How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

المترجم: Hani Eldalees المدقّق: Allam Zedan

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

إن هاتفك الجوال مصنوع فقط من قطع بلاستيك ومعدن.

It's easy to appreciate the inventive process

من السهل أن نقدر طريقة الاختراع

by which those elements are made to add up to something so useful and entertaining.

التي جعلت من تكوين تلك القطع وجمعها معًا شيئًا مفيدًا ومسليًا.

But there's another story we don't hear about as much.

إلا أنه توجد قصة أخرى لا نسمع عنها الكثير.

How did we get our raw ingredients in the first place

كيف حصلنا على المكونات الخام من الأساس

from the chaotic tangle of materials that is nature?

من المواد الطبيعية المتشابكة التي تتكون منها الطبيعة؟

The answer is a group of clever hacks known as separation techniques.

والجواب هو مجموعة من العمليات الذكية التي تعرف بتقنيات الفصل.

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

وتعمل هذه التقنيات بالاستفادة من الخصائص الأولية للأشياء

to disentangle them from each other.

للعمل على الفصل بين بعضها البعض.

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

توجد تقنيات فصل بسيطة يمكن تطبيقها في العديد من السيناريوهات الفيزيائية،

like separating cream from milk,

مثل فصل القشدة عن الحليب،

extracting water from soil,

استخلاص الماء من التربة،

or even sifting out flecks of gold from river sand.

أو حتى غربلة القطع الذهبية الصغيرة من رمال الأنهار.

But not all mixtures are so easy to unravel.

ولكن ليس من السهل فصل جميع المخاليط.

In some of those cases,

ففي بعض هذه الحالات،

we can exploit the differences between physical properties within a mixture,

يمكننا استغلال الفروقات بين الخصائص الفيزيائية في الخلطة،

like particle size,

مثل أحجام الجزيئات،

density,

الكثافة،

or boiling point

أو درجة الغليان

to extract what's required.

لاستخراج المادة المطلوبة.

Take petroleum,

فالمواد البترولية مثلًا،

a mixture of different types of hydrocarbons.

هي عبارة عن خليط متنوع من الأنواع الهيدروكربونية.

Some of these are valuable as fuels,

بعضها ذو قيمة مثل أنواع الوقود،

and others make good raw materials for generating electric power.

وبعضها يستخدم كمواد أولية لتوليد الطاقة الكهربائية.

To separate them, experts rely on one important feature:

ويعتمد الخبراء على خاصية هامة لفصل تلك المواد عن بعضها،

different hydrocarbons boil at different temperatures.

وهي أن لكل مادة هيدروكربونية درجة غليان مختلفة.

During the boiling process, each type vaporizes at a precise point,

فكل مادة تتبخر عند نقطة محددة خلال عملية الغليان،

then gets separately funneled into a container

ثم يُضخ كل منها بشكل منفصل إلى أوعية

and collected as a liquid as it cools.

لكي تجمع وترجع إلى صورتها السائلة بعد أن تبرد.

Separation techniques also take us to the sea.

كما أن تقنيات الفصل توجد في البحار.

In some drought-stricken countries,

ففي بعض البلدان التي تعاني من الجفاف،

the ocean is the only available water source.

يمثل المحيط المصدر الأوحد للمياه.

But of course, humans can't drink salt water.

لكن بالطبع لا يستطيع البشر شرب الماء المالح.

One way to get around this problem

وإحدى الطرق لتجاوز هذه المشكلة

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

هي إزالة الملح من ماء البحر باستخدام أسلوب التناضح العكسي،

a process that separates water's ingredients by size.

وهي عملية تفصل مكونات الماء حسب حجمها.

A membrane with pores bigger than water particles,

غشاء ذو مسام أكبر من جزيئات الماء،

but smaller than salt particles,

ولكنه أصغر من جزيئات الملح،

only lets fresh water pass through,

يسمح فقط للماء العذب بالمرور من خلاله،

transforming what was once undrinkable into a life saver.

محولًا ما كان غير صالح للشرب إلى سبب في إنقاذ الأرواح.

Meanwhile in the medical world,

وفي الوقت ذاته في عالم الطب،

blood tests are a vital tool for evaluating a person's health,

اختبارات الدم هي أداة أساسية لتقييم صحة شخص ما،

but doctors typically can't examine blood samples

إلا أن الأطباء لا يستطيعون فحص عينات الدم عادة

until they've separated the solid blood cells

إلا بعد أن يتم فصل خلايا الدم الصلبة

from the liquid plasma they're dissolved in.

عن البلازما السائلة التي توجد فيها.

To do that, a powerful rotational force is exerted on the test tube,

ولتحقيق ذلك، يتم إخضاع أنابيب الإختبار لقوة دوارة قوية،

causing heavier substances with higher density,

ما يدفع المواد الثقيلة ذات الكثافة الأكبر،

like blood cells,

كخلايا الدم،

to move away from the rotational axis.

لتتحرك مبتعدة عن محور الدوران.

Meanwhile, lighter substances with lower density,

وفي نفس الوقت، المواد الأخف ذات الكثافة الأقل،

like plasma,

مثل البلازما،

move to its center.

تتمركز في المنتصف.

The tube's contents divide clearly,

تنفصل محتويات الأنبوب بشكل واضح،

and the blood cells and liquid plasma can be tested independently.

ويمكن اختبار خلايا الدم والبلازما السائلة بشكل منفصل.

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

إلا أنه أحيانًا على عكس النفط وماء البحر والدم،

the parts of mixtures that we want to separate

فإن أجزاء المخاليط التي نريد فصلها

share the same physical properties.

تتشارك في نفس الخواص الفيزيائية.

In these cases, the only way to isolate ingredients is by chemical separation,

والطريقة الوحيدة لفصل العناصر في مثل هذه الحالات، هي استخدام الفصل الكيميائي،

a complex process that relies on unique interactions

وهي عملية معقدة تعتمد على التفاعلات الفريدة

between components within a mixture and another material.

بين المكونات في خليط ما ومادة أخرى مضافة لها.

One of these methods is chromatography,

أحد تلك الأساليب هو الفصل اللوني،

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

وهي أداة يستخدمها الأطباء الجنائيون لفحص مسارح الجريمة.

They dissolve gathered evidence in a gas,

فهم يقومون بتذويب الأدلة التي تم جمعها في غاز،

and can monitor and analyze the ingredients

ويمكنهم مراقبة وتحليل المكونات

as they separate and move at varying speeds

وهي تنفصل عن بعضها وتتحرك بسرعات متفاوتة

due to their unique chemical properties.

بسبب الخصائص الكيميائية الفريدة لكل منها.

That information then tells scientists precisely what was present at the scene,

ويعرف العلماء بدقة من خلال تلك المعلومات ما الذي كان موجودًا في مسرح الجريمة،

often helping to identify the culprit.

وهي غالبًا ما تساعد على التعرف على الجاني.

Separation techniques are not just about industry,

لا ينحصر استخدام تقنيات الفصل في الصناعة،

infrastructure,

والبنية التحتية،

medicine,

والطب،

and justice.

وتحقيق العدالة.

One of the most technically ambitious projects in human history

أحد أكثر المشاريع طموحًا من الناحية التقنية في التاريخ البشري

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

هو تقنية فصل تهدف للإجابة على السؤال الجوهري،

"What is the Universe made of?"

"ما هي المواد التي صنع منها الكون؟"

By accelerating particles to extremely high speeds

من خلال تسريع الجسيمات إلى سرعات عالية للغاية

and smashing them into each other,

ثم ضربها ببعضها البعض،

we can break them into their constituent parts ever so briefly.

يمكننا تفكيكها إلى أجزائها الأساسية لمدة وجيزة للغاية.

And if we succeed at that, what's next?

وإذا نجحنا في ذلك، فماذا بعد؟

Is there a most elementary particle?

هل هناك جسيم أكثر بدائية؟

And if so, what's it made of?

وإن كان موجودًا، فمِم هو مصنوع؟