< Return to Video

ما هو أبرد شيء في العالم؟

  • 0:07 - 0:10
    أبرد المواد في العالم ليست موجودة
    في القطب الجنوبي.
  • 0:10 - 0:13
    ولا في قمة إفريست،
  • 0:13 - 0:14
    وليست مدفونة تحت كتلة جليدية.
  • 0:14 - 0:16
    بل موجودة في مختبرات فيزيائية:
  • 0:16 - 0:20
    للسحب الغازية درجة حرارة أعلى
    من الصفر المطلق بكسور.
  • 0:20 - 0:25
    هي أبرد من ثلاجتك ب 395 مرة،
  • 0:25 - 0:28
    أبرد ب 100 مرة من النيتروجين السائل،
  • 0:28 - 0:31
    وأبرد بأربعة أضعاف من الفضاء الخارجي.
  • 0:31 - 0:36
    درجات الحرارة المنخفضة هذه تفتح للعلماء
    نافذة على الأجزاء الداخلية للمادة،
  • 0:36 - 0:39
    وتمكن المهندسين من بناء أدوات حساسة جداً
  • 0:39 - 0:41
    تزيدنا علما حول كل شيء
  • 0:41 - 0:43
    ابتداءً من موقعنا الدقيق على الكوكب،
  • 0:43 - 0:46
    إلى معرفة ما الذي يحدث في أبعد طرف للكون.
  • 0:46 - 0:49
    كيف تمكنا من خلق هذه البرودة القصوى؟
  • 0:49 - 0:52
    باختصار، عن طريق تبطيْ حركة الجزيئات.
  • 0:52 - 0:56
    حين نتحدث عن الحرارة، فنحن نتحدث
    فعلياًً عن الحركة.
  • 0:56 - 0:58
    الذرات المكونة للمواد الصلبة،
  • 0:58 - 0:58
    السوائل،
  • 0:58 - 0:59
    والغازات
  • 0:59 - 1:01
    في حالة حركة دائمة.
  • 1:01 - 1:06
    عندما تتحرك الجزيئات بسرعة،
    نشعر بحرارة المادة.
  • 1:06 - 1:09
    وحين تتحرك ببطئ أكثر،
    نشعر ببرودتها.
  • 1:09 - 1:13
    لتبريد أي مادة ساخنة أو غاز
    في حياتنا اليومية،
  • 1:13 - 1:16
    نضعه في بيئة أبرد، مثل الثلاجة.
  • 1:16 - 1:20
    بعضٌ من الحركة الجزيئية في المادة الساخنة
    تنتقل إلى البيئة المحيطة،
  • 1:20 - 1:22
    فتبرد.
  • 1:22 - 1:24
    لكن هنالك حدود لذلك:
  • 1:24 - 1:28
    حتى الفضاء الخارجي يعتبر أدفء
    من أن نصنع درجات حرارة منخفضة جداً.
  • 1:28 - 1:33
    عوضاَ عن ذلك، وجد العلماء طريقة لتبطييء
    حركة الذرات مباشرة-
  • 1:33 - 1:34
    بواسطة أشعة الليزر.
  • 1:34 - 1:36
    في أغلب الظروف،
  • 1:36 - 1:38
    الطاقة في حزمة أشعة الليزر
    تعمل على تسخين الأشياء.
  • 1:38 - 1:41
    لكن عند استخدامها بطريقة دقيقة جداً،
  • 1:41 - 1:45
    يستطيع زخم الأشعة أن يبطيء حركة الذرات
    وبالتالي يبردها.
  • 1:45 - 1:49
    وهذه طريقة عمل جهاز الحابس الضوئي الممغنط.
  • 1:49 - 1:52
    تُحقن الذرات في حجرة تفريغ،
  • 1:52 - 1:55
    ثم يوجههم المجال المغناطيسي إلى المنتصف،
  • 1:55 - 1:58
    تُسلط أشعة ليزر مضبوطة على التردد الصحيح
  • 1:58 - 2:01
    إلى منتصف الحجرة،
  • 2:01 - 2:06
    فتقوم الذرة المتجهة نحو الليزر بامتصاص
    الفوتون فتتباطئ حركتها.
  • 2:06 - 2:09
    هذا التباطؤ ناتج عن تغيير في الزخم الحركي
  • 2:09 - 2:11
    بين الذرة والفوتون.
  • 2:11 - 2:14
    مجموعة من ستة حزم ضوئية متعامدة،
  • 2:14 - 2:18
    تضمن اعتراض الذرات المتحركة
    في جميع الاتجاهات.
  • 2:18 - 2:21
    في المنتصف، حيث تتقاطع تلك الحزم،
  • 2:21 - 2:25
    تتحرك الذرات ببطء كما لو أنها
    عالقة في سائل كثيف.
  • 2:25 - 2:30
    في حدث يصفه مخترعو هذه التقنية
    بالـ"دبس ضوئي".
  • 2:30 - 2:32
    جهاز كالحابس الضوئي الممغنط
  • 2:32 - 2:35
    يستطيع تبريد الذرات لدرجات
    مايكروكلفن بسيطة،
  • 2:35 - 2:39
    تعادل 273 درجة مئوية تحت الصفر تقريباً.
  • 2:39 - 2:42
    تم تطوير هذه التقنية في الثمانينات،
  • 2:42 - 2:44
    والعلماء المساهمين في تطويرها،
  • 2:44 - 2:48
    نالوا على هذا الاكتشاف جائزة نوبل
    في الفيزياء عام 1997.
  • 2:48 - 2:53
    منذ ذلك الحين، تطورت تقنية التبريد بالليزر
    للحصول على درجات برودة أقل.
  • 2:53 - 2:56
    لكن لماذا نريد تبريد الذرات
    إلى هذه الدرجة؟
  • 2:56 - 3:00
    أولاً، تستخدم الذرات الباردة ككاشف جيد.
  • 3:00 - 3:02
    وباستهلاك القليل من الطاقة،
  • 3:02 - 3:05
    هذه الذرات حساسة جداً لتقلبات البيئة.
  • 3:05 - 3:10
    بالتالي تستخدم في أجهزة التنقيب
    عن البترول والرواسب المعدنية،
  • 3:10 - 3:12
    وتعتبر أيضاً ساعة ذرية دقيقة للغاية،
  • 3:12 - 3:15
    مثل التي تستخدم في الأقمار الصناعية
    لتحديد المواقع عالمياً.
  • 3:15 - 3:18
    ثانياً، لاستخدامات الذرة الباردة
    احتمالات هائلة
  • 3:18 - 3:20
    لاكتشاف حدود الفيزياء.
  • 3:20 - 3:23
    تميُزها بحساسية هائلة تجعلها مرشحة
  • 3:23 - 3:27
    لاستخدامها في الكشف عن موجات الجاذبية
    في أجهزة الكشف الفضائية المستقبلية.
  • 3:27 - 3:32
    وهي أيضاً مفيدة لدراسة الظواهر الذرية
    وما دون الذرية.
  • 3:32 - 3:36
    مما يتطلب قياس تقلبات غاية
    في الدقة في الطاقة الذرية.
  • 3:36 - 3:38
    الذرات الغارقة في درجات حرارة طبيعية،
  • 3:38 - 3:41
    عندما تتحرك بسرعة مئات المترات في الثانية،
  • 3:41 - 3:45
    يستطيع الليزر تبطيئها
    لعدة سنتيمترات في الثانية
  • 3:45 - 3:49
    كافية لجعل الحركة المتأثرة
    بالكم الذري واضحة.
  • 3:49 - 3:54
    الذرات المبردة للحدود القصوى
    سمحت للعلماء بدراسة ظاهرة
  • 3:54 - 3:56
    مثل تكثف (بوز-اينشتاين)،
  • 3:56 - 4:00
    والتي بموجبها تكون الذرات مبردة
    لدرجة الصفر المطلق،
  • 4:00 - 4:02
    فتتحول لحالة جديدة ونادرة للمادة.
  • 4:02 - 4:06
    فبينما يستمر الباحثون في مساعيهم
    لفهم قوانين الفيزياء
  • 4:06 - 4:08
    واكتشاف غموض الكون،
  • 4:08 - 4:12
    ستساعدهم برودة الذرات في تحقيق ذلك.
Title:
ما هو أبرد شيء في العالم؟
Speaker:
لينا ماريث هويز
Description:

لا تتواجد أبرد المواد في العالم في القطب الجنوبي، ولا على قمة إفيريست. بل إنها في مخابر الفيزياء: سُحب من الغازات بدرجات برودة أعلى قليلا من الصفر المطلق. تشرح لينا ماريث هويز كيف أن درجات بهذه البرودة تفتح للعلماء نوافذ على العالم الداخلي للمادة، و تساعد المهندسين على بناء أدوات غاية في الدقة مما يساعدنا على فهم العالم بشكل أفضل.
رسوم متحركة: أدريتيك للرسوم المتحركة.
لصالح : TED-Ed
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:27

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.