Connect with us
[adrotate group="1"]

صحة

علماء الفيزياء يجدون طريقة جديدة لصنع “جسيمات” هجينة

“نصف مادة ونصف ضوء” تحتوي الفوتونات -أي الجسيمات الأساسية للضوء- على مجموعة من الخصائص المثيرة للاهتمام، بما في ذلك أنها لا تميل إلى التصادم مع بعضها البعض، ولكن هذا لم يمنع علماء الفيزياء من المحاولة. توصل علماء الفيزياء في جامعة شيكاغو إلى طريقة جديدة ومبتكرة للغاية لجعل الفوتونات تتصرف بشكل يشبه الجسيمات التي تشكل المادة.…

Published

on

علماء الفيزياء يجدون طريقة جديدة لصنع “جسيمات” هجينة

“نصف مادة ونصف ضوء” تحتوي الفوتونات -أي الجسيمات الأساسية للضوء- على مجموعة من الخصائص المثيرة للاهتمام، بما في ذلك أنها لا تميل إلى التصادم مع بعضها البعض، ولكن هذا لم يمنع علماء الفيزياء من المحاولة. توصل علماء الفيزياء في جامعة شيكاغو إلى طريقة جديدة ومبتكرة للغاية لجعل الفوتونات تتصرف بشكل يشبه الجسيمات التي تشكل المادة. إن هذا قد لا يعطينا فهما كافياً للموضوع، لكن تصادم الفوتونات قد يؤدي إلى إبتكار بعض التقنيات الرائعة. إن خدعة الحصول على جسيمات الضوء -التي لا تحتوي على كتلة- تكمن في جعل الفوتونات تجتمع في أوساطٍ ذريةٍ هادئةٍ ودمج خصائصها مع خصائص الإلكترون. درس الباحثون هذه التفاعلات في المختبر لعدة سنوات، وما توصلوا إليه هو أن اندماج إلكترون-فوتون يشكل نوعاً من جسيمات الهجينة أو أشباه الجسيمات تسمى بولاريتون”polariton”. بغض النظر عن ما نريد أن نسميها، فإن وجود صفات تشبه الضوء يسمح للبولاريتونات “polaritons” بالتحرك بسرعة عبر الفضاء، في حين تقوم البيئة الذرية التي يحدث فيها الإندماج بتحديد كيفية التفاعل فيما بينها، مما يمنحها أفضل الصفات الموجوة على الاطلاق. تتمتع هذة الجسيمات ذات الكتلة المنخفضة والتي تشبه الفوتون بإمكانياتٍ هائلةٍ في مجال الحوسبة والإتصالات المشفرة، لذلك يحرص الفيزيائيون على الحصول على السيطرة والتحكم الكامل فيها. يقول عالم الفيزياء في جامعة شيكاغو لوغان كلارك”Logan Clark”: “لقد واجهنا مشكلة، لأن الفوتونات تتفاعل فقط مع الذرات التي تكون مداراتها الإلكترونية تمتلك طاقاتٍ معينةٍ للغاية”. إن التقيد بإستخدام الإلكترونات في هذة المدارات القليلة فقط هو أمر مفيد وأشبه بلوحة مفاتيحٍ تحتوي على الأحرف الصوتية فقط. ولكن من المفيد أن يكون لدينا عددٌ قليلٌ من التفاعلات الإضافية إذا رغبنا في استخدام هذة الجسيمات في مجموعة واسعة من التطبيقات. كان كلارك يبحث بالفعل عن طرق لمعالجة مشكلة مستويات الطاقة الذرية من خلال الإستفادة من فيزياء الكم التي تقسم مدارات الإلكترونية إلى نسخٍ عند إعطائها النوع المناسب من الإهتزاز. ويضيف كلارك: “لقد نظرنا دائماً إلى نسخ المدارات الإلكترونية كأثرٍ جانبي وليس كهدف، لكن هذه المرة لقد قمنا بجعل الإلكترونات تهز لأجل هدف محدد وهو صنع النسخ التي نريدها”. يتطلب الحصول على جزيء مهتز باستخدام فزياء الكم تطبيق هندسة الفلوكيت ” Floquet” فقط، التي تعود جذورها في التاريخ إلى العبث في المجالات الكهرومغناطيسية في توقيتٍ محددٍ بعناية. استخدم كلارك وفريقه ليزراً لتحفيز الإلكترونات في ذرة روبيديوم مثارة، مما يجعلها تشع بطريقةٍ غيرت بشكل فعال طيف ألوان الذرة. عادة لا تحب الذرات تغيير خطوطها، فعلى سبيل المثال يصدر الهيدروجين نفس طيف الألوان بغض النظر عن مكان وجوده في الكون، وهذة الميزة تساعدنا في التعرف عليه وعلى العناصر الأخرى البعيدة في الفضاء. ولكن عن طريق انتزاع المدارات من إلكترونات ذرة الروبيديوم بالطريقة الصحيحة، تمكن الفيزيائيون من تغيير مداراتها، بتوجيه الليزر إليها مباشرة ثم إعطائهم اهتزازاً أنتج عدداً من مستويات الطاقة الجديدة من كل مدار. عندئذ كانت المشكلة هي دمج الفوتونات مع المدارات الإلكترونية المستنسخة التي تعمل في مستويات متعددة، وخلق تباين في شبه الجسيمات التي أطلق عليها الباحثون اسم فلوكيت بولاريتون ” Floquet polariton ” تتمتع هذه الجسيمات الهجينة بخصائص الضوء بالإضافة إلى كميةٍ صغيرةٍ من الكتلة التي يوفرها تفاعلها مع الإلكترون. على عكس البولاريتونات الأخرى، التي توجد في الفضاء والتي يمكن التحكم فيها ببساطة عن طريق تعديل تواتر محيطها. يقول كلارك: ” جسيمات فلوكيت بولاريتون مليئة بالمفاجآت، وما زلنا نعمل على فهمها بشكل أفضل ومع ذلك، فإن مهمتنا التالية هي استخدام هذه الفوتونات المتصادمة لصنع”سوائل” طوبولوجية للضوء. إنها حقاً مرحلة مثيرة للغاية”. من شبه المؤكد أن استخدام هندسة الفلوكيت ” Floquet ” المماثلة للحصول على “قوس قزح” من مصادر مختلفة سيساعد على تقدم التقنيات الكمومية، ناهيك عن توفير طرقٍ جديدةٍ لدراسة تفاعلات الضوء والمادة. قد لا تكون جسيمات البولاريتون شيئاً من الخيال العلمي، ولكنها تبشر بمستقبل مشرق على أي حال. تم نشر هذا البحث في Nature Letters. من السهل أخذ سهم الوقت أمرًا مفروغًا منه – لكن التروس الفيزيائية تعمل في الواقع بنفس السهولة في الاتجاه المعاكس. ربما آلة الزمن شيء ممكن بعد كل شيء؟ تُظهر تجربة حديثة مدى مساحة المناورة التي يمكن أن نتوقعها عندما يتعلق الأمر بتمييز الماضي عن… خليطٌ فرانكشتايني من المادة والضوء. للمرة الأولى، علماء يصنعون ضوءاً سائلاً في درجة حرارة الغرفة، جاعلين بذلك هذا الشكل الغريب من المادة سهل المنال أكثر من أي وقتٍ مضى. هذه المادة هي مادةٌ مائعة فائقة (SuperFluid) حيث أن لها احتكاكاً ولزوجةً قيمتهما… سجل باحثون في جامعة طوكيو رقما قياسيا جديدا عندما قاموا بإنشاء أقوى حقل مغناطيسي داخلي يمكن السيطرة عليه من أي وقت مضى – وقاموا بعد ذلك بتفجير مختبرهم في هذه العملية. ربما حدثت كل من الأحداث المذهلة في وقت أقل مما تحتاجه لطرف عينيك، ولكن تم… 1- هل تعلم بأن الأرض هي الكوكب الوحيد الذي تستطيع فيه إيقاد النار. جميع الكواكب الأخرى لا تحتوي على نسبٍ كافية من الأوكسجين المساهمة في عملية الإشتعال. 2- إن لون اللهب يعتمد على كمية الأوكسجين الموجود حوله، فاللهب الأصفر يعني وجود كميات قليلة من… هل يمكن تفسير أصل الحياة عن طريق ميكانيكا الكم؟ وإذا كان الأمر كذلك، فهل هناك خوارزميات كمومية يمكنها ترميز الحياة نفسُها؟ نحن قريبون بعض الشيء من اكتشاف الإجابات على هذه الأسئلة الكبيرة بفضل البحث الجديد الذي تم إجراؤه باستخدام كمبيوتر عملاق من IBM…

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

code

صحة

يمكن أن يشكل مفهوم مايكروبايوم الأمعاء علاجًا قويًا وأكثر دقة

لا نفكر في هذا غالب الأحيان لكن هنالك نظام بيئي متكامل من الأحياء الدقيقة في أمعائنا لها دور مهم في فعالياتنا الحيوية والتي تسمى مايكروبايوم microbiome. وبسبب حساسية هذا النظام فإن أبسط تغير قد يعود بعواقب مرضية، كما هو الحال في أخذ المضادات الحيوية التي قد تنهي وجود فصيلة كاملة من البكتريا مُهددةً التوازن الدقيق…

Published

on

By

يمكن-أن-يشكل-مفهوم-مايكروبايوم-الأمعاء-علاجًا-قويًا-وأكثر-دقة

لا نفكر في هذا غالب الأحيان لكن هنالك نظام بيئي متكامل من الأحياء الدقيقة في أمعائنا لها دور مهم في فعالياتنا الحيوية والتي تسمى مايكروبايوم microbiome.

وبسبب حساسية هذا النظام فإن أبسط تغير قد يعود بعواقب مرضية، كما هو الحال في أخذ المضادات الحيوية التي قد تنهي وجود فصيلة كاملة من البكتريا مُهددةً التوازن الدقيق لهذا النظام.

وأحد أشهر الميكروبات التي تستغل هذا الخلل هي بكتريا المطثية العسيرة Clostridioides difficile، وعودة التوازن كفيلة بالقضاء على الحالة المزمنة المسماة تكرار عدوى المطثية العسيرة أو rCDI. يعد نقل براز شخص سليم لشخص يعاني من المرض كأحد أنجح العلاجات وبعملية تسمى زرع جراثيم البراز أو FMT.

في دراسة نُشرت مؤخرًا، يعمل باحثون في مستشفى بريجهام ومستشفى النسائية على اكتشاف كيف يمكن أن تؤثر ديناميكيات الأنواع البكتيرية على نجاح FMT في علاج rCDI.

قدم فريق في مجلة Nature Communications، خوارزمية لتصميم خليط من الأحياء الدقيقة مخصصة للمرضى الذين يعانون من وسط غير صحي للميكروبات المعوية بسبب rCDI.

قال الدكتور الصيدلي يانغ يو ليو Yang-Yu Liu وهو مساعد بروفسور في قسم الطب في بريغهام: «يعد تصميم خليط من الأحياء الدقيقة تحديًا صعبًا»، «جميع أصناف الأحياء الدقيقة في هذا الخليط تتفاعل مع بعضها البعض بشكلٍ معقد، فعند ملاحظة أن أحد الأصناف البكتيرية تمنع نمو المطثية العسيرة، فيجب التأكد أيضًا من أن تفاعل هذا الصنف مع صنف بكتيري آخر في الخليط لن يؤدي لتعزيز نموها».

العسيرات هي أحد أصناف البكتيريا المنتشرة حول العالم والتي تنتقل عن طريق البراز بسبب سوء مستوى النظافة أو تلوث مصدر الطعام أو الماء بهذه البكتيريا.

كذلك أخذ كميات من المضادات الحيوية تضعف مناعة بيئة الأمعاء الدقيقة مؤدية لنمو مستوطنات من هذه البكتريا.

rCDI لا يستجيب للمضادات الحيوية الاعتيادية مما يجعل الإصابة المتكررة بها أمرًا صعب العلاج.

وجد أن FMT يعالج 80% من الإصابات غير القابلة للعلاج باستخدام المضادات الحيوية.

بدء الباحثون بإنشاء نموذج للوسط الأحيائي يشابه الوسط الذي يتم نقله بعملية ال FMT لعلاج داء المطثية العسيرة، وقدروا مدى فعالية هذا الوسط في إرجاع أمعاء المتلقي صحية، بعدها تحققوا من النموذج باستخدام بيانات دولية تتضمن نماذج لفأر ونماذج لبشر.

ساعد النموذج النظري العلماء على التنبؤ بالعوامل التي تؤثر على فعالية ال FMT.

فتبين أن فعالية ال FMT تتناقص بزيادة تنوع الأحياء الدقيقة في أمعاء الشخص المصاب.

كذلك طور الفريق خوارزمية لتحسين تصاميم الوسط للأستعمال الفردي لمساعدة كل فرد يعاني من ال rCDI.

الوسط الفردي هو خليط من أصناف الأحياء الدقيقة الفعالة في تثبيط نمو العسيرات والتي يتم وصفها لمرضى ال rCDI لأستعادة صحة الأمعاء.

قال يانغ يو ليو: «الآن فهمنا بيئيًا لماذا أحيانًا ال FMT تعمل وأحيانًا لا» وأضاف «يمكننا السعي قدمًا في فهم فعالية ال FMT وكيفية تطويعها لعلاج أمراض أُخرى تعود لخلل في بيئة الأمعاء مثل القولون العصبي والتوحد والسمنة».

Continue Reading

صحة

كيف يتفاعل جسمك عندما تبدأ المشي حافي القدمين لفترة أطول؟

تشرح مقالة منشورة في Science Direct فوائد التأريض، يشجعنا هذا الاتجاه على إجراء اتصال مع الأرض أو السطح الطبيعي من خلال أقدامنا حتى تمتص أعضائنا طاقتها المغناطيسية وحتى لو لم يكن لدينا حديقة، فهذه طريقة رائعة للتجول في المنزل. من منا لا يستمتع بالشعور التحرر بعد خلع الحذاء بعد يوم حافل؟ كيفية تطبيق ذلك بأفضل…

Published

on

By

كيف-يتفاعل-جسمك-عندما-تبدأ-المشي-حافي-القدمين-لفترة-أطول؟

تشرح مقالة منشورة في Science Direct فوائد التأريض، يشجعنا هذا الاتجاه على إجراء اتصال مع الأرض أو السطح الطبيعي من خلال أقدامنا حتى تمتص أعضائنا طاقتها المغناطيسية وحتى لو لم يكن لدينا حديقة، فهذه طريقة رائعة للتجول في المنزل.

من منا لا يستمتع بالشعور التحرر بعد خلع الحذاء بعد يوم حافل؟ كيفية تطبيق ذلك بأفضل طريقة؟

1. يمكن أن يشفي المشاعر السلبية:

المشي بحرية بدون حذاء يقلل من الإجهاد وفي الوقت نفسه يعطي تحفيز لبعض أنظمتنا الجسدية مثل التنفس وزيادة الأكسجين في الدم والنبض كما ويعيدنا هذا الإجراء البسيط أيضًا إلى الطفولة والتي تُترجم إلى شعور إيجابي.

2. يجدد الجلد:

يجب أن تسمح لقدميك بالتنفس بشكل طبيعي وأن تتحرر من قيود الأحذية مما يؤدي إلى منع تخزين الرطوبة فيمنع ظهور الروائح الكريهة والفطريات.

نصيحة: إذا كنت تمشي على الأوساخ أو الرمل، ستعمل كمقشر وسيساعدك على التخلص من الشوائب بسهولة أكبر.

3. يعزز الطاقة:

من المعروف أن هناك عددًا لا يحصى من النهايات العصبية في أقدامنا وإنها مهمة في بعض أنواع الطب البديل مثل:( الوخز بالإبر وعلم المنعكسات) فعندما تلمس الأرض أو التربة مباشرة بقدمك فإنك تنشط هذه النهايات مما يؤدي إلى زيادة تلقائية في الطاقة.

4. يخفف الضغط على المفاصل:

منذ بداية الزمن وجد البشر للعيش بدون أحذية فعند المشي حافي القدمين فإن ميكانيكا جسمك تتكيف معها مما يخلق محاذاة طبيعية أكثر لمفاصلك. هذا هو السبب في أن بعض الرياضات مثل البيلاتس أو اليوجا تُمارس بقدمين حافيتين.

5. يقوي دفاعاتك:

«ارتدي حذائك، ستصاب بنزلة برد» ربما سمعت والدتك تقول هذا مرة واحدة على الأقل، لكن لدينا بعض الأخبار الجيدة فالمشي بقدمين حافيتين يساعدنا على مقاومة نزلات البرد بشكل أفضل نظرًا لأن الأرض الباردة تتسبب في تعويض الجسم بإنتاج إضافي للحرارة مما يقوي جهاز المناعة، في الواقع تُستخدم طرق التباين الساخنة إلى الباردة على نطاق واسع لعلاج الألم في أمراض الرئة الانسدادي المزمن بما في ذلك الربو والقلق.

6. ينشط الدورة الدموية:

أخيرًا، ينشط الدورة الدموية داخل الشرايين والأوردة القدمين ولتحسين الدورة الدموية ننصحك بالسير في الماء البارد أو العشب الرطب أو النهر أو البحر. كما أن هذا يساعد في تقليل الالتهاب في ساقيك إن وجد.

  • نود أن نشارك نصائح إضافية يمكنك تطبيقها، بدءًا من اليوم، لجعل قدميك تبدوان رائعتان:

    المشي حافي القدمين لمدة ساعة في اليوم (ويفضل أن يكون ذلك على الأسطح الطبيعية)، وإذا أمكن، على أصابع قدميك وعلى كعبيك.

  • مارس الرياضة بدون حذاء لتقوية عضلاتك وأربطة جسمك. حتى أن بعض الشركات المصنعة صممت أحذية لتقليد كيفية تحرك أقدامنا عندما نسير حفاة، مع ميزة تزويدنا ببعض الحماية.
  • اعتني بنظافة القدمين لأن المشي حافي القدمين على الرصيف أو داخل المنزل لفترات طويلة يمكن أن يسبب الجفاف والخشونة ويمكن أن يتراكم الأوساخ.

Continue Reading

صحة

لماذا يُعد النوم قرب المروحة مُضرًا؟

بعض الأشخاص لا يستطيعون النوم بدون مروحةٍ، سواء كان ذلك بسبب ليالي الصيف الحارة أو أن صوتها يساعدهم على الاستغراق في النوم، فبالنسبة لهم الهواء الذي يهب مباشرةً نحوهم أمرًا مهمًا. ولكن على الرغم من أن المروحة نفسها ليست شيئاً ساماً، إلا أن استخدامها ليلاً قد يؤدي إلى عواقب معينة. و للمساعدة في ذلك، يود…

Published

on

By

لماذا-يُعد-النوم-قرب-المروحة-مُضرًا؟

بعض الأشخاص لا يستطيعون النوم بدون مروحةٍ، سواء كان ذلك بسبب ليالي الصيف الحارة أو أن صوتها يساعدهم على الاستغراق في النوم، فبالنسبة لهم الهواء الذي يهب مباشرةً نحوهم أمرًا مهمًا. ولكن على الرغم من أن المروحة نفسها ليست شيئاً ساماً، إلا أن استخدامها ليلاً قد يؤدي إلى عواقب معينة.

و للمساعدة في ذلك، يود موقع برايت سايد Bright side أن يوضح لك كيف يمكن أن يتفاعل جسمك في اثناء النوم مع تشغيل المروحة. إضافةً إلى هذا، لدينا بعض الحلول البسيطة تمكنك من أن تحظى بليالٍ باردة بدون مروحة.

1-تسبب لك الجفاف في الفم والممرات الأنفية.

كشفت الدراسات أن ترك المروحة قيد التشغيل يمكن أن يساعد في تبخير العرق والرطوبة من جسمك، مما يؤدي إلى الجفاف وجفاف الفم والممرات الأنفية. أما إذا كنت تعيش في منطقة جافة، فهذا الأمر يحتاج إلى عناية خاصة، لأن العواقب يمكن أن تظهر بشكلٍ أسرع. وبشكلٍ عام فأن كوباً من الماء أكثر من كافٍ لاستعادة الماء الذي تحتاجه.

2-إذا كنت تعاني من الحساسية فستجعلها تزداد سوءًا.

وطبقًا للأبحاث فأنك إذا كنت تعاني من الحساسية سيكون النوم والمروحة تعمل فكرة سيئة، حيث يمكن أن تساعد الرياح في توزيع جزيئات الحساسية، مما يزيد فرصة الإصابة بالربو وجفاف العين وحساسية العين وحمى القش.

3-إحدى مسببات تشنج العضلات.

تميل درجة الحرارة في الليل إلى الانخفاض بسرعة، وبينما يعد التعرض للبرد أحد أسباب تقلصات العضلات، يمكن للمراوح أن تعرضك لهواءٍ باردٍ أكثر تركيزًا وثباتًا، والذي يهب عليك مباشرةً. ومن ناحيةٍ أخرى، إذا كنت تعاني من ليالٍ حارة، فإن الهواء المنبعث من المروحة يمكن أن يزيد درجة حرارة الجسم الأساسية، مما يؤدي إلى أمراض مرتبطة بالحرارة، مثل الغثيان والصداع.

إليك ما يمكنك فعله بدلًا من تشغيل المروحة:

1- النوم والنافذة مفتوحة.

حلٌ بسيط لليالي الحارة هو ترك النافذة مفتوحة، حيث تساعد الرياح الباردة في الصباح الباكر على تبريد الهواء وإذا كنت تخشى البعوض، يمكنك تركيب شبكة أو غربال في نافذتك.

2-ضع منشفة مبللة أو دلو مليء بالماء بالقرب من سريرك.

لجعل غرفتك مقاومة للجفاف، ضع منشفة مبللة بجانب لوح السرير أو املأ دلوًا بالماء واتركه بجانب السرير على الأرض. ستساعد هذه الحلول على زيادة الرطوبة في غرفة نومك.

3- ضع المروحة في الاتجاه المعاكس.

إذا كنت لا تستطيع النوم بدون مروحتك، فحاول ابعادها في اتجاهٍ آخر. بهذه الطريقة لن تهب عليك مباشرةً. ويمكنك أيضاً محاولة وضعها بجوار نافذتك، حتى تتمكن من التقاط الهواء الخارجي ومساعدته للدخول إلى غرفتك

ما هو خيارك المفضل لمساعدتك على النوم بشكلٍ أفضل في الليالي الحارة؟ وإذا لم تكن مروحة أو مكيفًا، فهل لديك أي حلول أخرى يمكننا إضافتها إلى قائمتنا.

Continue Reading
error: Content is protected !!