علماء يكتشفون ظاهرة ثورية تفك أحجية لغز عمره ثمانية عقود 

اكتشف علماء ظاهرة تتعلق بالماء من شأنها أن تغير بصورة جذرية فهمنا لكيفية مسار الأشياء في العالم، وقد تفضي إلى نوع جديد من التقنيات.

وأعلن فريق علمي من "معهد ماساشوستس للتقنية" عن آلية سماها "تأثير الضوء في الجزيئات" التي تبرهن للمرة الأولى أن الماء قد يتبخر من دون مصدر للحرارة سوى الضوء وحده.

[للتوضيح، يوصف الضوء بأنه يملك طبيعة مزدوجة، إذ يتكون من سلسلة متتالية من رزم الطاقة التي تتحرك على صورة موجات. ويشبه ذلك مسبحة تتكون كل حبة فيها من فوتون، أصغر وحدة للطاقة، وتتحرك سلاسل الحبات فيها بصورة متموجة]. وكذلك قد يقدم ذلك البحث حلاً للغز استمر ثمانية عقود عن سبب امتصاص الغيوم بطريقة تبدو كأنها تتحدى قوانين الفيزياء. وطيلة عقود احتار علماء وخبراء في الطقس في شأن التناقض بين النظريات الفيزيائية عن الغيوم وبين ظاهرة امتصاصها للضوء بكميات تفوق توقع تلك النظريات.

وبحسب المتخصص في الهندسة الميكانيكية بـ"جامعة بيرديو" الذي لم يشارك في ذلك البحث، البروفيسور كزولين روان، فإن "اكتشاف أن التبخر ينجم عن الضوء كبديل من تسبب الحرارة به، يقدم معرفة جديدة تغير رأساً على عقب فهمنا للتفاعل بين الماء والضوء. وكذلك فإنه قد يساعدنا في اكتساب فهم جديد عن كيفية التفاعل بين الضوء والغيوم والضباب والمحيطات وغيرها من التراكيب المائية، بالتالي تأثير ذلك التفاعل على الطقس والمناخ. يندرج هذا البحث ضمن مجموعة نادرة من الاكتشافات الجذرية التغييرية، ما يعني أنها ثورية علمياً، التي لا تلقى قبولاً واسعاً من المجتمع حينما تكتشف، ويلزمها سنوات، وأحياناً أوقات أكثر من ذلك، كي يجري التثبت من صحتها". وقد يؤثر هذا الاكتشاف في الأشياء كلها، من حسابات التغير المناخي إلى توقعات الطقس. ولربما فتح الباب أيضاً أمام تطبيقات عملية عن أشياء كالطاقة وإنتاج الماء النقي.

وبحسب الباحثين يتوقع أن تظهر التطبيقات الأولى المستندة إلى ذلك الاكتشاف في مجال أنظمة تحلية الماء بالطاقة الشمسية، مما يفسح المجال أمام اكتشاف طرق في إنتاج الماء المتجدد أكثر كفاءة من نظيراتها المستعملة حاضراً.

وقد أورد البروفيسور في "معهد ماساشوستس للتقنية" غانغ شين الذي شارك في البحث "أعتقد أن لهذا الاكتشاف تطبيقات جمة. إننا نتقصى كل تلك المسارات المتنوعة. وبالطبع، يؤثر الاكتشاف كذلك في العلوم الأساس على غرار تأثير الغيوم في الطقس لأن السحب تشكل الملمح الأقل توقعاً في النماذج العلمية عن المناخ".

واستكمالاً، نشرت تلك النتائج في مجلة العلمية الأميركية "سجلات الأكاديمية الوطنية للعلوم" Proceedings of the National Academy of Sciences، في دراسة عنوانها "التأثير الضوئي في الجزيئات التفاعل المنظور بين الضوء وبين تقاطع الماء مع الهواء".

وتصف الدراسة كيفية عمل العلماء على مجموعة من 14 تجربة منهكة في دقتها الفائقة كي يتوصلوا إلى إثبات أن الفوتونات الموجودة في الضوء المرئي قد تستطيع "تفكيك" تكتلات الماء المعرضة للهواء [يتألف جزيء الماء من ذرة أوكسجين وجزيء من ذرتي هيدروجين]، وكذلك يقترح ذلك العمل العلمي أن تأثير الضوء في الجزيئات لا يقتصر على الوضعيات الموجودة في المختبرات، بل يحدث في الطبيعة بصورة واسعة.

وأفاد شانون يي الأستاذ الأكاديمي المساعد في الهندسة الميكانيكية بـ"جامعة جورجيا للتكنولوجيا" الذي لم يشارك في البحث بأن "تلك الملاحظات الواردة في ورقة البحث تشير إلى آلية فيزيائية جديدة التي ستحدث تغييراً في أسس تفكيرنا عن الطاقات الحركية للتبخر. من كان له أن يفكر أننا ما زلنا ندرس ونتعلم عن شيء يومي على غرار تبخر الماء؟".