نظرية الحقل الكمومي ..

ماهي نظرية الحقل الكمومي ؟ ومن مُكتشِفها ؟ ومتى تم اكتِشافُها ؟

تم اكتشاف نظرية الحقل الكمومي على يد العالم الفيزيائي البريطاني "بول ادريان موريس ديراك" حيث اكتشفها عام 1920 م .
والآن لنتعرف على نظرية الحقل الكمومي التي تعتبر من أكثر الأفكار عمقًا وصعوبةً في الفيزياء النظرية. فنظرية الحقل الكمومي تفسر كيفية أو ممن تتركب الاشياء على سبيل المثال الجبل مصنوع من طبقات صخرية دُفعت للأعلى من باطن الأرض. أما الأرض نفسها، فهي مصنوعة من طبقات من الصخور تطفو فوق معادن منصهرة ومحاطة بالماء والهواء.

إن الكون مصنوع من الحقول فقط، وأن هذه الحقول غير مصنوعة من شيء آخر. لكن لا يجب أن نقول أن الحقول هي من الأشياء الأساسية في الطبيعة لانه توجد أشياء نستطيع أن نعرفها أكثر أساسية وهي القوانين
إن قدرتنا على التعبير عن هذه القوانين بشكل رياضي تعكس العديد من انتصارات الفيزياء الحديثة. ولعل أهم هذه الانتصارات هو ميكانيكا الكم....

لنفهم ماهي الحقول الكمومية

لنفترض أن الحقل الكمومي مصنوع من عدد كرات لانهائي وتكون هذه الكرات مرتبطة مع بعضها وتتصل بنوابض كما موضح في الشكل :
ولنفترض أن هذه النوابض تكون مححدة بالحركة لأعلى أو لأسفل فقط وتسمى هذه النوابض بمصطلح فيزيائي (Scalar field ) "حقل عددي " لنفسر معنى المصطلح كلمة عددي تعني أن الحقل في لحظة معينة يمكن استخدام عدد واحد فقط وهو ارتفاع الكرة مثلاً ولو كان الحقل موجهاً شعاعيا هنا سوف نستخدم مصفوفة الاعداد والان لنربط هذه الكرات مع بعضها بأستخدام أشرطة مطاطية ليتتشر التأثير على الكل،
الآن لو احدثنا اي اضطراب في هذا الحقل الكمومي سوف ينتشر على شكل موجة وهذه الموجة في هذا الحقل هي جسيم لها خصائص مألوفة فمثلاً لها سرعة محددة بوزن الكرة ومرونة النابض والأشرطة المطاطية وكذلك تحدد خصائص النابض وكيفية تفاعل الجسيمات مع بعضها فلو أُصطدم جُسيمان مع بعضهما إما سينفران أو يعبران مع بعضهما دون حدوث أي تفاعل وهذا يعتمد على مدى قوة النابض ومثاليته....

الآن لننتقل إلى النموذج وكيفية عمله سنسمي هذا النموذج ( موجة - جسيم) الذي تتمتع فيه خصائص الأمواج كالتداخل الاتلافي والانعراج لكن يوجد عيبًا في هذا النموذج إذ لا يقوم بتكميم المادة فتأتي المادة بقيم محددة لا يمكن تجزئتها (لا يمكن أن نجد في الطبيعة نصف إلكترون). بينما يمكننا أن نضغط بخفة أو بشدة على إحدى الكرات لنسبب التموج في الحقل في نموذجنا.

لنصلح هذه المشكلة، سنجعل كل كرة من كرات الحقل خاضعة لقوانين ميكانيكا الكم. أي أن كل كرة تخضع للقانونين التاليين:

1- لا يمكن أن تتوقف عن الاهتزاز.

2- ارتفاع اهتزاز الكرة يمكنه أن يأخذ قيم محددة منفصلة فقط.

إن تكميم اهتزازات الكرة له نتيجتان ، الأولى/ يجب أن تصرف طاقة تساوي طاقة كمة واحدة على الأقل إذا أردت إحداث اهتزاز في الحقل وأي طاقة أقل من هذا الحد لن تُقبَل من قِبَل الحقل بكل بساطة.
كمية الطاقة هذه تُسمى بالكتلة السكونية لجسيم ما وهي تساوي كمية الطاقة اللازمة لإضافة جسيم للحقل. في الحقيقة هذا ما تعنيه علاقة آينشتاين (E=mc²) في نطاق الحقل الكمومي.
إذ إن كلما كان الجسيم ثقيلًا احتجنا لطاقة أكبر لتوليد جسيم جديد في الحقل لهذا السبب احتاج العلماء إلى مسرعات جسيمات كبيرة لدراسة جسيمات ثقيلة "كبوزون هيغز" إذ يجب أن تُعطي الحقل طاقة كبيرة كافيه لتوليد الجسيم.

النتيجة الثانية المهمة/ هو أن هذه الصورة تغير نظرتنا للفضاء الخالي بشكل جذري. إذ أننا نُعرِّف الفضاء الخالي عادة بأنه المكان الذي لا يحوي أي جسيمات. في نموذجنا يعني هذا أن الكرات ثابتة لا تتحرك، لكننا عندما أضفنا ميكانيكا الكم لنموذجنا اشترطنا أن الكرات بحالة حركة دائمة ولا يمكنها التوقف.
هذا يجعل من الخلاء مكان يعجُّ بالجسيمات التي تنشأ من العدم وتختفي بعد لحظات من نشأتها. نُسمي حركة الحقل العشوائية هذه بتقلبات الخلاء (Vacuum fluctuations)، ومن آثارها ما نسميه بتأثير كازمير، الذي تتقارب فيه صفيحتان متوازيتان قريبتان جدًا من بعضهما بسبب الجسيمات التي تدفعهما نحو بعضهما.

إكتشاف مَصدر للمياه السّائِلة في أعماق صخور المريخ!

إكتَشفَ العُلماء خزّانًا للمياه السائلة على المريخ - في أعماق القشرة الخارجية الصخرية للكوكب. تأتي النتائج من تحليل جديد للبيانات من مركبة Mars Insight Lander التابعة لوكالة ناسا، والتي هبطتْ على الكوكب في عام 2018. وبينما توجد مياه مُتجمِّدة عند قُطبي المرّيخ ودليل على وجود بخار في الغلاف الجوي، فهذه هي المَرّة الأولى التي يتم فيها العثور على مياه "سائلة" على الكوكب.

كذلك يحتوي سطح المرّيخ على أدِلَّة تثبت وجود أنهار وبُحيرات قديمة محفورة فيه.

إلتقاطات أخّاذة لزخّة شهب البرشاويات اليوم✨
-عدسة محمّد الزيدي

على بُعد أربعة مليارات سنة ضوئية، داخل مجموعة هائلة من نحو 500 مجرة يطلق عليها اسم "مجموعة باندورا"، اكتشف @NASAHubble الضوء الخافت الشبح للنجوم المتجولة.

لم تعد هذه النجوم مرتبطة بمجرة واحدة، بل إنها تنجرف بحرية بين المجرات في العنقود. ومن خلال مراقبة الضوء القادم من النجوم اليتيمة، جمع علماء فلك هابل أدلة تشير إلى أن ما يصل إلى ست مجرات تمزقت إلى أشلاء داخل العنقود على مدى 6 مليارات سنة.

وصف الصورة: مئات المجرات مغمورة بضوء النجوم الأزرق. بعض المجرات أكثر وضوحًا من غيرها - بعضها له أذرع حلزونية مرئية وبعضها يبدو مثل بقع غامضة. يمكن رؤية ظلام الفضاء على حواف الصورة.

كيف تم تصوير مجرة درب التبانة ؟

يمكن تصوير درب التبانة بإستعمال مجموعة متنوعة من طرق الاستشعار عن بعد مثل الاشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والامواج الراديوية
هناك طرق مبنية على الأبحاث العلمية مثل الدراسات الفلكية ونمذجة الحسابات والطرق النظرية
بإستعمال تلسكوبات متقدمة يستطيع العلماء دراسة الهيكل الداخلي
بالرغم من عدم خروجنا من درب التبانة فقد تم تصويرها بطرق عديدة حيث تعتبر درب التبانة عبارة عن مجرة مبسطة ذات بنية دائرية ومائلة من الغاز والغبار والنجوم إذ تستخدم المركبات الفضائية والأقمار الصناعية لهذه الغاية.
بالإضافة إلى ذلك فإن الدراسات الفلكية والنمذجة الحسابية والطرق النظرية أيضًا تعتبر وسائل مهمة لدراسة الهيكل الداخلي والخارجي لأي مجرة، بما في ذلك درب التبانة
كذلك فإن علماء الفلك يستخدمون تقنيات تلسكوبية متقدمة ومتطورة للمساعدة على تصوير مناطق مختلفة من درب التبانة حيث يمكنهم دراسة المكونات الفعلية لها مثل النجوم والغازات والأقزام البنية وغيرها كثير.
إذن فإن جمع هذه المعطيات مع بعضها البعض يساعد العلماء على تكوين صورة متكاملة ودقيقة بشأن درب التبانة بالرغم من عدم مغادرة الأرض لتصويرها مباشرة.

تصوير البارحة 🌗🔭

هكذا تتألق حلقات زحل الداخلية في ضوء منتشر ومتناثر كما تظهر مركبة كاسيني التابعة #NASASolarSystem على الجانب المظلم من الكوكب. يضيء نصف الكرة الجنوبي بأشعة الشمس المنعكسة عن الحلقات، بينما يلمع الجزء الشمالي بشكل أضعف بكثير في الضوء الخافت الذي يتسرب عبر الحلقات وينتشر في النصف العلوي من الكوكب.
⁣
هل ترى كيف يتوهج زحل حتى عندما لا يكون في ضوء النهار مباشرة؟
⁣
قد يكون هناك نجم واحد فقط في نظامنا الشمسي، لكن الجميع يحصل على فرصة للتوهج.
⁣
وصف الصورة: يحتل الكوكب الجانب الأيسر من الصورة، بينما تتوهج حلقاته بظلال ذهبية على طول الجانب الأيمن. تبدو الحلقات باهتة بالقرب من الكوكب، ثم تصبح أكثر وضوحًا تدريجيًا بالقرب من مركز الحلقات ثم تتلاشى مرة أخرى على طول الحواف الخارجية.

تصوير اليوم 🔭🌕

| القمر الارزق العملاق

مبدئيًا هو ما يصير لونه ازرق لكن سبب التسميه عندما يؤدي تتابع أيام الشهور القمرية في السنة إلى ولادة 13 قمرا كاملا، بدلا من العدد المعتاد، وهو 12 قمرا.. فنطلق عليه اسم القمر الازرق مما يعني مميزًا او نادر الحدوث.
والجمع بين القمر الأزرق والقمر العملاق نادر جدا، وعلينا الانتظار حتى عام 2037 لرؤيته مرة أخرى.

يكتمل القمر مرة واحدة في الشهر، مما يعني أن متوسط العام يتكون من 12 دورة. لكن مراحل القمر تستغرق في الواقع 29.5 يوما لتكتمل، أو 354 يوما كل 12 دورة.

وهذا أقل من 365/366 يوما في السنة الشمسية، ولذلك يظهر البدر الـ13 كل عامين ونصف تقريبا.

وكان آخر ظهور للقمر الأزرق في أغسطس/آب 2021.