انعدام الوزن يكشف عن السيولة

نظرية السوائل تؤكدها تجربة فوتون في المدار

كبسولة الصور M3 © ESA
قراءة بصوت عال

إذا نجح الباحثون أخيرًا في إثبات النظرية المجردة بالتجارب العملية ، فهذا سبب للاحتفال ، ففي الأسبوع الماضي ، أجرى فريق من العلماء الإيطاليين والأمريكيين تجربة في مجال علوم السوائل على متن كبسولة الصورة M3 ، وهي نظرية تم تطويرها قبل عشر سنوات. يمكن أن تؤكد لأول مرة.

على الرغم من أن الكبسولة كانت في المدار لمدة أسبوع فقط ، إلا أن البيانات المستقاة من تجربة GRADFLEX (تجربة التذبذب المدفوعة بواسطة GRADient) بين العلماء تسبب بالفعل ضجة ، حيث أن القياسات الأولى تتماشى مع التوقعات النظرية المفصلة التي تم تطويرها على مدار العقد الماضي المباراة. من حيث المبدأ ، تخضع السوائل إلى تقلبات في درجة الحرارة أو تركيز دقيقة ، والتي تعزى إلى سرعة مختلفة من الجزيئات الفردية. ومع ذلك ، عادة ما تكون هذه التقلبات صغيرة جدًا بحيث يتعذر عليك ملاحظتها.

تقلبات خفية حتى الآن عن طريق الجاذبية

في تسعينيات القرن العشرين ، اكتشف العلماء أن هذه التقلبات الدقيقة في السوائل والغازات يمكن أن ترتفع ويمكن أن ينظر إليها بالعين المجردة حالما يتم تحديد درجة حرارة تدرج قوية. يتم ذلك إما عن طريق تسخين طبقة سائلة رقيقة من الأسفل ، بحيث لا يحدث الحمل الحراري ، أو عن طريق تسخين السائل من أعلى ، وكذلك منع الحمل ، بحيث يمكن تحقيق نتائج قياس أكثر دقة.

على الرغم من أن الأبحاث الأولية قد تم الحصول عليها بالفعل في التجارب الأرضية ، كان من المتوقع الحصول على صورة أوضح لهذه الاختلافات في بيئة خالية من الوزن. أتاحت مهمة Foton الآن الفرصة لمراجعة التنبؤات ، وقد أثبتت النتائج المتوقعة والفعلية أنها متطابقة. "تم إرسال الصور الأولى للتجربة إلى مركز عمليات الحمولة في كيرونا ، السويد ، ويمكن استلامها بعد بضع لفات فقط على الأرض" ، أوضح البروفيسور مارزيو جيجليو ، الذي انضم إلى فريق من العلماء من المعهد الفيزيائي بجامعة ميلانو و CNR-INFM (Istituto Nazionale per per) لا فيزيكا ديلا ماتيرا).

التجربة تؤكد النظرية

صور بألوان زائفة من تجربة أحادية السوائل - تظهر تقلبات في درجة الحرارة في سائل عضوي بسيط وحيد المادة على الأرض (يسار) وعلى متن Foton-M3 (يمين). في ظل ظروف الزلزال الطبيعي ، فإن التقلبات بالكاد ملحوظة. ESA

ومما أثار سرور العلماء أن الصور قدمت تأكيدًا مرئيًا لتوقعاتهم النظرية ، حيث أظهرت زيادة ملحوظة في التقلبات. وأظهر تحليل البيانات أيضا زيادة كبيرة في حجم درجات الحرارة والتغيرات في التركيز. يوضح أوليفر مينستر ، رئيس قسم الأبحاث الفيزيائية في وكالة الفضاء الأوروبية: "نادراً ما يمكن تأكيد التنبؤ النظري في مثل هذا الوقت القياسي عن طريق مهمة فضائية". results هذه النتائج مهمة للغاية بالنسبة لنا لأنها أول من يثبت التأثير الذي توقعناه قبل عشر سنوات.

وقال البروفيسور ديفيد كانيل من جامعة كاليفورنيا: "تتيح لنا الصور المأخوذة من كبسولة فوتون إعادة تركيز أبحاثنا حتى نتمكن من زيادة الإنتاجية العلمية لهذه المهمة". سانتا باربرا (UCSB). "بعد إنقاذ التجارب ، سيتعين علينا تحليل عدة آلاف من الصور في مختبراتنا ، والتي سنعمل عليها بالتأكيد لفترة من الوقت."

يقول الأستاذ جيجليو: "يمكن أن تؤثر نتائجنا أيضًا على مجالات أخرى من أبحاث انعدام الوزن ، مثل نمو البلورات ، وربما حتى تمكين التكنولوجيات الجديدة غير الفضائية". كانت GRADFLEX واحدة من 43 تجربة علمية وتكنولوجية لوكالة الفضاء الأوروبية على متن مهمة Foton M3 التي استغرقت 12 يومًا ، مع دخول الكبسولة إلى الغلاف الجوي للأرض والهبوط في كازاخستان في 26 مايو لقد انتهى سبتمبر. ثم يتم تسليم التجارب على متنها إلى معاهد البحوث الفردية ، حيث سيتم تقييمها بعناية في الأشهر المقبلة.

(ESA ، 04.10.2007 - NPO)