تعرّف على «الفيمتوثانية».. طريق «زويل» إلى «نوبل»

«جزء من مليون مليار جزء من الثانية».. لم يكن العالم يستطيع أن يرصد هذه الوحدة الزمنية متناهية الصغر، التي تعرف ب«الفيمتوثانية» قبل أن يسخر عالم الكيمياء المصرى الراحل الدكتور أحمد زويل شعاع الليزر لرصدها، ونال عليها جائزة نوبل عام 1999، كأول مصرى وعربى يحصل على هذه الجائزة في فرع الكيمياء.
وابتكر الدكتور زويل نظام تصوير سريعا للغاية يعمل باستخدام الليزر، له القدرة على رصد حركة الجزيئات عند نشوئها وعند التحام بعضها ببعض، والوحدة الزمنية التي تلتقط فيها الصورة هي «فيمتو ثانية»، التي فتحت آفاقا واسعة في مجالات الطب والصيدلة والزراعة والفضاء والاتصالات والإلكترونيات وغيرها من العلوم التطبيقية والتقنية.
ويتلخص علم «كيمياء الفيمتو»، في دراسة ورؤية الكيفية التي تتحرك بها الذرات داخل الجزيئات خلال التفاعل الكيميائى بواسطة تقنية الليزر، عن طريق معيار أو مقياس جديد هو «الفيمتو ثانية»، التي تستخدم حاليًا في مختلف أنحاء العالم لفهم ميكانيكية التفاعلات الكيميائية التي تحدث عند إذابة أي من المواد الكيميائية المختلفة في السوائل، أو لتطوير أنواع جديدة من المواد الصناعية لاستخدامها في الإلكترونيات، كما تستخدم في مجالات البحث الخاصة بدراسة الأنظمة البيولوجية المختلفة.
وتوصل زويل لهذا الاكتشاف العلمى من خلال استخدام نبضات الليزر قصيرة المدى، وشعاع جزيئى داخل أنبوب مفرغ، مع كاميرا رقمية ذات مواصفات فريدة، يمكنها تصوير حركة الجزئيات عند ولادتها وقبل التحاقها بباقى الجزيئات الأخرى، ما يجعل من السهل التدخل السريع ومفاجأة التفاعلات الكيميائية عند حدوثها باستخدام نبضات الليزر كتليسكوب للمشاهدة ومتابعة عمليات الهدم والبناء في الخلية.
وقد غيرت «كيمياء الفيمتو» نظريات البشر عن التفاعلات الكيميائية، فباستخدام «الفيمتو ثانية» أصبح من السهل رؤية تحركات الذرات كما يتم تخيلها، ويستخدم العلماء حول العالم الآن هذه التقنية في دراسة وتحليل العديد من المواد الكيميائية بمختلف أشكالها السائلة والصلبة والغازية وتفاعلاتها مع بعضها البعض، وزويل هو أول من أدخل «كيمياء الفيمتو» إلى فضاء العلوم، حيث أمكن لأول مرة في التاريخ متابعة ومراقبة ورؤية الجزيئات، وبالتالى فتح الباب لثورة علمية جديدة.
وبدأ العالم الراحل الوصول لهذا العلم من خلال معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مع مجموعته البحثية الكبيرة، عام 1979، وفى عام 1990، نشرت مجلة «العلم» الأمريكية مقالة له بعنوان (ميلاد الجزيئات) وعرض فيها ملامح ذلك العلم الجديد، الذي سخر فيه أشعة الليزر وكاميرا متطورة ودقيقة جداً لتصوير ما يجرى من تفاعل كيميائى بين الجزيئات في زمن قياسى جداً هو «الفيمتو ثانية»، وتمكن زويل ومجموعته البحثية من تصوير الجزىء كصورة مجسمة بأبعادها الثلاثة، وليس ببعد واحد فقط، ولكيمياء الفيمتو العديد من التطبيقات في مجال الطب، منها رصد شيخوخة الخلايا والتعرف على حدوثها، وإمكانية تأخير أو إيقاف زحفها في الإنسان، واكتشاف الأخطاء في الهندسة الوراثية قبل ظهورها.
ورأى زويل أن ما توصل إليه يفتح مجالات كثيرة في الكيمياء والطب والصناعة والزراعة، وهو اكتشاف يمكن أن نعالج به بعض الأمراض الخطيرة مثل السرطان والسكرى والشلل، لأننا يمكن أن نصور الخلايا الموجودة في جسم الإنسان، ونعرف إمكانية إصابة الجسم بمرض معين عن طريق التعرف على أخطاء الخلية، وباستخدام زمن الفيمتو وأشعة الليزر أيضًا يمكن إجراء بعض العمليات الجراحية، وهناك كثير من التطبيقات الجديدة لهذا العلم، تشمل علوم الفضاء والاتصالات والإلكترونيات والصيدلة وغيرها.