الفيمتو ثانية معناها واهميتها ؟

ما هى الفيمتو ثانية

الفيمتو ثانية : (بالإنجليزية: Femtosecond)‏ هو عبارة عـن مليون مليار (كوادرليون) جزء من الثانية. أي (عشرة مرفوعة للقوة -15) والنسبة بين الثانية والفيمتو ثانية 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 الفيمتو ثانية، وذلك حينما أراد أن يصور بالضبط ما يحصل خلال التفاعلات الكيميائية وقد كان هذا الشئ مستحيلا 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 أو إعادة 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.

فوائد الفيمتو ثانية

تعتبر الفيمتو ثانية نظامًا قادرًا على التصوير بسرعة عالية، ويعتمد على الليزر، حيث ساعد هذا النظام على مشاهدة حركة الجزيئات عند تفاعلها مع بعضها البعض، حيث تعتبر “الفيمتو سكند” هى وحدة الزمنية التى يمكن التقاط الصورة الواحدة خلالها، وهى جزء واحد من مليون مليار جزء من الثانية الواحدة، وتعتبر النسبة بين الثانية والفيمتو ثانية هى النسبة بين الثانية و32 مليون سنة.

وتمكن زويل من التوصل لهذا الاكتشاف العلمى من خلال استخدام نبضات الليزر قصيرة المدى وشعاع جزيئى داخل أنبوب مفرغ، مع كاميرا رقمية ذات مواصفات فريدة، والتى يمكنها تصوير حركة الجزئيات عند ولادتها وقبل التحاقها بباقى الجزئيات الأخرى، مما يجعل من السهل التدخل السريع ومفاجئة التفاعلات الكيميائية عند حدوثها باستخدام نبضات الليزر كتليسكوب للمشاهدة ومتابعة عمليات الهدم والبناء فى الخلية، الأمر الذى كان بمثابة النواة للعديد من الأبحاث فى مجال الطب والفيزياء وأبحاث الفضاء وغيرها.

الأنماط

من مكتشف الفيمتو ثانية

أحمد زويل وكيمياء الفيمتو

في يوم الثلاثاء، 21 تشرين الأول/أكتوبر 1999 حصل العالم المصري أحمد زويل على جائزة نوبل في الكيمياء عن اختراعه لكاميرا لتحليل الطيف تعمل بسرعة الفيمتو ثانية، ودراسته للتفاعلات الكيميائية باستخدامها.

وبذلك، أصبح أول عالم مصري وعربي يفوز بجائزة نوبل في الكيمياء، وليدخل العالم كله في زمن جديد لم تكن البشرية تتوقع أن تدركه لتمكنه من مراقبة حركة الذرات داخل الجزيئات أثناء التفاعل الكيميائي عن طريق تقنية الليزر السريع .

تطبيقات على الفيمتوثانية

1-كيمياء الفيمتو

فرع متخصص من الكيمياء يعنى بدارسة التحركات الجزيئية للمواد تحت التغيرات الفيزيائية، الكيميائية والبيولوجية، ومن خلال هذه التقنية، يتم دراسة التفاعلات الكيميائية على المستوى الذري والجزيئي، ولعل من أهم هذه التفاعلات هي ما يتعلق بدارسة البروتينات وسلاسل الأحماض النووية .

2-تقنية القفل

تقنية تقوم على استخدام جهاز ليزر لإطلاق نبضات ضوئية بالغة الصغر (بفترات من الفيمتوثانية إلى البيكوثانية) بخصائص موجية معينة، وتستخدم هذه التقنية في الجراحات الليزرية للعيون وخصوصاً لعلاج مشاكل قصر وطول النظر والقرنيات المحدبة.

3-جهاز تشكيل نبضات

يقوم بتشكيل أو تغيير الخصائص الطيفية أو/ والزمنية للنبضات الضوئية بالغة الصغر، ويستخدم هذا الجهاز في الاتصالات الضوئية والتحكم في التفاعلات الكيميائية المختلفة.

4-جهاز التحليل الطيفي الليزري فائق السرعة

يستخدم النبضات الضوئية بالغة الصغر (بالإنجليزية: Ultrafast Light Pulses) بفترات من الفيمتوثانية إلى الملي ثانية، وذلك لدراسة العمليات الديناميكية المختلفة والتراكيب الجزيئية والذرية للمواد، ويستخدم هذا الجهاز في المجالات الفيزيائية، الكيميائية، الحيوية والهندسية .