تُعد التركيبة الذرية غير المتبلورة للسوائل والزجاج واحدة من أعقد الألغاز التي أدهشت العلماء لعدة قرون، وفيما قدم كوبرنيكوس نموذجه الشهير للنظام الشمسي في القرن السادس عشر، والذي أثبت أن الأرض تدور حول الشمس، فإن المواد الذرية والسوائل بقيت لفترة طويلة تشكل تحديا علميا هائلا.

دراسة التركيبة الذرية غير المتبلورة للزجاج المعدني

عالم المواد البارز، تاكيشي إيجامي، كرّس مسيرته المهنية لدراسة التركيبة الذرية غير المتبلورة للزجاج المعدني وغيره من السوائل، وغالبا ما واجه الشكوك من المجتمع العلمي، لكن الآن بفضل دراسته المستمرة وباستخدام تقنيات النيوترونات والأشعة السينية المتطورة، يقترب إيجامي وزملاؤه في مختبر أوك ريدج الوطني وجامعة تينيسي من فك شيفرة هذه المادة المحيرة.

في المواد الصلبة المتبلورة، تكون الذرات مرتبة بشكل منتظم وتكوّن شبكات بلورية متينة، في حين تفتقر المواد غير المتبلورة مثل الزجاج المعدني إلى هذا الترتيب المنتظم. وكما يوضح إيجامي: "في البنية البلورية، لا تمتلك الذرات حرية الحركة الكبيرة، فهي تشبه نظاما ديكتاتوريا، أما السوائل فهي أقرب إلى الديمقراطية حيث يمكن للذرات التحرك بحرية أكبر."

الطرق التقليدية لتحليل الذرات

تُعتبر الطرق التقليدية لتحليل الذرات من الأسفل إلى الأعلى، حيث يتم الربط بين كل ذرة وأقرب جاراتها، موثوقة في تحليل المواد المتبلورة. لكن في حالة المواد غير المتبلورة، هذا النهج يثير قلق إيجامي بسبب الطبيعة الفوضوية لتلك المواد.

في اكتشاف رائد نشره إيجامي وزملاؤه في عام 2022، تم إثبات وجود حالة جديدة تعرف بـ"موجة الكثافة"، والتي كانت سابقا تُعتبر مجرد ضوضاء تجريبية. هذا الاكتشاف الكبير فتح المجال لفهم أعمق حول لزوجة السوائل وخصائصها الفيزيائية.

مع هذه الاكتشافات الجديدة، يأمل إيجامي في إحداث ثورة في مجال دراسة الزجاج المعدني والسوائل، مستندا إلى نظريته حول "النظام متوسط المدى"، الذي قد يفسر العديد من خصائص المواد غير المتبلورة.