hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
هندسة مدنية الإدارة الهندسية
وتعتبر الإدارة الهندسية للمشروع من أهم العناصر المساهمة في إنجاح العمل أو فشله، ولا يخفى على أحد ما للإدارة في أي مجال من أهمية خاصة في انجاح العمل، وخاصة في مجال مشاريع البناء، التي تعتبر أكثر تعقيدًا إداريًا وعمليًا من معظم مجالات الإدارة الأخرى، وكمقارنة بسيطة لتقدير أهمية ذلك، فإن مصنع سيارات مثلاً إن أنجز سيارة وأجرى عليها الاختبارات فبإمكانه تعديلها بكل بساطة حتى الحصول على المنتج المطلوب ومن ثم نسخه إلى أعداد كبيرة، دون خسارة تذكر لا في الوقت ولا في الكلفة، بينما المشاريع العمرانية فلا يمكن بناء مشروع ثم تعديله تماماً بل يجب توقع كل العيوب مسبقاً وتلافيها، وهنا لا بد من حسن الإدارة وبراعة القيادة، وعبقرية إيجاد الحلول والبدائل.
وحديثاً أصبح تخصص إدارة المشاريع يدرس كدراسات عليا (ماجستير ودكتوراه) في كثير من الجامعات، بل إن هناك تخصصات متعددة داخل هذا العلم المتولد من تزاوج العلمين العريقين الإدارة والهندسة المدنية.
وينصح كثير من الخبراء بأن يكون المقدم على هذا التخصص ذو فطرة (شخصية) قيادية وإدارية، لينجح في تسيير مشروعه.
أبيدجان
أبيدجان أكبر مدينة وعاصمة ساحل العاج السابقة. بلغ عدد سكان أبيدجان وفقًا لتعداد عام 2021 حوالي 6.3 مليون نسمة، أي ما يعادل 21.5% من إجمالي سكان البلاد، ما يجعلها سادس أكبر مدينة في أفريقيا من ناحية عدد السكان بعد لاجوس والقاهرة وكينشاسا ودار السلام وجوهانسبرج. تعد أبيدجان ملتقى ثقافي غرب أفريقيا، وتتميز بمستوى عالٍ من الصناعة والتحضر، وهي أكبر مدينة ناطقة باللغة الديولا والفرنسية في أفريقيا (بينما تعدّ كينشاسا مدينة ناطقة بلغة لينغالا بشكل رئيسي).
أبيدجان
شهدت المدينة توسعًا سريعًا بعد بناء رصيف جديد عام 1931، تلاه تعيينها عاصمة المستعمرة الفرنسية آنذاك عام 1933. ساهم إتمام قناة فريدي عام 1951 في تحول أبيدجان إلى ميناء بحري مهم، وظلت أبيدجان عاصمة ساحل العاج بعد استقلالها عن فرنسا عام 1960، وفي عام 1983، عُينت مدينة ياموسوكرو عاصمة سياسية رسمية لساحل العاج. صُنفت أبيدجان رسميًا «العاصمة الاقتصادية» للبلاد، نظرًا لكونها أكبر مدينة في البلاد ومركز نشاطها الاقتصادي. بقيت العديد من المؤسسات السياسية وجميع السفارات الأجنبية موجودة في أبيدجان أيضًا، وتُعد دائرة أبيدجان المستقلة، التي تضم المدينة وبعض ضواحيها، واحدة من 14 مقاطعة في ساحل العاج.
أبيدجان لمحة تاريخية
كانت أبيدجان في الأصل قرية صيد صغيرة للأتشان، وفي عام 1896، وبعد سلسلة من الأوبئة القاتلة بالحمى الصفراء، قرر المستوطنون الفرنسيون الذين استقروا في البداية في باسام الكبرى الانتقال إلى مكان أكثر أمانًا، فاختاروا الموقع الحالي لأبيدجان في عام 1898. أصبحت رسميًا مدينة في عام 1903. تبع المستوطنين الحكومة الاستعمارية التي أنشئت عام 1899. أصبحت بينجرفيل القريبة عاصمة المستعمرة الفرنسية من عام 1900 حتى عام 1934.
قدّمَت أبيدجان المستقبلية، الواقعة على حافة بحيرة ندوبي (البحيرة الساخنة)، مساحة أرض أكبر وفرصًا أوسع للتوسع التجاري. سرعان ما تفوّق الرصيف في بيتيت باسام (بورت بويه اليوم) جنوب المدينة على رصيف باسام الكبرى بالأهمية، ليصبح النقطة الرئيسية للوصول الاقتصادي إلى المستعمرة. كانت محطّة السكك الحديدية في عام 1904 موجودة في منطقة بورت بويه بأبيدجان. أصبحت أبيدجان في الوقت الذي لم تكن بينجرفيل قد اكتملت، بدءًا من عام 1904، المركز الاقتصادي الرئيسي لمستعمرة ساحل العاج وقناة رئيسية لتوزيع المنتجات إلى المناطق الداخلية الأوروبية، ولا سيما من خلال الجالية اللبنانية التي كانت تزداد أهمية.
أبيدجان لمحة تاريخية
تولى هنري دو فوجير منصب حاكم السودان الفرنسي عام 1924، واستمر في منصبه حتى وفاته عام 1931، ويحمل أحد الشوارع الرئيسية في أبيدجان اسمه حتى الآن.
رُبطت الهضبة بما سيصبح فيما بعد تريشفيل بجسر عائم في عام 1931، تقريبًا في موقع جسر هوفييت بويني الحالي. شهد عام 1931 أيضًا بداية تعيين عناوين لشوارع أبيدجان لأول مرة. انتهى مشروع التسمية بشكل مؤقت في عام 1964 تحت قيادة رئيس بلدية كونان كانجا، ثم أعيد إجراؤه بشكل سيئ على الطريقة الأمريكية في عام 1993.
أصبحت أبيدجان العاصمة الثالثة لساحل العاج بموجب مرسوم صدر عام 1934، بعد غراند باسام وبينجرفيل. أُخليت العديد من قرى التشامان آنذاك، وبقي زعيم مجتمع تشامان مقيمًا في أدجامي (الوسط أو اللقاء باللغة التشامانية)، شمال الهضبة.
أبيدجان لمحة تاريخية
نُقلت قرية دوغبيو جنوب منطقة الهضبة (المنطقة المركزية الحالية لمدينة أبيدجان) عبر البحيرة إلى أنومابو «غابة خفافيش الفاكهة» والتي أصبحت حيّ تريشفيل (المعروف الآن باسم كوميكرو، مدينة الموظفين). غُير اسم تريشفيل في عام 1934، تكريمًا لمارسيل تريش لابلين (1860-1890)، أول مستكشف لساحل العاج وأول حاكم استعماري لها، والذي يُعتبر مؤسسها. يوجد حاليًا شارع تريش لابلين بدلًا من دوغبيو، ومحطة الحافلات وحافلات البحيرة في الهضبة، وشارع شارل ديغول (المعروف باسم شارع التجارة).
تمتدّ المدينة وفق مخطط شبكي، كما هو الحال في معظم المدن الاستعمارية. سكن المستوطنون منطقة الهضبة المعروفة عند التشامان «بالمبراتو» أما في الشمال، فقد سكن المدينة السكان الأصليون. فصل بين المنطقتين ثكنات غالييني العسكرية، حيث يقع القصر العدلي حاليًا.
أبيدجان لمحة تاريخية
اتخذ المستوطنون موقفًا دفاعيًا قرب الميناء، حيث كان الشارع يُسمى في الأصل «بوليفار دي مرسيليا» وسرقوا لافتة شارع شهير من مرسيليا وأعادوا تسمية الشارع بكانبيير، وهو عبارة عن طريق رملي. تعد تلك الأسطورة التي تقبع وراء مصانع زيت بلوهورن الأولى في كوكودي، وقد بُني مضمار سباق في جنوب المدينة أيضًا.
بُني فندق باردون بارك في أربعينيات القرن العشرين في حي لو بلاتو، ليكون أول فندق مزوّد بالتكييف في أفريقيا الناطقة بالفرنسية.
أصبحت بحيرة أبيدجان متصلة بالبحر بعد الانتهاء من حفر قناة فريدي التي يبلغ عمقها 15 مترًا عام 1950. سرعان ما أصبحت أبيدجان المركز المالي لغرب أفريقيا، وفي عام 1958، انتُهي من بناء الجسر الأول الذي يربط جزيرة بيتي باسام بالبر الرئيسي.
أبيدجان لمحة تاريخية
حصلت ساحل العاج على استقلالها في عام 1960، وأصبحت أبيدجان المركز الإداري والاقتصادي الجديد للبلاد. تحول المحور جنوبي تريشفيل، باتجاه المطار الدولي والشواطئ، إلى قلب أبيدجان الأوروبي والطبقة المتوسطة. شهدت المدينة نموًا سكانيًا كبيرًا في العقود التي تلت الاستقلال، إذ ارتفع عدد سكانها من 180,000 نسمة عام 1960 إلى 1,269,000 نسمة عام 1978. يعود تاريخ أفق مدينة أبيدجان إلى الازدهار الاقتصادي الذي شهدته هذه الفترة.
شُيّدت خلال تلك الفترة أحياء جديدة مثل كوكودي الراقية، التي بُنيت إلى حد كبير على الطراز الاستعماري، وقد أصبحت منذ ذلك الحين موطنًا لأثرياء ساحل العاج وكذلك المغتربين والدبلوماسيين الأجانب. يستضيف الحي سفارة فرنسا وفندق إيفوار (الذي كان لفترة طويلة الفندق الأفريقي الوحيد الذي يحتوي على حلبة للتزلج على الجليد)، ومنذ عام 2009، أصبح أكبر سفارة أمريكية في غرب أفريقيا.
أبيدجان لمحة تاريخية
بدأ تشييد كاتدرائية القديس بولس، التي صممها المهندس المعماري الإيطالي ألدو سبيريتو، بعملية وضع حجر الأساس عام 1980 على يد البابا يوحنا بولس الثاني، واكتمل البناء عام 1985. تراجعت حظوظ أبيدجان منذ ثمانينيات القرن العشرين نتيجة الإهمال من جانب المسؤولين فضلًا عن الفساد والتدهور العام. أصبحت قرية ياموسوكرو العاصمة السياسية الجديدة لساحل العاج في عام 1983، تحت قيادة الرئيس فيليكس هووفيت بويني، الذي ولد في ياموسوكرو.
عانت أبيدجان من عواقب الحرب الأهلية الأولى والثانية في ساحل العاج، بين عامي 2002-2007 وعامي 2010-2011 خاصةً. اندلع صراع مسلح في نوفمبر 2004، بين القوات الفرنسية وقوات ساحل العاج الموالية للرئيس لوران غباغبو بعد أن هاجم سلاح الجو الإيفواري قوات حفظ السلام الفرنسية في شمال ساحل العاج. وبعد أن دمرت فرنسا القدرات الجوية لساحل العاج انتقامًا، نظمت جماعات موالية لغباغبو أعمال شغب ونهب في أبيدجان واستهدفت المنازل والمدارس والشركات الفرنسية. انتقلت قوات حفظ السلام الفرنسية إلى المدينة لتهدئة الوضع. شملت الأزمات الأخرى خلال فترة الحرب الأهلية الأولى قضية البروبو كوالا في عام 2006، إذ تسببت المنتجات الملقاة في طلب آلاف السكان للعناية الطبية. أثرت الصراعات الأهلية في ساحل العاج بشكل خطير على الوضع الأمني في أبيدجان. فرّ 4000 سجين من أكبر سجن في البلاد وسط أعمال الشغب المناهضة لفرنسا في نوفمبر 2004.
كانت أبيدجان من أبرز المسارح الرئيسية لأزمة ساحل العاج بين عامي 2010-2011، وموقعًا للمظاهرات الكبرى ضد الرئيس غباغبو، بما في ذلك مظاهرة يوم المرأة العالمي في عام 2011 والتي شهدت مقتل العديد من المتظاهرين على يد قوات غباغبو. جاءت نهاية الأزمة مع القبض على غباغبو في أبيدجان في أبريل 2011، في أعقاب هجوم كبير شنته القوات الموالية للفائز في الانتخابات الحسن واتارا بدعم من فرنسا والأمم المتحدة.
أبيدجان ميناء المدينة
تقع المدينة على قناة بحرية تسمى لاغون ترتبط مع خليج غانا. نمت المدينة بعد تأسيس الميناء عام 1931 لتصبح عاصمة للمستعمرات الفرنسية شرقي أفريقيا وتطرت أكثر بعد إنشاء قناة فريدي عام 1951 لتربط المدينة بالمحيط الأطلسي. يعتبر ميناء ابيجان من أهم المراكز الحيوية للتصدير والاستيراد في غرب
افريقا حيث يتم إنتاج عدة منتوجات في المدينة ومن أهمها قطع غيار سيارات، المشروبات كحولية، والصابون. بالإضافة إلى انه يتم عملية تحضير لكل من حب الكاكاو، حب القهوة، التمر، والزيوت النباتية.
أبيدجان المؤسسات الحكومية
لا تزال غالبية المؤسسات الحكومية الإيفوارية موجودة في أبيدجان ولم يتم نقلها إلى العاصمة السياسية ياموسوكرو. يقع مكتب الرئيس في كوكودي، والبرلمان والمجلس الدستوري والمحكمة العليا ومستشارية النظام الوطني كلها في لو بلاتو. تحت رئاسة لوران غباغبو (2000-11)، بذلت جهود لإنفاذ مشروع جعل مدينة ياموسوكرو العاصمة السياسية لدولة ساحل العاج، ولا يزال هذا الهدف هو إجماع القادة السياسيين في البلاد.
تقع المكاتب الحكومية في لو بلاتو في المنطقة الإدارية في أبيدجان، أو بالقرب من كاتدرائية القديس بول في أبيدجان، أو في أي مكان آخر في المباني الكبيرة بالمدينة.
أبيدجان الأقتصاد
تقع البورصة الإقليمية لغرب إفريقيا وهي البورصة الرئيسية لساحل العاج والدول السبع الأخرى في الاتحاد الاقتصادي والنقدي لغرب أفريقيا (UEMOA)، في أبيدجان. يقع المكتب الرئيسي لشركة إير إيفوار في أبيدجان.
أبيدجان التعليم
في ساحل العاج، يبلغ معدل الالتحاق بالتعليم 74٪ والوصول إلى التعليم الثانوي يعتمد على تقييم الدخول في المرحلة السادسة وبعد ذلك يُسمح لثلث الطلاب بمتابعة دراستهم، ويقيم 24٪ من الطلاب في أبيدجان، والتي تشكل 20٪ من إجمالي عدد السكان. أبيدجان هي موقع المؤسسات التعليمية الرئيسية في ساحل العاج. وتشمل هذه المدارس المدرسة الكلاسيكية بأبيدجان، ومدرسة بلايز باسكال وهي مدرسة فرنسية. أعيد افتتاح مدرسة جيان ميرموز الدولية مؤخرًا، التي أسسها بيير بادوفاني. عانت المؤسسة من حرب مدمرة وأجبرت على الإغلاق.
أبيدجان الرياضة
تعد ساحل العاج موطنًا لفرق من عدة رياضات: (كرة السلة، وألعاب القوى، والرجبي، وكرة اليد، والكرة الطائرة)، وتحظى كرة القدم بشعبية كبيرة في أبيدجان. أبيدجان هي موطن نادي أسيك ميموزا، أحد أندية كرة القدم الرائدة في البلاد.
الأندية: نادي أبيدجان لكرة السلة، نادي أبيدجان الرياضي، أسيك ميموزا، فينيكس باسكيت كلوب دي كوكودي، ونادي جينيراسيون لكرة السلة (جي بي سي) وهو ناد جديد من المتطوعين الشباب الذين يريدون أن يصبحوا لاعبي كرة سلة.
صفر مطلق
الصفر المطلق هي درجة الحرارة التي ينعدم عندها ضغط الغاز المثالي. وتعني الحالة التي تكون درجة حرارة المادة فيها أقل ما يمكن أن تصل إليه إطلاقا. وتقضي بأن جميع ذرات أو جزيئات المادة تكون لها أقل طاقة في تلك الحالة.
يمثل الصفر المطلق الحد الأدنى لمقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري؛ وهي الحالة التي يصل فيها المحتوى الحراري والإنتروبيا للغاز المثالي المبرد إلى قيمهما الدنيا، ويشار إليها بصفر كلفن. تمتلك الجسيمات الأساسية في الطبيعة الحد الأدنى من الحركة الاهتزازية، وتحتفظ فقط بحركة الجسيمات الميكانيكية الكمومية المستحثة بالطاقة عند نقطة الصفر. تحدد درجة الحرارة النظرية من خلال استقراء قانون الغاز المثالي؛ بموجب الاتفاق الدولي، تم اعتبار الصفر المطلق −273.15 درجة في النظام الدولي للوحدات، والذي يساوي −459.67 درجة على مقياس فهرنهايت (وحدات القياس العرفية الأمريكية أو الوحدات الإمبراطورية).
صفر مطلق
تشير قوانين الديناميكا الحرارية إلى أنه لا يمكن الوصول إلى الصفر المطلق باستخدام الوسائل الديناميكية الحرارية فقط، لأن درجة حرارة المادة التي يتم تبريدها تقترب من درجة حرارة عامل التبريد بشكل مقارب. حتى في أي نظام عند الصفر المطلق (إذا أمكن تحقيقه بطريقة أو بأخرى) سيظل يمتلك طاقة نقطة الصفر الميكانيكية الكمومية، وهي طاقة حالته الأرضية عند الصفر المطلق؛ ولا يمكن إزالة الطاقة الحركية للحالة الأرضية.
يصل العلماء والتقنيون بشكل روتيني إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، حيث تظهر المادة تأثيرات كمومية مثل تكاثف بوز-آينشتاين، والموصلية الفائقة، والميوعة الفائقة.
صفر مطلق الديناميكا الحرارية بالقرب من الصفر المطلق
عند درجات حرارة قريبة من 0 كلفن (273.15 درجة مئوية؛ −459.67 درجة فهرنهايت)، تتوقف جميع الحركة الجزيئية تقريبًا و ΔS = 0 لأي عملية ثابتة الحرارة، حيث S هي الانتروبيا. في مثل هذه الظروف، يمكن للمواد النقية (من الناحية المثالية) أن تشكل بلورات مثالية مثل T → 0. يوضح شكل ماكس بلانك القوي للقانون الثالث للديناميكا الحرارية أن الانتروبيا لبلورة كاملة تختفي عند الصفر المطلق الذي تختفي فيه بلورة كاملة. تجعل نظرية Nernst للحرارة الأصلية الادعاء الأضعف والأقل إثارة للجدل بأن تغير الإنتروبيا لأي عملية متساوية الحرارة يقترب من الصفر مثل T → 0:
{\ displaystyle \ lim _ {T \ to 0} \ Delta S = 0} \ lim _ {T \ to 0} \ Delta S = 0
المعنى الضمني هو أن إنتروبيا البلورة الكاملة تقترب من قيمة ثابتة.
صفر مطلق الديناميكا الحرارية بالقرب من الصفر المطلق
تحدد فرضية نرنست تساوي الحرارة T = 0 على أنها متزامنة مع adiabat S = 0، على الرغم من أن متساوي الحرارة والأديابات الأخرى متميزة. نظرًا لعدم تقاطع اثنين من adiabats ، لا يمكن لأي adiabat آخر أن يتقاطع مع T = 0 isotherm. وبالتالي، لا يمكن أن تؤدي أي عملية ثابتة ثابتة عند درجة حرارة غير صفرية إلى درجة حرارة صفرية. (≈ Callen، pp. 189–190)
البلورة المثالية هي التي يمتد فيها الهيكل الشبكي الداخلي دون انقطاع في جميع الاتجاهات. يمكن تمثيل الترتيب المثالي من خلال التناظر الانتقالي على طول ثلاثة محاور (غير متعامدة عادة). كل عنصر شبكي من الهيكل في مكانه الصحيح، سواء كان ذرة واحدة أو مجموعة جزيئية. بالنسبة للمواد الموجودة في شكلين بلوريين مستقرين (أو أكثر)، مثل الماس والجرافيت للكربون، هناك نوع من الانحلال الكيميائي. يبقى السؤال ما إذا كان كلاهما يمكن أن يكون لهما صفر إنتروبيا عند T = 0 على الرغم من أن كل منهما مرتبة تمامًا.
لا تحدث البلورات المثالية في الممارسة؛ يمكن أن «تتجمد» العيوب، وحتى شوائب المواد غير المتبلورة بالكامل في درجات حرارة منخفضة، لذلك لا تحدث التحولات إلى حالات أكثر استقرارًا.
صفر مطلق الديناميكا الحرارية بالقرب من الصفر المطلق
باستخدام نموذج ديباي، تتناسب الحرارة النوعية وانتروبيا البلورة النقية مع T 3، بينما المحتوى الحراري والإمكانات الكيميائية تتناسب مع T 4 (Guggenheim ، ص 111) تنخفض هذه الكميات نحو T = 0 القيم المحددة ونهج مع صفر منحدرات. بالنسبة إلى درجات الحرارة المحددة على الأقل، فإن القيمة المحددة نفسها هي صفر بالتأكيد، كما أثبتته التجارب إلى أقل من 10 كلفن، حتى نموذج أينشتاين الأقل تفصيلاً يظهر هذا الانخفاض الغريب في درجات حرارة معينة. في الواقع، تختفي جميع درجات الحرارة المحددة عند الصفر المطلق، وليس فقط درجات حرارة البلورات. وبالمثل بالنسبة لمعامل التمدد الحراري. تظهر علاقات ماكسويل أن الكميات الأخرى المختلفة تتلاشى أيضًا. كانت هذه الظواهر غير متوقعة.
نظرًا لأن العلاقة بين التغييرات في طاقة جيبس الحرة (G)، فإن المحتوى الحراري (H) والإنتروبيا هو
{\ displaystyle \ Delta G = \ Delta H-T \ Delta S \،} \ Delta G = \ Delta H-T \ Delta S \،
صفر مطلق الديناميكا الحرارية بالقرب من الصفر المطلق
وبالتالي، مع انخفاض T ، تقترب G و H من بعضهما البعض (طالما أن ΔS مقيد). من الناحية التجريبية، وجد أن جميع العمليات التلقائية (بما في ذلك التفاعلات الكيميائية) تؤدي إلى انخفاض في G مع تقدمهم نحو التوازن. إذا كانت ΔS و / أو T صغيرة، فقد تشير الحالة ΔG <0 إلى أن ΔH <0، مما قد يشير إلى تفاعل طارد للحرارة. ومع ذلك، هذا غير مطلوب؛ يمكن أن تستمر التفاعلات الماصة للحرارة تلقائيًا إذا كان مصطلح TΔS كبيرًا بدرجة كافية.
علاوة على ذلك، تتقارب منحدرات مشتقات ΔG و H وتساوي الصفر عند T = 0. وهذا يضمن أن ΔG و H متماثلان تقريبًا على نطاق كبير من درجات الحرارة ويبرر المبدأ التجريبي التقريبي لتومسن وبيرثيلوت، والذي تنص على أن حالة التوازن التي يتقدم إليها النظام هي الحالة التي تطور أكبر قدر من الحرارة، أي أن العملية الفعلية هي الأكثر طاردة للحرارة. (كالين، ص ١٨٦ - ١٨٧)
أحد النماذج التي تقدر خصائص غاز الإلكترون عند الصفر المطلق في المعادن هو غاز فيرمي. يجب أن تكون الإلكترونات، كونها فيرميونات، في حالات كمية مختلفة، مما يؤدي بالإلكترونات إلى الحصول على سرعات نموذجية عالية جدًا، حتى عند الصفر المطلق. الطاقة القصوى التي يمكن أن تمتلكها الإلكترونات عند الصفر المطلق تسمى طاقة فيرمي. تُعرَّف درجة حرارة فيرمي بأنها هذه الطاقة القصوى مقسومة على ثابت بولتزمان، وهي في حدود 80000 كلفن لكثافة الإلكترون النموذجية الموجودة في المعادن. بالنسبة لدرجات الحرارة التي تقل بشكل ملحوظ عن درجة حرارة فيرمي، تتصرف الإلكترونات بنفس الطريقة تقريبًا التي تتصرف بها عند الصفر المطلق. يفسر هذا فشل نظرية التقسيم المتساوي الكلاسيكية للمعادن التي استعصت على علماء الفيزياء الكلاسيكيين في أواخر القرن التاسع عشر.
صفر مطلق العلاقة مع مكثف بوز-آينشتاين
مكثف بوز-آينشتاين (BEC) هو حالة مادة غاز مخفف من بوزونات ضعيفة التفاعل محصورة في جهد خارجي ويتم تبريده إلى درجات حرارة قريبة جدًا من الصفر المطلق. في ظل هذه الظروف، يحتل جزء كبير من البوزونات أدنى حالة كمومية للجهد الخارجي، وعند هذه النقطة تصبح التأثيرات الكمومية واضحة على المقياس العياني.
تم التنبؤ بحالة المادة هذه لأول مرة من قبل ساتيندرا ناث بوز وألبرت أينشتاين في 1924-1925. أرسل بوز أولاً ورقة إلى أينشتاين حول الإحصائيات الكمومية للكميات الضوئية (تسمى الآن الفوتونات). أعجب أينشتاين، فترجم الورقة من الإنجليزية إلى الألمانية وقدمها لبوز إلى Zeitschrift für Physik ، التي نشرتها. ثم وسع أينشتاين أفكار بوز إلى الجسيمات المادية (أو المادة) في ورقتين أخريين.
صفر مطلق العلاقة مع مكثف بوز-آينشتاين
بعد سبعين عامًا، في عام 1995، أنتج إريك كورنيل وكارل وايمان أول مكثف غازي في مختبر جامعة كولورادو في بولدر NIST-JILA ، باستخدام غاز من ذرات الروبيديوم المبردة إلى 170 نانوكلفن (nK) [7] (1.7 × 10-7 ك). [8]
سجل باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) درجة حرارة باردة قياسية تبلغ 450 ± 80 بيكوكلفين (pK) (4.5 × 10−10 K) في BEC من ذرات الصوديوم. الطول الموجي المرتبط بالجسم الأسود (ذروة الانبعاث) البالغ 6400 كيلومتر هو نصف قطر الأرض تقريبًا.
صفر مطلق مقاييس درجة الحرارة المطلقة
تُقاس درجة الحرارة المطلقة أو الديناميكية الحرارية تقليديًا بوحدة الكلفن (زيادات متدرجة مئوية) وفي مقياس رانكين (زيادات متدرجة فهرنهايت) مع ندرة متزايدة. يتم تحديد قياس درجة الحرارة المطلقة بشكل فريد من خلال ثابت الضرب الذي يحدد حجم الدرجة، وبالتالي فإن نسب درجتي حرارة مطلقتين، T2 / T1 ، هي نفسها في جميع المقاييس. يأتي التعريف الأكثر شفافية لهذه المواصفة القياسية من توزيع ماكسويل بولتزمان. يمكن العثور عليها أيضًا في إحصائيات Fermi-Dirac (للجسيمات ذات الدوران نصف الصحيح) وإحصاءات Bose-Einstein (لجسيمات الدوران الصحيح). كل هذه تحدد الأعداد النسبية للجسيمات في النظام على أنها تناقص الوظائف الأسية للطاقة (على مستوى الجسيمات) على kT ، حيث يمثل k ثابت بولتزمان ويمثل T درجة الحرارة الملاحظة على المستوى العياني.
صفر مطلق درجات حرارة سلبية
درجات الحرارة التي يتم التعبير عنها كأرقام سالبة على مقياس مألوف أو فهرنهايت هي ببساطة أبرد من نقاط الصفر في تلك المقاييس. يمكن أن تحقق أنظمة معينة درجات حرارة سلبية حقًا؛ أي أن درجة حرارتها الديناميكية الحرارية (معبراً عنها بالكلفن) يمكن أن تكون بكمية سالبة. النظام ذو درجة الحرارة السالبة حقًا ليس أبرد من الصفر المطلق. بدلاً من ذلك، يكون النظام ذو درجة الحرارة السالبة أكثر سخونة من أي نظام بدرجة حرارة موجبة، بمعنى أنه إذا حدث اتصال بين نظام درجة حرارة سالبة ونظام درجة حرارة موجبة، فإن الحرارة تتدفق من نظام درجة الحرارة السالبة إلى نظام درجة الحرارة الإيجابية. [10]
صفر مطلق درجات حرارة سلبية
لا تستطيع معظم الأنظمة المألوفة تحقيق درجات حرارة سالبة لأن إضافة الطاقة تزيد دائمًا من إنتروبياها. ومع ذلك، تحتوي بعض الأنظمة على أقصى قدر من الطاقة التي يمكنها الاحتفاظ بها، ومع اقترابها من هذه الطاقة القصوى، تبدأ الأنتروبيا في الانخفاض. نظرًا لأن درجة الحرارة يتم تحديدها من خلال العلاقة بين الطاقة والإنتروبيا، فإن درجة حرارة هذا النظام تصبح سالبة، على الرغم من إضافة الطاقة. [10] نتيجة لذلك، يزيد عامل بولتزمان لحالات الأنظمة عند درجات الحرارة السلبية بدلاً من النقصان مع زيادة طاقة الحالة. لذلك، لا يمكن لأي نظام كامل، بما في ذلك الأنماط الكهرومغناطيسية، أن يكون له درجات حرارة سالبة، حيث لا توجد حالة طاقة أعلى، [بحاجة لمصدر] بحيث يتباعد مجموع احتمالات الحالات لدرجات حرارة سالبة. ومع ذلك، بالنسبة لأنظمة شبه التوازن (على سبيل المثال تدور خارج التوازن مع المجال الكهرومغناطيسي)، لا تنطبق هذه الحجة، ويمكن الوصول إلى درجات حرارة فعالة سالبة.
في 3 يناير 2013، أعلن الفيزيائيون أنهم لأول مرة قاموا بإنشاء غاز كمي مكون من ذرات البوتاسيوم مع درجة حرارة سالبة في درجات الحرية الحركية.
صفر مطلق التاريخ
كان روبرت بويل من أوائل من ناقشوا إمكانية وجود درجة حرارة دنيا مطلقة. تجاربه وملاحظاته الجديدة عام 1665 التي تلامس البرد، أوضحت النزاع المعروف باسم primum frigidum. كان المفهوم معروفًا جيدًا بين علماء الطبيعة في ذلك الوقت. زعم البعض أن درجة الحرارة الدنيا المطلقة حدثت داخل الأرض (كأحد العناصر التقليدية الأربعة)، والبعض الآخر في الماء، والبعض الآخر في الهواء، وبعضها مؤخرًا داخل النتر. ولكن يبدو أنهم جميعًا متفقون على أن «هناك جسم أو آخر له طابعه الخاص شديد البرودة وبمشاركته تحصل جميع الهيئات الأخرى على هذه الصفة.» [13]
صفر مطلق التاريخ
السؤال عما إذا كان هناك حد لدرجة البرودة الممكنة، وإذا كان الأمر كذلك، حيث يجب وضع الصفر، تمت معالجته لأول مرة من قبل الفيزيائي الفرنسي غيوم أمونتونس في عام 1702، فيما يتعلق بتحسيناته في مقياس حرارة الهواء. أشارت أداته إلى درجات الحرارة بالارتفاع الذي تحمل عنده كتلة معينة من الهواء عمودًا من الزئبق - يختلف حجم الهواء أو «زنبرك» مع درجة الحرارة. لذلك جادل أمونتون بأن صفر مقياس الحرارة الخاص به سيكون درجة الحرارة التي ينخفض عندها زنبرك [الهواء] إلى لا شيء. استخدم مقياسًا يشير إلى درجة غليان الماء عند +73 ونقطة انصهار الجليد عند + 51 1⁄2، بحيث يكون الصفر مكافئًا لحوالي -240 على مقياس سيليزي. [14] رأى Amontons أنه لا يمكن الوصول إلى الصفر المطلق، لذلك لم يحاول أبدًا حسابه صراحة. تم نشر قيمة −240 درجة مئوية، أو «431 قسمًا [في مقياس حرارة فهرنهايت] تحت برودة الماء المتجمد» [16] بواسطة جورج مارتين في عام 1740.
صفر مطلق التاريخ
تم تحسين هذا التقريب القريب للقيمة الحديثة البالغة 3273.15 درجة مئوية [1] لصفر ترمومتر الهواء في عام 1779 بواسطة يوهان هاينريش لامبرت، الذي لاحظ أن 270 درجة مئوية (−454.00 درجة فهرنهايت؛ 3.15 كلفن) قد تعتبر باردة للغاية. [17]
ومع ذلك، لم تكن قيم هذا الترتيب للصفر المطلق مقبولة عالميًا حول هذه الفترة. وصل بيير سيمون لابلاس وأنطوان لافوازييه، في أطروحتهما عن الحرارة عام 1780، إلى قيم تتراوح من 1500 إلى 3000 تحت نقطة تجمد الماء، واعتقدوا أنه على أي حال يجب أن يكون أقل من 600 أدناه. قدم جون دالتون في كتابه «الفلسفة الكيميائية» عشر حسابات لهذه القيمة، واعتمد أخيرًا -3000 درجة مئوية على أنها الصفر الطبيعي لدرجة الحرارة.
صفر مطلق التاريخ
بعد أن حدد جيمس بريسكوت جول المكافئ الميكانيكي للحرارة، تناول اللورد كلفن السؤال من وجهة نظر مختلفة تمامًا، وفي عام 1848 ابتكر مقياسًا لدرجة الحرارة المطلقة مستقلًا عن خصائص أي مادة معينة واستند إلى نظرية كارنو. من القوة الدافعة للحرارة والبيانات التي نشرها هنري فيكتور ريجنولت. [18] يتبع من المبادئ التي تم بناء هذا المقياس على أساسها أن الصفر تم وضعه عند -273 درجة مئوية، في نفس النقطة تقريبًا مثل الصفر في مقياس حرارة الهواء. [14] لم يتم قبول هذه القيمة على الفور؛ القيم التي تتراوح من -271.1 درجة مئوية (−455.98 درجة فهرنهايت) إلى 274.5 درجة مئوية (−462.10 درجة فهرنهايت)، المشتقة من القياسات المختبرية وملاحظات الانكسار الفلكي، ظلت قيد الاستخدام في أوائل القرن العشرين.
صفر مطلق التاريخ
مع الفهم النظري الأفضل للصفر المطلق، كان العلماء حريصين على الوصول إلى درجة الحرارة هذه في المختبر. بحلول عام 1845، تمكن مايكل فاراداي من تسييل معظم الغازات المعروفة في ذلك الوقت، ووصل إلى رقم قياسي جديد لأدنى درجات الحرارة من خلال الوصول إلى -130 درجة مئوية (-202 درجة فهرنهايت، 143 كلفن). يعتقد فاراداي أن بعض الغازات، مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين، كانت غازات دائمة ولا يمكن تسييلها. بعد عقود، في عام 1873، أظهر العالم النظري الهولندي يوهانس ديديريك فان دير فالز أن هذه الغازات يمكن أن تُسال، ولكن فقط في ظل ظروف الضغط العالي جدًا ودرجات الحرارة المنخفضة جدًا. في عام 1877، نجح لويس بول كايليت في فرنسا وراؤول بيكتيت في سويسرا في إنتاج أول قطرات من الهواء السائل -195 درجة مئوية (−319.0 درجة فهرنهايت، 78.1 كلفن). تبع ذلك في عام 1883 إنتاج الأكسجين السائل −218 درجة مئوية (−360.4 درجة فهرنهايت؛ 55.1 كلفن) من قبل الأستاذين البولنديين زيجمونت وروبليوسكي وكارول أولزيفسكي.
قام الكيميائي والفيزيائي الإسكتلندي جيمس ديوار والفيزيائي الهولندي هايك كامرلينج أونز بمواجهة التحدي لتسييل الغازات المتبقية، الهيدروجين والهيليوم. في عام 1898، بعد 20 عامًا من الجهد، كان ديوار أول من يعمل على إسالة الهيدروجين، ووصل إلى رقم قياسي جديد لدرجة الحرارة المنخفضة عند -252 درجة مئوية (−421.6 درجة فهرنهايت؛ 21.1 كلفن). ومع ذلك، كان منافسه Kamerlingh Onnes ، أول من قام بإسالة الهيليوم في عام 1908، باستخدام عدة مراحل من التبريد المسبق ودورة Hampson-Linde. خفض درجة الحرارة إلى درجة غليان الهيليوم 269 درجة مئوية (−452.20 درجة فهرنهايت؛ 4.15 كلفن). من خلال تقليل ضغط الهيليوم السائل، حقق درجة حرارة أقل، بالقرب من 1.5 كلفن، وكانت هذه أبرد درجات الحرارة على الأرض في ذلك الوقت، وحصل إنجازه على جائزة نوبل في عام 1913. [22] سيواصل Kamerlingh Onnes دراسة خصائص المواد عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، واصفًا الموصلية الفائقة والسوائل الفائقة لأول مرة.
صفر مطلق درجات حرارة منخفضة للغاية
يبلغ متوسط درجة حرارة الكون اليوم حوالي 2.73 كلفن (−270.42 درجة مئوية؛ 454.76 درجة فهرنهايت)، بناءً على قياسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف. [23] [24]
لا يمكن تحقيق الصفر المطلق، على الرغم من أنه من الممكن الوصول إلى درجات حرارة قريبة منه من خلال استخدام المبردات المبردة والثلاجات المخففة وإزالة المغناطيسية الحرارية النووية. أدى استخدام التبريد بالليزر إلى إنتاج درجات حرارة أقل من جزء من مليار كلفن. [25] عند درجات حرارة منخفضة جدًا بالقرب من الصفر المطلق، تُظهر المادة العديد من الخصائص غير العادية، بما في ذلك الموصلية الفائقة، والميوعة الفائقة، وتكثيف بوز-أينشتاين. لدراسة مثل هذه الظواهر، عمل العلماء على الحصول على درجات حرارة أقل.
تم تسجيل الرقم القياسي العالمي الحالي في عام 1999 عند 100 بيكوكلفن (pK)، أو 0.0000000001 من كلفن، عن طريق تبريد السبينات النووية في قطعة من معدن الروديوم.