ميكانيكيا الكم: عالم اغرب من الخيال العلمي
ترجمة:علي الرفيعي
تصميم بوستر: أحمد الوائلي
انشأ #اسحاق_نيوتن المفهوم الدقائقي للضوء، بعده بسنوات عديدة وضع جيمس كلارك ماكسويل نظريته التي عارض فيها #نيوتن –النظرية الكهرومغناطيسية ،والتي نستعملها في ايامنا هذه. #الضوء في هذه النظرية هو موجة .لكن فيزيائي اخر عدل النظرية مجددا مؤكدا على دقائقية الضوء. هذا الفيزيائي كان #البرت_اينشتاين. لهذا يبدو ان لدينا تناقض: الجميع يعتقد بأن الضوء عبارة عن موجات بناءا على النظريات المثبتة لماكسويل ولكن من الجهة الاخرى فان اعظم فيزيائيان يقولان ان الضوء هو دقائق، فمن منهما على صواب .
حسنا، مرحبا بك في عالم #ميكانيكا_الكم .الضوء في ميكانيكيا الكم هو دقائق وموجات على حد سواء. كيف يكون ذلك ممكنا؟ في الواقع نحن لانعرف بالضبط كيفية حدوث هذا. نحن فقط نعرف ان هذا حقيقي. ثنائية جسيم-موجة لاتوجد فقط في فوتونات الضوء، بل في كل الجسيمات ما دون الذرية.
ميكانيكيا الكم لديها ايضا #مبدأ_اللادقة الذي يقول باننا لا نستطيع ان نعرف على وجه الدقة موقع جسيم معين في اي وقت من الاوقات .نحن نعرف فقط احتمالية ايجاد الجسيم في نقطة معينة. الجسيم حرفيا في اماكن عدة بوقت واحد، فاذا حاولنا ايجاده فان الطبيعة ستجبره على ان ياخذ موقعا معينا بناء على الاحتمالية المذكورة . اينشتاين نفسه وجد هذا سخيفا حيث قال “افضل ان اعتقد ان القمر ما زال هناك حتى عندما لا انظر اليه “. ويبدو كذلك في ميكانيكا الكم, ان القيام بقياسات معينة ستؤثر بطريقة ما على الشيء الذي نجري عليه تلك القياسات. ليس بسبب تقنيات القياس المتبعة، لكن يبدو ان الجسيم يعرف عندما ننظر اليه .يبدو مربكا، صحيح؟
جميعنا نعرف الانتقال الآني في الافلام و العاب الفديو. في قصص هاري بوتر، يستطيع السحرة ان يتعلمو الاختفاء و الظهور في مكان اخر. في العالم الصغير جدا (عالم الكم) هذا ليس مجرد خيال علمي , انه حقيقة يومية. هذه الظاهرة تعرف بانها “نفق ميكانيكيا الكم”. الالكترونات في الواقع تفعل ذلك دائما في الذرة داخل حجم معين تدعى السحب الالكترونية . من الجهة الاخرى فان البروتونات تفعل ذلك ايضا ولكن في حجم اصغر كثيرا بسبب كبر الكتلة . وبما اننا مصنوعون من جسيمات تفعل هذا طول الوقت لماذا لانستطيع ان نفعله نحن ايضا؟ لماذا لايمكننا ان نشارك في نفق ميكانيكيا الكم ؟حسنا، في الواقع نحن نستطيع لكن حسابات الكم لا تعطينا سوى احتمال بالغ الصغر لفعل ذلك.
لعل اغرب الغاز الكم هو تعالق الجسيمات . على سبيل المثال في الذرة لايستطيع الكترونان ان يشغلا الحالة الكمية نفسها هذا يعني ان الكترونين في الذرة في نفس المدار و القشرة يجب ان يكون لهما دورانان مختلفان . عندما يدور احدهما للاعلى فان الاخر يجب ان يدور للاسفل. وعندما تغير دوران احد الالكترونات فان الاخر سيتغير دورانه تلقائيا للتعويض عن دوران الاول لكي لا يكونا في الحالة الكمية نفسها . الشيء الغريب انك حتى لو وضعت هذين الالكترونين المتعالقين متباعدين ، فان تغيير دوران احدهما سيؤدي لتغيير دوران الاخر تلقائيا . وكما تبين لنا ، فانه من غير المهم كم ستكون المسافة بين هذين الالكترونين المتعالقين فسيؤثر احدهما على الاخر انيا ،حتى ان الفيزيائيين يطلقون على هذا اسم ” التأثير الشبحي عن بعد” .لا يزال الفيزيائيين اليوم يجهلون سبب حدوث هذا.
الكم يظهر لنا كعالم عشوائي جدا و خاضع للاحتمالات. وهذا يختلف جدا عن الصورة المحددة والدقيقة التي تعطينا اياها النسبية العامة. اينشتاين لم يحب مطلقا ميكانيكا الكم حيث قال “ان الله لايلعب النرد” مشيرا الى الطبيعة الاحتمالية للاجسام ما دون الذرية .ولكن سواء احبها اينشتاين ام لا ،فان ميكانيكا الكم هي حقيقة وتم اثباتها بعدد لايحصى من التجارب.
المصدر: http://bit.ly/1fmHb03
