How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

הטלפון הסלולרי שלכם מורכב בעיקר מפלסטיק ומתכת.

It's easy to appreciate the inventive process

קל להעריך את תהליך ההמצאה

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

בו האלמנטים מתחברים למשהו כל כך שימושי ומבדר.

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

אבל יש סיפור אחר שאנחנו לא שומעים עליו הרבה.

How did we get our raw ingredients in the first place

איך בכלל קיבלנו את הרכיבים הבסיסיים

from the chaotic tangle of materials that is nature?

מהבלגן הכאוטי של חומרים שהוא הטבע?

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

התשובה היא קבוצה של האקים חכמים שידועים כטכניקות הפרדה.

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

הן עובדות על ידי ניצול תכונות הבסיסיות של דברים

to disentangle them from each other.

כדי להפריד אותם אחד מהשני.

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

שיטות הפרדה פשוטות מתאימות להרבה מצבים פיזיים,

like separating cream from milk,

כמו הפרדת שמנת מחלב,

extracting water from soil,

מיצוי מים מהאדמה,

or even sifting out flecks of gold from river sand.

או אפילו סינון פתיתי זהב מחול בנהר.

But not all mixtures are so easy to unravel.

אבל לא כל התערובות כה קלות להפרדה.

In some of those cases,

בכמה מהמקרים האלה,

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

אנחנו יכולים לנצל את ההבדל בין תכונות פיזיות בתוך התערובת,

like particle size,

כמו גודל החלקיקים,

density,

הדחיסות,

or boiling point

או נקודת הרתיחה

to extract what's required.

כדי למצות מה שדרוש.

Take petroleum,

קחו לדוגמה דלק,

a mixture of different types of hydrocarbons.

תערובת של סוגים שונים של פחמימנים.

Some of these are valuable as fuels,

כמה מהם בעלי ערך כדלק,

and others make good raw materials for generating electric power.

ואחרים הם חומרי גלם טובים ליצור חשמל.

To separate them, experts rely on one important feature:

כדי להפריד אותם, מומחים מסתמכים על תכונה אחת חשובה:

different hydrocarbons boil at different temperatures.

פחמימנים שונים רותחים בטמפרטורות שונות.

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

במהלך תהליך הרתיחה, כל סוג מתאדה בנקודה מדוייקת,

then gets separately funneled into a container

ואז מתועל בנפרד למיכל

and collected as a liquid as it cools.

ונאסף כנוזל כשהוא מתקרר.

Separation techniques also take us to the sea.

שיטות הפרדה לוקחות אותנו גם לים.

In some drought-stricken countries,

בכמה מדינות שחונות,

the ocean is the only available water source.

האוקיינוס הוא מקור המים הזמין היחיד.

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

אבל כמובן, אנשים לא יכולים לשתות מי מלח.

One way to get around this problem

דרך אחת לעקוף את הבעיה

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

היא להוציא את המלח ממי הים עם אוסמוזה הפוכה,

a process that separates water's ingredients by size.

תהליך שמפריד את מרכיבי המים לפי גודל.

A membrane with pores bigger than water particles,

ממברנה עם נקבוביות גדולות יותר מחלקיקי המים,

but smaller than salt particles,

אבל קטנות יותר מחלקיקי המלח,

only lets fresh water pass through,

מאפשרת רק למים מתוקים לעבור,

transforming what was once undrinkable into a life saver.

מה שהופך את הבלתי ראוי לשתיה למציל חיים.

Meanwhile in the medical world,

בינתיים בעולם הרפואי,

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

בדיקות דם הן כלי חיוני להערכת הבריאות של אנשים,

but doctors typically can't examine blood samples

אבל רופאים בדרך כלל לא יכולים לבחון דוגמיות דם

until they've separated the solid blood cells

עד שהפרידו את תאי הדם המוצקים

from the liquid plasma they're dissolved in.

מהפלזמה הנוזלית בה הם נמצאים.

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

כדי לעשות זאת, כוח סיבובי חזק מופעל על מבחנת הבדיקה,

causing heavier substances with higher density,

מה שגורם לחלקים הכבדים יותר עם דחיסות גבוהה יותר,

like blood cells,

כמו תאי דם,

to move away from the rotational axis.

לנוע הרחק מציר הסיבוב.

Meanwhile, lighter substances with lower density,

בינתיים, חומרים קלים יותר עם דחיסות נמוכה יותר,

like plasma,

כמו פלזמה,

move to its center.

נעים למרכז.

The tube's contents divide clearly,

תוכן המבחנה מתחלק בברור.

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

ותאי הדם והפלזמה הנוזלית יכולים להבדק בנפרד.

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

אבל לפעמים, בניגוד לנפט, מי מלח, ודם,

the parts of mixtures that we want to separate

חלקים התערובת שאנחנו רוצים להפריד

share the same physical properties.

חולקים את אותן תכונות פיזיקליות.

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

במקרים האלה, הדרך היחידה לבודד רכיבים היא הפרדה כימית,

a complex process that relies on unique interactions

תהליך מורכב שמסתמך על אינטראקציות יחודיות

between components within a mixture and another material.

בין רכיבים בתוך התערובת וחומר אחר.

One of these methods is chromatography,

אחת השיטות היא כרומוטוגרפיה,

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

כלי פורנזי בו מדענים משתמשים כדי לפענח זירות פשע.

They dissolve gathered evidence in a gas,

הם ממיסים ממצאים שנאספו בגז,

and can monitor and analyze the ingredients

ויכולים לנטר ולנתח את המרכיבים

as they separate and move at varying speeds

כשהם נפרדים ונעים במהירויות שונות

due to their unique chemical properties.

בשל התכונות הכימיות היחודיות שלהם.

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

המידע הזה מספר למדענים מה בדיוק היה נוכח בזירה,

often helping to identify the culprit.

מה שהרבה פעמים עוזר לזהות את האשם.

Separation techniques are not just about industry,

שיטות הפרדה לא משוייכות רק לתעשייה,

infrastructure,

לתשתית,

medicine,

לרפואה,

and justice.

ולצדק.

One of the most technically ambitious projects in human history

אחד הפרוייקטים הכי שאפתניים בהסטוריה של האנושות

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

הוא שיטת הפרדה שמכוונת לענות על השאלה הבסיסית,

"What is the Universe made of?"

"ממה היקום עשוי?"

By accelerating particles to extremely high speeds

על ידי האצת חלקיקים למהירויות עצומות

and smashing them into each other,

והתנגשותם אחד בשני,

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

אנחנו יכולים לפרק אותם לחקלקיקים המרכיבים אותם לזמן קצרצר.

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

ואם נצליח בזה, מה הלאה?

Is there a most elementary particle?

האם יש חלקיק יותר בסיסי?

And if so, what's it made of?

ואם כן, ממה הוא עשוי?