عميد عماد
برخي دانشمندان را عقيده بر اين است كه لغت شيمي از كلمه يوناني كيميا يعني ممزوج كردن گرفته شده و بعضي ديگر معتقدند كه اين واژه از كلمه عربي شامان به معني پنهاني و اسرارآميز مشتق شده است. شيمي، يكي از علومي است كه همواره در زندگاني بشر دخالت كامل داشته و دارد و به هر اندازه كه تمدن كنوني ما پيشتر رود، دخالت آن نيز در شئون مختلف زندگاني ما زيادتر خواهد شد.
اين علم از اجسام و خواص و ساختمان آنها و واكنش هايي كه آنها را به اجسام ديگر تبديل مي نمايد، بحث مي كند.
طي هزاران سال از تاريخ بشر، دانش شيمي تنها منحصر به هنر تهيه اكسيرها، عطرها و جوهرهاي پاره اي از فلزات بود. قدما به هيچ وجه توانايي نداشتند مواد - حتي ساده ترين آنها - را تجزيه كنند. به همين جهت بود كه يونانيان قرن پنجم كه همواره درصدد پي بردن به رموز و اسرار طبيعت و كشف حقيقت ماده و خلقت آن بودند، آب را كه مايه حيات ساير موجودات است، عنصري ساده دانسته و آن را ماده اوليه جهت تشكيل مواد مختلف روي زمين مي پنداشتند، حال آنكه همانطور كه همه مي دانيم آب تركيبي از دو عنصر ساده اكسيژن و هيدروژن است. با اين حال يونانيان قديم خواص بعضي اجسام را مي شناختند و آن دسته از عناصر را كه مي توانستند به شكل خالص در طبيعت بيابند، از يكديگر تميز مي دادند. مثلا يونانيان به خاصيت ضدعفوني كننده گوگرد پي برده بودند و از آن استفاده مي كردند.
فكر اوليه وجود عناصر ساده ابتدا از امپدوگل و سپس ارسطو است. ارسطو، فيلسوف بزرگ يوناني چهار عنصر آب، هوا، خاك و آتش را پايه و اساس ساختمان مواد ديگر مي دانست. او معتقد بود كه اين چهار عنصر، مظهر خواص اصلي از قبيل رنگ، استحكام و حالت اجسام هستند. مثلا آب را يكي از عناصري مي دانست كه در ساختمان فلزات وجود دارد، زيرا آنها نيز در اثر حرارت مانند آب به حالت مايع درمي آيند. اين نظريه نادرست كه تا اواخر قرون وسطي، يگانه الهامبخش علماي طبيعي به شمار مي رفت، در تشويق كيمياگران بي اثر نبود و تلاش آنها براي تبديل فلزات ارزان به فلزات قيمتي تا اندازه اي متكي بر نظريه ارسطو درباره عناصر چهارگانه فوق بود.
پس از آشنايي مسلمانان با نظريات دانشمندان يوناني كه به واسطه ترجمه كتب يوناني به عربي بود، اين بار نوبت مسلمانان بود تا نظريات خود را ارائه كنند؛ نظرياتي كه برخلاف اسلاف پيشين يوناني، ديگر نه كودكانه، بلكه علمي و مستند و قابل دفاع بودند. اولين شيميدان تاريخ اسلام، جابربن حيان است. جابر در قرن سوم هجري (هفتم ميلادي) مي زيسته است ، اما از تاريخ دقيق تولد و وفات او خبري در دست نيست. او نام امام جعفر صادق (ع) را بسيار در كتاب هايش آورده، چون يكي از شاگردان امام بوده است. او علاوه بر شيمي در فلسفه شيعه هم صاحبنظر بوده است. گفته مي شود زادگاه او طوس در خراسان است. از نظر جابر، هفت فلز اصلي در جهان وجود داشت: طلا، نقره، مس، آهن، سرب، جيوه و قلع. به تعبيري مي توان اين دسته بندي را اولين جدول عناصر دنيا ناميد.
اما مشهورترين شيميدان اسلام كه لقب پدر علم شيمي را به او نسبت داده اند، محمدبن زكرياي رازي است. او در اوايل شعبان 251 هجري در ري متولد شد و در همين شهر به تحصيلات خود در فلسفه، رياضيات، نجوم و ادبيات مبادرت ورزيد. در مورد وفات او هم گفته اند كه رازي در سال 313 هجري درگذشته است.
توجه رازي به كيميا (شيمي) به واسطه تبحر او در علم طب است. مهمترين كتاب او در طب، الحاوي است، اما در علم شيمي از كتب مهم او مي توان به كتاب الاكسير و كتاب التدبير اشاره كرد. از ويژگي هاي منحصر به فرد رازي مي توان به دقت اعجاب انگيز او در انجام آزمايش ها اشاره كرد، به گونه اي كه امروزه هم پس از گذشت قرن ها هر شيميداني مي تواند با مطالعه گزارش هاي او، عينا آن را مجددا آزمايش كند. از مهمترين كشفيات او در علم شيمي مي توان به كشف الكل و جوهر گوگرد (اسيد سولفوريك) اشاره كرد.
پس از قرون وسطي و جهش علمي غرب، اين بار نوبت اروپاييان بود كه تحولي در علم شيمي به وجود بياورند. علم شيمي به معناي امروزي علم، از قرن هجدهم ميلادي در اروپا مورد توجه قرار گرفت. از پيشگامان علم شيمي در اروپا مي توان به براند، كاشف آلماني فسفر (1675 ميلادي) اشاره كرد. در همين قرن، آكادمي دل لينكلن در روم و آكادمي انجمن پادشاهي در لندن و آكادمي علوم در پاريس شروع به تدريس شيمي كردند. در همين دوران، روبرت بويل انگليسي، دليرانه با عقايد قدما درباره وجود عناصر چهارگانه و تبديل فلزات مخالفت و تير خلاص را به اين عقايد غير علمي شليك كرد، اما پدر علم شيمي جديد كسي نيست مگر آنتوان لاوازيه. اين دانشمند فرانسوي، تجربه و سنجش توام با نتيجه گيري صحيح را پايه و اساس اين علم قرار داد و براي اولين بار از ترازو براي سنجش و تحقيق در فعل و انفعالات شيميايي در آزمايشگاه استفاده كرد. او همچنين اثبات كرد عمل سوختن، تركيب جسم با اكسيژن است.
با كشف نخستين پيل دنيا در سال 1800 توسط ولتا، علم جديدي از زيرمجموعه هاي علم شيمي به نام الكتروشيمي به جهانيان معرفي شد. با استفاده از پيل، بسياري از نمك ها تجزيه شدند و اين تجزيه هاي متوالي در سال 1876 منجر به ارائه فرضيه يون ها شد كه يكي از مهمترين نظريات كاربردي شيمي است.
در سال 1808، دالتون فرضيه اتمي خود را ارائه داد و در همين سالها بود كه براي اولين بار براي نشان دادن عناصر، از حروف و اعداد لاتين استفاده شد، اما مهمترين خدمت به علم شيمي در اوايل قرن نوزدهم توسط شيميدان نابغه روسي، ديميتري مندليف انجام شد كه جدول تناوبي عناصر را ارائه كرد. پس از آن، شيمي به عنوان يكي از مهمترين علوم بشري مورد توجه محافل علمي قرار گرفت و امروزه به عنوان يكي از كاربردي ترين و سخت ترين رشته هاي دانش بشري، در خدمت پيشرفت آن قرار گرفته است.

عبدالرحمان صوفي رازي از دانشمندان بزرگ ايراني بود. او در زمينه دانش رياضيات، هندسه و ستاره شناسي كتاب هاي زيادي دارد و همچنين كتاب صورالكواكب (پيكرهاي ستارگان) را هم در زمينه اخترشناسي به نگارش درآورد.
صوفي رازي، نخستين كسي بود كه كهكشان مارپيچي M31 (كه در فاصله 9/2 ميليون سال نوري از ما قرار گرفته) را با چشم غير مسلح رصد كرده و مورد مطالعه قرار داد. گزارش صوفي از كهكشان امراه المسلسله و همينطور ابر ماژلاني بزرگ، قديمي ترين مدارك موجود از مشاهده اين اجرام هستند.
عبدالرحمان صوفي با رصدهاي پياپي اعلام كرد كه رنگ ستاره شباهنگ (در عربي شعراي يماني) تغيير نمي كند. پيش از او اخترشناسان يوناني مانند سنكا و بطلميوس گفته بودند كه اين ستاره را به رنگ هاي گوناگوني ديده اند. كتاب صورالكواكب او جدول هايي از قدر ستاره ها دارد كه با دقت خوبي تنظيم شده اند.
به پاس خدمات علمي ارزنده و پژوهش هاي بسيار او، گودال هايي در كره ماه به نام او نامگذاري شده است. در دانشنامه اخترشناسي آكسفورد (چاپ 2002) كه به سرپرستي آقاي پاتريك مور تدوين شده، اينطور آمده است: ابوالحسين صوفي، اخترشناس عرب (متولد ايران امروز) به خاطر كتاب صورالكواكب الثابته مشهور است. در اين كتاب او ستارگان را با نام هاي عربي شان مشخص كرده و جدولي از قدرهاي دقيق ستارگان هر صورت فلكي و نماي صورت فلكي ارائه كرده است. الصوفي، نخستين كسي است كه مشاهده دو كهكشان پرنور (قابل رويت با چشم غير مسلح) را گزارش كرده است: كهكشان آندرومدا (همان امراه المسلسله) و ابر ماژلاني بزرگ كه آن را گاو سفيد ناميد.
صوفي رازي در ايران به دنيا آمد و در ايران هم زندگي كرد. البته كتاب صورالكواكب را به زبان عربي نوشته كه اين دليل بر عرب دانستن او نمي شود، چراكه در آن زمان براي حفظ اثر علمي بايد آن را به عربي مي نوشتند. كتاب صورالكواكب الثابته بعدها توسط خواجه نصيرالدين طوسي (سازنده رصدخانه مراغه در 750 سال پيش) به فارسي ترجمه شد.
در كتاب تاريخ نجوم اسلامي نوشته آلفونسو نلينو و ترجمه احمد آرام تعريفي از اعراب ارائه شده است. نويسنده در اين كتاب معتقد است كه منظور از اعراب، تمام كساني هستند كه در ممالك اسلامي با زبان عربي كار مي كردند، يعني مي نوشتند، مي خواندند و ...، چه عرب، چه ايراني، چه اندولسي و چه مسلمان و مسيحي با اين تعريف مي توانند از اعراب و عربي زبان محسوب شوند.البته چنين مواردي در دانشنامه اخترشناسي آكسفورد، درباره خواجه نصيرالدين طوسي و البتاني هم ديده مي شود. البته البتاني متولد جايي است كه اكنون در تركيه قرار دارد، ولي او هم به عنوان اخترشناس عرب شناخته شده است.

مسلمانان، علم رياضي خاصه جبر و مقابله را به گونه اي پيشرفت دادند كه مي توان گفت آنان موجد اين علم هستند. اگر اصول ومبادي علم رياضيات قبل از اسلام در دنيا وجود داشت، لكن مسلمانان انقلابي در آن ايجاد كردند و ازجمله اينكه قبل از ديگران جبر و مقابله را در هندسه به كار بردند.
جبر و مقابله تا بدانجا مورد توجه آنان بود كه مامون عباسي در قرن سوم هجري (قرن نهم ميلادي) به ابومحمد بن موسي يكي از رياضيدان هاي دربار خود امر كرد كتاب ساده عام الفهمي در جبر و مقابله تاليف كند. محمدبن موسي(فوت در سال 257 يا 259ه.ق) يكي از سه برادر دانشمندي بود كه به بنوموسي شهرت داشتند. در نيمه دوم قرن سوم هجري ثابت بن قره طبيب، رياضيدان و منجم حوزه علمي بغداد خدمات بسياري را در زمينه ترجمه كتاب  هاي علمي از زبان هاي سرياني و يوناني به زبان عربي انجام داد. وي دارالترجمه اي تاسيس كرد كه بسياري از دانشمندان آشنا به زبان هاي خارجي در آن كار مي كردند. در اين دارالترجمه بسياري از آثار يونانيان نظير آپولونيوس، اقليدس، ارشميدس، تئودوسيوس، بطلميوس، جالينوس و ائوتوكيوس به وسيله او يا تحت سرپرستي وي به عربي ترجمه شد. ابوحفض ياابوالفتح الدين عمر بن ابراهيم نيشابوري مشهور به خيام نيشابوري از برجسته ترين حكما و رياضيدانان جهان در سال 329 ه.ق در نيشابور به دنيا آمد.
خيام كمتر مي نوشت و شاگرد مي پذيرفت. وي براي كسب دانش به خراسان و عراق نيز سفر كرد. به واسطه تبحر و دانش عظيمي كه در رياضيات و نجوم داشت، از سوي ملكشاه سلجوقي فراخوانده شد. ملكشاه به او احترام مي گذاشت و خيام نزد او قرب و منزلت ويژه اي داشت. او بنا به خواست ملكشاه در ساخت رصدخانه ملكشاهي و اصلاح تقويم با ساير دانشمندان همكاري داشت. حاصل كارش در اين زمينه تقويم جلالي است كه هنوز اعتبار و رواج دارد و از تقويم گريگور يابي دقيق تر است. يكي ديگر از دانشمندان اسلامي كه تحولي عظيم در علم رياضي پديدآورد ابوعبدالله محمدبن موسي خوارزمي (متوفي 232 ه.ق) است. اين رياضيدان، منجم، جغرافيدان و مورخ ايراني يكي از منجمان دربار مامون بود. وي در بيت الحكمه مشغول كار بود. بيت الحكمه موسسه علمي معروفي بود كه مامون خليفه عباسي به تقليد از دارالعلم قديم جندي شاپور در بغداد تاسيس كرد. ظاهرا فعاليت عمده اين مركز ترجمه آثار علمي و فلسفي يوناني به عربي بود. عده اي از مترجمان برجسته و نيز كاتبان و صحافان در آنجا كار مي كردند.
كتابخانه اي كه بدين طريق فراهم آمد و عنوان خزانه الحكمه داشت، از زمان هارون الرشيد و برامكه سابقه داشت و از موسسات وابسته به بيت الحكمه رصدخانه اي در بغداد و رصدخانه اي در دمشق بود كه منجمان و رياضيدانان اسلامي در آنجا به رصد كواكب و فراهم كردن زيج ها (جداولي كه از روي  آن به حركت اجرام سماوي پي مي برند) اشتغال داشتند. درباره اهميت و ارزش آثار خوارزمي چنين آورده اند: خوارزمي درخشان ترين چهره در ميان دانشمنداني بود كه در دربار مامون گرد هم آمده بودند. او كتب و آثاري را در علوم جغرافيا و نجوم تدوين كرد كه 300 سال بعد به وسيله آتل هارت انگليسي به لاتين ترجمه و در اختيار علماي اروپا قرار گرفت. ولي دو اثر او در رياضيات نام او را جاوداني ساختند. يكي از آنها حل المسائل علمي، براي زندگي عملي، با عنوان جبر و مقابله بود. مترجمي كه در قرون وسطي اين اثر را برگرداند نيز همان نام عربي را براي آن برگزيد. دومين اثر خوارزمي كه نامش را جاودان ساخت، همان كتاب آموزشي فن محاسبه بود كه در آن طريقه استفاده از اعداد هندي را مي آموخت. نوشتن اعداد، جمع و تفريق، نصف كردن و دو برابر كردن، ضرب، تقسيم و محاسبات كسري. اين كتابچه نيز به اسپانيا بوده و در اوايل قرن دوازدهم ميلادي به لاتين برگردانده شد.
از ديگر دانشمندان اسلامي كه در رشد دانش رياضي بسيار موثر بود مي توان از ابوالوفاي بوزجاني نام برد.
اقليدس
اقليدس اسكندراني (Euclid Alexandria) (حدود 275-365 پيش از ميلاد)، رياضيدان يوناني بود كه در قرن سوم پيش از ميلاد در شهر اسكندريه مي زيست. او نويسنده موفق ترين كتاب درسي تاريخ، اصول (Elements) است كه مدت 2 هزار سال، شالوده تمام آموزش هندسه در غرب بود.در اين اثر، اقليدس همه دستاوردهاي پيشينيان در هندسه را گرد آورده و به شكلي نو نظم بخشيده و از خود نيز چيزهايي به آن افزوده است. هندسه اقليدسي بر چند اصل ساده و بديهي استوار است و تمام قضاياي هندسي از آنها نتيجه گرفته مي شود، به گونه اي كه هر قضيه، ثابت كننده قضيه پس از خود باشد. افزون بر هندسه مسطحه، فصل هايي از كتاب هم به جبر، نظريه اعداد و هندسه فضايي اختصاص يافته است.
حاكميت مطلق نظريات اقليدس بر علم هندسه تا اواسط قرن نوزدهم دوام داشت. در اين زمان، گروهي از رياضيدانان پس از مطالعات بسيار به اين نتيجه رسيدند كه اصل پنجم اقليدس (كه مي گويد دو خط موازي هيچ گاه يكديگر را قطع نمي كنند) از نظر منطقي غير قابل اثبات و بنابراين مردود است و برپايه اين يافته رياضي، بتدريج انواع هندسه هاي نااقليدسي را پديد آوردند.شيوه ابتكاري اقليدس در تاليف اصول بسيار مورد توجه ديگر رياضيدان ها قرار گرفت و پس از كوتاه مدتي، اين كتاب به عنوان مرجع اصلي آموزش هندسه پذيرفته شد. اقليدس، يافته هاي پراكنده هندسه دانان پيشين را در چارچوبي چنان منطقي گرد آورده بود كه تا قرن ها بعد كسي نتوانست چيزي بر آن بيفزايد. به رغم نام آوري اقليدس، جزئيات زندگي او معلوم نيست. از يادداشت هاي پروكلوس و پاپوس اسكندراني دانسته ايم كه اقليدس از اعضاي فعال كتابخانه بزرگ اسكندريه و احتمالا درس خوانده آكادمي افلاطون بوده است، ولي از تاريخ دقيق تولد و مرگ او مطلع نيستيم و حتي نمي دانيم در كدامين شهر يا قاره جهان زاده شده است.

جغرافيدانان متخصص يافتن نفت، در طول سالهاي متمادي با علم به اينكه هيدروكربن ها بر اثر انباشت حيوانات و گياهان در طول اعصار تبديل به هيدروكربن شده اند، در سطح زمين به دنبال نفت وگاز بوده  اند. اما متان، به عنوان در دسترس ترين هيدروكربن دنيا در پوسته زمين در جاهاي متفاوت ديگري مانند كف اقيانوس ها و برخي صخره هاي اطراف آتشفشان هاي فعال هم يافت مي شود. با اين حال برخي دانشمندان در پي يافتن متان در ديگر مناطق هم هستند. البته اينان جدا از دانشمنداني هستند كه در كهكشان و ديگر سيارات منظومه شمسي به دنبال متان هستند. اين دسته از دانشمندان اين بار نه در منظومه شمسي كه در حجم اطراف هسته زمين به دنبال متان مي گردند.
اين دانشمندان كه از آزمايشگاه هاي ملي لارنس ليورمور و آرگون، آزمايشگاه ژئوفيزيك انستيتو لارنگي، دانشگاه  هاروارد و دانشگاه اينديانا هستند مي خواهند بدانند كه آيا اين امكان وجود دارد كه متان از يك پروسه غيرزيستي توليد شود يا نه. آزمايش ها و محاسبات انجام شده توسط اين تيم نشان مي دهند كه اين احتمال وجود دارد اطراف هسته اي زمين، دما و فشارهاي لازم براي توليد متان را ايجاد كند. ايده اينكه متان مي تواند طي پروسه غيرزيستي ايجاد شود به مشاهدات نجومي و سير در رفتار و ماهيت سياره هاي فرازميني باز مي گردد.
در دهه 1970 فضا نورد توماس گلد عنوان كرد كه متان بايد طي يك فرآيند غيرزيستي از مواد غيرزيستي هم توليد شود، چون كه مقادير بسيار زيادي از متان در جو مشتري، كيوان، اورانوس و نپتون يافت شده است در واقع در بازرسي تايتان، بزرگترين قمر كيوان، هفت نوع متفاوت هيدروكربن يافت شده است. در آن زمان كه گلد اين نظريه را عنوان كرد، ژئوشيميدان ها اظهار كردند كه هيدروكربن ها تحت هيچ شرايطي در حجم اطراف هسته اي توليد نخواهد شد. توجيه آنها اين بود كه هيدروكربن ها در حجم اطراف هسته اي زمين- كه از 7 تا۷۰ كيلومتر زير پوسته زمين شروع مي شود و گاه عمق آن به 2هزار و 850 كيلومتر مي رسد- با ديگر عناصر موجود واكنش داده و به اكسيد كربن تبديل مي شوند. ( چاه هاي نفت و گاز بين 5 تا۱۰كيلومتر عمق دارند) اما تحقيقات بسيار پيشرفته جديد كه از ترموديناميك هاي با فشار بالا استفاده مي كنند نشان داده اند كه دما و فشار حجم اطراف هسته اي به مولكول هاي هيدروكربن اين امكان را مي دهند كه در عمق 100 تا۳۰۰ كيلومتري همچنان به همان حالت باقي بمانند و با ديگر عناصر واكنش نشان ندهند. به دليل حجم بسيار زياد حجم اطراف هسته اي منابع هيدروكربن آن احتمالا بسيار بيشتر از منابع مشابه در پوسته زمين است.
شبيه سازي شرايط ترموشيميايي
در انجام كارهاي ليورمور روي تحقيقات متان كه توسط شيميدان لاري فريد هدايت مي شود، براي شبيه سازي واكنش هاي شيميايي از كد ويژه اي به نام چيتا استفاده مي شود. فريد چيتا را در سال 1993 براي دپارتمان دفاع پيشرفت داد تا به وسيله  آن فرمول هاي متفاوت مواد منفجره را بررسي كند. از آن زمان به بعد فريد و همكارانش اين طرح را بسيار پيشرفت داده اند.
يكي از اين موارد استفاده و درگير كردن پتانسيل هاي واكنشي بين مولكولي در طرح است نتيجه اينكه چيتا مي تواند دقيقا حالت موازنه را كه فشار و حجم دما را در لايه هاي مولكول، در شرايط ترموديناميك معين مي كند، مدل كند. از آنجا كه مواد در شرايط بسيار شديد بسيار متفاوت رفتار مي كند، چيتا مي تواند رفتار آنها را براي ديگر كدهاي كامپيوتري دقيقا مشخص كند. در حال حاضر از چيتا براي آناليز داده هاي آزمايشاتي كه در آزمايشگاه ژئوفيزيك در آرگون به دست مي آيد، استفاده مي شود. خود فريد در مورد چيتا اينچنين مي گويد: چيتا براي انجام آزمايشات دفاعي طراحي شده بود. در تحقيقات فعلي از چيتا براي انجام مطالعات در فشار بسيار بالا استفاده مي كنيم.
براي آزمايشات متان، محققان در آزمايشگاه ژئوفيزيك از سلول الماس (DAC) آرگون استفاده مي كنند. در اين روش، محققان با استفاده از دستگاه هاي مكانيك، فشار بسيار زيادي براي مطالعه رفتاري يك ماده ايجاد مي كنند. DAC ها به محققان اين امكان را مي دهند كه كميت هاي مواد را در فشار استاتيك و در فشارها و دماهاي متفاوت طي چند ساعت مورد بررسي قرار دهند. دليل استفاده از الماس ها اين است كه آنها مي توانند فشارهاي بسيار زيادي را تحمل كنند. همچنين، ساختار كريستالي آنها اين اجازه را مي دهد كه اشعه هاي مورد نياز براي بررسي موادي نظير اشعه ايكس و نورهاي مرئي براحتي از آنها عبور كنند.
مقايسه نتايج آزمايشات با محاسبات
براي مشخص كردن واكنش هاي شيميايي كه احتمال دارد در فشار و دماي مناطق بالايي حجم اطراف هسته زمين اتفاق بيفتد، محققان از DAC براي بررسي يك ميكروگرم اكسيد آهن و آب در فشاري تا 11 گيگا پاسكال و دمايي بيشتر از 1300 درجه سانتيگراد استفاده كردند. آنگاه آنها نتايج را با طيف سنجي رامن، اشعه اكس و ريزسنجي اپتيكي بررسي كردند.
طيف سنجي رامن طول موج ساطع شده از مولكول ها را هنگامي كه به لرزه در مي آيند، اندازه گيري مي كند. اين لرزه ها در فركانس هاي بخصوصي اتفاق مي افتند. در فشار معمولي، الكترون ها بشدت تحت تاثير باندهاي الكترون و پوسته هستند. با قرار دادن يك ماده در فشار بسيار زياد، اتم هاي آن در وضعيت متفاوتي قرار مي گيرند كه اين باعث ايجاد تغيير در ساختار و كميت هاي ماده مي شود. با مشاهده فركانس هاي ايجاد شده هنگامي كه الكترون ها تكان مي خورند يا به لرزه در مي آيند، دانشمندان مي توانند نحوه واكنش دادن عناصر با يكديگر را توضيح دهند. طيف سنجي رامن نسبت به لرزش بين كربن و هيدورژن بسيار حساس است. باند لرزش بين كربن و هيدروژن، هنگامي كه دماي نمونه به 500 درجه سانتيگراد مي رسد از هم جدا مي شوند و هنگامي كه به 600 درجه سانتيگراد در آزمايش با اشعه ايكس هم، اين اشعه از مواد مورد آزمايش عبور داده شده و سپس نتايج روي فيلم اشعه ايكس ضبط مي شود و مورد بررسي قرار مي گيرد. تغيير در الگو مشخص مي كند هر ماده در دماها و فشار متفاوت چه رفتار شيميايي متفاوتي  از خود نشان مي دهد. هنگامي كه تيم، نمونه ها را با ريز سنجي اپيتكي آزمايش مي كردند به حضور متان پي بردند.