كان تناظر موبيوس، وهو البنية الطوبولوجية التي تؤدي إلى ظهور شريط شبه منحني ذو سطحين ولكن جانب واحد فقط، مصدرًا للعجب منذ اكتشافه في عام 1858 من قبل عالم الرياضيات الألماني أوغست موبيوس. لسنوات عديدة، حاول العلماء العثور على مثال لتناظر موبيوس في المواد الطبيعية، دون أي نجاح.
الآن، تمكن فريق من العلماء من العثور على تناظر موبيوس (موبيوس، المصطلح في ويكيبيديا) في المواد الفوقية، المصطلح في ويكيبيديا) - المواد المصنعة من "الذرات" و"الجزيئات" الاصطناعية التي تظهر خواص كهرومغناطيسية ناشئة عن تركيبها وليس عن تركيبها الكيميائي.
قاد شيانغ تشانغ، العالم في مختبر لورانس بيركلي الوطني بوزارة الطاقة الأمريكية، والأستاذ بجامعة كاليفورنيا (بيركلي)، دراسة تم فيها إدخال تناظر موبيوس الكهرومغناطيسي بنجاح في الأنظمة فوق الجزيئية للمواد المركبة المصنوعة من المعادن والأجزاء غير الموصلة. يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام إيجاد واستغلال ظاهرة مادية جديدة.
يوضح الباحث: "لقد لاحظنا تجريبيًا تناظرًا طوبولوجيًا مبتكرًا في الأنظمة الكهرومغناطيسية للمواد الفائقة، وهو ما يعادل التماثل الهيكلي لشريط موبيوس، حيث يتم التحكم في عدد الالتواءات من خلال التغيرات في إشارة الاقتران الكهرومغناطيسي بين الذرات الفائقة". "بالإضافة إلى ذلك، أثبتنا أن المواد ذات علامات الاقتران المختلفة تظهر ترددات رنين تعتمد على عدد اللفات، ولكن ليس على موقعها. وهذا الاكتشاف يؤكد الطبيعة الطوبولوجية للتناظر."
وباستخدام ذرات معدنية رنانة، منظمة على هيئة مرنان مترافق ذو حلقة منقسمة، تمكن الباحثون من تجميع هذه القطع من ثلاث ذرات فائقة متطابقة. من خلال التصميم الدقيق للاقترانات الكهرومغناطيسية بين الذرات الفائقة الثلاث، أظهرت هذه القاطعات تناظر موبيوس (يُرمز إليه بالرمز C3) - أي التناظر الدائري من نوع موبيوس من خلال ثلاث دورات تبلغ 120 درجة. تنتج تقلبات موبيوس عن تغير في علامات ثوابت الاقتران الكهرومغناطيسي بين الذرات الفائقة التي تشكل القاطع.
يشير الباحث إلى أن "تناظر موبيوس الطوبولوجي الذي وجدناه في أدوات القطع فوق الجزيئية لدينا هو تناظر جديد لا يظهر في المواد الطبيعية أو الجزيئات". "بما أن ثوابت اقتران الجزيئات الفائقة يمكن تغييرها بشكل تعسفي من قيمة موجبة إلى قيمة سالبة دون أي قيود، فإن عدد لفات موبيوس التي يمكننا إنتاجها غير محدود. وهذا يعني أن الهياكل التي كانت موجودة حتى اليوم في عالم الرياضيات فقط، يمكن الحصول عليها بطريقة حقيقية من خلال تصميمات مختلفة للجزيئات الفائقة.
ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية رسائل المراجعة البدنية.
تعليقات 9
http://en.wikipedia.org/wiki/Möbius_strip
تريمر: تريمر
http://en.wikipedia.org/wiki/Trimer_(chemistry)
كالعادة تقرير رائع و مشوق.
سألت هذه المرة: قادين؟ ما هذا؟
توصية عامة: هل هناك قيود على التقارير النصية فقط؟ في كثير من الأحيان، يؤدي الرسم التوضيحي (الذي يظهر في التقرير الأصلي أو في مصادر أخرى، بما في ذلك ترخيص CC) إلى توجيه التقرير إلى المزيد من القراء.
إريك،
وبقدر ما أفهم، لا توجد حاليًا أي عواقب لهذا الاكتشاف على الحياة اليومية، فهو نوع من الفضول الرياضي.
هل يستطيع أحد أن يشرح للناس العاديين مثلي العواقب الثورية لهذا الاكتشاف في حياتي اليومية..؟
سيد نحماني، لقد صادفت بالفعل مقالاتك التي تحتوي على مفاهيم غير مألوفة (ولقد قرأت تقريبًا كل الابتكارات التي تقدمها إلى الموقع) ولكن هذا بالفعل مبالغ فيه. ربما يكون الأمر مجرد جهلي الشخصي بالكيمياء، ولكن يبدو لي أن هذه المقالة مكتوبة بمفاهيم كثيرة جدًا لا يعرفها القارئ العادي لهذا الموقع عن بوريم.
إذا لم يكن من الممكن تبسيط ما هو مكتوب قليلاً من أجل "الجماهير"، فربما يكون من الأفضل التخلي عن التقرير.
http://www.youtube.com/watch?v=4bcm-kPIuHE
http://www.youtube.com/watch?v=3iMI_uOM_fY
http://en.wikipedia.org/wiki/File:M%C3%B6bius_strip.jpg
يبدو الأمر رائعًا، لكنني لم أستطع أن أفهم من المقال ما الذي تم اكتشافه بالضبط. من الأفضل تبسيط شروط الشخص العادي في المرة القادمة.