حقائق وألغاز صادمة في ميكانيكا الكم
حقائق وألغاز صادمة في ميكانيكا الكم
تدرس ميكانيكا الكم العالم الذري، وتُخبرنا بحقائق عجيبة عنه، ومن أشهر هذه الحقائق أنه لا يوجد شيء يُسمى فراغًا، فإذا قمت مثلًا بإفراغ غرفتك من كل شيء، واعتقدت أنك بهذا حصلت على مفهوم للفراغ، فأنت مخطئ تمامًا، لأن على المستويات الذرية يظهر فجأة جسيم من مادة طبيعية وجسيم افتراضي مضاد له، ليبيد كل منهما الآخر فورًا ويعودان إلى الفراغ مرة أخرى.
من الحقائق الأخرى العجيبة ما توصل إليه راذرفورد في تجربته (النموذج النووي للذرة) أن الذرة 99,9% منها فراغ، إذ تتركز كتلة الذرة في النواة التي تمثل أقل من 0.1 فقط من الذرة، وبناءً على هذه الحقيقة تُخبرك ميكانيكا الكم أنه بينما تقرأ الآن هذه السطور ممسكًا بهاتفك، فأنت علميًّا لا تلمس شيئًا، فنواة الذرة تحيط بها سحابة من الإلكترونات وتبعُد مسافة صغيرة عنها، فعندما تلمس شيئًا تتنافر المجالات الكهرومغناطيسية للإلكترونات لديك مع مجالاته الكهرومغناطيسية فتشعر أنك لمسته، ولكنك لا تلمس نواته فعليًّا.
ما زال هناك الكثير في جعبة ميكانيكا الكم لتُبهرنا به، فإليك هذه الحقيقة التي تقول إن الإلكترون يوجد في أكثر من مكان في الوقت نفسه! فيُخبرنا نيلز بور في نموذجه الذري أن الإلكترون يكون موجودًا في أكثر من مكان داخل السحابة الإلكترونية، وحسب مبدأ “عدم اليقين” لن نتمكن من تحديد موقع الإلكترون بدقة عند رصده.
فإذا لم تبهرك ميكانيكا الكم، فاعلم أنك لم تفهمها، أما إذا صدمتك الحقائق السابقة، فيمكنك أن تبحث عن حقائق أكثر غرابة، وألغاز لم يتم حلها بعد، كالطبيعة المزدوجة للضوء، وتجربة الشق المزدوج التي احتار العلماء في تفسيرها، وتجربة قطة شرودنجر، وظاهرتي النفق والتشابك الكمومي واختراق الحاجز.
الفكرة من كتاب الفيزياء بين البَساطة والدَّهاء
هل تعتقد بإمكانية السفر عبر الزمن؟ هل سمعت من قبل عن آلة إذا دخلتها ستتمكن من الانتقال إلى الماضي أو المستقبل؟
بالطبع ستقول ما هذا الهراء؟ هل هذا كتاب عن الخيال العلمي أم ماذا؟! ولكن دعني أقل لك يا صديقي إن هذا ليس بهراء أو محض خيال، فالسفر عبر الزمن ممكن نظريًّا حسب ما تنبأت به معادلات النسبية لأينشتاين.
ولتعرف كيف يمكن تحقيق هذا، ستحتاج أولًا إلى تصحيح بعض مفاهيمك عن الزمن والجاذبية، ومن خلال ذلك ستتعرف على واحدة من أكثر المسائل الفيزيائية إثارة للفضول وهي “الثقوب السوداء“، ماهيتها، وكيف تكونت، في رحلة شيقة ومسلية مع ميكانيكا الكم بألغازها وحقائقها الصادمة، ونسبية أينشتاين التي هي حجر الأساس للفيزياء الحديثة.
مؤلف كتاب الفيزياء بين البَساطة والدَّهاء
ضُحى صالح: تخرجت من قسم الفيزياء بالجامعة الهاشمية في الأردن بامتياز، ودرست الفيزياء الفلكية بالجمعية الفلكية الأردنية، وأسست صفحة “الفيزياء المسلية” على فيس بوك، ولها كتاب واحد فقط “الفيزياء بين البَساطة والدَّهاء“.