تصوير الذرة نوبل في الفيزياء 2023 باختصار

السلام عليكم كنا عننا تصور ان الذره هيك شكلها او هيك لكن الحقيقه تصورك هذا يعود لتفكير العلماء قبل 100 سنه وشكل الذره اعقد من هيك بكثير ومر بمراحل من الاكتشاف لحتى وصلنا الشكل الحالي للذره وفيما بعد قدرنا نصور الذره لكن السؤال كيف التقطنا صوره للذره ما دام هي اصغر شيء في هذا الكون حياكم قناه باختصار واليوم راح تحدث عن كيف صورنا الذره بدايه راح اخذكم في رحله قصيره بتاريخ ره نبدا الرحله من اليونان حيث كان البعض يعتقد ان المواد تتكون من اربعه عناصر فقط الماء والتراب والنار والهواء وانه لو استمرينا بتقسيم الماده رح نستمر للابد لكن ظهر بينهم فئه تعتقد انه لما نقسم الماده باستمرار رح نوصل لجزء صغير سموه اتوم واللي معناها غير قابل للتقسيم طبعا في اختلافات في ذلك العصر البعض يقول ان الذره ممكن تكون مكعب وهرم وكره واختلاف شكلها يعني اختلاف الذره استم مفهوم الذره كشيء مجهول لحتى 1803 لما دالتون عالم الكيمياء اقترح وجود الذرات لسبب بسيط وهو ان الذرات تتفاعل بنصب صحيحه يعني الماء هو نتيجه تفاعل ذرتين هيدروجين مع ذره اكسجين اي مركب كيميائي لما تفاعله يتطلب اعداد صحيحه من الذرات ما عمرك شوف مركب من ذرتين هيدروجين ونصف ذره اكسجين بعدها توالت الاكتشافات بوجود الالكترون والبروتونات والنيترونات وان الالكترونات تدور حول النواه بمستوى معينه واذا خسرتها تشع طاقه واذا كسبت طاقه يرتفع مدارها هذا الشكل اللي نعرفه للذره لكن للاسف هذا تصور قديم يعود عام 1932 مفهومنا للذره اختلف من بعدها لما اكتشفنا عالم ميكانيك الكم عرفنا انه الالكترونات مش متواجده في مكان محدد انما سحابه من الاحتمالات وهاي تمثل اقرب شيء لشكل الالكترونات حول الذره حيث كل نقطه في هذه الصوره تمثل وين الالكترون محتمل يكون طبعا را اشرح قصه ميكانيك الكم في حلقه ثانيه لكن اللي بدي اياك تعرفه انه الالكترونات ما لها مكان معين انما سحابه من الاحتمالات كلما زادت كثافه النقاط زادت احتماليه تواجدها هون ولما نحكي سحابه من الاحتمالات مش لانه ما نعرف مكانه انما هو اشبه بانه يتواجد بكل مكان من ها الاماكن والالكترون ياخذ مكان واحد لما نحاول نرصده اعرف انه هذا الحكي غريب لكن صدقني هاي هي ميكانيك ال كم ايضا كل طبقه تمثل مدار جديد لو نرجع لشكل الذره راح تلاحظ رسم للمدارات لاحظ في اماكن فاضيه وهذا يعني ان الالكترون مستحيل يتواجد فيها هو حسب فهمنا القديم للذره هو المكان ما بين المدارات اللي ما راح تتواجد فيه الالكترونات نرجع لسؤال الحلقه كيف صورنا الذره على شان نصور اي شيء انت تحتاج ضوء توجهه على الجسم والضوء المرتد ترصده اما بحساس مثل الكاميرا او عدسه مثل الميكروسكوب مثلا لو بدك تصور بكتيريا كل اللي تحتاجه انك ترسل حزم ضوئيه على البكتيريا وانعكاس الضوء من على سطح راح يوصف شكلها بالتفصيل لكن مش هذا اللي يصير مع الذره موجه الضوء هي اكبر من الذره اساسا الاف المرات محاوله تصوير الذره بالضوء كانك تحاول باصابعك تستشعر شكل راس نمله امر صعب لازم تحتاج اصابع صغيره على شان تاخذ تفاصيل هذا الوجه هون كانت المعضله لكن في حل احد اشهر الحلول كان سنه 1981 ان صنع ارق ابره في هذا العالم على مستوى الذره كانت خامله اي لا تتفاعل كيميائيا الفكره هون تمرير الابره على سطح مجموعه من الذرات ورصد التنافر لتعطينا هذه الصوره الامر اشبه بتمرير ايدك على سطح لتعرف تفاصيله طبعا التقنيه تطورت بشكل كبير لدرجه انه باحثين من شركه اي بي ام استخدموا التقنيه لرسم شعار الشركه واخذوا نوبل على هذا الانجاز والتقنيه تطورت لحتى شركه اي بي ام نشرت فيديو صغير مكون من مجموعه ذرات تحركهم على شكل قصه رغم انه ها التقنيه مبهره ومن خلالها عرفنا شكل سطح الذره انها ليست مربع او هرم انما كره يختلف حجمها حسب الذره لكن هذا الامر مش كافي لنعرف شكل الذره الحل الاشهر كان الميكروسكوب الالكتروني اللي تم اختراعه سنه 1931 بدل ما تطلق اشعه ضوء نطلق الكترونات والالكترونات حجمها صغير مقارنه بالذره تقدر توصفها بشكل احسن لهيك توصلنا لهي الصور صوره رهيبه للذرات والجزيئات شوف حتى ذره البنزين المشهوره لما نصورها تطلع بهذا الشكل لكن نقدر نعمل احسن من هيك في سنه 1900 199 حصل احمد زويل على جائزه نوبل في الكيمياء ليكون اول عربي ياخذ جائزه نوبل في المجال العلمي واللي عمله احمد زويل حل معظم عيوب الميكروسكوب الالكتروني حيث اضاف عدسات للتركز على الذره بالاضافه قام بحركه ذكيه جدا وهو عمل مسارع للالكترونات الفكره انه تصوير الذره القديم كان يصور صوره واحده وياخذ وقت لانه بين كل حزمه من الالكترونات مسافه كبيره ممكن خلالها شكل ومكان الذره يتغير فلما تسرع الالكترونات بشكل كبير كبير رح تصير حزمه الالكترونات متصله جدا لدرجه انه توصل الفرق ما بين كل صوره وصوره يمته ثانيه واللي هي جزء من مليون مليار من الثانيه ه الفتره قصيره جدا تمكنا من تصوير لحظات انشاء الروابط ما بين الذرات وهذا سهم كثير في فهمنا للتفاعلات الكيميائيه ما بين الذرات لهيك استحق احمد زويل جائزه نوبل في الكيمياء انتقالا لسنه 2012 فريق من الباحثين صوروا ذره ستراتون بواسطه كاميرا لحظه لحظه مش انت قلت يا باسل انه الذره مستحيل تصويرها بالضوء العادي الحقيقه نعم وهي الصوره مجرد صوره الهاله اللي حول الذره لا اكثر ولانه احنا بموضوع الذره بدي اوضح انه 99 فاصله هذا العدد من التسعات من الذره عباره عن فراغ يعني لو كانت نواه الذره عباره عن حبه عدس راح يكون محيط الذره عباره عن ملعب كره قدم والدليل هي تجربه رذرفورد واللي هي انك تعلق رقاقه من الذهب ورغم انه سمكها مليارات الذرات لكن مع ذلك الاشعه اخترقت كل الذرات ونسبه قليله جدا اللي انكسرت وانعكست فيها الاشعه وهذا يثبت انه معظم الذره عباره عن فراغ لكن كلمه فراغ مش دقيقه الفراغ هذا هو مجال كمومي وهذا يخلي الذرات تتنافر عن بعضها لهيك انت فعليا ما عمرك لمست شيء بحياتك لانه مجرد ما تمسك شيء انت فعليا مش لامسه في دائما فراغ ما بينكم لتتناثر من بعضها وبالنسبه لانه الذره مكون من نيترونات وبروتونات هذا الشيء صحيح لكن حتى البروتونات ونيوترونات مكونين من شيء اسمه الكوارك حيث تم اكتشافهم في مسارع الجسيمات وهو مكان يتم فيه تسريع الذرات بسرعه جنونيه لتصطدم ببعضها وتكون جزيئات اصغر لاحظنا ان البروتون الواحد مكون من ثلاث قطع اصغر تسمى الكواركات والى الان ما نعرف شو مكونات الكواركات لكن ربما هي اصغر شيء في هذا الكون او ربما نكتشف انه لها مكونات اصغر حقيقه ها الحلقه مليئه بجوائز نوبل حرفيا من ثومسون لرذرفورد لنيل سبور وهازن بيرغ وشرودنجر واحمد زويل ورسك اللي هو مخترع الميكروسكوب الالكتروني وفريق عمل شركه اي بي ام حرفيا يوجد 70 جائزه نوبل تتعلق فقط في شكل الذره اثناء كتابه هذه الحلقه طلعت جائزه نوبل 2023 في الفيزياء وخمن عن شو تحكي عن تصوير الكترونات الذره بسرعه رهيبه حرفيا اي شيء يتعلق بالذره عليه جائزه نوبل لاكون معكم صريح بحثت عن اول مره تم تصويري ف الذره بعض المصادر تحكي 1931 لما اخترعوا الميكروسكوب الالكتروني لكن ما لقيت صوره وبعض يتحدث عام 1959 والبعض يتحدث عام 1981 وبعد بحث ثمان ساعات وتوصلت انه صراحه ما قدرت اوصل لاي نتيجه لانه المصادر متضاربه وفيش دليل على اي منها لكن اللي نعرفه انه تم تصوير الذرات بعشرات الطرق والتقنيات وكل فتره يتم تصوير الذره باداه جديده ونوصل لدقه اعلى وبس والله شكر خاص لكل اللي دعموا القناه سواء دعم ال او ذهبي او فضي واذا انت كمان حابب تدعم القناه راح اترك لك رابط الانتساب في الوصف وشكر ايضا للداعمين على باي بال ‏l