close
دانلود فیلم
شبه بلورها؛ اثبات نظر پروفسوری که او را دیوانه می‌نامیدند

شیمی پیام نور
سی سال پس از نظریه‌ای که پروفسور اسرائیلی دانیل شِختمَن در باره شبه بلورها ارائه کرد و با تمسخر شدید سایر شیمیدان‌های برتر جهان روبرو شد…

شبه بلورها؛ اثبات نظر پروفسوری که او را دیوانه می‌نامیدند

دوشنبه 3 بهمن 1390

سی سال پس از نظریه‌ای که پروفسور اسرائیلی دانیلشِختمَن در باره شبه بلورها ارائه کرد و با تمسخر شدید سایر شیمیدان‌های برتر جهانروبرو شد و حتی اخراج او را از دانشگاهی در آمریکا در پی داشت، و تنها چند هفته پساز مراسم اعطای جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۱۱ به همین پروفسور برای همان نظریه، برای نخستینبار درستی آن هم در ترکیب یک شهاب‌سنگ متعلق به چهار و نیم میلیارد سال قبل اثباتشده‌است.

سی سال پس از نظریه‌ای که پروفسور اسرائیلی دانیل شِختمَن درباره شبه بلورها ارائه کرد و با تمسخر شدید سایر شیمیدان‌های برتر جهان روبرو شد وحتی اخراج او را از دانشگاهی در آمریکا در پی داشت، و تنها چند هفته پس از مراسماعطای جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۱۱به همین پروفسور برای همان نظریه، برای نخستین بار درستی آن هم در ترکیب یک شهاب‌سنگمتعلق به چهار و نیم میلیارد سال قبل اثبات شده‌است.

این کشف بزرگ، بار دیگر درستی نظریهترکیب مولکولی موسوم به «بلورهای شبه تناوبی» پروفسور شختمن را نشان می‌دهد؛فرمولی که شاید در کهکشان‌ها هم وجود داشته‌است ولی پس از میلیاردها سال، همینچهار هفته پیش، کاشف آن را برنده نوبل شیمی کرد.

دانیل شختمن استاد ۷۰ ساله دانشگاه فنی «تخنیون» حیفا، سیسال پیش پی برد که ترکیب شبه بلورها به گونه‌ای سریالی تکرار می‌شوند؛ امری که باپوزخند بزرگ همه شیمیدان‌های بزرگ دنیا به ویژه برندگان نوبل شیمی روبرو شد و اورا «مجنون» نامیدند.

دانیل شختمن آنقدر بر سر این فرمول«جنون‌آمیز» خود اصرار ورزید که موجب شد که او تنها برنده نوبل شیمی سال ۲۰۱۱ باشد و درحالی که در سال‌های اخیرمعمولاً دو یا سه نفر مشترکاً برنده نوبل شیمی بوده‌اند، این دانشمند اسرائیلیامسال به تنهایی برنده این نوبل گردید.

بسیاری از شیمیدان‌ها مدعی بودند کهنظم درهم اما «شبه موزاییکی» که پشت سر هم نیز تکرار می‌شود، در اجسام امکان‌ناپذیراست. حتی دانشمندان عرصه بلورشناسی بر این باور بودند که این گونه ذرات  رانه می‌توان در شرایط آزمایشگاه ایجاد کرد نه در کره زمین وجود دارد و نه در کهکشان‌ها؛اما پروفسور شختمن با اصراری «دیوانه‌وار» این ادعا را رد می‌کرد.

​​فرضیه اینبود که در شبه بلورها، ساختارهای شیمیایی به گونه منظم شبه موزاییکی تکرار می‌شوند؛مانند شش‌ضلعی‌های کندوهای عسل. تکرار شبه موزاییکی ساختارها یک ویژگی مهم دیگر رانیز دیکته می‌کند؛ این که وضعیتی که جامدات را بوجود آورد، تقارن دایره‌ای دارد.

مفهوم این امر این است که می‌توان شکلقاعده‌ای ترکیب‌دهنده جسم را گرفت؛ آن را چرخاند ولی دوباره به همان صورت بماند؛به شکلی که اگر چهار بار صفحه شطرنج چرخانده شود، به همان شکل اولیه درخواهد آمد ودر شش‌ضلعی کندوی عسل نیز چنین است اما پژوهشگران شبه بلورها تا پیش از این مدعیبودند که این وضعیت در زمینه تقارن پنج‌ضلعی درست نیست همانگونه که به گفته آنهانمی‌توان ترکیب پشت سر همی را از پنج‌ضلعی‌ها ایجاد کرد.

دانیل شختمن دهه‌ها در آزمایشگاه خوددر دانشگاه فنی «تخنیون» در بندر حیفا، در شمال اسرائیل، مشغول آزمایش بود و زندگیعادی را فراموش کرده بود و اتهام «دیوانه بودن» را به جان خرید.

دانیل شختمن در سال ۱۹۸۲ نخستین بار کشف انقلابی خود را درشرایط آزمایشگاهی ایجاد کرد و شبه کریستالی سریالی بوجود آورد.

شهاب‌سنگی ماقبل تاریخ و متعلق بهچهار و نیم میلیارد سال پیش، در سرزمین‌های شرق روسیه بدست آمده‌است و از سال ۲۰۰۹ مورد توجه دانشمندان بوده است؛ شهاب‌سنگیاد شده ترکیبی است از آلومینیوم، مفرغ و آهن درون سنگ؛ ترکیبی که شیمیدان‌ها وزمین‌شناسان می‌گویند که تنها در شرایط  کاملاً استثنایی بوجود می‌آید واقلیم و شرایط آب‌وهوایی بسیار ویژه و سختی را می‌طلبیده‌است.

به گفته چند دانشمند اسرائیلی، ازجمله پروفسور عاکیوا برنون از بخش زمین‌فیزیک در دانشگاه تل‌آویو، دلیل ایجاد اینترکیب شگفت‌انگیز در این شهاب‌سنگ، تصادم سخت میان سیارک‌ها بوده‌است که فشاریمعادل ده‌ها هزار اتمسفر در دمای دست‌کم ۱۲۰۰درجه سانتی‌گراد بوجود آورده‌است.

مواد معدنی نیز که شهاب‌سنگ بدست آمدهدر شرق روسیه را پوشش داده است؛ شامل اولیوین و پیروکسین، تنها در حرارت‌های بسیارهولناکی در حد گرمای هزار درجه و بالاتر ایجاد می‌شود.

این شهاب‌سنگ در زمانی که خورشید درروند تحولات اولیه خود بوده‌است، بوجود آمده‌است و کشف آن، نشان می‌دهد که نه تنهادر شرایط آزمایشگاهی، بلکه این فرمول در طبیعت نیز موجود است.

درستی نظریه پروفسور شختمن در تحقیقاتبروی شهاب‌سنگ یاد شده را تیمی از دانشمندان ایتالیایی و آمریکایی کشف کرده‌اند کهنتیجه آن را در نشریه گزارش‌های فرهنگستان ملی علوم منتشر کرده‌اند.

شهاب‌سنگ بدست آمده در خاور دورروسیه، به موزه فلورانس ایتالیا رسید و لوکا بیندی، یکی از کارمندان موزه از پژوهشگریبه نام استاینهارد از دانشگاه پرینستون آمریکا خواست که آن را بررسی کند.

پروفسور شلومو بن آبراهام، محقق شبهبلورها در بخش فیزیک دانشگاه بن گوریون در جنوب اسرائیل می‌گوید تا کنون تصور براین بود که ذرات شبه بلور با نظم شبه موزاییکی به حد کافی باثبات نیست و در طبیعتتجزیه می‌شود اما بعداً هر چند که چنین شبه بلورهایی را در شرایط آزمایشگاهی بوجودآوردند اما اکنون بدست آمدن شهاب‌سنگ ماقبل تاریخ، نظریه‌های علمی جدید را تکمیلمی‌کند.

در زندگی روزمره انسان‌ها، شبه بلورمی‌تواند مقاومت خاصی را تأمین کند و در تولید محصولاتی مانند سوزن‌های نازک برایجراحی‌های ظریف چشم وغیره و حتی اشیا روزانه‌ای مانند تیغ ریش‌تراشی و پوشش‌هایماهی‌تابه‌ها و عایق‌بندی موتورها کاربرد داشته باشد.

اسرائیلی‌ها در سال‌های اخیر برنده ششجایزه نوبل شیمی بوده‌اند که برای کشوری کوچک که جمعیت آن تنها حدود شش میلیونیهودی است، شگفت‌انگیز است.

اسرائیلی‌ها با خرسندی از کشف علمیبزرگ پروفسور شختمن، این روزها حتی به نشانه افتخار، کراواتی را مورد استفاده قرارمی‌دهند که بنیامین نتانیاهو، یک روز پس از اعلام برنده نوبل شدن این دانشمند کشورخود در جلسه هیئت دولت بر گردن بسته بود؛ کراواتی با نقش شبه بلورها در نظمی شبهموزاییکی.