120916_whatsenergy_1

سيخبرك أي كتاب فيزيائي بأن الطاقة "هي المقدرة على إنجاز شغل معيّن" ثم يفسّر الشغل بأنه "ما ينتج عن القوة عندما تؤثر في جسم متحرّك". هذا التعريف يبقى غير مُرضٍ، فهو يشبه قليلاً التعريف الأفلاطوني للإنسان بأنه "حيوان دون ريش ويمشي على قدمين". من الصعب أن تطعن في هذا المنطق، لكن لا يمكنك إلا أن تشعر بأن هناك شيئًا ما مفقودًا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h2>ما هو تعريف الطاقة</h2>
سبب صعوبة تعريف الطاقة هو أنها مفهوم "مجرّد"، فتعريف الطاقة في الفيزياء فيه نوع من الاختزال، كوسيلة لمنح التوازن بين الكتب.

الطاقة دائمًا تُحفظ ولا تفنى (أو تحوّل إلى كتلة ¹) وهي مفيدة بشكل لا يصدق لحل نتائج أي نوع من العمليات الفيزيائية أو الكيميائية.

ليس هناك جوهر مادي للطاقة ولا شيء من قبيل الطاقة الخالصة، ودائمًا ما يحملها شيء ما عادةً في شكل حركة.

المثال الكلاسيكي الطاقة الحركية هي كرة البلياردو التي تتدحرج فوق طاولة. كلما كانت الكرة أثقل وحركتها أسرع، كانت الطاقة التي تحملها أكبر. بمعنى آخر، ستؤلمك أكثر لو وقعت من على الطاولة وارتطمت بأصابع قدمك.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
الحرارة هي شكل آخر من الطاقة الحركية. فدرجة حرارة شيء ما هي قياس مباشر لمدى سرعة تحرّك الذرات داخله. في كوب من القهوة الساخنة تتزايد سرعة جزيئات الماء بينما تتباطأ في كوب من القهوة الباردة.

ارمِ قضيبًا حديديًا في النار، ورغم أن الذرات ستثبت في مكانها فإن الحرارة ستزيد من سرعة حركتها التي تكون في شكل اهتزازات.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
أحيانًا عندما يُسحب جسم أو يُدفع في اتجاه معين تتوقف حركته من قبل قوة أخرى. في هذه الحالة يقال أن الجسم له طاقة كامنة. الطاقة الكامنة تعني القدرة على الحركة. إنها تشبه قليلاً الضغط على دواسة بنزين سيارة سباق وتكون فرامل اليد مشدودة، فالسيارة لن تتحرك إلا إذا أنزلت الفرامل.

زجاجة فوق طاولة تُسحب إلى الأسفل بواسطة قوة الجاذبية، لكن أي حركة ستتعطل من قبل قوة قوية جدًا، وهي قوة التنافر الكهربائي² لذرات الطاولة. ومع ذلك، ستسقط الزجاجة لو دفعتها من على الطاولة.

ماذا عن الطاقة الكيميائية، الطاقة الكهربائية أو الطاقة النووية؟ إنها نوعًا ما أكثر تعقيدًا، لكنها في تحليلها النهائي تتضمن نوعًا من الحركة أو القدرة على الحركة.

على سبيل المثال، طاقة كبيرة تكون مخزّنة كالتي في نابض ملفوف أو داخل الأنوية الذرية، هذه الطاقة النووية يمكنها أن تتحرر عندما تنقسم ذرة اليورانيوم إلى نصفين³، تكون لكلا الشطرين شحنة موجبة؛ لذلك بعد الانشطار مباشرة يتنافران كهربائيًا ويتباعدان. وهكذا تحولت الطاقة النووية الكامنة إلى طاقة حركية.

وكما قال الفيزيائي الروسي ليف أوكن: «كلما كان المفهوم الفيزيائي أكثر أساسية كلما كان تعريفه في كلمات أصعب».

بالنسبة للطاقة، فأفضل ما نستطيعه هو القول بأن تعريف الطاقة هو المقدرة على التسبّب بالحركة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>الهوامش:</h3>
(أو تحوّل إلى كتلة ¹)… حسب نظرية أينشتاين تكافؤ الكتلة_الطاقة: الكتلة هي طاقة مكثفة <span style="color: #3366ff;"><a style="color: #3366ff;" href="https://cosmosmagazine.com/physics/six-physics-equations-changed-co" target="_blank" rel="noopener noreferrer">المصدر</a></span>

(²) لا تحتك الزجاجة احتكاكًا مباشرًا بالطاولة: ذلك أن الطاولة والزجاجة تتكوّنان من ذرات، وفي الذرات تكون الإلكترونات الأجزاء الأقرب إلى المحيط الخارجي للذرة. وتحمل الإلكترونات في كل المواد شحنة سالبة؛ وهكذا تمنع قوة التنافر الكهربائي تلامس الذرات.

(³) الانشطار النووي هو عملية انقسام نواة ذرة ثقيلة إلى قسمين أو أكثر، وينتج عن عملية الانشطار نيوترونات وفوتونات عالية الطاقة (بالأخص أشعة جاما) وجسيمات نووية مثل جسيمات ألفا وأشعة بيتا. <span style="color: #3366ff;"><a style="color: #3366ff;" href="https://www.britannica.com/science/nuclear-fission" target="_blank" rel="noopener noreferrer">المصدر</a></span>

<hr />

إعداد: أشرف بن نصر
تدقيق: جعفر الجزيري
<span style="color: #3366ff;"><a style="color: #3366ff;" href="https://cosmosmagazine.com/physics/what-is-energy" target="_blank" rel="noopener noreferrer">المصدر </a></span>

ما هي الطاقة (تعريف الطاقة)؟ اهم المفاهيم الفيزيائية و اصعبها تعريفا

jj-2

<h1>كيف سيبدو الإنسان لو عاش في الفضاء؟</h1>

<hr />

كل أسبوع تجيب مجلة " العلم والمستقبل sciences et avenir" على سؤال أحد متابعيها.
وقع اختيارنا في منتصف هذا الشهر على التغيرات التي ستطرأ على الجنس البشري لو استعمر الفضاء.
اقترحت مجلة العلم والمستقبل على معجبيها على صفحة الفايسبوك طرح تساؤلاتهم (العلمية طبعا)
اخترنا هذا الأسبوع سؤال ميشال مون »لنفترض أن رجالا ونساء رحلوا إلى الفضاء دون رجعة ، هل سيتكاثرون طبيعيا؟ ومع انعدام دائم للوزن كيف سيبدو الجنس البشري بعد عدة أجيال؟«
سؤال غني طرحه هذا القارئ ،اخترنا أن نجيب عليه نقطة بنقطة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>الذهاب إلى الفضاء دون رجعة</h3>
مشاريع الاستيطان في الفضاء دون رجعة نادرة في الوقت الحالي. البعثة الوحيدة الجادة هي " المريخ واحد Mars one" ،أطلقت عام 2012 من قبل الهولنديين باس لانسدروب و آرنو فيلدارس ( مهندس وفيزيائي) .و كانت تهدف إلى الاستيطان في المريخ.
الملياردير إيلون ماسك ، مؤسس سبايس إكس ، يحلم أيضا بإرسال أشخاص إلى الكوكب الأحمر ,لكن ذلك يتضمن مسار عودة ( إن تمكن المستوطنون من تصنيع الوقود اللازم للوصول).
ٱنتقدت هذه المشاريع من قبل العلماء الذين أشاروا إلى العديد من العقبات التكنولوجية والمالية التي يجب التغلب عليها.
<h3>التكاثر طبيعيا</h3>
هل يمكننا ممارسة الجنس في الفضاء ؟ قد يثير هذا السؤال الابتسامة.
لكن وكالة ناسا قامت بالفعل بتجارب في هذا الصدد على الحيوانات.
أول تزاوج رسمي كان سنة 1994 بين أسماك الميداكا ( اسمها العلمي أورزياس لاتيبس) وهي متوفرة في حقول الأرز وتحفظ عادة في الأحواض.
رائدة الفضاء الشهيرة الفرنسية كلاودي هانيوري شاركت في تجربة مماثلة سنة1996 لكن هذه المرة على حيوان السمندل المائي ( بالفرنسية le tritonبالانجليزية ( Newt ، وكان الهدف من هذه التجربة تحديد إمكانية التخصيب الطبيعي والتطور الجنيني لدى الفقاريات في الجاذبية الجزئية _الصغرى ( microgravity)_
كشفت هذه العملية عن نواقص في بعض مراحل التطور الجنيني على مستوى انقسام الخلايا وانغلاق الأنبوب العصبي.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>لكن ماذا عن الإنسان ؟</h3>
رسميا لم تعلن وكالة ناسا عن علاقات جنسية ممكنة بين روادها في الفضاء بالرغم من مشاركة الزوجين مارك لي ونانسي يان دافيس في نفس البعثة الفضائية سنة 1992.
مع ذلك فإن وكالة الفضاء الأمريكية تهتم في الحقيقة بمسألة تصميم رضيع في الجاذبية الجزئية الصغرى.
أظهرت دراسة نشرت سنة2010 من قبل ثلاثة علماء خيبات أمل : ففي الحالة الراهنة تبدو الإشعاعات الشمسية خطيرة جدا على الحمل .
فالأشعة الكونية التي تطرق السفينة الفضائية لمدة طويلة ستخفض من تركيز الحيوانات المنوية لدى الرجل وستعقّم بدون شك البويضة المخصّبة.
وحتى لو اكتمل نمو الجنين فإن حمضه النووي D.N.A سيتعرض إلى طفرات تجعل النساء عقيمات.لحسن الحظ لدينا دائما التخصيب بالأنبوب لبقاء نوعنا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>مع انعدام دائم للوزن ،كيف سيبدو الإنسان بعد عدة أجيال؟</h3>
في الوقت الراهن لا نعلم بوجود أي منشور علمي حول هذا الموضوع .
ربما لوجود عائق للتخصيب في الفضاء.
مع ذلك ، أثبتت عديد الدراسات أن البعثات الفضائية المطوّلة تمثل خطرا على الصحة: فغياب قوة الجاذبية يجعل خلايا الجسم التي أنشئت بالتزامن معها أقل ترابطا مما يخلّ بتنظيمها واستقرارها دون أن ننسى كثرة التعرض للأشعة الكونية.
وهكذا يلاحظ رواد الفضاء هشاشة في أجسامهم :
-- جهاز مناعتهم يختلّ مما يجعلهم معرّضين أكثر لمسببات الأمراض.
--ارتفاع خطر الإصابة بسبب انخفاض كثافة العظام.
--انخفاض في القدرة الهوائية ( التي تستخدم لإنتاج الطاقة من الأوكسجين (
--ضمور كتلتهم العضلية خاصة على مستوى السيقان لذلك من الضروري القيام بتمارين يومية كي لا يفقدوا قوتهم وتناسقهم : في هذا الصدد يختبر حاليا توماس باسكيت آلة تسمى "ماريس MARES" وظيفتها قيس فقد الكتلة العضلية المرتبط بالجاذبية الجزئية وإيجاد تمارين للحد منها
الرواد ينذرون أن رجل الفضاء سيكون أكثر نحافة من الوقت الراهن نظرا لفقد الكتلة العضلية وتقليل الحاجيات الغذائية.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
هناك آثار أخرى أيضا غير واضحة ظاهريا وقعت معاينتها لدى رواد فضاء أنجزوا مهمات فضائية طويلة المدى فدقات القلب أصبحت غير منتظمة وقلوبهم أكثر استدارة مما يجعل هذه المضخة أقل فاعلية.
بسبب تعرض صحته لاختبار قاس ،فمن المرجع جدا أنه ينبغى على رجل الفضاء أن يحسّن من إدراكه البصري و توجيهه المكاني لأنه بسبب الجاذبية الجزئية يختل هذان العنصرين .

أخيرا لا تحافظ الأشعة الكونية على الجهاز العصبي لرائد الفضاء وهو ما يجعلها سببا للأمراض التنكسية ( degenerative diseases ).
لاستعمار الفضاء ينبغي على الإنسان أن يجد حلولا لكل هذه المشكلات.

<hr />

الترجمة: أشرف ابن نصر.
التدقيق: أسامة القزقي.
<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="https://www.sciencesetavenir.fr/sante/question-de-la-semaine-si-l-homme-vivait-dans-l-espace-a-quoi-ressemblerait-il_110607" target="_blank">المصدر</a></span>

كيف سيبدو الانسان لو عاش في الفضاء ؟

time-crystal-360x240

<h1>علماء فيزياء يقولون إنهم ابتكروا شكلا "مستحيلا" وجديدا من المادة الصلبة الفائقة</h1>

<hr />

أصبح عالمنا للتو غريبا بعد ادّعاء علماء فيزياء ابتكارهم بنجاح شكلا جديدا و "مستحيلا" من المادة في المختبر : المادة " ذات الصلابة الفائقة" التي تجمع بين خواص المواد الصلبة والسائلة في الوقت ذاته.

توقع العلماء وجود هذا الشكل الغريب من المادة منذ أكثر من خمسين سنة، لكن أحد لم يتمكّن من إثبات ذلك على أرض الواقع.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
الآن ، يستخدم فريقان مستقلان من علماء الفيزياء تقنيات مختلفة للتوصّل إلى نفس النتيجة الغريبة و التي ادّعوا أنها أول مثال على المواد ذات الصلابة الفائقة.

من المؤكد أنه سيكون هناك جدل حول ما إذا كانت هذه التجارب الجديدة تثبت دون أدنى شك حالة الصلابة الفائقة خاصة بعد فشل ادّعاء مشابه في 2004. لكن هذا يعتبر الدليل الأكثر إقناعا على إمكانية وجود المادة الصلبة الفائقة في الواقع.

بالنسبة لأولئك الذين ليسوا على دراية بمدى غرابة ذلك فإن المادة الصلبة الفائقة لديها البنية البلورية الخاصة بالمادة الصلبة، في حين أنها تتدفق مثل السوائل.
الأمر الذي يتناقض مع الفيزياء التقليدية.

عادة ماتوجد المادة فقط في أربع حالات : صلبة، سائلة، غازية وبلازما.

وتنشأ هذه الحالات اعتمادا على ظروف معينة, كدرجة الحرارة والضغط ويكون تحديد حالة المادة وفقا لترتيب الجسيمات داخل المادة.

الغريب في الأمر بالنسبة للمواد الصلبة الفائقة هو أن الجسيمات مرتبة في بنية جامدة وصلبة لكنها تتدفق بدون لزوجة (أو التصاق) وهي سمة رئيسية للسائل الفائق.

قال فولفاجانج كيترلي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وهو الباحث الرئيس في إحدى الفرق التي كانت وراء هذا الاكتشاف من التناقض وجود مادة تجمع بين السيولة الفائقة والصلابة&lt;&lt;لو كانت قهوتك من السوائل الفائقة وقمت بتحريكها ، فإنها فتستمر بالدوران إلى مالا نهاية&gt;&gt;

أول من تنبأ بالمواد الصلبة الفائقة هم علماء روس سنة 1969 ، حينها افترضوا أن نظير الهليوم -4 بإمكانه حمل خصائص المادة الصلبة والسائلة في نفس الوقت في ظل ظروف معينة.

منذ أمد بعيد ، افترض الباحثون عموما أنه من المستحيل إنشاء مثل هذه البنية، لكن ذلك لم يمنع البعض من المحاولة.

حدث انفراج سنة 2004 عندما قام باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا بتبريد الهليوم إلى أقل من عشر الدرجة فوق الصفر المطلق ( حوالي 273- درجة مئوية ) وعثروا على ما قد يكون حالة من المادة الصلبة الفائقة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وكما ذكرنا في مقال السنة الماضية

<em><span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.sciencealert.com/physicists-have-achieved-a-supersolid-state-for-the-first-time-and-it-s-so-much-stranger-than-predicted" target="_blank">رابط</a></span></em>

لم يكن الفريق واثقا بما يكفى ليقول أنهم صنعوا مادة صلبة فائقة خاصة أنهم لم يستطيعوا استبعاد إمكانية انزلاق طبقة رقيقة من السائل داخل الحاوية ممّا أفشل نتائجهم.

بالإضافة إلى ذلك فالعديد من التجارب في العقد التالي أنكرت فكرة أن مادة صلبة فائقة قد ابتكرت بإثبات أن الهليوم-4 لديه نوع من البلاستية (اللدانة) الكمومية (quantum plasticity) في ظل ظروف معينة والتي لا تنتج عن الصلابة الفائقة.

قرر معظم المجتمع العلمي عمليا أن عيّنة 2004 لم تكن مثالا حقيقيا للمادة الصلبة الفائقة، وعلى مدى السنوات القليلة الماضية كان الحقل هادئا جدا حول هذا الموضوع، لكن في نوفمبر 2016 أعلن فريقان مستقلان سويّة ، وليس فريق واحد، في أوراق بحثية مبدئية ( لم تطبع) أنهم فعلوها : لقد تمكّنوا من ابتكار مواد صلبة فائقة في المختبر..

استعمل الباحثون من معهد أم آي تي MIT في كامبريدج ماساتشوستس و معهد ETH في زيورخ سويسرا نوعا غريبا من الغاز والمعروف باسم كثافات بوز- آينشتاين (BEC ) لابتكار موادهم الصلبة الفائقة بالرغم من أن لكلا الفريقين طريقة مختلفة.

تكاثف بوز -آينشتاين هو الحالة الخامسة للمادة التي تظهر في درجة حرارة فائقة البرودة حيث تتصرّف الذرات مثل الأمواج.

ولديها خصائص فريدة من نوعها خاصة بها، لكن الجيد في استخدام تكاثف بوز -آينشتاين لابتكار المادة الصلبة الفائقة هو أنها فعلا سائل فائق، إذا هو منتصف الطريق.

أخذ الفريق هذه الغازات فائقة البرودة واستخدم تقنيات مختلفة قليلا ليجعلها في مرحلة كمومية من المادة ببنية جامدة مثل المادة الصلبة لكن مع قدرة على التدفق مثل السائل الفائق.

في ذلك الوقت ، نشر الفريقان نتائجهم على الخادم:

<em>(the pre-print server arXiv.org)</em>

الآن حكّمت هذه النتائج وتمت مراجعتها من قبل النظراء ونشرت في دورية Nature

<em><span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7643/full/nature21431.html" target="_blank">هنا</a></span></em>

<em><span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7643/full/nature21067.html" target="_blank">وهنا</a></span></em>

مقدمة أكبر الأدلة إلى حد الآن على أن المواد الصلبة الفائقة حقيقية.

حقق الباحثون السويسريون ذلك من خلال أخذ كمية صغيرة من غاز الروبيديوم ( Rubidiumm) ووضعه في حجرة مفرغة من الهواء، حيث قاموا بتبريده إلى بضعة أجزاء من المليار كلفن عن الصفر المطلق مما أدى إلى تشكيل تكاثف بوز- آينشتاين.

بعد ذلك وضع الفريق هذه الكثافات في الجهاز مع حجرتين للرنين البصري( optical resonance chamber) تتألف كل منها من مرآتين صغيرتين متقابلتين، وباستخدام أشعة الليزر اتّخذت الجسيمات في نهاية المطاف بنية بلورية منتظمة مما يدل على المادة الصلبة.

لكن أيضا تحافظ الكثافات على خصائص السائل الفائق فهي قادرة على التدفق دون أي مدخلات طاقة، وهو أمر غير ممكن في المادة الصلبة العادية.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
صرّح تلمان إيسلنجر ،وهو أحد أعضاء فريق ETHزويرخ، لموقع phy.org&gt;&gt; لقد كنا قادرين على إنتاج هذه الحالة الخاصة في المختبر بفضل الترتيب المتطور الذي يسمح لنا بجعل حجرتي الرنين متطابقتين بالنسبة للذرات&lt;&lt; اعتمد فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نهجا مختلفا :فقد استخدموا مجموعة من أساليب التبريد عن طريق الليزر والتبخير لتحويل ذرات الصوديوم إلى كثافات بوز -آينشتاين.

بعد ذلك استخدموا أشعة الليزر لمعالجته أيضا في داخل ترتيب بلّوري صلب من خلال خلق اختلافات للكثافة في الذرات.

وبرغم أن العملية كانت مختلفة فإن نتيجتها النهائية مماثلة للنتيجة التي توصل إليها الفريق السويسري: المادة الصلبة التي تتدفق مثل سائل فائق .

حقيقة أن النتائج تم التحقق منها من قبل فريقين في نفس الوقت يجعلنا أكثر إقتناعا أن المواد الصلبة الفائقة أمر حقيقي.

في تصريح لمجلة sciences news قال سارنج كوبلاكريشنان وهو من جامعة مدينة نيويورك ولم يشارك في البحث &gt;&gt;إنها الحالة الأولى حيث يمكنك أن تنظر دون أي لبس إلى منظومة وتقول هذا هو على حد سواء سائل فائق ومادة صلبة &lt;&lt;

من المحتمل أن تكون هناك جولة جديدة من الاختبارات المستقلة والتحقق للتأكد من أن ما أنتج يمكن أن يسمى " مادة صلبة فائقة ."

هنالك الحجة القائلة بأن الفريق استخدم كثافات بوز-آينشتاين بدلا من الهليوم- 4 لابتكار هذه الحالة من المادة يمكن أن ينظر إليه على أنه "غش" لكن بالتأكيد هي تبقى دليلنا الأكثر إقناعا على وجود المادة الصلبة الفائقة.

ثم ماذا ستقدم حالة جديدة محتملة من المادة لبقيّتنا؟ في الوقت الراهن لن تقدم كثيرا، حقيقة أن هذه المواد توجد فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية مع فراغ عالي جدا يعنى أنها ليست مفيدة جدا في الوقت الحاضر.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لكن مزيد من الفهم للحالة الغريبة للمادة يمكن أن يؤدي تحسينات في الموصلات الفائقة (superconductors )وهي مواد مفيدة بشكل لا يصدق ذلك أنها تنقل الكهرباء بدون مقاومة.

قال كيترلي &gt;&gt;مع ذراتنا الباردة ،وضّحنا ماهو ممكن في الطبيعة &gt;&gt;الآن وبعد أن أثبتنا تجريبيا أن النظريات التي تنبأت بالمواد الصلبة الفائقة كانت صائبة ,نأمل أن يلهم ذلك مزيدا من البحوث وربما مع نتائج غير مسبوقة&lt;&lt; على الرغم من كون قيام كلا الفريقين بهذا الادعاء في نفس الوقت قد يجعل الأمر تنافسيا ، فالحقيقة أن كلا مجموعتي البحث رحّبت بصحة التحقق والتقييمات والمراجعات التي نالتها المجموعة الأخرى. وأضاف كيترلي &gt;&gt;إن الإنجاز المتزامن من قبل مجموعتين يبيّن مدى أهمية هذا الشكل الجديد من المادة&lt;&lt;.

<hr />

الترجمة: أشرف بن نصر.
التدقيق: أسامة القزقي.

<em><span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.sciencealert.com/physicists-say-they-ve-created-a-brand-new-form-of-matter-supersolids" target="_blank">المصدر</a></span></em>

علماء فيزياء يقولون انهم ابتكروا شكلا مستحيلا و جديدا من المادة الصلبة الفائقة

QuantumPhysics-759x500

<h1>فيزياء الكم تزداد غرابة،
أوقات مبهمة في عالم الكمّ</h1>

<hr />

عند قياس الوقت، نفترض عادة أن الساعات لا تؤثر على المكان والزمان، وأن الوقت يمكن أن يقاس بدقة عالية في النقاط القريبة من الفضاء.

غير أن علماء الفيزياء النظرية من جامعة فيينا والأكاديمية النمساوية للعلوم جمعوا بين ميكانيكا الكم ونظرية آينشتاين في النسبية العامة ليثبتوا وجود حدود أساسية لقدرتنا على قياس الوقت.

كلما كانت الساعة أكثر دقة، كلما "أخلّت" أكثر بتدفّق الزمن المقاس من قبل الساعات المجاورة.

وبالتالي، فالوقت الذي تشير إليه الساعات لم يعد محددا بشكل جيد.

نشرت النتائج في الدورية الأمريكية
PNAS" Proceedings of the National Academy of Science"

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
في الحياة الاعتيادية تعوّدنا على فكرة أن خصائص شيء يمكن أن تعرف بدقّة متناهية.

غير أنّ ميكانيكا الكم، واحدة من النظريات الرائدة في الفيزياء الحديثة، ينصّ مبدأ عدم التأكد (عدم اليقين) لهايزنبورغ على حدّ أساسي من الدقّة لمعرفة خاصيتين فيزيائيتين مثل طاقة ساعة ووقتها.

كلما زادت دقّة الساعة، كان عدم التأكد في قياس طاقتها أكبر.

وبالتالي دقّة الساعة المتناهية ينضوي على مدى مطلق من عدم التأكد في قياس طاقتها.

سيصبح الأمر مهما عندما ندخل النظرية النسبية العامة لآينشتاين في الصورة، وهي نظرية مفتاح إضافية في الفيزياء.

تنبّأت النسبية العامة بأن تدفّق الزمن يتغيّر مع وجود كتل أو مصادر للطاقة.

يسبّب هذا التأثير، المعروف ب "تمدّد الزمن الجذبي"
(gravitational time dilation )، تباطؤ الزمن بالقرب من جسم له طاقة كبيرة، مقارنة بجسم له طاقة أصغر.
<h3>لنجمع القطع مع بعضها</h3>
بعد دمج هذه المبادئ من ميكانيكا الكم والنسبية العامة، بيّن فريق البحث برئاسة أسلاف بريكنير من جامعة فيينا و معهد البصريات الكمومية و معلومات الكم تأثيرا جديدا لتفاعل هذين النظريتين الأساسيتين.

وفقا لميكانيكا الكم، إذا كان لدينا ساعة دقيقة جدا، فإن عدم التأكد في قياس طاقتها يكون كبيرا جدا.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
وبالرجوع للنسبية العامة، كلما كان عدم التأكد في قياس الطاقة كبيرا، كان عدم التأكد كبيرا في تدفّق الزمن في الساعات المجاورة لها.

وبتجميع القطع معا، أثبت الباحثون أن الساعات المتواجدة في نفس الفضاء تشوّش على بعضها البعض مما يؤدى إلى تدفّق "غامض" للزمن.

في هذه الحالة، افترض علماء الفيزياء أنّ عملية قياس الوقت بدقّة عالية يتطلّب إمكانية زيادة في كميّات الطاقة ممّا يجعل أجهزة التوقيت في الجوار أقل دقّة.

حدود قدرتنا لقياس الوقت عالمية بقطع النظرعن الآلية الكامنة للساعات والمواد التي صنعت منها.

لا تقلق، فهذا لا يعنى أنّ ساعتك الحائطية ستجعل عمرك أسرع.

نحن نتحدّث هنا عن ضوابط للوقت في تجارب عالية الدقّة مثل الساعات الذرّية.

لكن حصولنا على فهم أفضل لطريقة عمل هذه الساعات، على الأقل من الناحية النظرية، سوف يساعدنا في النهاية على فهم الكون من حولنا ، وربّما فهم طبيعة الزمن نفسه.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
يقول استيبان كاسترو المؤلف الرئيس للورقة البحثية:

"نتائجنا تقترح أننا بحاجة إلى مراجعة أفكارنا حول طبيعة الزمن عندما نأخذ بالاعتبار ميكانيكا الكم و النسبية العامة."

<hr />

ترجمة: أشرف بن نصر.
التدقيق: أسامة القزقي.

<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="https://phys.org/news/2017-03-blurred-quantum-world.html" target="_blank">المصدر الأول</a></span>
<span style="color: #0000ff;"> <a style="color: #0000ff;" href="http://www.sciencealert.com/physicists-find-as-clocks-get-more-precise-time-gets-more-fuzzy" target="_blank">المصدر الثاني</a></span>

أشرف بن نصر

الأعمال

ما هي الطاقة (تعريف الطاقة)؟ اهم المفاهيم الفيزيائية و اصعبها تعريفا

كيف سيبدو الانسان لو عاش في الفضاء ؟

علماء فيزياء يقولون انهم ابتكروا شكلا مستحيلا و جديدا من المادة الصلبة الفائقة

فيزياء الكم تزداد غرابة ، اوقات مبهمة في عالم الكم