xEAhaNwvKj5JUxKZAsHN78

هل يُعد جزيء الضوء «الفوتون» كرةً صغيرة تتحرك عبر الفضاء، أم أنه كيان فوضوي موجود في كل مكان في نفس الوقت؟ يعتمد الجواب على: هل ننظر وفقًا لقوانين الجزيئات تحت الذرية (ميكانيكا الكم)، أم للمعادلات الحتمية التي تحكم الأجسام الكبيرة (النسبية)؟

في سابقة من نوعها، وجد الفيزيائيون طريقة رياضية لتحديد درجة الكم لأي شيء -جسيم أو ذرة أو جزيء أو كوكب- فهي تحدد كمومية الأشياء «وأكثر الحالات كمومية لنظام ما»، التي يسميها العلماء: «ملوك الحالة الكمومية وملكاتها».

إضافة إلى تعزيز فهمنا للكون، قد يكون لهذا الاكتشاف تطبيقات عملية في التكنولوجيا الكمية، مثل كاشفات موجات الجاذبية وأجهزة القياس فائقة الدقة.

في الواقع تحت الذري، يسود العالم الغريب لميكانيكا الكم. وتبعًا لقواعده التي تتحدى المنطق البشري، قد تنخرط الجسيمات دون الذرية الصغيرة مثل الإلكترونات في حالات فائقة غريبة، ما يعني أن الإلكترون قد يوجد في حالات متعددة في آنٍ واحد، ولا يثبت موقعه حول الذرة أو عزمه حتى يُلاحظا بأجهزة القياس، حتى أن هذه الجسيمات الصغيرة لديها القدرة على اختراق حواجز لا يمكن التغلب عليها نظريًّا.

تتبع الأشياء التي نراها في حياتنا اليومية الفيزياء الكلاسيكية، مثلًا، تتدافع كرات البلياردو معًا، وتطير قذائف المدفعية على امتداد أقواس مكافئة، وتدور الكواكب في مداراتها وفقًا لمعادلات فيزيائية معروفة.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/AQS20-RV-AQP2020-00067_image1-1-scaled-1.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-95300" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/AQS20-RV-AQP2020-00067_image1-1-scaled-1.jpg" alt="علماء الفيزياء يكتشفون ما يسمى «ملوك وملكات الحالة الكمومية» - قوانين الجزيئات تحت الذرية - ميكانيكا الكم - الحالات الكمومية " width="2560" height="1440" /></a>

فكر الباحثون منذ فترة طويلة في هذه الحالة الغريبة، فوجدوا أنه يمكن تعريف بعض الموجودات في الكون بطريقة كلاسيكية، في حين تخضع غيرها لقوانين الكم الاحتمالية، ما يعني إمكانية قياس نتائجها المحتملة فقط.

وفقًا لميكانيكا الكم، فإن «كل شيء يخضع لميكانيكا الكم». قال آرون غولدبيرغ، الفيزيائي في جامعة تورنتو في كندا، المؤلف الرئيس للورقة البحثية الجديدة: «إذا كنت لا ترى هذه الأشياء الغريبة كل يوم، فهذا لا يعني أنها غير موجودة».

ما يعنيه غولدبيرغ أن الأجسام الكلاسيكية -مثل كرات البلياردو- هي أنظمة كمومية سرًّا، أي إنه توجد احتمالية محدودة جدًا أن تخترق -مثلًا- جانب طاولة البلياردو، ويشير ذلك إلى وجود علاقة تبادلية بين الفيزياء الكلاسيكية من جهة والكم من جهة أخرى.

قبل فترة وجيزة، كان أحد المؤلفين المشاركين لغولدبيرغ -لويس سانشيز سوتو من جامعة كومبلوتنسي في مدريد- يلقي محاضرة، عندما سأله أحد المشاركين: «ما الحالة الأكثر كمومية التي قد تسود نظامًا ما؟»، يقول سانشيز سوتو: «هذا السؤال هو ما دفعنا إلى البحث».

كانت المحاولات السابقة لتحديد الكم تُجرى ضمن أنظمة كمومية معينة -مثل المحتوية على جزيئات الضوء- ومن ثم، لا يمكن بالضرورة تطبيق النتائج على أنظمة أخرى تتضمن جسيمات مختلفة مثل الذرات، وبدلًا من ذلك، بحث غولدبيرغ وسانشيز سوتو وفريقهما عن طريقة عامة لتحديد أكثر الحالات الكمومية تطرفًا.

قال غولدبيرغ: «يمكننا تطبيق هذا على أي نظام كمي، مثل الذرات أو الجزيئات أو الضوء أو حتى مزيج من هذه الأشياء، باستخدام نفس المبادئ التوجيهية»، وجد الفريق أن لهذه الظواهر الكمومية المتطرفة نوعين مختلفين على الأقل. وسمّوا الأولى «ملوكًا» والثانية «ملكات» تعبيرًا عن طبيعتها الفائقة المتطرفة.

ما الذي يعنيه بالضبط أن يكون الشيء «أكثر كمومية»؟ سيكون الشرح انطلاقًا من هذا المفهوم صعبًا، لأنه رياضي معقد ويصعب تخيله بسهولة.

اقترح الفيزيائي في جامعة شفيلد، غير المشارك في البحث بيتر كوك طريقةً لفهمها إذ قال: «أحد أبسط الأنظمة الفيزيائية هو النواس التوافقي البسيط، أي كرة في نهاية نابض تتحرك ذهابًا وإيابًا».

يكون الجسيم الكمي عند أقصى حدوده الفيزيائية الكلاسيكية إذا تصرف مثل الكرة الموجودة في نظام النواس النابض، بمعنى أنه موجود في نقاط معينة محددة زمنيًّا بناءً على الدفع الأولي الذي تعرّض له. ولكن، إذا بُعثر الجسيم في المستوى الميكانيكي الكمي بطريقة تجعله بلا موقع محدد في الفضاء، ثم عُثر عليه في مسار النابض والكرة، فهذا يعني أنه في إحدى هذه الحالات الكمومية القصوى.

رغم خصوصيتها، يعدّ بيتر كوك هذه النتائج مفيدة للغاية ويأمل أن يكون لها تطبيق واسع النطاق. قال: «إن معرفة وجود حد أساسي يتصرف عنده النظام بأكبر قدر ممكن من الكمومية تشبه معرفة أن سرعة الضوء موجودة. إن هذا الاكتشاف يضع قيودًا على الأشياء التي يصعب تحليلها».

قال غولدبيرغ إن التطبيقات الأكثر وضوحًا وبدهية لهذا الاكتشاف هي في مجال علم القياس الكمي، وفيه يحاول المهندسون قياس الثوابت الفيزيائية وغيرها من الخصائص بدقة متناهية. مثلًا، يجب أن تكون أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية قادرة على قياس المسافة بين مرآتين بنسبة أفضل من 1/10000 من حجم نواة الذرة. وباستخدام المبادئ التي اكتشفها الفريق، قد يتمكن الفيزيائيون من تحسين هذا العمل الرائع.

قد تساعد النتائج الباحثين أيضًا في مجالات مثل اتصالات الألياف الضوئية ومعالجة المعلومات والحوسبة الكمومية. قال غولدبيرغ بحماس: «يُحتمل أنه يوجد العديد من التطبيقات التي لم نفكر فيها».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="http://مفارقة كمية جديدة تضع أسس الواقع المرصود موضع تساؤل">مفارقة كمية جديدة تضع أسس الواقع المرصود موضع تساؤل</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=87078">خوارزمية ذكاء اصطناعي يمكنها تعلم قوانين ميكانيكا الكم!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=57661">التناظر الفائق.. الطريقة المثالية لدمج ميكانيكا الكم بالجاذبية</a>

ترجمة: أناغيم أبو خضور

تدقيق: علي البيش

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.livescience.com/quantifying-quantumness.html?fbclid=IwAR0s6xi4BHP5Gi5EbvvnYl_6MYCAZOXfGHhCr8fCqrHGj7yW84FS2-OSo-g">المصدر</a>

علماء الفيزياء يكتشفون ما يسمى «ملوك وملكات الحالة الكمومية»

thumb-The-dark-web-An-introduction

الويب المظلم له سمعة مشبوهة مخبّأة تحت شفافية ووضوح سطح الإنترنت وشبكات إخفاء الهوية المعقدة التي تشكل مضيف الويب المظلم وتوزّع جميع أنواع المحتوى الغامض، فنجد المخدرات غير المشروعة ومواد الإساءة إلى الأطفال والأسلحة غير القانونية وأدوات التطرّف وغيرها.

وفقًا لبحث جديد، فالشبكة المظلمة مكان يساء فهمه، والدلالات التي يستحضرها اسمها لا تمثل الغالبية العظمى من النشاط الذي يحدث داخل حدودها المجهولة.

تشير دراسة جديدة بقيادة باحث الأمن السيبراني إريك جاردين من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا إلى أن جزءًا صغيرًا فقط من الويب المظلم يستخدم للوصول إلى المواقع المخفية، وفي هذه الحالة فإن النشاط المخفي ليس بالضرورة نشاطًا غير مشروع، مع ذلك قد يكون نشاطًا غير مشروع بالنظر إلى الزوايا المظلمة للشبكة المظلمة.

حللّ جاردين وفريقه في دراستهم البيانات من شبكة تور التي تعد عامة الشبكة الأكبر والأكثر شيوعًا التي تتيح الوصول المجهول والخاص إلى الويب غير الخاضع للرقابة، عبر استخدام برنامج خاص يتصل بنظام موجهات أونيون المصمّمة لضمان إخفاء هوية المستخدم.

بالمناسبة، لا يوجد شيء غير أخلاقي أو خاطئ بالضرورة في أي من هذا. الويب العميق ببساطة أجزاء من الإنترنت لم تُفهرسها محركات البحث العادية على عكس الويب السطحي. ومع ذلك، فإن جزءًا من شبكة الويب العميق هو الويب المظلم، وتستضيف أجزاء من الويب المظلم محتوى ضارًا.

لهذا السبب، أراد الباحثون قياس مقدار شبكة تور التي قد تستخدم لأغراض مخفية أو خبيثة. لا توجد طريقة سهلة لذلك نظرًا لأن شبكة تور مصممة لتوفير إخفاء للهوية.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/iStock-521971823.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-96057" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/iStock-521971823.jpg" alt="جزء صغير فقط من شبكة الويب المظلمة يستخدم للنشاط المخفي - ما هي استخدامات الويب المظلم - الوصول إلى المواقع المخفية على الويب المظلم" width="1254" height="837" /></a>

ولكن من خلال مراقبة تواقيع البيانات التي جُمعت من عقد دخول تور، تمكّن الفريق من التمييز بين المستخدمين الذين يستخدمون تور للوصول بشكل مجهول إلى المواقع العادية على الويب السطحي، والآخرين الذين يستخدمون النظام للوصول إلى المحتوى المخفي داخل الويب المظلم.

ما يثير الدهشة هو وصول الباحثين إلى أن 6.7٪ فقط من المستخدمين العالميين استخدموا تور للوصول إلى الخدمات المخفية على شبكة الإنترنت المظلمة التي قد توفر -أو لا توفر- مواد غير قانونية أو مرفوضة.

يقول جاردين: «لقد وجدنا أن معظم مستخدمي تور يتّجهون نحو محتوى ويب عادي قد يعد على الأرجح غير ضار».

«لذلك مع أن شبكة تور المجهولة قد تستخدم لبعض الأغراض الخبيثة، يبدو أن معظم الأشخاص اليوم يستخدمونها أكثر بصفتها إصدارًا خاصًا للغاية من كروم أو فايرفوكس».

ما أثار الاهتمام أكثر هو أن التحليل أظهر اختلاف استخدام تور للوصول إلى الخدمات المخفية أو محتوى الويب العادي بين الدول الديمقراطية الليبرالية والبلدان ذات القوانين والحقوق القمعية.

كتب المؤلفون في ورقتهم البحثية: «متوسط معدل الاستخدام الضار المحتمل لتور في بياناتنا للبلدان التي رُمّزت بواسطة فريدوم هاوس على أنها ليست حرة بلغ 4.8 بالمائة فقط».

«في البلدان التي رمّزت على أنها حرة، فإن النسبة المئوية للمستخدمين الذين يزورون الخدمات المخفية نسبة لإجمالي استخدام تور اليومي هي ضعف ذلك تقريبًا أو 7,8%».

بعبارة أخرى، من المرجح أن يستغل الأشخاص الذين يعيشون في الديمقراطيات الليبرالية الويب المظلم لأغراض ضارة، في حين أنّ المستخدمين الذين يعيشون في ظل أنظمة قمعية في البلدان غير الديمقراطية قد يستخدمون تور للتحايل على قيود الرقابة المحلية والوصول إلى المعلومات المجانية على الانترنت.

هناك بعض الافتراضات التي وُضعت في هذا التحليل، ومع ذلك فقد اعترض مشروع تور نفسه -وهو مؤسسة غير ربحية في الولايات المتحدة- على بعض نتائج الدراسة.

قالت إيزابيلا باغيروس -المديرة التنفيذية لمشروع تور- لـ آرس تكنيكا: «اختار مؤلفو هذه الورقة البحثية تصنيف جميع مواقع أونيون وكل حركة للمرور إلى هذه المواقع على أنها غير مشروعة، وكل مرور إلى الويب الواضح على أنه مشروع».

هذا الافتراض خاطئ. تستخدم العديد من مواقع الويب والأدوات والخدمات الشائعة خدمات أونيون لتقديم مزايا الخصوصية والرقابة والتحايل لمستخدميها.

على سبيل المثال، يقدم فيسبوك خدمة أونيون وكذلك المؤسسات الإخبارية العالمية بما فيها نيويورك تايمز وبي بي سي ودويتشه فيله ومدى مصر وبازفيد، كلها تقدم خدمات أونيون.

«إن حجب المرور إلى هذه المواقع والخدمات المستخدمة على نطاق واسع بصفتها غير مشروعة هو تعميم يسيء الظن بالأشخاص والمنظّمات الذين يختارون التكنولوجيا التي تسمح لهم بحماية خصوصيتهم وتجاوز الرقابة».

تجدر الإشارة إلى أن جاردين وفريقه يعترفون في دراستهم بأن الويب المظلم قد يحوي مضمونًا مفيدًا اجتماعيًا، ويعترفون بأن مضيفات الويب السطحية تستضيف محتوى مزعجًا.

مع ذلك يبررون استنتاجاتهم بأنّ الوصول إلى مواقع وخدمات أونيون المخفية قد يكون لأغراض ضارة من خلال الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن مواقع الويب المظلمة المخفية تُستخدم لأغراض غير مشروعة.

إذا كانوا على حق، فإن النتائج تشير إلى أن أضرار الويب المظلم قد تتجمع في البلدان الحرة ذات البنى التحتية، بينما تُرجح الفوائد في البلدان القمعية.

يكتب الباحثون: «قد تتحمل البلدان الحرة تكلفة اجتماعية متزايدة إلى حد ما من خلال الأضرار الناجمة عن محتوى إساءة معاملة الأطفال، وأسواق المخدرات غير المشروعة وما إلى ذلك، حتى يتمكن أولئك الموجودون في الأنظمة غير الحرة من الوصول إلى أداة قوية لتعزيز إخفاء الهوية».

«إن تحديد ما إذا كانت هذه التكاليف الزائدة تمثل عبئًا مقبولاً يجب دفعه حتى يتمكن الآخرون من ممارسة الحقوق السياسية الأساسية هو نقاش معياري مهم، و هذه الدراسة الحالية تقدم له بعض النتائج التجريبية البسيطة».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=86795">كيف تستخدم المواقع الإلكترونية الأنماط المظلمة لخداعك عبر الإنترنت؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=88424">ما هو مستقبل الأمن السيبراني؟</a>

ترجمة: اناغيم أبو خضور

تدقيق: سمية بن لكحل

<a href="https://www.sciencealert.com/only-a-small-fraction-of-the-dark-web-is-being-used-for-hidden-activity-study-finds">المصدر</a>

جزء صغير فقط من شبكة الويب المظلمة يستخدم للنشاط المخفي

Reverse-Osmosis-Blog-Image

يوجد الماء على كوكبنا في دورة مغلقة، ما يعني وجود كمية ثابتة منه، ولا يمكن تكوين المزيد من المياه. وتستمر الطبيعة بإعادة تدوير كمية المياه الموجودة على الكوكب، مع ذلك، فإن ما يلبي الاحتياجات البشرية من هذه الكمية الهائلة من مياه الكوكب، هو الجزء الضئيل من المياه العذبة الخالية من الملح وغير الملوثة.

تزود السلطات الحضرية والهيئات البلدية المدن بالمياه النظيفة لأنشطتنا اليومية، لكن في كثير من الأحيان، لا يكفي ما تقوم به. ففي الهند مثلًا، 70٪ من المياه السطحية ملوثة.

وتظهر مشكلة أخرى في هذا المجال وهي أنك إذا كنت تعيش في مبنى قديم به سباكة قديمة، فقد تتآكل الأنابيب من الداخل بفعل الصدأ والبكتيريا، ما يؤدي إلى تلويث المياه.

لذلك، وبناءً على البلد أو المنطقة التي تقيم فيها، قد ينتشر استخدام مرشّح مياه التناضح العكسي لضمان أنظف مياه ممكنة.
<h3>ما مرشح التناضح العكسي؟ وفيمَ يُستعمل؟</h3>
يعني التناضح العكسي تدفق جزيئات المُذيب -الماء في هذه الحالة- من خلال غشاء شبه نفّاذ انتقائيًا إلى منطقة أقل في تركيز الذائب (الأملاح مثلًا).

[caption id="attachment_96211" align="aligncenter" width="733"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1ص.jpg"><img class="size-full wp-image-96211" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1ص.jpg" alt="في التناضح العكسي، تمر جزيئات الماء فقط" width="733" height="698" /></a> في التناضح العكسي، تمر جزيئات الماء فقط[/caption]

الغرض الرئيسي من مرشّح التناضح العكسي هو إزالة الكائنات الحية الدقيقة والمواد الصلبة الذائبة الموجودة في الماء. تشمل المواد الصلبة الذائبة المعادن والجزيئات العضوية الموجودة في الماء. بين هذه الجزيئات الصغيرة، قد توجد بعض المعادن النزرة -الشحيحة- المفيدة، لكن أكثرها غالبًا ملوثات سامة.

لا يُطبق التناضح العكسي في مرشحات المياه المنزلية فحسب، لكن أيضًا على نطاق أوسع بكثير في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، ومحطات تحلية المياه، والنباتات التي تستخرج الملح من الماء، وتُستعمل هذه الطريقة أيضًا لجعل مياه البحر صالحة للشرب، وتتيح للسفن في البحر تنقية مياه البحر للحصول على مياه شرب عذبة.
<h3>آلية مرشح التناضح العكسي</h3>
<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/FWS_Blog_Reverse_Osmosis.gif"><img class="aligncenter size-full wp-image-96209" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/FWS_Blog_Reverse_Osmosis.gif" alt="كيف تعمل مرشحات التناضح العكسي - عملية إزالة الكائنات الحية الدقيقة والمواد الصلبة الذائبة الموجودة في الماء - غشاء التناضح العكسي" width="1400" height="685" /></a>

إن إعداد مرشح كهذا بسيط للغاية. فيدخل الماء من أنابيب المبنى أو أي مصدر آخر إلى آلة التناضح العكسي ويمر عبر مرشح مبدئي، وهو مرشح يوضع قبل الغشاء شبه النفّاذ. وظيفة هذا المرشّح المبدئي هي تصفية جميع الجسيمات الكبيرة، مثل الرواسب والأوساخ والصدأ الذي قد يأتي عبر أنابيب الماء. هذا المرشّح رخيص نسبيًا ويزيد من العمر الإجمالي لمرشح التناضح العكسي.

بعد عبور المرشح الأولي، يصل الماء إلى الغشاء شبه النفّاذ، المعروف أيضًا باسم غشاء التناضح العكسي. وهو غشاء متعدد الطبقات مصمّم بعناية، مصنوع من البوليمرات مثل البولي أميد والسليلوز. يمكن تصنيع مادة البولي أميد، أو الحصول عليها من مصادر طبيعية، مثل الصوف والحرير. تُعد أغشية السليلوز هي الأقدم، إذ استُخدمت منذ عام 1955، لكن البولي أميد أكثر كفاءة.

تُستخدم مضخة ضغط لدفع الماء عبر غشاء التناضح العكسي. يبلغ حجم مسام غشاء التناضح العكسي أقل من 1 نانومتر، أي نحو 90 ألف مرة أقل من عرض شعرة الإنسان! تزيل هذه المرشّحات جميع الجراثيم الموجودة في الماء، إلى جانب المركبات الكيميائية الدقيقة الأخرى التي قد توجد فيه.

قد تحتوي بعض مرشحات التناضح العكسي أيضًا على مرشّحات ما بعد المعالجة، التي تعمل على تحسين مذاق الماء. إذ إن أحد الآثار الجانبية للتناضح العكسي هو أن مذاق الماء عادةً ما يكون أسوأ مقارنةً بالماء الداخل. ويرجع ذلك أساسًا إلى إزالة المعادن النزرة والعناصر الأخرى من الماء. عادةً ما تحتوي المياه العذبة الطبيعية على قدر من المياه المعدنية والعضوية، لذلك تطور البشر ليستسيغوا طعم هذا الخليط للتأقلم مع هذا التأثير الجانبي. قد يحتوي المرشح اللاحق على كرات معدنية تعمل انتقائيًا على تجديد المعادن الجيدة المفقودة في أثناء عملية التناضح العكسي.

المنتج النهائي الخارج من الفلتر هو مياه الشرب النظيفة الصالحة للشرب. إلى جانب ذلك، تترك النفايات والأوساخ الفلتر عبر وصلة خط أنابيب أخرى تذهب إلى الصرف.

.

[caption id="attachment_96210" align="aligncenter" width="1024"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/23-8.jpg"><img class="size-full wp-image-96210" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/23-8.jpg" alt="عملية الترشيح لآلة تنقية المياه RO" width="1024" height="354" /></a> عملية الترشيح لآلة تنقية المياه RO[/caption]
<h3>مزايا مرشحات التناضح العكسي</h3>
مرشّحات التناضح العكسي هي أفضل مرشّحات مياه متاحة حاليًا، وهي أفضل من الخيارات التقليدية الأخرى.

تعمل أنظمة التناضح العكسي على ترشيح البكتيريا والفطريات والفيروسات جيدًا، إذ إن كثير منها مسؤول عن التسبب في أمراض الأمعاء الشائعة وغيرها من الاضطرابات الصحية. هذه الفلاتر فعالة أيضًا في إزالة المكونات الكيميائية السامة، مثل المعادن الثقيلة والأملاح الصلبة المختلفة. إن الماء الذي يترك نظام التناضح العكسي خالٍ من 97-98٪ من الأيونات الذائبة و99٪ من الجراثيم والملوثات الأخرى. تجعل قدرة الترشيح المحسّنة مرشحات التناضح العكسي أفضل بأشواط من مرشّحات المياه القياسية التي تستخدم الحرارة أو المواد الكيميائية أو الأشعة فوق البنفسجية لمعالجة المياه.

هذه التكنولوجيا أيضًا صديقة للبيئة تمامًا، فهي لا تخلّف الكثير من التلوث، ولا حاجة لاستعمال المواد الكيميائية في العملية.

من الشائع جدًا أن تدمج مرشحات التناضح العكسي تقنيات ترشيح إضافية، مثل المرشحات الأكثر كفاءة أو المتعددة. وقد تشمل نظام ترشيح إضافي مثل ضوء فوق البنفسجي مثبت. تطلق مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المثبتة أشعة فوق البنفسجية، تقضي على جميع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء بإتلاف حمضها النووي.
<h3>عيوب مرشحات التناضح العكسي</h3>
للأسف، لا يخلو أي أمر جيّد من العيوب، فالعيب الرئيسي لمرشحات التناضح العكسي هو صعوبة الصيانة.

قد يحدث خلل في المضخّة يؤدي إلى انخفاض ضغط الماء، ما يعني أن تدفق المياه عبر غشاء التناضح العكسي سيكون بطيئًا جدًا. سيؤدي ذلك إلى زيادة الوقت الذي يستغرقه مرشح التناضح العكسي لتنقية المياه. وإذا لم تُنظف المرشّحات بانتظام، قد ينسد نظام التناضح العكسي وتتشكل أغشية حيوية بكتيرية داخل الجهاز، ما يؤدي إلى زيادة تلوث المياه القادمة من الأنابيب.

عيب آخر هو أن شرب مياه التناضح العكسي يؤدي إلى استنفاد المغذّيات الدقيقة. إذ إن المياه المرشحة بتقنية التناضح العكسي تكاد تخلو تمامًا من العناصر النزرة والمغذيات، فتتسرب العناصر النادرة كالمغنيسيوم والكالسيوم والنحاس والمنغنيز من الجسم. هذه العناصر ضرورية للعديد من وظائف التمثيل الغذائي في الجسم.

يشكل هذا بعض المخاطر الصحية، لكن يمكن تجنبه باتباع نظام غذائي صحي، ما يساهم في تأمين الجرعات المطلوبة من الفيتامينات والمعادن.
<h3>خاتمة</h3>
تؤدي التطورات التكنولوجية إلى طرق أفضل للحصول على المياه النظيفة، وهو أمر ضروري للغاية من أجل الحياة. يجب أن يحصل كل إنسان على مياه شرب نظيفة، ونأمل أن تكون مرشحات التناضح العكسي إحدى الطرق لضمان ذلك، مع انخفاض السعر.

تُستخدم تقنية التناضح العكسي حاليًا في جميع أنحاء العالم لتصفية مياه الصرف الصحي ومياه الصنبور ومياه البحر. تركّز الأبحاث في هذا المجال أساسًا على تحسين استدامة مرشحات التناضح العكسي، بتقليل متطلبات الطاقة وتحسين متانة أغشية التناضح العكسي.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93882">احذروا عبوات الرضاعة البلاستيكية، فهي مصدر لملايين الجزيئات الضارة التي قد يشربها الأطفال يوميًا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=42746">نقرأ عبارة ماء نقي في كل مكان، فهل له وجود حقًا؟</a>

ترجمة: أناغيم أبو خضور

تدقيق: جورج حلبي

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.scienceabc.com/innovation/how-do-ro-filters-work.html?fbclid=IwAR1WxGqVxIm2Uqv8K9U7x6Tg1MkerAV8JdHEPc_Y39lHux0CbkX44tav5js">المصدر</a>

كيف تعمل مرشحات التناضح العكسي؟

62506

يعد الفضاء مكانًا عدائيًا؛ لذلك طور المختصون تقنيات مهمةً لإطلاق رواد فضاء إلى المدار وإعادتهم إلى منازلهم بأمان. ما زال العلماء يكتشفون كيف يؤثر السفر في الفضاء في صحة الإنسان، خاصةً على المدى الطويل، لا سيما أن ذلك ضروري قبل البدء في أي مهام مخططة إلى المريخ لضمان صحة رواد الفضاء وسلامتهم على متن تلك الرحلات المهمة.

أفادتنا دراسات رواد الفضاء، خاصةً «دراسة التوائم» التابعة لناسا التي شاركت في بطولة التوائم المتطابقة سكوت ومارك كيلي، أن الفضاء الممتد يؤثر في تدفق الدم إلى الدماغ، ويغير ميكروبيوم الأمعاء ويزيد الالتهاب، ويسبب ضبابية الرؤية وهشاشة العظام وهزال العضلات. واقترحت دراسات الفئران التي تحاكي رحلات الفضاء أن التوجه إلى الفضاء يؤدي إلى شيخوخة جهاز المناعة ويضر بالدماغ.

حديثًا في جهد جماعي عظيم، نشر العلماء مجموعةً ضخمةً تحوي قرابة 30 ورقةً بحثيةً للمخاطر الصحية المرتبطة بالسفر إلى الفضاء، تمثل أكبر مجموعة من بيانات بيولوجيا الفضاء على الإطلاق، وتتميز ببعض التحليلات الضخمة للملاحظات عن رواد الفضاء والذباب والديدان والفئران في الفضاء.

تؤكد بعض النتائج ما نعرفه عن المشكلات الصحية المتعلقة بالفضاء، في حين تقدم دراسات أخرى أفكارًا جديدةً، أو توضح النتائج السابقة، أو تبحث في طرق لتحسين التجارب المستقبلية.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شء-6.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-96430" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شء-6.png" alt="ما مخاطر الفضاء الصحية - ما هي المخاطر المحتملة الناجمة عن السفر في الفضاء - كيف يؤثر السفر في الفضاء في صحة الإنسان على المدى الطويل" width="1021" height="414" /></a>

كتب الباحثون في ورقة مراجعة شاملة تتصدر المجموعة: «مع التقدم الكبير في العقد الماضي لفهم المخاطر الصحية للسفر إلى الفضاء ، توجد حاجة إلى مزيد من البحث لتمكين الإنسان من استكشاف الفضاء بأمان أكبر خارج مدار الأرض المنخفض، متضمنًا القمر والمريخ وبعثات الفضاء العميقة».

تبدأ المخاطر الصحية للسفر إلى الفضاء مع قوى التسارع التي يشعر بها رواد الفضاء عند الإقلاع، ويستمرون بالتعرض للإشعاع الفضائي الخطير والجاذبية الصغرى في أثناء وجودهم في الفضاء.

في رحلة الذهاب إلى المريخ مثلًا سينطلق رواد الفضاء إلى ما هو أبعد من الغلاف المغناطيسي الواقي للأرض، فيتعرضون للإشعاع الكوني خلال الفترة الزمنية الكبيرة التي سيستغرقونها للسفر إلى أقرب كوكب والعودة.

أما رواد الفضاء الذين يحومون في جاذبية منخفضة على متن محطة الفضاء الدولية، فإن أطول مدة إقامة لأي رائد فضاء حتى الآن لم تتجاوز 437 يومًا. ما يزال أمامنا طريق طويل لنقدر الصحية للسفر إلى الفضاء بعيدة المدى تقديرًا صحيحًا، ولا يملك العلماء إلا العمل مع البيانات التي نملكها فقط.

جمعت العديد من الدراسات المنشورة في هذه المجموعة البيانات أو أعادت تحليلها من التجارب السابقة التي أُتيحت للباحثين بواسطة بوابات البيانات المفتوحة مثل منصة جيني لاب التابعة لناسا، إذ يعد دمج هذه البيانات طريقةً لتقوية التحليلات الناتجة. يبحث المختصون غالبًا لمعرفة هل ينطبق ما عثروا عليه في مجموعة البيانات مع مجموعة بيانات أخرى؟ إذ يهدفون إلى تحقيق الفائدة القصوى من البيانات التي جُمعَت من الرحلات الفضائية المكلفة.

كتب الباحثون موضحين نهجهم: «قد يؤدي التحليل الجماعي عبر نماذج متعددة ودراسات بشرية إلى فهم شامل للتأثيرات الفيزيولوجية لبيئة الفضاء في صحة الإنسان».

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/010617_spacetravel_THUMB.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-96429" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/010617_spacetravel_THUMB.jpg" alt="" width="766" height="415" /></a>

حللت دراسة واحدة مثلًا بيانات نحو 60 رائد فضاء ومئات من عينات جيني لاب للبحث عن آلية عالمية تربط التغيرات الصحية واسعة النطاق التي لوحظت في مختلف الجينات والخلايا والأنسجة وأنظمة الجسم والأعضاء والعضلات، وأظهرت الدراسة على نطاق واسع «تحولات نظامية» في وظيفة الميتاكوندريا، التي تمثل حزم الطاقة داخل خلايانا التي تحول الأكسجين والمواد المغذية إلى طاقة.

قال أفشين بهشتي، خبير المعلوماتية الحيوية في مركز أبحاث أميس التابع لناسا: «ما اكتشفناه مرارًا وتكرارًا هو تغير يحدث في تنظيم الميتاكوندريا الذي يلقي بكل شيء خارج نطاق السيطرة». كتب المؤلفون أن هذا قد يفسر الاضطرابات التي لوحظت في أجهزة مناعة رواد الفضاء وفي ساعاتهم البيولوجية.

قارنت دراسة أخرى البيانات من توأمي كيلي ببيانات 11 رائد فضاء من غير الأقارب قضوا نحو 6 أشهر في محطة الفضاء الدولية، ونظرت على وجه التحديد إلى التيلوميرات، تلك الأغطية الواقية على نهايات الكروموسومات لدينا التي تتآكل عادةً مع تقدم العمر. لم يتوقع الباحثون أن يجدوا بعض تيلوميرات رواد الفضاء وقد ازدادت طولًا خلال رحلاتهم الفضائية، لكن الرواد عمومًا كانوا يملكون بعد عودتهم تيلوميرات أقصر مما كانت عليه قبل الرحلة.

قالت سوزان بيلي، الخبيرة في بيولوجيا التيلومير في جامعة ولاية كولورادو: «من الآن فصاعدًا، نهدف إلى الحصول على فكرة أفضل عن الآليات الأساسية، وما يحدث خلال رحلة الفضاء طويلة الأمد في جسم الإنسان، وكيفية اختلافه بين الناس، إذ لا يستجيب الجميع بالطريقة ذاتها».

وجد الباحثون أيضًا بعض النتائج المثيرة للاهتمام من إعادة تحليل البيانات المأخوذة من دراسة التوائم التابعة لناسا، التي اقترحت أن الارتفاع المفاجئ في جزيئات الالتهاب التي لوحظت في دم سكوت كيلي عندما عاد إلى الأرض بعد 340 يومًا على محطة الفضاء الدولية قد يكون علامةً على تجديد العضلات وليس استجابةً مناعية.
من الواضح أن هذه الدراسات محدودة بسبب العدد الصغير جدًا من رواد الفضاء والحيوانات التي يمكننا إرسالها إلى الفضاء مثل الديدان والذباب، إذ يعد استخدام هذه المخلوقات طريقةً سهلةً لتوسيع نطاق تجارب رحلات الفضاء، لذلك تظهر بياناتها في الأوراق البحثية أيضا.

وجدت دراسة أجريت على الديدان المستديرة في محطة الفضاء الدولية تغييرات طفيفةً في نحو 1000 جين، خاصةً تلك المتعلقة بوظيفة الخلايا العصبية، في حين اقترحت دراسة أخرى على الذباب أن البقاء فترةً طويلةً في الجاذبية الصغرى يقلل قوة نبضهم.

عمومًا تمثل هذه المجموعة من الأوراق عمل نحو 200 باحث من وكالة ناسا والوكالات الحكومية الأخرى والجامعات ومجموعات صناعة الطيران، وتساهم بقوة في فهم المخاطر الصحية للتنزه في الفضاء.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93327">كم من الوقت تسمح بذلة الفضاء لرائد الفضاء بالبقاء على قيد الحياة في الفضاء المفتوح؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=91205">إثبات قدرة بكتيريا الأرض على البقاء حيةً في رحلة من الأرض إلى المريخ</a>

ترجمة: اناغيم أبو خضور

تدقيق: راما الهريسي

<a href="https://www.sciencealert.com/a-mass-dump-of-30-new-papers-explores-the-health-impacts-of-spaceflight">المصدر</a>

أناغيم أبو خضور

الأعمال

علماء الفيزياء يكتشفون ما يسمى «ملوك وملكات الحالة الكمومية»

جزء صغير فقط من شبكة الويب المظلمة يستخدم للنشاط المخفي

كيف تعمل مرشحات التناضح العكسي؟

ما مخاطر الفضاء الصحية؟