ما الذي يجعل الماء يتصرف كأحد أغرب سوائل الطبيعة في حالته الجزيئية؟يُعدّ الماء عنصرًا أساسيًا في حياتنا اليومية، ومع ذلك، لا يزال يُمثّل ظاهرةً علميةً فريدة.
فنحن نشربه، ونُجمّده، ونغليه، ونعتمد عليه، لكن سلوكه لا يتبع دائمًا.
06.
07.
2026, سبوتنيك عربيhttps: //cdn.
img.
sarabic.
ae/img/07e9/09/1c/1105378255_0: 320: 3072: 2048_1920x0_80_0_0_4c1163b4c9ad87a61e48ad6c1054a75f.
jpg.
webpيُعدّ التجمّد أحد أوضح الأمثلة على ذلك.
فمعظم المواد تزداد كثافتها عند تحوّلها إلى الحالة الصلبة، بينما يتمدد الماء عند تجمّده.
ولهذا السبب يطفو الجليد، ويُمكن للماء المتجمّد أن يُسبّب تشققات في الأنابيب والصخور والأوعية.
ويرتبط هذا التأثير المألوف بكيفية ترتيب جزيئات الماء على المستوى المجهري.
استخدم باحثون من جامعة أوساكا الذكاء الاصطناعي لدراسة هذه البنية الجزيئية الخفية.
ووفقًا لموقع" ساينتفك روسيا"، كان هدفهم مقارنة مختلف التفسيرات العلمية للماء فائق التبريد وتحديد أيّها يُفسّر خصائصه غير العادية على أفضل وجه.
تُعدّ هذه الحالة مهمة لأن الخصائص غير العادية للماء تبرز بشكل خاص عند التبريد الفائق.
فهي تُتيح للعلماء فرصة أفضل لدراسة الأنماط الجزيئية المسؤولة عن سلوك الماء الغريب.
على المستوى الجزيئي، يتشكل الماء بواسطة الروابط الهيدروجينية.
هذه الروابط ليست دائمة؛ فهي تتشكل وتنكسر وتُعاد تنظيمها باستمرار.
ولهذا السبب، فإن الماء السائل ليس بنية ثابتة، بل هو شبكة متحركة من الجزيئات.
ركزت الدراسة على شكلين بنيويين متنافسين داخل الماء فائق التبريد.
أحدهما بنية سائلة منخفضة الكثافة، حيث تتخذ الجزيئات ترتيبًا أكثر انفتاحًا.
والآخر بنية سائلة عالية الكثافة، حيث يكون الترتيب أكثر تماسكًا وانطواءً.
يكمن التحدي العلمي في أن الباحثين كانوا يمتلكون بالفعل عدة طرق لوصف هذه الترتيبات الجزيئية.
تُقاس هذه الأوصاف، التي تُسمى المؤشرات البنيوية، خصائص مختلفة للبنية المحلية للماء.
يركز بعضها على الترتيب الرباعي الأوجه، بينما يركز البعض الآخر على الكثافة المحلية أو الجزيئات المجاورة.
تكمن المشكلة في صعوبة مقارنة هذه المؤشرات نظرًا لإنشائها بشكل منفصل واستخدامها لمعايير مختلفة.
وقد أسهم الذكاء الاصطناعي في حل هذه المشكلة، حيث استخدم الباحثون محاكاة الديناميكا الجزيئية، وهي نماذج حاسوبية تُظهر كيفية تحرك الجزيئات وتفاعلها مع مرور الوقت.
ثم استخدموا شبكة عصبية لمقارنة 16 مؤشرًا بنيويًا وتقييم مدى قدرة كل منها على التمييز بين البنى السائلة عالية الكثافة ومنخفضة الكثافة.
تتجاوز قيمة هذا العمل مجرد تجربة واحدة.
إذ يُمكن أن يُساعد فهم البنية المجهرية للماء الباحثين على تفسير أفضل لأسباب امتلاك الماء لخصائص فيزيائية غير عادية.
كما يُبين كيف يُمكن للذكاء الاصطناعي دعم العلوم الأساسية من خلال تنظيم البيانات المعقدة والكشف عن القياسات الأكثر دلالة.
فالماء قد يبدو بسيطًا، لكن سلوكه ناتج عن تنافس معقد بين بنيات جزيئية مختلفة.
ففي الماء فائق التبريد، تتنافس باستمرار الترتيبات المفتوحة منخفضة الكثافة والترتيبات المدمجة عالية الكثافة، وهذا التوازن يفسر سبب اختلاف سلوك الماء عن العديد من السوائل الأخرى.
وباستخدام الذكاء الاصطناعي لمقارنة 16 مؤشرًا بنيويًا، وجد الباحثون طريقة أوضح لدراسة هذه الأنماط الجزيئية الخفية.
والدرس الرئيسي الذي توصلوا إليه بسيط: حتى الماء العادي لا يزال يحمل أسرارًا علمية عميقة، والذكاء الاصطناعي يُصبح أداةً فعّالة لكشفها.
علماء روس يكتشفون طريقة للتنبؤ بمصير الخلايا الجذعية قبل استخدامها في العلاجكيف يستطيع العلماء" سماع" تدفق الدم داخل جسم الإنسان؟https: //sarabic.
ae/20260302/روسيا-تطور-مادة-لإنتاج-الوقود-ببساطة-من-الماء-1110948956.
htmlhttps: //sarabic.
ae/20251231/طريقة-بسيطة-تقضي-على-90-من-الجزيئات-البلاستيكية-الدقيقة-في-ماء-الصنبور-1108780849.
htmlfeedback.
arabic@sputniknews.
comhttps: //cdn.
img.
sarabic.
ae/img/07e9/09/1c/1105378255_176: 0: 2907: 2048_1920x0_80_0_0_176dad77c0c11b154307493aa46563a4.
jpg.
webp© Photo / /unsplash/Robert Andersonالماء© Photo / /unsplash/Robert Andersonيُعدّ الماء عنصرًا أساسيًا في حياتنا اليومية، ومع ذلك، لا يزال يُمثّل ظاهرةً علميةً فريدة.
فنحن نشربه، ونُجمّده، ونغليه، ونعتمد عليه، لكن سلوكه لا يتبع دائمًا الأنماط المعتادة في السوائل الأخرى.
التعليقات (0)
لا توجد تعليقات حتى الآن. كن أول من يعلق!
أضف تعليقك