سائل يعيد تشكيل نفسه.. خطأ طالب أمريكي يكشف ظاهرة تخرق قوانين الفيزياء
سائل يعيد تشكيل نفسه.. خطأ طالب أمريكي يكشف ظاهرة تخرق قوانين الفيزياء
في تطور غير متوقع بجامعة ماساتشوستس أمهرست الأمريكية، رصد فريق من الفيزيائيين سلوكا غير مألوف لسائل يبدو أنه يتحدى القواعد الأساسية للديناميكا الحرارية، وجاء هذا الاكتشاف بعد خطأ بسيط ارتكبه طالب خلال تجربة معملية روتينية، ليفتح بابا أمام ظاهرة لم ترصد من قبل.
خطأ طالب يخالف قوانين الديناميكا الحرارية
في معمل بجامعة ماساتشوستس أمهرست حاول أنتوني رايخ، وهو طالب دراسات عليا في الفيزياء، أنّ يصنع خليطا من الزيت والماء باستخدام جزيئات صغيرة جدا من النيكل الممغنط، كان يبحث كيف يمكن استخدام المواد المغناطيسية لتصميم أنواع جديدة من السوائل، لكن ما حدث بعد ذلك كان غير متوقع، فمهما كانت قوة تحريك الخليط، بدلا من أن يختلط السائلان، كانا ينفصلان مرة بعد مرة ويترسبان في شكل منحني مميز يشبه جرة يونانية، وفقا لموقع «dailygalaxy».
أدهشته هذه النتيجة، فسأل رايخ أساتذته في قسم علوم وهندسة البوليمرات، وقال: «فكرت ما هذا الشيء؟ فتجولت في الممرات وسألتهم إن كانوا يعرفون ما يحدث» لم يستطع أي من الأساتذة أن يعطي تفسيرًا واضحًا في البداية، وفي النهاية، أدرك باحثان كبيران، توماس راسل وديفيد هوجلاند، أن هذا السلوك قد يكون اكتشافا علميا مهمًا، وبدأوا البحث مرة أخرى.
سائل غريب يُعيد تشكيل نفسه
حسب مبدأ الاستجلاب في قوانين الديناميكا الحرارية التي تشرح كيف تتفاعل المواد على الأسطح، مثل الحد الفاصل بين الزيت والماء، فعند إضافة جزيئات صغيرة مثل النيكل في تجربة «رايخ» إلى خليط الزيت والماء، فإنها تقلل التوتر السطحي وتساعد على امتزاج السائلين لفترة قصيرة، ولكن في هذه الحالة، بدا أن جزيئات النيكل الممغنطة بقوة كان لها تأثيرا معاكسا.
وحسب قول «هوجلاند»، وهو أستاذ متخصص في المواد اللينة، كانت القوة المغناطيسية للجسيمات قوية بما يكفي لزيادة التوتر السطحي، مما أدى إلى انحناء الحدود بين السوائل بدلًا من تفتيتها، وأشار إلى أن ترتيب الجزيئات النانوية تحت تأثير القوة المغناطيسية أدى إلى تكوين شكل آخر للسوائل، ويبدو أنه يتجاوز القواعد التي وضعتها نظرية الديناميكا الحرارية، وفي النهاية كانت نتيجة التجربة سائلًا غريبًا يُعيد تشكيل نفسه مهما كانت قوة تحريكه، وهو اكتشاف غير نظرة العلماء لفكرة اختلاط بعض السوائل، ووصفه الباحثون بأنه «سائل يستعيد شكله»، وهي ظاهرة لم تُلاحظ من قبل في مجال فيزياء المادة اللينة.
