ميكانيكا الكم : 5. عبور جدار الفولاذ.


أبني جداراً من أي مكونات تريدها، و ليكن الأمر مثيراً للإهتمام، أجعله ليس من أحجار بناء، بل من الفولاذ، أو حتى الألماس بما أنه أصلب المواد، فقط أبذل أقصى جهدك في جعله أقوى ما يُمكن، الآن أؤكد لك أنني أستطيع عبوره، لا القفز فوقه، لا الإلتفاف حوله، لا تكسير مساحة تكفي لعبوري، بل أعني بطريقة الجري نحوه و عبوره بشكل مباشر، و بدون خدشه حتى، لا، صدقاً لا أكذب، مُستعد حتى لمراهنتك!


في الحقيقة لستُ الوحيد القادر على هذا، بل أنت كذلك، كل البشر، كوكب الأرض بكامله يستطيع عبور جدار مشابه إن توفر جدار ضخم بشكل كافي ليقف في طريقه، لا كوكب الأرض و البشر فقط، بل أي شيء تستطيع تخيله، بل أن الجسيمات تفعل هذا طوال الوقت حقاً، بالتأكيد الآن تظن بي الجنون أو تتسائل في ثقة ناكرة : لمَ إذاً لا نرى البشر أيضاً يعبرون الجدران طوال الوقت ؟، و هذا سؤال جيد، لكن أخبرك إجابته بالنهاية لوجوب شرح كيفية حدوث هذا أولاً، تلك الظاهرة، أو التأثير المسمى Tunneling Effect.


ظاهرة الـ Tunneling Effect



عادة، بالفيزياء الكلاسيكية، إن رمينا كرة تجاه حائط، ببساطة سترتد تلك الكرة، و بالفيزياء الكلاسيكية أيضاً، إن رمينا جسيماً، ألكتروناً مثلاً، سيحدث نفس الشيء، لأن الفيزياء الكلاسيكية تعتبر أن الجسيمات اشبه بـ كرات، لكن بالفيزياء الكمومية يختلف الحال، ففيها الجسيمات ليست كرات أو أجساماً مصمتة، بل هي موجات، موجات إحتمالية، تُحدد الأماكن المحتملة لمواقع تواجد الجسيم، هُنا أقتبس من مقدمة حديثي عن ميكانيكا الكم :


إذاً ما هي تلك نوعية تلك الموجة التي يتخذها الجسيم ؟، الجواب أغرب مما سبق، فتلك الموجة هي موجة إحتمالية لخواص و مواقع تواجد الجسيم، و حين نقول موجة إحتمالية لا نعني أن الجسيم بموقع محدد ما لكننا فقط لا نعلم مكانه، بل الأمر أساسي فيزيائياً بشكل أعمق، فالجسيم متواجد بكل مكان تابع للموجة، و هو ما يخالف الواقع المعتاد الذي يخبرنا بأن أي شيء يستطيع التواجد في مكان واحد فقط بنسبة 100%، أما الجسيمات فتتواجد في حالة مشوشة كمومية، حيث لا تتواجد في مكان معين أو حال معين، بل تأخذ جميع القيم الممكنة لها، فيكون الجسيم بتلك الحالة الموجية متواجد هنا و هنا و بعيداً هناك، و لتوضيح مدى عمق هذا يمكنك تخيل أن الجسيم مُمثل بورقة وُضعت على حافتها، فإما أن تقع لليسار أو لليمين، لكن لو تصرفت تلك الورقة كالجسيم لسقطت إلى اليمين و إلى اليسار بذات الوقت، و تظل ساقطة على اليمين و اليسار، طالما لم يتم رصدها.‘‘


حسناً، الجسيم هو بالحقيقة موجة إحتمالية لا كرة، لكن كيف يؤثر هذا عليه بشكل يجعله قادر على عبور جدران يستحيل عليه عبورها ؟، بمجرد رؤيتك للصورة التالية غالباً ستفهم الإجابة بكاملها.



فحين يصطدم الجسيم بالحاجز، قد يكون جزء من موجته الإحتمالية بالحقيقة قد تخطى الحاجز، لذا فالآن الجسم يصطدم بالحاجز و يجب عليه تحديد موقع محدد لوجوده لكي يحدث التصادم، فيجد الجسيم أن أغلب موجته الإحتمالية، النسبة الأعلى منها، أمام الحاجز، لذا يختارها و يصطدم بالحاجز و لا يعبر، لكن جسيماً آخر يُلاحظ النسبة الضئيلة التي تقع بالحقيقة بعد الحاجز، فبلحظة الإصطدام تماماً حرفياً يتلاشى الجسيم، يختفي فجأة، و يظهر بنفس اللحظة تماماً بالجهة الأخرى من الجدار، هذا يعني أن الجسيم لا يعبر الجدار حقاً، لا يخترق مادته و يسبح بداخله إلى أن يخرج من الجهة الأخرى، بل بالأصح يختفي من أمامه و يظهر خلفه، لكن لأن الجزء الواقع خلف الجدار من الموجة الإحتمالية صغير، لنفرض مثلاً 25%، ففقط حوالي 25 جسيم من كل 100 جسيم متجهين ناحية الجدار سيعبرون.


نحن البشر، أو كوكب الأرض، أو أي شيء آخر بالكون مكون من جسيمات، نفس الجسيمات التي هي بالحقيقة موجة إحتمالية، أي أننا مكونين من عدد ضخم من الموجات الإحتمالية، مما يجعلنا موجة إحتمالية كبيرة، لكن بخلاف الموجة الإحتمالية للجسيمات التي تنتشر بجزء من الفضاء أكبر من حجم الجسيم، موجتنا الإحتمالية مركزة جداً بموقع واحد بشكل أساسي بسبب ظاهرة فك الترابط التي ذكرتها أيضاً في أخر فقرتين من مقدمتي عن ميكانيكا الكم، هذا الموقع الذي تتركز فيه موجتنا الإحتمالية هو الفضاء الذي يتسع لجسدنا فقط، لكن تركيزها هذا لا يعني أنها متواجدة بأماكن أخرى و لو بنسبة بسيطة جداً جداً.


لذا فالإجابة عن السؤال بالأعلى هو أن نسبة حدوث هذا، أي عبور جدار، ضئيلة جداً لإنسان كامل، ضئيلة بشكل تعجز عقولنا عن تخيله، بالحقيقة إن إستمررت بالجري و الإصطدام بجدار بمعدل مرة كل ثانية، ستحتاج زمناً أطول من عمر الكون بكامله لتحصل على فرصة معقولة في عبور هذا الجدار، أي أكثر من 14 بليون عام، لكن تبقى النسبة موجودة و ليست صفراً، و حين أقول أنني أستطيع عبور جدار، فهذا حقيقي، كي أحقق هذا أحتاج زمناً ضخماً، لكن الرهان عن إستطاعتي، فأفوز بالرهان.

Advertisements

رد واحد to “ميكانيكا الكم : 5. عبور جدار الفولاذ.”

  1. غير معروف Says:

    كِلُامٌ جْمٌيَلُ لُكِنَ بّاٌختْصّارَ لُكِلُ مٌاقًلُتُْه انَ الُزُمٌنَ )الُوَقًتْ( ُهوَ الُذَيَ يَجْْعلُ ذَالُكِ حُقًيَقًُةِ

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s


%d مدونون معجبون بهذه: