واشنطن العاصمة - ألغاز لم تحل تبهر الكثير منا. لهذا السبب نشاهد برامج الجريمة ونقرأ الروايات الغامضة. ينبهر العلماء أيضًا بالألغاز التي لم يتم حلها. الفائزون الثلاثة الأوائل في Regeneron Science Talent Search لعام 2019 أخذوا جميعًا ألغازهم التي لم يتم حلها. بحث أحدهم عن كواكب في أنظمة شمسية أخرى ربما تكون قد تسللت عبر التلسكوبات الكبيرة. مخبأ آخر مكشوف حيث يحب فيروس نقص المناعة البشرية - الفيروس المسبب لمرض الإيدز - أن يكمن. ثالث ، محبط من إجابة "غير مرضية" ، عالج مشكلة حسابية معقدة.
حصلت آنا همفري ، 18 عامًا ، على 250 ألف دولار والجائزة الأولى. وفاز صامويل وايسمان ، 17 عاما ، بالمركز الثاني و 175 ألف دولار. جاء آدم أرديشار ، 17 عاما ، في المركز الثالث ، وفاز بمبلغ 150 ألف دولار.
تقول مايا أجميرا:"بالنظر إلى المتأهلين للتصفيات النهائية اليوم والتفكير في الطلاب القادمين ، أعلم أننا في أيد أمينة". "يسعدني أنه ، جنبًا إلى جنب مع Regeneron ، يمكننا مواصلة هذه المسابقة ، الآن في عامها الثامن والسبعين ، وتزويد هؤلاء الشباب بمنصة لعرض علومهم." أجميرا هو الرئيس والمدير التنفيذي لجمعية العلوم والجمهور. أنشأت هذه المنظمة البحث عن المواهب العلمية في عام 1942 وما زالت تدير المنافسة. (تنشر الجمعية غير الربحية أيضًا أخبار العلوم و أخبار العلوم للطلاب .)
كل عام ، يجمع بحث المواهب العلمية 40 طالبًا من جميع أنحاء الولايات المتحدة. يعرضون مشاريعهم العلمية على الجمهور ويواجهون لجنة من التحكيم حيث يتنافسون على جوائز تزيد عن 2 مليون دولار. تتم رعاية البحث عن المواهب العلمية بواسطة Regeneron ، وهي شركة تطور أدوية لأمراض مثل السرطان.
التباعد
لطالما كانت آنا همفري مفتونة بالكواكب الخارجية - الكواكب في الأنظمة الشمسية الأخرى. لكن ليس لأن رأسها في النجوم. همفري هو أحد كبار السن في تي سي. مدرسة ويليامز الثانوية في الإسكندرية ، فرجينيا. تريد معرفة المزيد عن الكواكب الخارجية حتى تتمكن من الإجابة عن أسئلة حول كيفية تشكل نظامنا.
الشرح:تأتي الكسوف بأشكال عديدة - بما في ذلك العبور
تقول:"الاختلاف الوحيد بين نظام خارجي شمسي ونظامنا الشمسي هو أننا نعيش في نظامنا". من خلال التعرف على الكواكب الخارجية ، وأين توجد وكيف تتشكل ، تأمل آنا في "التعرف على كيفية وصولنا إلى هنا ، ولماذا يبدو نظامنا الشمسي على ما هو عليه."
يبحث العديد من العلماء الذين يستكشفون الكواكب الخارجية عن عمليات العبور . هذا عندما يمر كوكب أو قمر أمام نجمه. إذا كان لدى العلماء تلسكوب موجه في الاتجاه الصحيح ، فقد يرون ضوء النجم خافتًا قليلاً لأن الكوكب يخفت ضوء النجم بمهارة.
ولكن لا يمكن اكتشاف جميع الكواكب بهذه الطريقة. بعض الكواكب الصغيرة - بحجم الأرض ، على سبيل المثال - صغيرة جدًا. فهي لا تُظلم ضوء النجوم بدرجة كافية ليتم اكتشافها بواسطة تلسكوبات اليوم.
قررت آنا البحث عن بعض هذه الكواكب المخادعة من خلال بناء برنامج كمبيوتر يعتمد على ما يسمى بفرضية "النظام المحشو". هذه هي الفكرة القائلة بأن الأنظمة الشمسية يجب أن تحتوي على أكبر عدد ممكن من الكواكب - لكن لا يمكنها الاحتفاظ بالكثير من الكواكب.
عمل المراهق مع أرشيف الكواكب الخارجية التابع لوكالة ناسا ، والذي يديره معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. هذه قاعدة بيانات مجانية على الإنترنت لمعلومات الكواكب الخارجية. بحث برنامج الكمبيوتر الخاص بـ Ana عن أنظمة "غير معبأة". العثور على واحد يعني أنه قد يكون هناك مساحة كافية لدعم المزيد من الكواكب الخارجية. انتهى الأمر بآنا بتحديد 560 موقعًا في مجرتنا درب التبانة قد تستضيف كواكب. ومن بين هؤلاء ، كان 96 هدفًا رئيسيًا. وتقول إن هذا يعني أن لديهم مساحة كافية بين الكواكب المعروفة لتناسب كواكب أخرى. حتى الآن ، لم يتم العثور على أي من هؤلاء "الآخرين".
كانت آنا حريصة على التأكد من أنها تسير في مسار البحث الصحيح. انتهى بها الأمر بالحصول على مساعدة من إليسا كوينتانا. هي عالمة فيزياء فلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. كما تحدثت الطالبة أيضًا مع مارك أوتو ، الذي يدرس الإحصائيات الخاصة بخدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية في أديلفي بولاية ماريلاند. "حاولت الوصول إلى أكبر عدد ممكن من الأشخاص للحصول على تعليقات "، تشرح آنا.
سرية الفيروسات
سام ويسمان طالب في السنة الأخيرة في مدرسة هاريتون الثانوية بمحطة ميريون ، بنسلفانيا. قبل عدة سنوات ، ذهب إلى منزل أونا أودوهرتي لتناول العشاء مع شقيقه ، فقد علم للتو عن فيروس نقص المناعة البشرية في المدرسة. كان يعلم أن أودوهرتي درس فيروس نقص المناعة البشرية في جامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا. لذلك سأل عن عملها. بعد ذلك ، قال ، "لقد دعتني لقضاء أسبوع في معملها".
في ذلك الوقت ، كان سام لا يزال في المدرسة الإعدادية ، لذلك لم يكن مسموحًا له بالقيام بأكثر من المشاهدة. يتذكر قائلاً:"لقد صنعت الكثير من القهوة". لكن عندما وصل إلى المدرسة الثانوية ، سمح له العالم ببدء عمل معمل حقيقي. أراد Sam معالجة لغز كيف يمكن لفيروس نقص المناعة البشرية البقاء على قيد الحياة في جسم شخص ما ، حتى بعد أن عولجوا بالعقاقير لقتل الفيروس.
يتكاثر فيروس نقص المناعة البشرية بطريقتين. يمكن للخلية المصابة أن تفرز فيروسات فيروس نقص المناعة البشرية الجديدة التي تحفر بعد ذلك في الخلايا السليمة. وعندما تنقسم الخلية المصابة ، يحصل فيروس نقص المناعة البشرية على فرصة أخرى للانتشار. يكرر نفسه داخل الخلية المنقسمة. يشرح سام قائلاً:"تنقسم الخلية البشرية وتأخذ معها فيروس نقص المناعة البشرية". هذا يحافظ على فيروس نقص المناعة البشرية في الجسم وتحت رادار جهاز المناعة.
نشر Sam وأعضاء آخرون في مختبر O’Doherty اكتشافهم في 13 فبراير في مجلة Nature Communications .
إجابات غير مرضية
صادف آدم أرديشار مشروع البحث عن المواهب العلمية في… مسابقة أخرى. كان أحد كبار السن في مدرسة توماس جيفرسون الثانوية للعلوم والتكنولوجيا في الإسكندرية ، فيرجينيا ، يتنافس في بطولة الرياضيات بجامعة هارفارد في أوائل العام الماضي. كجزء من هذه المسابقة ، طُلب منه حل شيء يسمى "مشكلة جامع القسائم".
تخيل أن لديك جرة كبيرة من الفاصولياء. إنه مزيج من 14 لونًا مختلفًا. قد يكون هناك ألوان خضراء أكثر من اللون الوردي ، وأحمر أكثر من أي لون آخر. إذا وضعت العصابة على عينيك وسحبت حبة فول من البرطمان في المرة الواحدة ، فكم عدد حبوب الهلام التي يجب عليك اقتلاعها قبل رسم واحدة من كل لون؟ هذا هو السؤال وراء مشكلة جامع القسائم.
لم يقم أحد بحل هذه المشكلة حتى الآن لكل رقم وتركيبة ممكنة. لكن في مسابقة 2018 تلك ، جربها Adam. يقول:"لقد طلبوا مني تقدير الإجابة". "لكن الحل لم يكن مرضيًا للغاية ولم يكن رياضيًا للغاية."
لم يستطع آدم التعايش مع ذلك. ويشرح قائلاً:"عندما تحل مسألة حسابية ، فإن الأمر يشبه اللغز. تحصل على الاندفاع في النهاية عندما تحل المشكلة ". ومع ذلك ، يلاحظ ، "عندما تحصل على حل غير مرض ، لا يوجد نفس الاندفاع."
قرر المراهق أن يتعامل مع مشكلة جامع القسائم بنفسه. لقد تواصل مع صديق ، فرانكلين وانغ. وانغ الآن طالب جامعي في جامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس ، ولكن عندما كان طالبًا في المدرسة الثانوية ، كان وانج أيضًا أحد المرشحين النهائيين في برنامج البحث عن المواهب العلمية. يقول آدم:"لقد أعطاني بعض مواد القراءة". في وقت لاحق ، تجاذبوا أطراف الحديث بالفيديو بينما كان آدم يعمل على حل مشكلة جامع القسائم.
بينما لم يحل آدم المشكلة تمامًا ، فقد اقترب كثيرًا. يقول إن النتائج يمكن أن تساعد الأشخاص في حساب أشياء مثل الأحداث المتطرفة بشكل أفضل - مثل الفيضانات التي حدثت على مدار 1000 عام أو متى قد ينهار الجسر.
يقول ليونارد شلايفر:"العلماء العظماء ... مثل العلماء الشباب الأربعين الذين نكرمهم هنا اليوم ، هم من بين أقوى الأشخاص على وجه الأرض". وهو المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Regeneron. "في الواقع ، أنا أعتبرهم يتمتعون بقوة خارقة ... القوة المذهلة للسفر إلى المستقبل وإعادة الاختراعات والاكتشافات المهمة إلى الحاضر." من خلال إجراء البحث ، كما يقول ، فإن هؤلاء المراهقين "لديهم القوة ... لتغيير حياتنا اليوم".
