العربيةتصفح الكمية:0 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2023-06-09 المنشأ:محرر الموقع
إميل سيردا، الذي كان مسؤولاً عن إجراء التجارب في جامعة رادبود: 'قبل بضع سنوات كانت لدينا هذه الفكرة المجنونة لبناء جهاز محاكاة كمي. أردنا إنشاء جزيئات صناعية تشبه الجزيئات الحقيقية. لذلك قمنا بتطوير نظام يمكننا من خلاله احتجاز الإلكترونات. تحيط الإلكترونات بالجزيء مثل السحابة، وقد استخدمنا تلك الإلكترونات المحاصرة لبناء جزيء صناعي. وكانت النتائج التي توصل إليها الفريق مذهلة. سيردا: 'كان التشابه بين ما بنيناه والجزيئات الحقيقية غريبًا'.
تغيير الجزيئات
أليكس خاجيتوريانز، رئيس قسم الفحص المجهري لمسبار المسح (SPM) في معهد الجزيئات والمواد بجامعة رادبود: 'إن صنع الجزيئات أمر صعب بما فيه الكفاية. ما هو أصعب في كثير من الأحيان، هو فهم كيفية تفاعل بعض الجزيئات، على سبيل المثال، كيف تتغير عندما يتم تحريفها أو تغييرها. إن كيفية تغير الجزيئات وتفاعلها هو أساس الكيمياء، ويؤدي إلى تفاعلات كيميائية، مثل تكوين الماء من الهيدروجين والأكسجين. 'أردنا محاكاة الجزيئات، حتى نتمكن من الحصول على مجموعة الأدوات النهائية لثنيها وضبطها بطرق تكاد تكون مستحيلة مع الجزيئات الحقيقية. وبهذه الطريقة يمكننا أن نقول شيئًا عن الجزيئات الحقيقية، دون تصنيعها، أو دون الاضطرار إلى التعامل مع التحديات التي تمثلها، مثل شكلها المتغير باستمرار.
البنزين
باستخدام هذه المحاكاة، أنشأ الباحثون نسخة صناعية من أحد الجزيئات العضوية الأساسية في الكيمياء: البنزين. البنزين هو المكون الأساسي لكمية كبيرة من المواد الكيميائية، مثل الستايرين، الذي يستخدم لصنع البوليسترين. خاجيتوريانس: 'من خلال صنع البنزين، قمنا بمحاكاة جزيء عضوي، وقمنا ببناء جزيء يتكون من عناصر غير عضوية.' علاوة على ذلك: الجزيئات أكبر بعشر مرات من نظيراتها الحقيقية، مما يسهل التعامل معها.
الاستخدامات العملية
استخدامات هذه التقنية الجديدة لا حصر لها. دانييل فيجنر، أستاذ مساعد في قسم SPM: لقد بدأنا فقط في تخيل ما يمكننا استخدام هذا من أجله. لدينا الكثير من الأفكار لدرجة أنه من الصعب أن نقرر من أين نبدأ. وباستخدام جهاز المحاكاة، يستطيع العلماء فهم الجزيئات وتفاعلاتها بشكل أفضل بكثير، الأمر الذي سيساعد في كل مجال علمي يمكن تخيله. فيجنر: على سبيل المثال، من الصعب جدًا صنع مواد جديدة لأجهزة الكمبيوتر المستقبلية. ومن خلال صنع نسخة محاكاة، يمكننا البحث عن الخصائص والوظائف الجديدة لجزيئات معينة وتقييم ما إذا كان الأمر يستحق صنع المادة الحقيقية. في المستقبل البعيد، قد تكون كل أنواع الأشياء ممكنة: فهم التفاعلات الكيميائية خطوة بخطوة كما هو الحال في مقاطع الفيديو البطيئة، أو صنع أجهزة إلكترونية اصطناعية أحادية الجزيء، مثل تقليص حجم الترانزستور على شريحة الكمبيوتر. يُقترح أيضًا أن تعمل أجهزة المحاكاة الكمومية كأجهزة كمبيوتر كمومية. سيردا: 'لكن هذا طريق طويل لنقطعه، الآن يمكننا أن نبدأ بالبدء في فهم الجزيئات بطريقة لم نفهمها من قبل'.
