![فيزياء الكم: جزيئات حمض الفورميك ليست مسطحة [2026]](https://gizmodo.com/app/uploads/2026/02/formic-acid-chirality-c-inst-nuclear-physics-goethe-university-1280x853.jpg)
أخرى
#فيزياء_الكم
#حمض_الفورميك
فيزياء الكم: جزيئات حمض الفورميك ليست مسطحة [2026]
في اكتشاف علمي جديد، أظهر باحثون من [[جامعة غوته]] أن [[حمض الفورميك]]، الجزيء الذي كان يُعتقد أنه مسطح، هو في الواقع ثلاثي الأبعاد بسبب تأثيرات [[فيزياء الكم]]. هذا البحث، المنشور في دورية Physical Review Letters، يقلب المفاهيم التقليدية حول الهندسة الجزيئية ويضيف طبقة جديدة من التعقيد إلى فهمنا للعالم على المستوى دون الذري.
تحدي المفاهيم التقليدية للهندسة الجزيئية
لطالما صورت الكتب المدرسية الجزيئات كأشكال ثابتة ومسطحة في كثير من الأحيان، حيث تترابط الذرات بشكل مستقر. لكن عالم الكم يختلف تماماً. يوضح راينهارد دورنر، المؤلف الرئيسي للدراسة والفيزيائي في جامعة غوته، أن النوى الذرية ليست نقاطاً ثابتة بل هي "غيمات مهتزة"، لا تحدد موقعاً واحداً بدقة. هذه النظرة تتحدى الفكرة الشائعة بأن الذرات تقع على مستوى واحد في الجزيئات المسطحة.
تُظهر الصورة المرفقة (Formic Acid Hydrogenbridge V.1.svg) جزيئين من حمض الفورميك مرتبطين ببعضهما، مما يعطي تصوراً أولياً لبنيته. على الرغم من أن العلماء يفترضون أشكالاً ثابتة للجزيئات لأغراض عملية، إلا أن هذا الافتراض يتلاشى عند الغوص في تفاصيل فيزياء الكم.
كشف الأبعاد الخفية لحمض الفورميك
لتحقيق اكتشافهم، ركز الباحثون على حمض الفورميك (HCOOH)، وهي مادة عديمة اللون وذات رائحة مميزة تستخدم في مبيدات العث الزراعية، وتخزين الهيدروجين، وفي الإنتاج الصناعي. كان يُعتقد أن جزيء حمض الفورميك ذو شكل مستوٍ تماماً، مما يعني أن ذراته تقع على سطح ثنائي الأبعاد واحد، ويجعله متماثلاً إلى حد كبير.
للكشف عن مدى استقرار هذا الشكل "المسطح"، قام الفريق بتسليط حزم أشعة سينية على جزيئات حمض الفورميك داخل مسرّع جسيمات. عندما انفجرت الجزيئات بسبب الطاقة الزائدة، أطلقت إلكترونات دقيقة استخدمها الباحثون لإعادة بناء التركيب الأصلي لحمض الفورميك بتفاصيل فائقة. كانت النتائج مفاجئة.
"الاهتزاز الكمي" وتأثيره على الجزيئات
لاحظ الفريق اهتزازات متسقة في ذرتي هيدروجين داخل جزيء حمض الفورميك، وهو ما يجعل الجزيء "ثلاثي الأبعاد بشكل فعال في كل لحظة تقريباً". أطلق الباحثون على هذه الظاهرة اسم "الاهتزاز الكمي" (quantum trembling)، وهو ما يعني أن حمض الفورميك ليس مسطحاً أو متماثلاً كما كان يُعتقد سابقاً.
الصورة المرفقة (Vibration Formic Acid) توضح تصوراً لكيفية تأثير هذا الاهتزاز الكمي على الهندسة الكلية لجزيء حمض الفورميك، مما يمنحه أبعاداً ثلاثية ديناميكية. اعتماداً على هذه الاهتزازات الطفيفة للهيدروجين، يغير الجزيء من "يدويته" (handedness)، أي ميله إلى اليمين أو اليسار. في الكيمياء، يمكن لهذا التباين أن يغير خصائص الجزيء بالكامل.
يؤكد دورنر أن "الهندسة ليست خاصية ثابتة، بل حدث ديناميكي"، مشيراً إلى أن الاهتزاز الكمي وحده يمكن أن يولد واقعين متطابقين في المرآة من جزيء متماثل. لا يعتقد الباحثون أن هذا الاكتشاف يستدعي مراجعة شاملة للمفاهيم الكيميائية الأساسية، حيث أن استخدام حمض الفورميك الواسع يثبت أن العلماء على دراية بسلوكه، لكنه يضيف تفصيلاً دقيقاً ومثيراً للاهتمام.
الآثار الأوسع للاكتشاف
تُظهر هذه الدراسة كيف أن تأثيرات الكم غالباً ما تزيد من تعقيد ما نعتقده حول الأشياء على المستوى العياني. ورغم أن هذه التأثيرات الكمية حقيقية وواقعنا العياني كذلك، فإن التناقضات بينهما لا تنهار واقعنا الذي نعيش فيه كل يوم، بل تضيف إليه عمقاً وفهماً جديداً. هذا الاكتشاف يفتح آفاقاً جديدة للبحث في بنية الجزيئات وتفاعلاتها على المستوى الكمي.
الأسئلة الشائعة
كشفت أبحاث جامعة غوته أن حمض الفورميك، الذي كان يُعتقد أنه مسطح، هو في الواقع ثلاثي الأبعاد بسبب تأثيرات فيزياء الكم والاهتزازات الذرية الطفيفة.
هو اهتزازات ذرية طفيفة ومستمرة تحدث في الجزيئات على المستوى الكمي، مما يمنحها هندسة ديناميكية ثلاثية الأبعاد بدلاً من شكل ثابت.
يشير إلى أن الهندسة الجزيئية ليست خاصية ثابتة، بل هي حدث ديناميكي يتأثر بالاهتزازات الكمية، ويمكن أن يؤثر على خصائص مثل "اليدوية" للجزيء.
حمض الفورميك (HCOOH) هو مادة عديمة اللون وذات رائحة، تُستخدم في مبيدات العث الزراعية، وتخزين الهيدروجين، وفي الإنتاج الصناعي.
التعليقات 0
سجل دخولك لإضافة تعليق
لا توجد تعليقات بعد. كن أول من يعلق!