حالة غريبة من المادة تتصرف بشكل مختلف تمامًا حتى في ظل المغناطيسية الضعيفة

وجدت دراسة أجرتها جامعة أوبورن أن المجالات المغناطيسية يمكنها توجيه الإلكترونات إلى الداخل بلازما تشبه إلى حد كبير إشارات المرور، مما يمنح الباحثين طرقًا جديدة للتحكم في كيفية تشكل جزيئات الغبار.

تخيل سحابة متوهجة تشبه علامة النيون، إلا أنها تحتوي على عدد لا يحصى من جزيئات الغبار المجهرية المعلقة في الفضاء بدلا من قطرات المطر. تُعرف هذه الحالة غير العادية للمادة بالبلازما المغبرة، وهي موجودة في التجارب المعملية وفي جميع أنحاء الفضاء السحيق.

دراسة جديدة نشرت في المراجعة البدنية ه تشير التقارير إلى أنه حتى المجالات المغناطيسية الضعيفة نسبيًا يمكن أن تؤثر بقوة على سلوك البلازما المغبرة. وجد الفيزيائيون في جامعة أوبورن أن هذه المجالات يمكن أن تبطئ أو تسرع نمو الجسيمات النانوية داخل البلازما. تظهر تجاربهم أنه عندما توجه القوى المغناطيسية الإلكترونات إلى حركة منحنية ومتصاعدة، فإن بنية البلازما تتغير، مما يغير كيفية اكتساب الجسيمات للشحنة وزيادة الحجم.

تحدد الإلكترونات وتيرة النمو

وقال بهافيش رامكورون، المؤلف الرئيسي للدراسة: “إن البلازما المتربة تشبه الجزيئات الصغيرة في صندوق مفرغ”. “لقد وجدنا أنه من خلال إدخال المجالات المغناطيسية، يمكننا أن نجعل هذه الجسيمات تنمو بشكل أسرع أو أبطأ، وينتهي الأمر بجزيئات الغبار بأحجام وأعمار مختلفة جدًا.”

ولإجراء التجارب، قام الباحثون بتخليق جسيمات الكربون النانوية عن طريق إشعال خليط من غازي الأرجون والأسيتيلين. في الظروف العادية، نمت الجسيمات بشكل مطرد لمدة دقيقتين تقريبًا قبل أن تنجرف بعيدًا. وعندما تم تطبيق المجالات المغناطيسية، أصبحت فترة النمو أقصر بكثير، وفي بعض الأحيان استمرت أقل من دقيقة، وظلت الجسيمات الناتجة أصغر.

وأوضح سايكات ثاكور، المؤلف المشارك: “من اللافت للنظر مدى حساسية النظام”. “الإلكترونات هي أخف اللاعبين في البلازما، ولكن عندما تصبح ممغنطة، فإنها تملي القواعد. هذا التغيير البسيط يمكن أن يغير تماما كيفية تشكل المواد النانوية.”

من بلازما المختبرات إلى الفضاء

يمكن أن تساعد النتائج العلماء على تصميم تقنيات جديدة تعتمد على البلازما لإنشاء جسيمات نانوية ذات خصائص مخصصة للإلكترونيات والطلاءات والأجهزة الكمومية. وفي الوقت نفسه، توفر رؤية جديدة للبلازما الطبيعية في الفضاء، بدءًا من حلقات الكواكب وحتى الغلاف الجوي الشمسي، حيث يتفاعل الغبار والمجالات المغناطيسية باستمرار.

وأضاف رامكورون: “تشكل البلازما معظم الكون المرئي، والغبار موجود في كل مكان”. “من خلال دراسة كيفية تشكيل أصغر القوى لهذه الأنظمة، فإننا نكشف عن الأنماط التي تربط المختبر بالكون.”

المرجع: “تأثيرات مغنطة الإلكترون على الجسيمات النانوية المغبرة الكربونية المزروعة في البلازما غير الحرارية المقترنة بالسعة” بقلم بهافيش رامكورون، وسيكات سي ثاكور، وريان بي كوميز، وإدوارد توماس جونيور، 21 أكتوبر 2025، المراجعة البدنية ه.
دوى: 10.1103/3d3h-rkmb

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.