«ظاهرة مدهشة».. طالب أمريكي يكتشف بالصدفة سائل يعيد تشكيل نفسه

في اكتشاف علمي مدهش، رصد مجموعة من الفيزيائيين بجامعة ماساتشوستس أمهرست سلوكا غير مسبوق لسائل يتحدى القوانين الكلاسيكية للديناميكا الحرارية، حيث أظهر هذا السائل خصائص فريدة لم تُشاهد من قبل، وتم الكشف عن هذه الظاهرة بفضل خطأ بسيط ارتكبه طالب أثناء تجربة معملية روتينية، وهي تجربة سلطت الضوء على مفاهيم فيزيائية جديدة تتعلق بظواهر المواد اللينة والتفاعل بين السطوح.

خطأ طالب يكشف ظاهرة خارقة في الديناميكا الحرارية

بدأت القصة في معمل صغير عندما حاول الطالب أنتوني رايخ، الذي يدرس الفيزياء في جامعة ماساتشوستس أمهرست، تصميم خليط من الزيت والماء باستخدام جزيئات نيكل ممغنطة، حيث كان هدفه دراسة تأثير القوة المغناطيسية على امزجة السوائل، ولكن نتيجة هذه التجربة جاءت غير متوقعة إطلاقًا، فعلى الرغم من تكرار المحاولات لتحريك الخليط عدة مرات، كانت السوائل تعود إلى حالة الانفصال بشكل يظهر كأنه يتحدى النظريات الموجودة.
ما جعل التجربة أكثر إثارة هو الشكل الذي اتخذته السوائل بعد الانفصال، حيث ترسبت مكونة أشكالاً مميزة تُشبه الجرار القديمة، وبعد استشارة الأساتذة لم يجد أحد تفسيرًا، مما دفع الباحثين توماس راسل وديفيد هوجلاند للعودة إلى الوراء وإعادة دراسة النتائج بعمق باستخدام تقنيات متقدمة، مؤكدين أن ما حدث قد يمثل اكتشافًا علميًا مهمًا في فيزياء المواد اللينة.

كيف يتحدى السائل الغريب قوانين الفيزياء؟

تستند قوانين الديناميكا الحرارية إلى مبادئ تشرح كيفية تفاعل السوائل داخل الأنظمة، وخاصة عند وجود حدود فاصلة بين السوائل مثل الزيت والماء، وتُستخدم جزيئات صغيرة، مثل النيكل، لتغيير توتر السطح في هذه الحالات لتسهيل الاختلاط، ولكن ما حدث في التجربة هو العكس تمامًا، حيث أظهرت جزيئات النيكل الممغنطة خصائص زادت التوتر السطحي بدلاً من تقليله، مما أدى إلى تشكل هذه الظواهر غير المألوفة.
بحسب هوجلاند، فإن الجزيئات الممغنطة القوية أعادت ترتيب نفسها تحت تأثير القوة المغناطيسية، مما أضاف مستوى جديدًا من التفاعل بين السوائل، وأدى ذلك إلى إنتاج شكل مغاير للقواعد الكلاسيكية التي تعودنا عليها في دراسة سلوك السوائل، وهذا الاكتشاف قد يفتح آفاقًا لدراسة كيفية تكوين أشكال جديدة للمواد معادة التشكيل ذات الخصائص المتغيرة.

أهمية هذا السائل الغريب في التطبيقات العملية

يعتبر هذا السائل الغريب المكتشف حديثًا ذو إمكانيات واسعة للتطبيقات العملية، حيث يمكن تطوير مواد ذكية قادرة على تشكيل نفسها باستخدام تقنيات مماثلة، كما يُحتمل أن تساهم في تطوير أجهزة جديدة تعتمد على السلوك الفريد للمغناطيسية في تصميم السوائل؛ فقد يكون لهذه النتائج استخدامات في مجالات الطب، مثل صناعة الهياكل النانوية التي تخترق الموائع البيولوجية، أو حتى في تطوير مواد تحاكي القدرات الطبيعية لإعادة التشكيل.
كل هذه الاحتمالات تجعل هذا الاكتشاف نقلة نوعية في فهمنا لسلوك السوائل، وبالتالي يشير إلى تأثيرات مستقبلية قد تغير مجرى الدراسات في الديناميكا الحرارية والفيزياء بشكل عام.