في هذه التّجربة نُجري سحرًا معروفًا ينفّذهُ السَّحَرةُ عادةً (إبرة في بالون)- ننفّذ السّحر بطريقتين مختلفتين ونشرح المبدأ العلميّ وراء ذلك.
ألمُعدّات
- بالون
- سيخ خشبيّ دقيق (من النّوع المستعمل للشّواء على الجمر)
- فازلين- غير إلزاميّ. يمكن استبداله بصابون لغسل الأواني، وبإمكاننا التّنازل عنه (أي الصّابون) أيضًا. خذوا بالحسبان أنّ احتمال نجاح التّجربة بدون فازلين قليل جدًّا.
- ورق لاصق (فقط للطّريقة الثّانية).
مجرى التّجربة
يمكننا مشاهدة مجرى التّجربة من خلال الفيلم القصير التّالي:
الشّرح
المادّة المطّاطيّة التي يُبنى منها البالون، هي جزيئات طويلة جدًّا. "خيوط" (بالمستوى الذرّيّ) مرتبطة معًا، تشبه قليلًا خيطان السباغيتي الملتصقة بالصّحن. هذه الجزيئات الطّويلة تنتمي لعائلة كيميائيّة من المواد تسمّى "بوليميرات" (بولي=كثير، مير= وحدات، ومعًا: وحدات كثيرة)، هي نفسها مبنيّة من وحدات منفردة قصيرة مرتبطة ببعضها البعض مئات آلاف المرّات وتشكّل سلسلة عملاقة.
الرّوابط الموجودة بين الجزيئات الطّويلة تسمّى "روابط متقاطعة" وهي المسؤولة عن تحويل البوليمير من مادّة بلاستيكيّة عاديّة إلى مادّة مرنة كالمطّاط. هذه الرّوابط هي المسؤولة عن إعادة سلاسل الجزيئات إلى مكانها بعد عمليّة مدِّها. بمقدورها عمل هذا حتّى حدٍّ معيّن: إذا كانت قوّة الشّدّ (المدّ) أقوى من الرّوابط المتقاطعة، فتنكسر هذه الرّوابط، وتنفصل السّلاسل عن بعضها البعض ويتمزّقُ المطّاط.
إذا نظرنا الى أطراف البالون نرى - بجانب منطقة النّفخ، ومقابلها في الأسفل تمامًا - أنّ المطّاط في هذه المناطق لونه داكنٌ أكثر، لأنّ طبقة المطّاط فيها أكثر سُمكًا مقارنةً بمحيط البالون (أي بمركزه). السّبب في ذلك هو أنّ المطّاط في الأطراف مشدود بشكلٍ أقلّ من المطّاط الموجود في المركز، ولذلك فالقوى التي تؤدّي إلى تمدّد الأطراف أقلّ من القوّة في المركز. هذا الفرق يمكِّن السّيخ من الولوج إلى داخل البالون من الأطراف، وأن يزجّ بنفسه بين الجزيئات (الفازلين أيضًا في ذلك أيضًا) حتّى لتمزيق جزء من الرّوابط المتقاطعة لكن بدون تفجير البالون بأكمله- والسّبب في ذلك، أنّه في المنطقة السّميكة يبقى كمٌّ كافٍ من الرّوابط المتقاطعة دائمًا، بإمكانها تثبيت جزيئات البوليمير معًا في البالون دون انفصالها.
في جانبيِ البالون المشدود، يكون المطّاط أقلّ سمكًا، أي أقلّ جزيئات وأقلّ روابط متقاطعة، ولذلك فإدخال السّيخ يُمزّق الرّوابط المتقاطعة، ويُضعف المكان حتى إِنّ ما تبقّى من الرّوابط المتقاطعة لا يقوى على قوّة الشّد حولها- فينفجر البالون.
الشّريط اللاصق (سيلوتيب)- يُتيح غرز الإبرة حتى في الجوانب دون التّسبب بتمزيقه- فالشّريط يزوّد قوّة خارجيّة للرّوابط المتقاطعة بين الجزيئات ويساهم في تثبيت الجزيئات في مكانها، حتّى ولو تسبّب السّيخ في تمزيق جزء منها. فإذا أردنا إنجاح السّحر/التّجربة يجب استعمال شريط لاصق بشكل قويّ وسميك نسبيًّا.