(سي إن إن) — كان أرخميدس، الذي يُطلق عليه غالبًا أبو الرياضيات، أحد أشهر المخترعين في اليونان القديمة، ولا تزال بعض أفكاره ومبادئه مستخدمة حتى اليوم.
ولكن هناك اكتشاف واحد جعل العلماء يتكهنون بوجوده لمئات السنين: وهو شعاع الموت. الآن، قد يكون لدى طالب المدرسة الثانوية بعض الإجابات.
فاز بريندان سينور، 13 عامًا، من لندن، أونتاريو، بميداليتين ذهبيتين وجائزة من مكتبة لندن العامة عن نسخته المصغرة من هذه الأداة الغريبة، وهي سلسلة عملاقة من المرايا. وبحسب مقال نشر في عدد يناير، فإن الهدف يشبه السفينة ويتسبب في احتراقها مجلة معرض العلوم الكندية.
أثار العالم اليوناني إعجاب زينور لأنه التقى بالرجل خلال إجازة عائلية في اليونان. بالنسبة لمشروعه العلمي لعام 2022، أعاد زينر إنشاءه برغي أرخميدس، جهاز لرفع ونقل المياه. لكنها لم تتوقف.
أحد الأجهزة الأكثر إثارة للاهتمام التي اكتشفها سينر هو شعاع الموت، الذي يُطلق عليه أحيانًا شعاع الحرارة. وتشير الكتابات التاريخية إلى أن أرخميدس استخدم “النظارات المشتعلةأشعل النار في السفن الراسية خلال حصار سيراكيوز من 214 إلى 212 قبل الميلاد.
يوضح زينر: “كان أرخميدس متقدمًا على عصره باختراعاته. وقد أحدث ثورة حقيقية في التكنولوجيا في ذلك الوقت لأن أرخميدس فكر في أشياء لم يفعلها أحد من قبل”. “(شعاع الموت) كان فكرة رائعة لم يكن أحد ليفكر بها في ذلك الوقت.”
وكما يشير سينور في مقالته، لا يوجد دليل أثري على وجود المفارقة، لكن الكثيرين حاولوا إعادة إنشاء الآلية لمعرفة ما إذا كان الاكتشاف القديم ممكنا.
شعاع الموت الصغير
في محاولة لإنشاء الشعاع، وضع سينر مصباحًا حراريًا أمام أربع مرايا مقعرة صغيرة، كل واحدة منها تسلط الضوء مباشرة على صندوق من الورق المقوى محدد عند نقطة التركيز. في مشروعه، الذي صممه لمعرض ماثيوز هول السنوي للعلوم لعام 2023، افترض زينر أن المرايا ستوجه الطاقة الضوئية إلى صندوق من الورق المقوى، مما يزيد من درجة حرارة الهدف مع كل مرآة إضافية.
في تجربته، أجرى زينر ثلاثة اختبارات باستخدام مصباحين مختلفين بقدرة 50 وات و100 وات. ووجد أن كل كوب إضافي يزيد من درجة الحرارة بشكل ملحوظ.
“نظرًا لوجود العديد من النتائج المختلفة حول هذا الموضوع، لا أعرف كيف ستكون النتائج، لكنني توقعت أنه سيكون هناك ارتفاع في الحرارة، وإن لم يكن بنفس الشدة التي وجدتها عندما قمت بالاختبار”. .
شعاع الموت الصغير
في محاولة لإنشاء الشعاع، وضع سينر مصباحًا حراريًا أمام أربع مرايا مقعرة صغيرة، كل واحدة منها تسلط الضوء مباشرة على صندوق من الورق المقوى محدد عند نقطة التركيز. في مشروعه، الذي صممه لمعرض ماثيوز هول السنوي للعلوم لعام 2023، افترض زينر أن المرايا ستوجه الطاقة الضوئية إلى صندوق من الورق المقوى، مما يزيد من درجة حرارة الهدف مع كل مرآة إضافية.
في تجربته، أجرى زينر ثلاثة اختبارات باستخدام مصباحين مختلفين بقدرة 50 وات و100 وات. ووجد أن كل كوب إضافي يزيد من درجة الحرارة بشكل ملحوظ.
“نظرًا لوجود العديد من النتائج المختلفة حول هذا الموضوع، لا أعرف كيف ستكون النتائج، لكنني توقعت أنه سيكون هناك ارتفاع في الحرارة، وإن لم يكن بنفس الشدة التي وجدتها عندما قمت بالاختبار”. .
كانت درجة حرارة الصندوق المقوى حوالي 27.2 درجة مئوية أثناء الاختبار بدون المصباح ولمبة 100 وات وبدون المرايا. بعد الانتظار حتى تبرد البطاقة، أضاف زينر مرآة واختبرها مرة أخرى. ارتفعت درجة حرارة النقطة البؤرية إلى ما يقرب من 34.9 درجة مئوية.
حدثت أكبر زيادة عند إضافة مرآة رابعة. كانت درجة الحرارة مع ثلاث مرايا على الهدف حوالي 43.4 درجة مئوية، لكن إضافة مرآة رابعة زادتها بنحو 10 درجات مئوية إلى 53.5 درجة مئوية.
في المقال، وجد سينر أن هذه النتائج “مهمة جدًا لأنها تشير إلى أن الضوء ينتقل في جميع الاتجاهات وأن شكل المرآة المقعرة يركز موجات الضوء نحو نقطة واحدة”.
وقال كليف هو، كبير العلماء في مختبرات سانديا الوطنية، إن المشروع كان “تقييمًا ممتازًا للعمليات الأساسية”. والمنشأة عبارة عن مختبر للعلوم والهندسة تابع للإدارة الوطنية للأمن النووي التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية في ألبوكيرك، نيو مكسيكو.
وقال هو إنه على الرغم من أن التجربة “لا تقدم أي شيء جديد بشكل ملحوظ في الأدبيات العلمية (…)، إلا أن نتائجها هي تأكيد جيد للقانون الأول للديناميكا الحرارية”، الذي ينص على إمكانية نقل الطاقة أو الحرارة. واقترح العالم عقد مؤتمر حول أشعة الموت في عام 2014، وخلص إلى أن الفكرة ممكنة ولكن سيكون من الصعب على أرخميدس تنفيذها.
وقال إن زينر لا يريد إشعال النار في أي شيء لأن “المصباح الحراري لا يولد أي مكان قريب من الحرارة التي تولدها الشمس”. ولكن باستخدام أشعة الشمس ومرآة كبيرة، “سترتفع درجة الحرارة بمعدل متساوٍ”. وقال إنه يعتقد أن معدل الاحتراق أكثر دراماتيكية وسرعة
المزيد من النظريات حول شعاع الموت
كل عامين، يتم إضاءة الشعلة الأولمبية باستخدام مرآة مكافئة منحنية تعمل على تركيز ضوء الشمس في نقطة واحدة. وبمجرد وضع الشعلة في تلك النقطة المحورية، تنيرها أشعة الشمس. لا يُعتقد أن أرخميدس استخدم مرآة مكافئة واحدة لأنه لا يمكن توجيهها مثل المرآة المستوية.
من المفترض عمومًا أن شعاع موت أرخميدس كان عبارة عن تكتل من العديد من المرايا أو الدروع اللامعة. ومع ذلك، غالبًا ما فقدت هذه النظرية مصداقيتها بسبب فكرة أن السفن تتحرك أثناء المعركة. وفقًا لتوماس سوندروس، الأستاذ المشارك المتقاعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران في جامعة باتراس (اليونان)، لكي تشتعل السفن بسبب الحرارة الناتجة عن المرايا، يجب أن تكون ثابتة وراسية في مكان قريب. الشاطئ درس كندروس أرخميدس واكتشافاته.
بثت سلسلة “MythBusters” على قناة Discovery لقطات اختبارية لشعاع الموت المزعوم في أعوام 2004 و2006 و2010، لكنها أعلنت في النهاية أن الأسطورة أسطورة عندما فشل كل اختبار في إشعال النار في القارب الخشبي. في عام 2005، تمكنت مجموعة من الطلاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، مستلهمين الحلقة الأولى من المسلسل، من إشعال حريق واسع النطاق في قارب خشبي بتقنية مشابهة لتقنية تشينر، لكنهم فشلوا في المحاولة الثانية.
على الرغم من القيود المفروضة على موثوقية أشعة الموت، اعتبر سندروس مشروع سينر “مثيرًا للاهتمام وموثقًا جيدًا”، وأضاف أن الإعداد التجريبي للمراهق “يمكن أن يكون أساسًا للمناقشة للطلاب الشباب، حتى طلاب الجامعات”. بريد الكتروني.
والدة سينور، ميلاني، لم تتفاجأ بأن ابنها اختار برنامجًا علميًا. وأضاف “كان مفتونا دائما بالتاريخ والعلوم والطبيعة. (…) كان دائما متعطشا للتعليم وأي شكل من أشكال المعرفة”.
يرى سينر نفسه عالمًا يومًا ما، سواء في الهندسة أو الهندسة الحيوية أو الطب.
نُشرت هذه القصة في الأصل في 9 مارس 2024 وتم تحديثها يوم الأحد العاشر من مارس.
