فمتوثانية

الفيمتوثانية (بالإنجليزية: Femtosecond)‏ هوتعبير عـن مليون مليار (كوادرليون) جزء من الثانية أي (عشرة مرفوعة للقوة -15) والنسبة بين الثانية والفيمتوثانية كالنسبة بين الثانية و32 مليون سنة.

وأول استخدام عملى لهذه الفترة الزمنية بالغة الضآلة كان ابتكار نظام تصوير من قبل العالم المصري أحمد زويل يرصد حركة الجزيئات عند تكوينها وعند تكوين روابط كيميائية بين بعضها ببعض والوحدة الزمنية التي تلتقط فيها هذه الصورة هي الفيمتوثانية، وذلك حينما أراد حتى يصور بالضبط ما يحصل خلال التفاعلات الكيميائية وقد كان هذا الشئ محالا قبلا لأن هذه التفاعلات تحدث بسرعة كبيرة جداً وعند تسليط الضوء على هذه التفاعلات يسبب الضوء تشتت الإلكترونات فلا يمكن حينها تصوير تفكك الروابط بين المركبات أوإعادة ترابطها معا ولكن تمكن زويل من تسليط أشعة الليزر على التفاعلات وتصويرها بكاميرات دقيقة تمكنت من التقاط ما يحدث في جزء من مليون مليار جزء من الثانية الواحدة.

آلية الكاميرا

الكاميرا المبتكرة بنيت على تقنية ليزر جديدة تعتمد على إرسال ومضات ضوئية سريعة جداً مقدارها بضع عشرات من الفيمتوثانية بمعنى ان ومضة الليزر تطلق في زمن قدره بضع عشرات من الفيمتوثانية. وقبل إطلاق الومضات تدخل مكونات التفاعل إلى مطياف جهاز الفيمتوثانية على شكل حزم من المواد في غرفة تفريغ.

يقوم جهاز الليزر المتطور بإرسال نبضتين الأولى قوية تصدم الجزيئات وتثيرها إلى حالة من الطاقة العالية فتتأرجح جميع الجزيئات في آن واحد تحت تأثير الترابط الجزيئي بينها وكأنها صفوف في كتيبة عسكرية والنبضة الثانية هي نبضة جس ضعيفة (probe pulse) يتم اختيار لها طول موجي مناسب لاكتشاف الجزيء أوصورة معدّلة منه.

النبضة الأولى هي إشارة بدء التفاعل بينما النبضة الثانية تفحص جميع ما يجري في التفاعل من حركة بطريقة مطيافية رؤية الجسم المتحرك بنفس سرعة دوران الجهاز نفسه وكأن الجسم المتحرك ساكن".

والفاصل الزمني بين النبضتينقد يكون فيه ملاحظة مدى سرعة التحول والأوضاع الجديدة التي بأخذها الجزيء عند إثارته واجتيازه للمرحة الانتنطقية.

والصور التي تظهر للجزيء أثناء إثارته تهجر لها أطياف – وكأنها بصمات أصابع – يمكن رؤيتها على الشاشة وبتتابع النبضات والصور نحصل على صور متتابعة تشبه الفيلم يعرض حركات الجزيئات ببطئ شديد وهى أشبه إلى حد كبير إعادة هدف في كرة القدم ببطء.

التطور

فتح هذا الاختراع الباب على مصراعيه من أجل التقدم والبحث ولعل أفضل العلوم التي ظهرت حديثا عقب اكتشاف أحمد زويل هوفهم كيمياء الفيمتو.

وببساطة فإن فهم الفيمتوكيمياء حول تخيلات الفهماء للتفاعلات الكيميائية إلى مشاهدة على أرض الواقع عن طريق تلك الكاميرا التي تصور التفاعلات الكيميائية بدقة كانت تعتبر قديماً من باب المحالات.

مراجع

^ النص الكامل متوفر في: http://www.wurvoc.org/vocabularies/om-1.8/?exportFormat=application%2Fx-turtle — الرخصة: Creative Commons Attribution 3.0 Netherlands
^ المعهد الوطني للمعايير والتقنية. "NIST Definitions of the SI units". مؤرشف من الأصل في 20 يونيو2018.
^ Abbi, S. C. (2001). . United States of America: Alpha Science Int'l Ltd. صفحة 361. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 أبريل 2020.
^ "Femtosecond: use in molecular dynamics simulation". LAMMPS Molecular Simulator. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2017.