<h2> ذرة بنواة غريبة تتعارض مع كل ما نعرفه عن الفيزياء</h2>

<hr />

أكد الفيزيائيون وجود شكل جديد لنواة الذرة، وحقيقة كونها ليست متناسقة تتعارض مع النظريات الأساسية للفيزياء التي تشرح الكون.

ولكن هذا ليس سيئًا كما يبدو، لأن ما اكتُشف في 2016 يمكن أن يساعد العلماء في حل واحدةٍ من أكبر الأسرار في الفيزياء النظرية وهي أين توجد كل المادة المظلمة؟ – وتستطيع أيضًا توضيح لماذا السفر إلى الماضي قد يكون في الواقع مستحيلًا.
<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>
حسبما يقول ماركوس تشيك من جامعة غرب اسكتلندا: &gt;&gt;لقد وجدنا تلك النواة تشير حرفيًا الى اتجاه ما في الفضاء. وهذا يوصل الى اتجاه في الزمن، مثبتًا أنه يوجد اتجاه واضح المعالم في الزمن وأننا دائمًا سوف نسافر من الماضي الى الحاضر&lt;&lt;،

لذلك هيا لنفهم هذا الشكل الجديد من نوية الذرة، ولكن عليك أن تتعرف على القديم منها أولًا.

حتى حديثًا، كان مؤكد أن نواة الذرة تكون مجرد واحدة من ثلاثة أشكال – كروي، قرصي أو ككرة رجبي.

تلك الأشكال كوِنَت من التوزيع للشحنات الكهربية داخل النواة، وتحكمها تركيبات محددة من البروتونات والنيوترونات في نوع ذرة محددة، سواء كانت ذرة هيدروجين، ذرة زنك، أو نظير مُعقَد صُنِع في المعمل.

العامل المشترك بين تلك الثلاثة أشكال هو تماثلهم، و هذا يتماشى بشكلٍ جيدٍ مع نظرية فيزياء الجسيمات المعروفة باسم  (CP-Symmetry) تناظر الشحنة والسوية.

تناظر الشحنة والسوية هي مزيجٌ من تناظرين يعتقد وجودهما في الكون تناظر الشحنة C-Symmetry والسوية (أو التساوي) P-Symmetry.
<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>
تناظر الشحنة تنص على أنك إذا قلبت شحنات ذرة إلى عكسها (استبدلت كل الشحنات الموجبة بسالبة والسالبة بموجبة) ستظل قواعد الفيزياء التي تحكمها كما هي.

لذلك إذا أخذنا ذرة هيدروجين وذرة هيدروجين مضادة وعبثت بهم، سوف يستجيب كلاهما بطرقٍ متطابقة على الرغم من أن لهم شحنات متضادة.

P-Symmetry المعروف أيضًا بالسوية، تنص على أن الإحداثيات المكانية التي توصّف نظام من الممكن أن تقلَب حول نقطة الأصل دون تأثير، فيمكن مثلًا استبدال x, y, z واستخدام x ,z ,y بدلًا منهم مع المحافظة على خصائص النظام.

حسبما وضح إيثان سيجيل من (It Starts With a Bang)

قائلًا &gt;&gt;يدك اليسرى ويدك اليمنى يمثلان P-Symmetry من بعضها البعض: إذا رفعت إبهامك وأغلقت أصابعك يدك اليمنى واليسرى سيكونان مرآة لبعضهم البعض&lt;&lt;.

CP-Symmetry هي مزيج من تلك الافتراضات &gt;&gt;في فيزياء الجسيمات، إذا كان لديك جسيم يدور في اتجاه عقارب الساعة و يتحلل صعودًا، جسيمه المضاد سوف يدور في عكس اتجاهه (عكس اتجاه عقارب الساعة) و يتحلل صعودًا بنسبة 100% من الوقت إذا تم حفظ التناظر،&lt;&lt; وذلك ما قاله سيجيل.

احتمالية أن الكون قد ينتهك هذين التناظرين هو واحد من الشروط التي تم اقتراحها لتوضيح سر المادة المضادة في الكون.

ولكن إثبات هذا يعني أن النموذج القياسي للفيزياء يحتاج الى إعادة التفكير بجدية.

وفقًا لقوانين الفيزياء، في وقت الانفجار العظيم، كان يجب إنشاء كميات متساوية من المادة والمادة المضادة، ولكن الآن، بعد مليارات السنين، نحن محاطين بأكوام من المادة (صلب ،سائل ،غاز و بلازما) ويبدو أنه لا يوجد أي مادة مضادة طبيعية.
<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>
&gt;&gt; هذه خاصية محيرة، كنظرية ميكانيك الكم النسبية التي تشير الى أنه يجب أن يكون لدينا كميات متساوية من الاثنين.&lt;&lt; وهذا ما قاله عالم الرياضيات جانلوكا ساري من جامعة (كوينز بلفاست في المملكة المتحدة).

&gt;&gt;في الواقع، لا نموذج حقيقي للفيزياء يستطيع أن يفسر التناقض.&lt;&lt;

حسنًا، لذلك نرجع لأشكال أنوية ذراتنا.

معظم النظريات الأساسية في الفيزياء بُنيت على التماثل، لذلك عندما اكتشف علماء سيرن (CERN) نواة غير متماثلة على شكل كمثرى في النظير للراديوم224 في 2013، كانت صدمة لأنه أظهر أن النواه قد تكون أكثر كتلة في إحدى نهايتيها من الأخرى.

بعد ذلك، في 2016 تم تأكيد البحث بدراسة ثانية، التي أظهرت أن نواة نظير الباريوم 144 أيضًا غير متناظرة وعلى شكل كمثرى.

حسبما أخبر تشيك ال بي بي سي (BBC) &gt;&gt;إن البروتونات تثري في نتوء الكمثرى و تخلق شحنة محدده في التوزيع النواة.&lt;&lt;

"وهذا ينتهك نظرية مرآة التماثل ويتصل بالانتهاك الموجود في المادة و المادة المضادة في كوننا.&lt;&lt;
<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>
بينما شك الفيزيائيون أن الباريوم 144 له نواة على شكل كمثرى لبعض الوقت، إلا أن تشيك وفريقه اكتشفوا كيفية مراقبة ذلك مباشرةً، واتضح أن تشويهها هو أكثر وضوحًا مما كان متوقعًا.
<h3>إذًا فما علاقة كل هذا بالسفر عبر الزمن؟</h3>
إنها فرضيةٌ جميلة، لكن تشيك قال &gt;&gt;إن هذا التوزيع الغير متكافئ للكتلة والشحنة يجعل نواة الباريوم 144 تشير إلى نقطة في اتجاهٍ معين في الزمكان وهذا التحيز يفسر لماذا فقط يريد الزمن الذهاب من الماضي إلى الحاضر و ليس إلى الوراء، حتى إذا كانت قوانين الفيزياء لا تهتم الى أي اتجاه تذهب.&lt;&lt;

بالتأكيد، ليس هناك طريقة لإثبات ذلك بدون أدلة جديدة، ولكن الاكتشاف هو مؤشرٌ آخر أن الكون قد لا يكون متماثلًا كما يحتاج النموذج القياسي للفيزياء أن يكون، وإثبات ذلك يستطيع أن يرشدنا إلى عصرٍ جديدٍ من الفيزياء النظرية.

نشرت الدراسة في Physical Review Letters في 2016 ويمكن الوصول اليها مجانًا <a href="https://arxiv.org/pdf/1602.01485v1.pdf" target="_blank" rel="noopener">arXiv.org.</a>

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: محمد الحجار</li>
 	<li>تدقيق: م. قيس شعبية</li>
 	<li>تحرير: زيد أبو الرب</li>
</ul>
<a href="https://www.sciencealert.com/physicists-discover-brand-new-nucleus-shape-time-travel-not-possible" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a>

ذرة بنواة غريبة تتعارض مع كل ما نعرفه عن الفيزياء

أكد الفيزيائيون وجود شكلٍ جديد لنواة الذرة, والحقيقة أنها ليست متناسقةً في اعتراض النظريات الأساسية للفيزياء التي توضح الكون.

هذا ليس سيئًا كما يبدو؛ لأن ما اكتُشف في 2016 استطاع مساعدة العلماء في حل واحدةٍ من أكبر الأسرار في الفيزياء النظرية (مكان وجود كل المادة المظلمة)، واستطاع أيضًا توضيح سبب استحالة السفر إلى الماضي في الواقع.

حسبما أخبر ماركوس تشيك من جامعة غرب اسكتلندا كينيث ماكدونالد (at BBC News at the time): »إننا وجدنا تلك النواة تشير حرفيًا إلى نقطةٍ في اتجاه الفضاء، وهذا يوصل إلى اتجاهٍ في الزمن, مثبتًا أنه يوجد اتجاهٌ واضح المعالم في الزمن، وأننا سنسافر دومًا من الماضي إلى الحاضر«.

لنفهم هذا الشكل الجديد من نوية الذرة, علينا أن نتعرف القديم منها أولًا.

حتى وقتٍ حديث, كان مؤكدًا أن نواة الذرة تكون شكلًا واحدًا من ثلاثة أشكال: كرويّ, قرصيّ أو ككرة رجبي.
<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>
تلك الأشكال تكونَت من التوزيع للشحنات الكهربية داخل النواة, وتُمليها تركيباتٌ محددةٌ من البروتونات والنيوترونات في نوع ذرةٍ محددة, سواءً كانت ذرة هيدروجين, أو زنك, أو نظيرٍ مُعقَدٍ صُنِع في المعمل.

العامل المشترك بين تلك الأشكال الثلاثة هو تماثلهم, وهذا يتزاوج بشكلٍ جيدٍ مع نظرية فيزياء الجسيمات أو المعروفة باسم «CP-Symmetry».

وهي المزيج من التناظرين اللذين يُعتقد وجودهما في الكون:

.C-Symmetry و P-Symmetry) :CP-Symmetry)

وتُعرف أيضًا باسم تماثل الشحنة, وتنص على أنك إذا قلبت شحنة نواة (C-Symmetry) إلى عكسها, فإنَّ علوم الفيزياء لهذه الذرة ستظل كما هي.

لذلك إذا أخذنا ذرة هيدروجين، وذرة هيدروجين مضادة، وعبثنا بهما, فسوف يستجيب كلاهما بطرقٍ متطابقة, على الرغم من أن لهما شحناتٍ متضادة.
<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>
وقد وضح إيثان سيجيل من (It Starts With a Bang) أنَّ ما يُعرف أيضًا بالتساوي, ينص على أن الإحداثيات المكانية ((P-Symmetry تُوصف نظامًا من الممكن أن يُقلَب من خلال نقطة الأصل, لذلك س, ص, ع بُدِّلت إلى س-, ص-, ع-.

قائلًا: »يدك اليسرى ويدك اليمنى تمثلان (P-Symmetry) مع بعضهما البعض؛ إذا رفعت إبهامك، وأغلقت أصابع يدك اليمنى واليسرى سيكونان مرآةً لبعضهم البعض.

(CP-Symmetry) هي مزيجٌ من تلك الافتراضات في فيزياء الجسيمات, إذا كان لديك جسيمٌ يدور في اتجاه عقارب الساعة ويتحلل صعودًا, فإنَّ جسيمه المضاد سوف يدور في عكس اتجاهه (عكس اتجاه عقارب الساعة)، ويتحلل صعودًا بنسبة 100% من الوقت، وذلك إذا حُفظ CP ولم يتم انتهاكه .«

إنَّ احتمالية انتهاك الكون (C-Symmetry و P-Symmetry) هي واحدةٌ من الشروط التي اقترحت لتوضيح سر المادة المضادة في الكون.

ولكنَّ إثبات هذا يعني أن النموذج القياسيَّ للفيزياء يحتاج إلى إعادة التفكير بجدية.

وفقًا لقوانين الفيزياء, في وقت الإنفجار العظيم, كان يجب إنشاء كمياتٍ متساويةٍ من المادة والمادة المضادة, ولكن الآن وبعد مليارات السنين, أصبحنا محاطين بأكوامٍ من المادة (صلب, سائل, غاز، بلازما)، ويبدو أنه لا توجد أيُّ مادةٍ مضادةٍ طبيعية.

يقول عالم الرياضيات جانلوكا ساري من جامعة (كوينز بلفاست في المملكة المتحدة): »هذه خاصيةٌ محيرة, كنظرية ميكانيك الكم النسبية التي تشير إلى أنه يجب أن تكون لدينا كمياتٌ متساويةٌ من الاثنين«.

ويضيف: »في الواقع, لا نموذج حقيقيّ للفيزياء يستطيع أن يفسر التناقض.«
<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>
وبالعودة إلى أشكال نوى ذراتنا، فإنَّ معظم النظريات الأساسية في الفيزياء بُنيت على التماثل, لذلك عندما اكتشف علماء (CERN) نواةً غير متماثلةٍ على شكل كمثرى في النظير للراديوم 224 في 2013, كانت صدمةً؛ لأنه أظهر أن النواة قد تكون أكثر كتلةً في نهاية واحدةٍ من الأخرى.

بعد ذلك, في 2016 أُكِّد البحث بدراسةٍ ثانيةٍ أظهرت أن نواة نظير الباريوم 144 أيضًا غير متناظرةٍ، وعلى شكل كمثرى.

حسبما أخبر تشيك ال BBC : »إنَّ البروتونات تثري في نتوء الكمثرى، وتخلق شحنةً محددةً في توزيع النواة، وهذا ينتهك نظرية مرآة التماثل، ويتصل بالانتهاك الموجود في المادة والمادة المضادة في كوننا .«

وبينما يشتبه الفيزيائيون أن الباريوم 144 له نواةٌ على شكل كمثرى لبعض الوقت، اكتشف تشيك وفريقه كيفية مراقبة ذلك مباشرةً, واتُّضح أن تشويهها هو أكثر وضوحًا مما كان متوقعًا.
<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>
إذن، فما علاقة كل هذا بالسفر عبر الزمن؟

إنها فرضيةٌ جميلة, لكن تشيك قال: »إن هذا التوزيع غير المتكافئ للكتلة والشحنة يسبب نواة الباريوم 144، إلى أن تشير إلى نقطةٍ في اتجاهٍ معينٍ في الزمكان، وهذا التحيز يفسر سبب اتجاه الزمن من الماضي إلى الحاضر لا العكس, حتى إذا كانت قوانين الفيزياء لا تهتم إلى أي اتجاه يذهب«.

بالتأكيد, ليست هناك طريقةٌ لإثبات ذلك دون دليل, ولكنَّ الاكتشاف هو مؤشرٌ آخرٌ أنَّ الكون قد لا يكون متماثلًا كما يحتاج النموذج القياسيّ للفيزياء أن يكون, وإثبات ذلك يستطيع أن يرشدنا إلى عصرٍ جديدٍ من الفيزياء النظرية.

نُشرت الدراسة في «Physical Review Letters» في <span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://arxiv.org/pdf/1602.01485v1.pdf" target="_blank" rel="noopener">2016arXiv.org</a>.</span>

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: محمد الحجار.</li>
 	<li>تدقيق: تسنيم المنجّد.</li>
 	<li>تحرير: عيسى هزيم.</li>
 	<li><span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="https://www.sciencealert.com/physicists-discover-brand-new-nucleus-shape-time-travel-not-possible" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a></span></li>
</ul>

محمد الحجار

الأعمال

ذرة بنواة غريبة تتعارض مع كل ما نعرفه عن الفيزياء

نواة ذرة غريبة الشكل يمكنها أن تدمّر فكرة السفر عبر الزمن من أساسها