أخبار عامة - وكالة أنباء المرأة - اخبار الأدب والفن - وكالة أنباء اليسار - وكالة أنباء العلمانية - وكالة أنباء العمال - وكالة أنباء حقوق الإنسان - اخبار الرياضة - اخبار الاقتصاد - اخبار الطب والعلوم

إذا لديكم مشاكل تقنية في تصفح الحوار المتمدن نرجو النقر على الرابط البديل
https://www.ahewar.net/debat/show.art.asp?aid=730142

الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - جواد بشارة - ماهية المادة السوداء أو المظلمة على المحك















المزيد.....

ماهية المادة السوداء أو المظلمة على المحك


جواد بشارة

الحوار المتمدن-العدد: 7007 - 2021 / 9 / 2 - 17:45
المحور: الطب , والعلوم
    


انطباع الفنان عن الضوء والمادة في التشابك الكمومي. | IQOQI إنسبروك / هارالد ريتش


يمكن أن تكشف البلورة الكمومية عن هوية المادة المظلمة كما قال جوناثان بايانو في مقال له نشر في 31 أغسطس 2021 . في تجربة مبتكرة ، ابتكر الباحثون بلورة بيريليوم قادرة على اكتشاف المجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة للغاية. يُعتقد أن المادة المظلمة تتكون من جسيمات افتراضية تسمى الأكسيونات ، من بين أشياء أخرى ، ويعتقد الباحثون أنه سيتم اكتشافها يومًا ما باستخدام أجهزتهم التجريبية بعد تطويرها تكنولوجياً، والتي يسمونها "بلورة الكموم". من خلال محاصرة 150 جسيمًا مشحونًا من البريليوم (أيونات) باستخدام نظام من الأقطاب الكهربائية والمجالات المغناطيسية (للتغلب على التنافر الطبيعي) ، قام الباحثون في JILA ، وهو معهد مشترك في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، وفي جامعة كولورادو بولدر ، ونجحوا في إنشاء بلورة كمومية بخصائص فريدة. عندما حاصرت عالمة الفيزياء الذرية في JILA آنا ماريا راي وزملاؤها الأيونات بنظام مجالها وإلكترودها ، تجمعت الذرات معًا في لوح مسطح يبلغ سمكه ضعف سمك شعرة الإنسان. هذا الكل المنظم يشبه البلورة التي اعتقدوا أنها ستهتز عندما تزعجها قوة خارجية. وبهذا سيتم تجاوز مبدأ عدم يقين لهايزنبرغ بالتشابك الكمومي كما تقول راي: "عندما تثير الذرات ، فإنها لا تتحرك منفردة". "إنها تتحرك ككل". عندما تواجه "بلورة" البريليوم هذه مجالًا كهرومغناطيسيًا ، فإنها تتحرك استجابةً لذلك ، ويمكن ترجمة هذه الحركة إلى مقياس لشدة المجال. لكن قياسات أي نظام ميكانيكي كمومي تخضع للحدود التي وضعها مبدأ عدم اليقين في هايزنبرغ ، والتي تنص على أنه لا يمكن معرفة خصائص معينة للجسيم ، مثل موقعه وزخمه ، في وقت واحد بدقة عالية. وجد الفريق طريقة للتغلب على هذا القيد من خلال التشابك الكمومي ، حيث ترتبط سمات الجسيمات الكمومية ببعضها البعض ارتباطًا جوهريًا. قالت راي: "باستخدام التشابك ، يمكننا اكتشاف الأشياء التي لا يمكن تحقيقها بطريقة أخرى". في هذه الحالة ، تشابكت هي وزملاؤها حركات أيونات البريليوم مع دورانها. يجب أن تعلم أن الأنظمة الكمومية تبدو مثل قمم الغزل الصغيرة والدوران يصف الاتجاه (على سبيل المثال لأعلى أو لأسفل) الذي تتجه فيه هذه "القمم". أثناء التجربة ، عندما اهتزت البلورة ، تحركت إلى حد معين. ولكن بسبب مبدأ عدم اليقين ، فإن أي قياس لهذه الإزاحة ، أو مقدار حركة الأيونات ، سيخضع لحدود الدقة ويحتوي على "ضوضاء كمومية" ، كما تقول راي. وأضافت أنه لقياس الإزاحة ، "نحتاج إلى إزاحة أكبر من الضوضاء الكمومية". حيث يعمل التشابك بين حركات الأيونات ودوراناتها على توزيع هذه الضوضاء ، مما يقللها ويسمح للباحثين بقياس التقلبات فائقة الدقة في البلورة. اختبر الباحثون النظام عن طريق إرسال موجة كهرومغناطيسية ضعيفة إليه ومشاهدته يهتز. نحو الكشف عن المحاور الافتراضية البلورة التي صممها الفريق بالفعل أكثر حساسية بعشر مرات لاكتشاف الإشارات الكهرومغناطيسية الدقيقة من أجهزة الاستشعار الكمومية الشائعة. لكنهم يعتقدون أنه مع المزيد من أيونات البريليوم ، يمكن الحصول على كاشف أكثر حساسية قادرًا على تمييز الأكسيونات . والأكسيون هو جسيم افتراضي من مادة مظلمة خفيفة للغاية ، كتلته تساوي واحدًا من المليار من كتلة الإلكترون. تشير بعض نماذج الأكسيون إلى أنه يمكن أن يتحول إلى فوتون في ظل ظروف معينة ، وفي هذه الحالة لن يكون موجودًا في مجال المادة المظلمة وينتج مجالًا كهرومغناطيسيًا ضعيفًا. إذا مرت الأكسيونات عبر مختبر يحتوي على بلورة البريليوم هذه ، فيمكنها اكتشاف وجوده كما قال دانيال كارني ، الفيزيائي النظري في مختبر لورانس بيركلي الوطني في بيركلي ، كاليفورنيا ، والذي لم يشارك في البحث: "أعتقد أنها نتيجة جميلة وتجربة رائعة". بالإضافة إلى مساهمتها في دراسة المادة السوداء أو المظلمة ، يعتقد كارني أن هذا العمل يمكن أن يجد العديد من التطبيقات ، مثل البحث عن المجالات الكهرومغناطيسية الشاردة في المختبر أو الكشف عن العيوب في المادة. إلى ذلك، يدعي الفيزيائيون أنهم خلقوا سائلًا ذا "كتلة سالبة" حسب ورقة بحثية لجوليان كلوديت نشرت في13 أبريل 2017 حيث إدعي باحثون أمريكيون أنهم نجحوا في تكوين سائل ذي كتلة سالبة. يعني السائل ذو الكتلة السالبة أنه على عكس أي جسم مادي آخر معروف ، عندما تضغط على السائل المذكور ، فإنه يتسارع في الاتجاه المعاكس بدلاً من نفس الاتجاه الأولي. قد يقود مثل هذا السلوك العلماء إلى فهم بعض السلوكيات الغريبة التي تحدث في الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. لكن قبل أن نتحدث عن الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ،


دعونا نلقي نظرة على سؤال آخر: كيف يمكن لشيء ما أن يكون له كتلة سالبة؟ نظريًا ، يجب أن يكون للمادة كتلة سالبة ، بنفس الطريقة التي يمكن أن تكون بها الشحنة الكهربائية سالبة أو موجبة. لذا فهو يعمل من الناحية النظرية ، لكن فكرة الكتلة السالبة هي موضوع قابل للنقاش في المجتمع العلمي ولقد بنى العالم الفرنسي جون بيير بتي نظريته الكوسمولوجية جانوس على مفهوم الكتلة السالبة. في الواقع ، يتساءل الباحثون عما إذا كانت الأشياء ذات الكتلة السالبة يمكن أن توجد دون انتهاك قوانين الفيزياء. يتم التعبير عن قانون إسحاق نيوتن الثاني رياضياتيًا بالصيغة f = ma (القوة تساوي كتلة جسم مضروبة في تسارعه). إذا أعدنا كتابة هذه الصيغة بحيث يكون التسارع مساويًا لقوة مقسومة على كتلة جسم ، مع الأخذ في الاعتبار الكتلة السالبة ، فهذا يعني أيضًا تسارعًا عكسيًا: يمكنك أن تتخيل نفسك تدفع كوبًا على طاولة ، وسوف تتسارع بمقدار الاتجاه المعاكس لقوة الدفع الخاصة بك. في حين أن هذا قد يبدو غريبًا بالنسبة لنا ، إلا أن هذا لا يعني أنه مستحيل. أظهرت الأبحاث السابقة دليلاً على أن الكتلة السالبة يمكن أن توجد بالفعل في الكون ، دون كسر النظرية النسبية العامة. بالإضافة إلى ذلك ، يعتقد العديد من الفيزيائيين أن الكتلة السالبة يمكن أن تكون مرتبطة بعناصر معينة اكتشفناها في الكون ، مثل الطاقة المظلمة والثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ، وأن الأخيرة يمكن أن تساعدنا على فهم هذه الظواهر بشكل أفضل. لهذا السبب ، حاول الفيزيائيون جاهدين إعادة تكوين الكتلة السالبة في المختبر ، وفي النهاية نجحوا. في الواقع ، يزعم الباحثون في جامعة ولاية واشنطن أنهم نجحوا في الحصول على سائل من الذرات شديدة البرودة التي تعمل كما لو كانت تمتلك كتلة سالبة. يقترح الفريق أيضًا أن استخدام هذا السائل سيسمح لنا بدراسة بعض الظواهر التي تحدث في الكون والتي لم نفهمها تمامًا بعد. يقول مايكل فوربس ، أحد الباحثين: "الخبر السار الأول (مع هذا الاكتشاف) هو أن لدينا تحكمًا رائعًا في طبيعة هذه الكتلة السالبة ، دون مزيد من التعقيدات". من أجل إنشاء هذا السائل الغريب ، استخدم الفريق الليزر لتبريد ذرات الروبيديوم إلى جزء صغير من الدرجة فوق الصفر المطلق ، مما أدى إلى تكوين ما يسمى بتكثيف بوز-آينشتاين. في هذه الحالة ، تتحرك الجسيمات ببطء شديد وتتبع مبادئ ميكانيكا الكموم ، بدلاً من الفيزياء الكلاسيكية: هذا يعني أنها تبدأ في التصرف مثل الموجات ، ولها موقع لا يمكن تحديده بدقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجسيمات تتصرف مثل سائل خالي من أي لزوجة ، وتشكل ما يسمى السائل الفائق: والذي يتدفق بالتالي دون فقدان الطاقة في حالة الاحتكاك. وبفضل الليزر ، تمكن الفريق من الحفاظ على هذا السائل الفائق في درجات حرارة متجمدة ، ولكن أيضًا حصره في مكان صغير على شكل وعاء ، بقياس أقل من 100 ميكرون في القطر. بينما ظل السائل الفائق محتجزًا في هذا الفضاء ، فقد احتفظ بكتلة منتظمة وظل يعمل بشكل طبيعي. بعد ذلك ، باستخدام ليزرات إضافية ، أخرج الفريق السائل الفائق: أجبروا الذرات على التحرك ذهابًا وإيابًا لتغيير دورانها ، وكسر "الوعاء" والسماح للروبيديوم بالتحرك ذهابًا وإيابًا. كان يتصرف كما لو كان لديه كتلة سالبة. "عندما تضغط ، تتسارع رأسًا على عقب. يبدو الأمر كما لو أن الروبيديوم يصطدم بجدار غير مرئي "، كما تقول فوربس. الآن يقول الفريق إن الكتلة السائلة السائلة تطابق وتؤكد ما وجدته الفرق الأخرى في بحث مختلف. ومع ذلك ، لا يزال يتعين تحديد ما إذا كان هذا السائل الفائق الكتلة السالب موثوقًا ودقيقًا بما يكفي ليكون قادرًا على اختباره بشكل فعال في المختبر. الآن علينا انتظار الفرق المستقلة الأخرى لتكرار نفس النتائج.
تم نشر تفاصيل الدراسة في مجلة Science.
نُشر البحث في مجلة Physical Review Letters .
خطابات المراجعة الفيزيائية ، جامعة ولاية واشنطن
| Edobric / شترستوك



#جواد_بشارة (هاشتاغ)      



اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع المفكر العراقي ضياء الشكرجي حول العلمانية والدين والاحزاب الاسلامية في العراق والشرق الاوسط
حول الانتخابات في البرازيل مع عالم الاجتماع والفيلسوف الماركسي ميكائيل لووي - اضواء على احداث ساخنة


كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على: الفيسبوك التويتر اليوتيوب RSS الانستغرام لينكدإن تيلكرام بنترست تمبلر بلوكر فليبورد الموبايل



رأيكم مهم للجميع - شارك في الحوار والتعليق على الموضوع
للاطلاع وإضافة التعليقات من خلال الموقع نرجو النقر على - تعليقات الحوار المتمدن -
تعليقات الفيسبوك () تعليقات الحوار المتمدن (0)


| نسخة  قابلة  للطباعة | ارسل هذا الموضوع الى صديق | حفظ - ورد
| حفظ | بحث | إضافة إلى المفضلة | للاتصال بالكاتب-ة
    عدد الموضوعات  المقروءة في الموقع  الى الان : 4,294,967,295
- بين السينما والأدب
- مقاربة جديدة لمعادلة آينشتاينية قديمة
- من الإنسان العاقل إلى الإنسان الإله
- مدخل لفيزياء الكموم
- إنذار المخلوقات الفضائية للبشر
- الكتاب الخالد أنستليشن للفنان زياد جسام
- كيفي إعادة كتابة قوانين الفيزياء بلغة الاستحالة
- اللانهاية والتعدد الكوني
- البحث عن الكون الموازي والكون المجاور والكون المتداخل
- مقدمة كتاب الكون المتسامي
- المادة الأصلية والمادة الخفية في الكون المرئي
- رغوة الزمكان
- هل نظرية الانفجار العظيم ى تقبل المنافسة في علم الكونيات؟
- فرضيات البداية الكونية ومكونات الكون البدئي
- بغداد بين مطرقة طهران وسندان واشنطن وحدادة تل أبيب
- النماذج الكونية الافتراضية
- الذكاء الصطناعي
- الخصائص الكمومية في الأنظمة الفيزيائية
- ثورات الفيزياء المعاصرة وآخر المستجدات الفيزيائية
- الكون المرئي والأكوان اللامرئية في التعدد الكوني الكلي المطل ...


المزيد.....




- علامات تحذيرية على ممارسة الرياضة أكثر من اللازم
- توصيات حول التوعية بالإقلاع عن التدخين ومخاطر احتراق التبغ و ...
- البطاطس والطماطم.. هل تكونان مفتاح علاج السرطان؟
- دراسة تكشف لأول مرة سبب اتخاذ البرق شكلا متعرجا عند نزوله إل ...
- مركز السيطرة على الأمراض: لقاح الأنفلونزا مطابق للسلالات الم ...
- غوغل يكشف اسم الزعيم الذي تصدر قائمة البحث في غوغل عام 2022 ...
- كن حذراً.. عادات الأكل تزيد من خطر الإصابة بالكبد الدهنى
- الأردن..جائزة الحسين لأبحاث السرطان تمنح بارقة أمل لمواجهة ا ...
- مشاكل جلدية تدفعك لزيارة الطبيب
- فيروس كورونا: الصين تعلن تراجعها عن بعض تدابير كوفيد الصارمة ...


المزيد.....

- هل يمكننا إعادة هيكلة أدمغتنا بشكل أفضل؟ / مصعب قاسم عزاوي
- المادة البيضاء والمرض / عاهد جمعة الخطيب
- بروتينات الصدمة الحرارية: التاريخ والاكتشافات والآثار المترت ... / عاهد جمعة الخطيب
- المادة البيضاء والمرض: هل للدماغ دور في بدء المرض / عاهد جمعة الخطيب
- الادوار الفزيولوجية والجزيئية لمستقبلات الاستروجين / عاهد جمعة الخطيب
- دور المايكروبات في المناعة الذاتية / عاهد جمعة الخطيب
- الماركسية وأزمة البيولوجيا المُعاصرة / مالك ابوعليا
- النسبية الخاصة نظرية غير صحيحة / جمال الدين أحمد عزام
- هل الكون المرئي مخلوق أم جزء من كينونة مطلقة ولانهائية؟ / جواد بشارة
- النسبية الخاصة نظرية غير صحيحة / جمال الدين أحمد عزام


المزيد.....
الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - جواد بشارة - ماهية المادة السوداء أو المظلمة على المحك