الرئيسة علومفيزياء أيسر أم أيمن؟ تحديد كيرالية هياكل نانوية بوساطة الضوء

أيسر أم أيمن؟ تحديد كيرالية هياكل نانوية بوساطة الضوء

0 تعقيبات 180 مشاهدة 3 دقائق قراءة

كيف تختلف الجزيئات اليسرى عن اليمنى؟ يستخدم باحثون في المعهد الفدرالي للتقانات في زوريخ، سويسرا ETH Zurich طريقة تصوير جديدة لتصور ما كان في السابق قابلًا للقياس فقط كمتوسط، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال علمي الأحياء والمواد.

لماذا تختلف رائحة النعناع وبذور الكراوية بقدر كبير عن بعضها بعضًا رغم أنَّ جزيئات الرائحة الرئيسة فيهما متطابقة تقريبًا؟ لماذا يمكن لدواء ما أن ينقذ الأرواح، في حين أنَّ صورته المعكوسة غير فعالة أو حتى ضارة؟ الجواب يكمن في الكيرالية (عدم التناظر المرآتي)، أي ”تفضيل استخدام إحدى اليدين على الأخرى“ الجزيئات. فكما أنَّ اليدين اليمنى واليسرى متشابهتان ولكن لا يمكن وضع إحداهما فوق الأخرى، هناك نسخة يمنى ونسخة يسرى للعديد من الجزيئات. وغالبًا ما يكون لهذه النسخ تأثيرات مختلفة تمامًا.

طور فريق بحثي في المعهد الفدرالي للتقانات في زوريخ  بقيادة البروفسور رومان كويدانت (Romain Quidant) الذي يجري بحوثه في مجال النانوفوتونيك، طريقة تتيح تصور الكيرالية مكانيًّا باستخدام صورة واحدة فقط. حتى الآن كان من الممكن قياس الكيرالية في غالب الأحيان عبر العينة بأكملها، وكانت النتيجة دائمًا هي قيمة وسطى.

تشرح ربيكا بوشنر (Rebecca Büchner)، طالبة الدكتوراه التي تعمل تحت إشراف كويدانت والمؤلفة الرئيسة للدراسة المنشورة في مجلة Nature Photonics: ”باستخدام هذه الطريقة الجديدة يمكننا استخدام صورة واحدة لتحديد المناطق التي توجد فيها هياكل يسارية أو يمينية في عينتنا“.

الضوء هو عامل محدِّد لليد المفضَّلة

في هذه الدراسة، استخدمت بوشنر هياكل نانوية ذهبية مصنَّعة خصيصًا، وهي عيِّنات كيرالية عملها خوسيه غارسيا-غويرادو (Jose García-Guirado)، مدير المختبر في مجموعة كويدانت. وبالتالي، كانت بوشنر تعرف عدد المكونات اليمنى واليسرى المتوقعة في الصورة. ولجعل كيرالية العيِّنات مرئية، استخدمت طريقة تصوير مطوَّرة حديثًا تعمل مثل كاميرا مختصة للغاية، وما يميزها هو قدرتها على اكتشاف كيفية تفاعل العِّينة مع أنواع مختلفة من الضوء المستقطب دائريًّا.

If you do find yourself in a position where you have to cut or stop your contributions, try to resume them as soon as you can.

الضوء المستقطب دائريًّا هو نوع من الضوء الذي تتحرك فيه موجات الضوء في شكل حلزوني أثناء انتشارها، إمَّا إلى اليسار أو إلى اليمين. تتفاعل العديد من الجزيئات الكيرالية في الطبيعة على نحو مختلف مع هذه الأنواع من الضوء، فهي مثلًا تمتصُّ الضوء الأيسر أكثر من الضوء الأيمن أو تدوِّر اتجاه تذبذبها قليلاً.

على عكس الطرائق التقليدية التي تتطلب قياسين منفصلين باستخدام الاستقطاب الدائري الأيمن والأيسر، يلتقط نظام بوشنر كلا الاتجاهين اللولبيين في وقت واحد. ويستخدم هذا النظام إعدادًا بصريًّا ذكيًّا، فبعد مرور الضوء عبر العينة، يقسَّم إلى مكوِّنات دائرية يمنى ويسرى باستخدام أشعة مرجعية تنشئ أنماط تداخل. وتكشف هذه الأنماط عن كيفية تفاعل كلِّ نوع من أنواع الضوء مع العينة، مما يجعل التماثل اللولبي مرئيًّا.

لا تلتقط الكاميرا العادية سوى صورة غير واضحة من هذا التراكب. ولكن بفضل الطريقة الجديدة يمكن للحاسوب قراءة المعلومات بدقة. وتُظهر الخرائط الملونة الناتجة أجزاء العينة التي تنحرف إلى اليسار وأجزاء العينة التي تنحرف إلى اليمين. وتقول بوشنر: ”تمكنا حتى من تصور حروف مثل ’L‘ و“R” تتكون من بنى نانوية ذات انحرافات مختلفة“.

Cutting your pension contributions

You may also be considering reducing or stopping your pension contributions for a while. This may ease your financial pressures a little in the short-term but it will reduce your income in retirement.

Cutting £693 a year from your pension will mean £1,284 less goes into your fund. If that money manages to grow by 5% a year until you retire, the long-term cost is even greater. Hargreaves Lansdown, an investment platform, estimates that a 40-year-old basic-rate taxpayer who cuts back on their pension payments in this way – reducing their contributions by only £57.75 a month for only one year – would end up £4,569 worse off, before fees, by the age of 67.

قد يعجبك أيضًا

أدخل تعقيبك

Are you sure want to unlock this post?
Unlock left : 0
Are you sure want to cancel subscription?

نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتحسين استخدامك للموقع فقط. نفترض أنك موافق على ذلك، ولكن بوسعك إلغاء موافقتك إن كنت ترغب في ذلك. قبول قراءة المزيد...

سياسة الخصوصية وملفات تعريف الارتباط

متصفحك مفعِّل لمانع الإعلانات!

شكرًا لدعمك لبوابة العلوم والتقانات من خلال تعطيل مانع الإعلانات!