«خطأ غريب» سائل يعيد تشكيل نفسه ويثير تساؤلات حول قوانين الفيزياء

في واقعة علمية مثيرة، تم تسجيل اكتشاف علمي جديد في جامعة ماساتشوستس أمهرست، حيث لاحظ العلماء ظاهرة فيزيائية لافتة تتمثل في سائل يعيد تشكيل نفسه بطريقة تخالف النظريات المعروفة في الديناميكا الحرارية، نشأ هذا الاكتشاف نتيجة خطأ بسيط أثناء تجربة مخبرية أجراها طالب، ما فتح بابًا جديدًا لفهم فيزياء السوائل وتفاعلاتها المعقدة، سلّط الاكتشاف الضوء على كيفية تأثير بعض المواد المغناطيسية على الخواص السطحية للسوائل.

خطأ مخبري يكشف سائل يعيد تشكيل نفسه

داخل مختبر جامعة ماساتشوستس أمهرست، قام طالب يُدعى أنتوني رايخ بمزج الزيت والماء باستخدام جزيئات مغناطيسية صغيرة جدًا مصنوعة من النيكل، كان هدف التجربة يكمن في استكشاف إمكانيات تصميم أنواع جديدة من السوائل باستخدام المواد المغناطيسية، غير أن النتائج جاءت مخالفة لما كان متوقعًا: لم يتفاعل الزيت والماء كما هو معتاد، بل انفصلا مرارًا ليشكلا شكلاً منحنيًا شبيهًا بالزخارف اليونانية، نقل الطالب ملاحظاته إلى فريقه من الباحثين، الذين وجدوا أنهم أمام سائل يمتلك قدرة خارقة على استعادة نفسه بمعزل عن أي قوى خارجية تقليدية.

كشف سر السائل الذي يعيد تشكيل نفسه

تستند التجربة إلى مبادئ الديناميكا الحرارية التي تشرح التفاعلات المادية عند الحدود بين السوائل المختلفة مثل الزيت والماء، حيث تؤدي إضافة جزيئات دقيقة كجزيئات النيكل إلى تقليل التوتر السطحي ما يسهم في امتزاج السائلين لفترة وجيزة، لكن في تجربة رايخ أثبتت الجسيمات المغناطيسية تأثيرًا مغايرًا تمامًا، أشار البروفيسور ديفيد هوجلاند إلى أن قوة المغناطيسية العالية لهذه الجزيئات عززت التوتر السطحي بدلاً من تقليله، مما تسبب في خلق شكل منحني مستقر بين الزيت والماء، دفع هذا السلوك الغريب الباحثين إلى إعادة النظر في بعض المبادئ الراسخة حول تفاعلات السوائل، حيث بدا السائل كأنه يعيد تشكيل نفسه تلقائيًا في ظاهرة غير مسبوقة.

تأثير المواد المغناطيسية على تفاعلات السوائل

الظاهرة المكتشفة تتمحور حول كيفية تفاعل المواد المغناطيسية مع السوائل عند الحدود الفاصلة، وفقًا لما ذكره العلماء، فإن الجسيمات النانوية ذات الخاصية المغناطيسية تساهم في ترتيب الغربلة الطبيعية للجزيئات على طول الحدود الفاصلة، وهو ما يؤدي بدوره إلى تكوين الأشكال الفريدة التي تتم ملاحظتها، هذا الترتيب التلقائي للسوائل ينبع من تأثير خاصية القوى المغناطيسية التي تزيد من التوتر السطحي بدلاً من كسره، مما ينتج سلوكًا مختلفًا جذريًا عن الفهم التقليدي للديناميكا الحرارية، الأمر الذي يجعل هذا السائل المكتشف حديثًا محط اهتمام كبير في البحوث الفيزيائية والمجالات ذات الصلة.

تطبيقات مستقبلية للسائل الذي يعيد تشكيل نفسه

يمثل السائل الذي يستعيد شكله خطوة ثورية في مجالات متعددة بفضل خصائصه الاستثنائية، من بين المجالات التي قد تستفيد من هذا الاكتشاف: علم المواد اللينة وتطوير تقنيات جديدة في التطبيقات الصناعية والطبية التي تعتمد على تفاعلات السوائل والمغناطيسية، يمكن أن يُستخدم في تصميم أجهزة ميكروية قادرة على الحفاظ على شكلها أو تغيير خصائصها استجابة لعوامل خارجية، ويوفّر البحث نظرة أعمق في فيزياء المادة اللينة وفهمًا متقدمًا لتفاعل الجسيمات النانوية مع السوائل.