الفتحات فيه (حوالي سبعة) قابلة للزيادة والتوسع.
مؤثرات وأعراض
نضرب أمثلة يشعر فيها المتابع غير المتخصص عن المشكلة التي نتحدث عنها: ان الرياح الشمسية وعواصفها تعتبر السبب الرئيسي لتعطل منظومات الأقمار الصناعية وعجز شبكة الكهرباء في العالم واعاقة عمل رواد الفضاء الذين يؤدون مهام السباحة الحرة في الفضاء المفتوح.
اضطراب الأرض
حسب علماء فيزياء الفلك في مركز غودارد التوسع التدريجي لطبقة الجسيمات المشحونة بعرض يقارب 6.5 الاف كيلومتر. واذا استمر الوضع في السنوات 2011-2012 (ذروة الدورة الشمسية)، سيشهد الكوكب أقوى العواصف المغناطيسية، وستسجل أشد حالات الاضطراب في الأرض بسبب حزم الاشعاع كما يقول ديفيد سايبيك خبير الطقس في «ناسا» والمشرف على نشاط خمسة أقمار صناعية خاصة بمراقبة الطقس وتأثيراته على سكان الكوكب. وستطرح هذه المسألة في افتتاح مؤتمر الجيوفيزيائيين الأميركيين في سان فرانسيسكو قريبا.
من يحمي البشر؟
واذا كان طوال ملايين السنين يحمي الأرض درعها المغناطيسي، فمن سيحمي سكانها لو حدث تسرب فيه؟هناك بعض المعطيات المتفق عليها علميا لابد من ذكرها، فمثلا ان الرياح الشمسية تضغط على الغلاف المغناطيسي بخط نحو الشمال وتتغير باستمرار خلال 11 عاما من دورة النشاط الشمسي. ونتيجة لاجراء البحوث وكشف حسابات المواءمة يمكن للغلاف المغناطيسي حماية الأرض أكثر بعشرين مرة من الجسيمات المشحونة. ولمعرفة الآلية العملية لذلك أوجدوا بعض برامج كمبيوترية للفيزياء الفلكية التي لاحظت هذه النسبة. فالجسيمات العالية الطاقة تتدفق في مساحة واسعة من المجال المغناطيسي وتعود الى الأرض لتتجلى بصورة الشفق. كما أوضح عالم الفيزياء جيمي رادير من جامعة نيو هامشير الذي شارك في وضع برامج الكمبيوتر المذكورة، واصفا تأثير الجسيمات المشحونة كالأخطبوط تغطي الأرض بأذرعها.
إعادة المغناطيسية
أطلقوا على هذه الظاهرة اسم perezamykanie أو «اعادة المغناطيسية» المفرطة في الأرض بسبب الفجوات الضخمة، الأمر الذي أتاح لتسرب البلازما في خطوط العرض العليا لكل من نصفي الكرة المضاءة الجانب في العالم. وان كانت الظاهرة تحدث على نطاق واسع – والحديث لرادير – فان طبقة الجسيمات المشحونة لا تزال غير كافية لأن تخلق عواصف جيومغناطيسية كبيرة حتى الآن، لذلك يمكن لسكان الأرض التمتع بفترة من الهدوء النسبي وان كان لا يزال الغلاف المغناطيسي يخزن الجزيئات العالية الطاقة.
الزمن الصعب للأرض
ان أصعب فترة تمر فيها الأرض هي عندما يبدأ النشاط الشمسي بالازدياد متوجها نحو الجنوب، حيث تهتم بذلك البلازما المخزنة، ليحصل ما يشبه انفجار الغاز، الذي لا نريد الخوض فيه لكون الوقت غير مناسب لارعاب الناس أكثر.
الهيليوم صلب وسائل في الوقت نفسه!

في درجات الحرارة المنخفضة جدا سيكون الهيليوم صلبا وسائلا في الوقت نفسه، وتفسير ذلك بمحاكاة ومساعدة الحاسوب، حيث تبين أن السبب في هذه الظاهرة الغريبة يمكن أن يعزى إلى الشوائب التي تجعل هذا التأثير محتملا. هذا ملخص اكتشاف ماثياس تروير أستاذ الفيزياء الحسابية في معهد زيورخ للفيزياء النظرية مستخدما البناء النظري للظاهرة الكمية لتراكيب الـ Supersolidity التي تصف المرحلة الطبيعية الممكن حدوثها في درجات الحرارة المنخفضة جدا، حيث تبدو المادة صلبة و superfluid في نفس الوقت.تجدر الإشارة إلى أن القوة البحرية الأميركية اعتمدت كثيرا على ظاهرة الـ superfluid ، وناقش خبراء منها (البحرية الأميركية) الفيزيائي النظري ماثياس تروير، فيما إذا كان من المتاح استخدام رذاذ الهيليوم لقتل شخص ما، لكنه نفى إمكان حدوث ذلك.
عالم شاب
ومن المثير ذكر الاهتمام الكبير الذي أولته مختبرات البحرية الأمريكية العلمية بماثياس تروير وبحوثه في supersolidity، فمنذ نشره هذا البحث انتقل من زيورخ إلى جامعات ماساشوستس وجامعة هارفارد في الولايات المتحدة ويناقش بحوثه الجديدة للحصول على الأستاذية وهو في الثلاثين من عمره فقط.
ظاهرة وليست نظرية
ولا يمكن اعتبار أعمال تروير رائدة في مجال ظاهرة supersolidity، فقد توقعها علماء من روسيا وإسبانيا واليابان منذ عام 1969 لكن ملاحظاتهم لم تنسق بشكل يمكن أن يتحول إلى نظرية، والتجربة الأولى التي دلت على وجود هذه الظاهرة كانت في عام 2004، حينما وجد الباحثون بللورة الهيليوم تدور ذهابا وإيابا في الترتيب الذي يعتمد على تردد اهتزاز الكتلة الدائرة ويصبح التردد أعلى في حالة تخفيض درجة الحرارة تحت 0.2 كيلفن وتقريبا أسفل الصفر المطلق من دون مشاركة جزء الكتلة في الدوران، لكي يتصرف كسائل خال من الاحتكاك وبكلمة أخرى أصبح supersolid.حتى هذه النقطة نرى أن النتائج تتوافق مع النظرية، لكن التجارب الأخرى بينت أن نسبة البللور التي أصبحت supersolid زادت بعدد العيوب في البلور. ويبقى السؤال مطروحا للبحوث القادمة حول البللورات المثالية الخالية من العيوب، وكيف ستكون فيها هذه الظاهرة.
لا تأثير بالبللورات المثالية
في هذه النقطة، أصبحت المشكلة مثيرة لمجموعة الفيزيائيين المعتمدين على مساعدة الحاسوب بقيادة ماثياس تروير في زيورخ وزملائهم في الولايات المتحدة وكندا. وبالرغم من أن الفيزيائيين ينفذون التجارب أيضا، فإنهم يعملون ذلك على نماذج الحاسوب بدلا من المادة نفسها. وهذا يسمح لهم بمراقبة البللورات مباشرة أكثر. على سبيل المثال، جربوا كيفية تخلص البللورات من شوائبها، وبمعنى آخر: كيفية الحصول على بللورات مثالية لتلك المواد التي لا يمكن أن تصنـّع في المختبر. في هذا المفترق لم يعثروا على ظاهرة supersolidity.
التجربة المثيرة للجدل
على أي حال، صنـّع العلماء بللورات افتراضية أيضا فيها عيوب، بتوجيه تركيب نصف من البللور في اتجاه مختلف إلى النصف الآخر. ونفذوا هذه التجربة باستخدام حوالي مائة اختلاف في درجات الحرارة والتوجيهات المختلفة للعناصر الأخرى. فماذا كانت النتيجة؟ المثير أن supersolidity حدثت حيث طبقات الذرات بالتوجيهات المختلفة كانت سوية، ولكن الطبقات لم تتطابق خصوصا أن كل شيء اعتمد على عيوب مصنعة كيف إذن نعتمد على العيوب في البللورات للحصول على هذه الظاهرة وهل أن كل شيء يجرب في المختبر ممكن الاستفادة منه في التطبيقات العملية والصناعية؟
في الطريق إلى النظرية
مبدئيا، هذه النتائج رفضها بضعة علماء، فالظاهرة محتملة في حالة توفر الشوائب والنظرية لا تستقيم إلا في كونها وجهة نظر ولا تحتمل أن تصبحtheoreticians، وهذا لا يعني أن تفسير مجموعة زيورخ لم يكسب القبول الواسع، والشهرة التي وضعت ماثياس تروير وهو في الثلاثين في مصاف العلماء المرموقين في العالم، بل ووصلت شهرة هذا الرجل الذي اكتشف المادة الصلبة والسائلة في الوقت نفسه، إلى أن يسأله موظف للجمارك لم يتلق تعليما متخصصا في الفيزياء ــ حينما وصل إلى الولايات المتحدة ــ حول حيثيات هذه المادة واكتشافه العجيب.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق