فيزياء

اكتشاف يسلط الضوء على تحريك الأجسام بالموجات الصوتية

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p>حقق الباحثون في مدرسة لوزان الاتحادية للعلوم التطبيقية &lpar;EPFL&rpar; اكتشافًا رائدًا&period; حيث نجحوا في تحريك الأجسام العائمة حول مسار عوائق مائية بالموجات الصوتية فقط&period; تحمل هذه الطريقة المبتكرة، المستوحاة من الملاقط البصرية، إمكانات هائلة للتطبيقات الطبية الحيوية&period; وأمضى الفريق، بقيادة رومان فلوري، رئيس مختبر هندسة الموجات، أربع سنوات في تطوير هذا النهج الجديد&period;<br><br>تم نشر هذه الطريقة غير التقليدية، بتمويل من برنامج سبارك التابع لمؤسسة العلوم الوطنية السويسرية &lpar;SNSF&rpar;، في مجلة &lpar;Nature Physics&rpar; بالتعاون مع باحثين من جامعة بوردو في فرنسا، وجامعة نزارباييف في كازاخستان، وجامعة فيينا للتكنولوجيا في النمسا&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-تحدي-التلاعب-بالجسيمات">تحدي التلاعب بالجسيمات<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>لنقل أنك تحاول الإبحار بقارب صغير عبر بحر مزدحم ولا يمكن التنبؤ به&period; هذا تقريبًا هو التحدي الذي يواجهه العلماء الذين يحاولون التعامل مع الجسيمات، مثل الخلايا أو الكائنات الدقيقة، في بيئة ديناميكية&period; في العالم المجهري، يمكن اعتبار الجسيمات كأوعية صغيرة&period; والوسط المحيط بها، مثل الماء أو الهواء، كالبحر&period; ويكمن تعقيد هذه المهمة في حقيقة أن الجسيمات يمكنها التحرك والتفاعل مع محيطها بطرق غير متوقعة، مما يجعل من الصعب التحكم في حركتها&period;<br><br>إحدى طرق التفكير في حل هذا التحدي هي النظر في مفهوم &&num;8220&semi;النقل&&num;8221&semi; في الفيزياء&period; بعبارات بسيطة، يشير النقل إلى حركة الجزيئات أو الطاقة من مكان إلى آخر&period; ومع ذلك، عند التعامل مع الجسيمات الصغيرة، تصبح قوانين الفيزياء التي تحكم حركتها معقدة بشكل متزايد&period; على سبيل المثال، يمكن أن تتأثر حركة جسيم واحد بتفاعلاته مع الجسيمات المحيطة به، وتدفق الوسط&period;<br><br>في مجال المعالجة الدقيقة، طور العلماء تقنيات مختلفة للتحكم في حركة الجسيمات، مثل استخدام المجالات الكهرومغناطيسية، أو الموجات الصوتية، أو حتى الملاقط البصرية&period; ومع ذلك، كل من هذه الأساليب لها حدودها وعيوبها&period; على سبيل المثال، قد يكون من الصعب استخدام الملاقط البصرية، التي تستخدم الضوء المركز لاحتجاز الجزيئات، في البيئات الديناميكية أو عند التعامل مع جزيئات متعددة&period; وهنا يأتي دور النهج المبتكر المتمثل في استخدام الموجات الصوتية لتحريك الأشياء، مما يوفر حلاً واعدًا لتحدي التلاعب بالجسيمات&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<figure class&equals;"wp-block-image size-full is-resized is-style-rounded"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2024&sol;07&sol;sound-waves-move-a-ball-on-table-931447711&period;jpg" alt&equals;"تحريك الأجسام بالموجات الصوتية" class&equals;"wp-image-63731" style&equals;"width&colon;637px&semi;height&colon;auto"&sol;><&sol;figure>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-الملاقط-البصرية">الملاقط البصرية<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>كان الملقط البصري &lpar;optical tweezer&rpar;، وهي تقنية تستخدم لاحتجاز الجسيمات ومعالجتها باستخدام الضوء المركز، هو المحفز لتطوير تشكيل زخم الموجة &lpar;wave momentum shaping&rpar;&period; ويوضح رومان فلوري، أن الملقط البصري يعمل عن طريق إنشاء &&num;8220&semi;نقطة ساخنة&&num;8221&semi; خفيفة لاحتجاز الجزيئات، على غرار سقوط الكرة في حفرة&period; ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها حدود، خاصة عندما تكون هناك أشياء أخرى في المنطقة المجاورة، مما يجعل من الصعب إنشاء &&num;8220&semi;الحفرة&&num;8221&semi; وتحريكها&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-ولادة-تشكيل-زخم-الموجة">ولادة تشكيل زخم الموجة<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تخيل أنك في مباراة هوكي، حيث ينزلق القرص بسهولة عبر الجليد، مسترشدًا بالحركات الدقيقة لعصا الهوكي&period; وبالمثل، في المختبر، استخدم الباحثون الموجات الصوتية باعتبارها &&num;8220&semi;عصا الهوكي&&num;8221&semi; لدفع كرة بينج بونج تطفو على سطح خزان المياه&period; تم تتبع موضع الكرة بواسطة كاميرا علوية، بينما قام نظام مكبرات الصوت الموجود على طرفي الخزان بإصدار موجات صوتية مسموعة لتوجيه الكرة على طول مسار محدد مسبقًا&period;<br><br>هنا يحدث السحر، مجموعة ثانية من الميكروفونات &&num;8220&semi;استمعت&&num;8221&semi; إلى النتائج &lpar;feedback&rpar;، المعروفة باسم مصفوفة التشتت &lpar;scattering matrix&rpar;، عندما ارتدت الموجات الصوتية عن الكرة المتحركة&period; ومن خلال الجمع بين البيانات الموضعية للكاميرا ومصفوفة التشتت، تمكن الباحثون من حساب الزخم الأمثل للموجات الصوتية اللازمة لتوجيه الكرة على طول مسارها في الوقت الفعلي&period; وسمحت هذه النتائج بالتحكم الدقيق في حركة الكرة، مما مكن الفريق من التنقل بنجاح حول العوائق وحتى التحكم في دورانها&period;<br><br>الأمر اللافت للنظر في هذه التجربة هو أنها توضح القدرة على التحكم في حركة الأشياء في بيئة ديناميكية غير خاضعة للرقابة&period; ثم أخذ الباحثون خطوة أبعد من خلال إدخال عوائق ثابتة ومتحركة للنظام، ونجحوا في تحريك الكرة حولها&period; يُظهر هذا البحث تنوع ووعد تشكيل زخم الموجة في سيناريوهات العالم الحقيقي&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<ul class&equals;"wp-block-yoast-seo-related-links"><li><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d8&percnt;af&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b3&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;ab&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;b6&percnt;d8&percnt;ad-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;82&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;86-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;86&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;85-&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">دراسة ثورية توضح العلاقة بين النوم والذكريات طويلة المدى<&sol;a><&sol;li><li><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;a7-&percnt;d9&percnt;87&percnt;d9&percnt;88-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;b1-&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;ac&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d9&percnt;81&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;82-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;8a&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">ما هو التصوير بالموجات فوق الصوتية وكيف يعمل؟<&sol;a><&sol;li><li><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d9&percnt;83&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b1-&percnt;d8&percnt;ac&percnt;d9&percnt;87&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b2-&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;86&percnt;d9&percnt;87-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d8&percnt;a8-&percnt;d9&percnt;81&percnt;d9&percnt;8a-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;af&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;a6&percnt;d8&percnt;b1-&percnt;d8&percnt;a7&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">ابتكار جهاز يمكنه التلاعب في الدوائر العصبية في الدماغ<&sol;a><&sol;li><li><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;81-&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a4&percnt;d8&percnt;ab&percnt;d8&percnt;b1-&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;85-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d9&percnt;81&percnt;d9&percnt;8a-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;af&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d8&percnt;b3-&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;89&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">كيف يؤثر تصميم الصوتيات في المدارس على العملية التعليمية؟<&sol;a><&sol;li><li><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d8&percnt;a5&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;af&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;a5&percnt;d9&percnt;86&percnt;d8&percnt;aa&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;ac-&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;88&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;a1-&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;b5&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d9&percnt;87&percnt;d8&percnt;a7-3-&percnt;d8&percnt;a2&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a7&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">إعادة إنتاج صوت مومياء مصرية عمرها 3 آلاف عام&excl;<&sol;a><&sol;li><&sol;ul>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-تأثير-الموجات-الصوتية">تأثير الموجات الصوتية<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>هذا البحث يفتح آفاقًا جديدة حيث يمكن توصيل الدواء مباشرة إلى الخلية السرطانية، دون الإضرار بالخلايا السليمة في هذه العملية&period; أو تصور مستقبلًا حيث يمكن إجراء التحليل البيولوجي دون تلويث العينات أو إتلافها&period; وفي هندسة الأنسجة، يمكن استخدام الموجات الصوتية لترتيب الجزيئات المجهرية قبل وضعها في جسم ما، مما يفتح إمكانيات جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد&period; وقد يصبح هذا حقيقةً قريبًا، وذلك بفضل هذا الاكتشاف الرائد&period;<br><br>إن الطريقة الجديدة لتشكيل زخم الموجة له آثار بعيدة المدى، والباحثون متحمسون لقدرتها على إحداث ثورة في التطبيقات الطبية الحيوية&period; ومع استمرار الباحثين في استكشاف إمكانيات تشكيل زخم الموجة، فإن التطبيقات المحتملة واسعة النطاق&period; إن مستقبل تكنولوجيا الموجات الصوتية مشرق&period; وبفضل طبيعتها غير الضارة وغير الغازية، تستعد الموجات الصوتية لأن تغير قواعد اللعبة في عالم التطبيقات الطبية الحيوية&period; الاحتمالات لا حصر لها، والتأثير قد بدأ للتو في التحقق&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-المصادر">المصادر&colon;<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;sciencedaily&period;com&sol;releases&sol;2024&sol;06&sol;240625205634&period;htm" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Moving objects precisely with sound &sol; science daily<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;elakademiapost&lowbar;tv&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;lh3&period;googleusercontent&period;com&sol;a&sol;AEdFTp72451qSF1y2KjiDJNOsWVMuK9W1jBsxpvkaPxVmg&equals;s96-c" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"أخبار علمية"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;elakademiapost&lowbar;tv&sol;">أخبار علمية<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p><&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;5d8262db8a39d' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-63714">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-5d8262db8a39d' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-5d8262db8a39d' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'63714' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-5d8262db8a39d"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"63714" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-5d8262db8a39d"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-5d8262db8a39d" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-5d8262db8a39d">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-5d8262db8a39d' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-5d8262db8a39d' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
أخبار علمية

Share
Published by
أخبار علمية

Recent Posts

أول روبوت حامل في العالم: ثورة علمية أم جدل أخلاقي؟

في عالم يتسارع فيه الابتكار، تبرز مشاريع علمية تثير الدهشة والجدل في آن واحد. فلطالما…

15 ساعة ago

سرقة الهوية العلمية: عندما يتحول البحث الأكاديمي إلى أداة للانتقام وتشويه السمعة

في عالم يزداد فيه التنافس الأكاديمي، وتتسارع فيه وتيرة النشر العلمي، تبرز ظواهر سلبية تهدد…

يومين ago

قطن سيناء.. ثورة زراعية تبشر بمستقبل أخضر لمصر!

من صحراء قاحلة إلى حقول بيضاء.. قصة نجاح زراعية غير مسبوقة في قلب صحراء جنوب…

3 أيام ago

اكتشاف يعيد كتابة تاريخ البشرية: حفريات جديدة تكسر نظرية التطور الخطي

لطالما سحرنا تاريخ أصولنا، ومن أين أتينا؟ كان يُعتقد لفترة طويلة أن التطور البشري مسار…

4 أيام ago

ثورة في عالم الأنسجة: نسيج نانوي يمتص السموم وينقي المياه ويحارب الفيروسات

كانت الحاجة إلى حماية الإنسان من المخاطر البيئية والكيميائية محور اهتمام العلماء والباحثين منذ عقود،…

5 أيام ago

ربع قرن من الإنجازات العلمية: مدينة الأبحاث العلمية والتطبيقات التكنولوجية تحتفي بخمسة وعشرين عاماً من الإنجاز والابتكار

في رحلة ممتدة على مدار ربع قرن، تحولت مدينة الأبحاث العلمية والتطبيقات التكنولوجية (SRTA-City) من…

5 أيام ago