Page 54

‫هل الكون خملوق؟ هل ميكن أن ينشأ الكون من العدم؟‬

‫بعض السلوكيات الغريبة جداً يف الجسيامت األولية‬ ‫رأينا أن يف السابق أن كنتيجة مبارشة لوجود مبدأ هايزنربغ‬ ‫للشك أننا ال ميكننا الحصول عىل حزمة ضيقة من اإللكرتونات‪،‬‬ ‫ويف ه��ذا القسم سنرشح بعض السلوكيات األك�ثر غرابة‬ ‫لإللكرتونات والجسيامت األولية‪:‬‬

‫من هذا التفاعل‪ .‬لكن الشمس ليست ساخنة بشكل كايف‬ ‫لتمنح ذرات الهيدروجني الطاقة الكافية لتجاوز حواجز طاقة‬ ‫التنافر بينها وبني بعض‪ ،‬لكنها تستطيع العبور واالندماج بفضل‬ ‫ظاهرة النفق ومبدأ الشك‪ ،‬بحيث أن عدم قدرة الجملة عىل‬ ‫تحديد موضع اإللكرتون بدقة متناهية يسمح له بالقفز إىل‬ ‫الطرف اآلخر واالندماج مع ذرات الهيدروجني األخرى‪.‬‬

‫ظاهرة النفق ‪Quantum Tunneling‬‬

‫معنى خطري علينا االنتباه‬ ‫هذه الطريقة يف عبور الحواجز لها ً‬ ‫له‪ .‬عندما يعرب جسيم حاجزا ً ما ميلك طاقة أعىل من الطاقة‬ ‫التي ميلكها الجسيم‪ ،‬فهذا نستطيع تفسريه بأن الجسيم امتلك‬ ‫طاقة سالبة يف فرتة العبور‪ .‬أي بعبارة أخرى الطاقة السالبة هي‬ ‫جزء أسايس من مكونات عامل الذرات وميكانيك الكم‪.‬‬

‫هي من الظواهر الغريبة جدا ً يف ميكانيك الكم وهي ناتج‬ ‫مبارش ملبدأ الشك لهايزنربغ‪ .‬هذه الظاهرة تخالف العقل‬ ‫الكالسييك وامليكانيك الكالسييك‪ .‬وكل ما نعرفه عنها هي أنها‬ ‫حقيقة‪.‬‬ ‫لنفرض أن لدينا كرة بينغ بونغ (كرة تنس طاولة) نرميها لترضب‬ ‫بسطح طاولة خشبية‪ .‬نحن نعرف من حياتنا أن هذه الكرة‬ ‫لن تعرب إىل الطرف اآلخر من الطاولة إلاّ إذا كرست الطاولة‬ ‫واخرتقتها إىل الطرف اآلخر‪ ،‬وستبقى فوق الطاولة ترتد إىل‬ ‫األعىل‪ .‬هذا املشهد مختلف إذا كانت كرة تنس الطاولة التي‬ ‫نتكلم عنها هي جسيم أويل أو ذري كاإللكرتون‪ ،‬فاإللكرتون‬ ‫ميلك ما يسمى تابع كثافة احتاملية يسمح له بالعبور عرب أي‬ ‫حاجز صلب أو حاجز طاقة أو أي نوع آخر‪ .‬فمع أن اإللكرتون‬ ‫موضوع فوق الحاجز‪ ،‬فهناك احتامل صغري أن يصبح اإللكرتون‬ ‫يف الطرف اآلخر من الحاجز دون أي سبب عىل اإلطالق‪،‬‬ ‫والسبب الوحيد هو العشوائية التي تعيش فيها الجسيامت‬ ‫األولية‪ ،‬أي أن اإللكرتون يعرب الحاجز وكأنه غري موجود‪.‬وليس‬ ‫فقط ذلك‪ ،‬فتخيل أنك وضعت تفاحة يف علبة زجاجية مغلقة‪،‬‬ ‫فهذه التفاحة سبتقى يف العلبة ولن تخرج منها إال إذا أخرجها‬ ‫شخص ما وهذا ما نعرفه نحن بقانون السببية‪ ،‬فلكل فعل‬ ‫مسبب‪ ،‬لكن يف حالة الجسيامت األولية هذا غري صحيح‪ ،‬فهناك‬ ‫دوماً احتامل أن يخرج هذا الجسيم من العلبة دون أي سبب‬ ‫عىل اإلطالق‪ .‬قد يبدو هذا األمر سخيفاً للوهلة األوىل‪ ،‬لكن‬ ‫هذا األمر هو من أساسيات ميكانيك الكم وأساسيات الحياة‪،‬‬ ‫فلوال ظاهرة النفق ملا حدثت التفاعالت النووية االندماجية‬ ‫يف الشمس التي تجعلها تبقى مشتعلة‪ .‬ففي الشمس تتحول‬ ‫ماليني األطنان من ذرات الهيدروجني إىل ماليني األطنان من‬ ‫ذرات الهيليوم كل ثانية‪ ،‬وتشع باقي الطاقة عىل شكل حرارة‬ ‫‪53‬‬

‫اضمحالل ألفا وبيتا وجاما‬ ‫نسمع كثريا ً عن اإلشعاعات النووية ألفا وبيتا وجاما‪ ،‬فام هي‬ ‫هذه اإلشعاعات؟ هذه اإلشعاعات هي ناتج بحت للطبيعة‬ ‫العشوائية للجسيامت األولية‪ .‬ملاذا تحدث هذه الحادثة؟‬ ‫الجملة تحاول ببساطة النزول إىل الحالة التي متلك أقل طاقة‬ ‫وتسمى الحالة األرضية‪ ،‬وهذه طبيعة كل يشء يف الطبيعة‪ .‬لكن‬ ‫الذي يحدث هو أن جسيمة ألفا ال متلك طاقة كافية للخروج‬ ‫من نواة ذرة اليورانيوم املخصبة‪ ،‬لكنها تستطيع الخروج بسبب‬ ‫مبدأ الشك لهايزنربغ وظاهرة النفق‪ ،‬وتعرب حواجز الطاقة‬ ‫وتنطلق جسيمة ألفا‪ .‬الصورة ترشح هذا التحلل بشكل مخترص‪.‬‬

‫اضمحالل ألفا يف ذرة اليورانيوم املخصبة يحول اليورانيوم إىل ثوريوم مع‬ ‫جسيمة ألفا‪ ،‬والتي هي نواة ذرة الهيليوم‬

i Think magazine 13  

i Think magazine issue 13 مجلة أي ثينك أنا أفكر العدد 13