ﻣﻦ ﺃﻳﻦ ﺗﺄﺗﻲ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ؟

 ﻧﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﻭﺍﻟﻤﺠﺎﻻﺕ ﺍﻟﻤﺮﺍﻓﻘﺔ.

مصدر الصورة: Brookhaven National Laboratory.


ﺇﺫﺍ ﺃﺭﺩﺕ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻜﻮِّﻥ ﺟﺴﻤﻚ ﺇﻟﻰ ﺃﺟﺰﺍﺀ ﺃﺻﻐﺮ ﻓﺄﺻﻐﺮ، ﺳﺘﺠﺪ ﻓﻲ ﻛﻞ ﺧﻄﻮﺓٍ من هذه العملية -ﻋﻠﻰ ﺍﻷﻗﻞ ﻣﻦ ﻧﺎﺣﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ- ﺃﻥّ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﺑﺄﻛﻤﻠﻪ ﻳﺴﺎﻭﻱ ﻣﺠﻤﻮﻉ ﺃﺟﺰﺍئه. ﺇﺫﺍ ﻓﺼﻠﺖ ﺟﺴﻤﻚ ﺇﻟﻰ ﻋﻈﺎﻡٍ ﻣﻔﺮﺩﺓٍ ﻭﺩﻫﻮﻥٍ ﻭﺃﻋﻀﺎﺀ، ﺳﻴﻜﻮﻥ ﻣﺠﻤﻮﻋﻬﻢ ﺟﺴماً ﺑﺸﺮياً ﺑﺎﻟﻜﺎﻣﻞ، وﺇﺫﺍ ﻓﺼﻠﺘﻬﻢ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺫﻟﻚ ﻣﺮﺓً ﺃﺧﺮﻯ، ﺇﻟﻰ ﺧﻼﻳﺎ، ﺳﺘﺒﻘﻰ ﺍﻟﺨﻼﻳﺎ بمجموعها ﺗﺸﻜﻞ ﻛﺘﻠﺘﻚ ﻧﻔﺴﻬﺎ.


يمكن تقسيم الخلايا إلى عضيات، والعضيات إلى جزيئات، والجزيئات إلى ذرات، والذرات بدورها إلى بروتونات ونترونات وإلكترونات. وعند ذلك المستوى، يوجد فرقٌ صغيرٌ إلا أنه ملاحَظ، حيث أن الإلكترونات والبروتونات والنترونات منفردةً تمتلك مجموع كتلةٍ يزيد بما مقداره 1% تقريباً عن كتلة الجسم البشري، والسبب في ذلك يعود إلى طاقة الارتباط النووية.

ﺗﻤﻠﻚ ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ ﻛﺘﻠﺔً ﺃﻗﻞ بـ 0.8% ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺸﻜﻠﻬﺎ، ﻭﺫﻟﻚ ﺑﻔﻀﻞ ﻃﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﺮﺍﺑﻂ ﺍﻟﻨﻮﻭﻳﺔ. ﺣﻘﻮﻕ ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ: Delia Walsh of http://slideplayer.com/ slide/6002405 / .
ﺗﻤﻠﻚ ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ ﻛﺘﻠﺔً ﺃﻗﻞ بـ 0.8% ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺸﻜﻠﻬﺎ، ﻭﺫﻟﻚ ﺑﻔﻀﻞ ﻃﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﺮﺍﺑﻂ ﺍﻟﻨﻮﻭﻳﺔ. ﺣﻘﻮﻕ ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ: Delia Walsh of http://slideplayer.com/ slide/6002405 / .


ﺗﺘﺄﻟﻒ ﺫﺭﺓ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ ﻣﻦ 6 ﻧﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻭ 6 ﺑﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ، ﻭﻫﻲ ﺃﺧﻒ كتلةً بحوالي 0.8% تقريباً ﻣﻦ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﻔﺮﺩﻳﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻜﻮﻧﻬﺎ. ﻳﺘﺸﻜﻞ الكربون بطريقة "ﺍﻻﻧﺪﻣﺎﺝ ﺍﻟﻨﻮﻭﻱ" nuclear fusion ﻟﻠﻬﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻟﻴﺸﻜﻞ ﺍﻟﻬﻴﻠﻴﻮﻡ، ﻭﻣﻦ ﺍﻟﻬﻴﻠﻴﻮﻡ ﻳﻨﺘﺞ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ.


ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺤﺮﺭﺓ ﻫﻲ ما يزود ﻣﻌﻈﻢ ﺃﻧﻮﺍﻉ ﺍﻟﻨﺠﻮﻡ بالطاقة في كل من الطور الطبيعي وطور العملاق الأحمر، ﻭإن تلك ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﻔﻘﻮﺩﺓ ﻫﻲ ما يُنتج تلك ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ، ﺑﻔﻀﻞ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺃﻳﻨﺸﺘﺎﻳﻦ \(E=mc^2\).

ﻫﺬﻩ ﻫﻲ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻌﻤﻞ ﺑﻬﺎ ﺃﻏﻠﺐ ﺃﻧﻮﺍﻉ طاقات الارتباط، فسبب صعوبة تفكيك ﺃﺷﻴﺎﺀ ﻣﺘﻌﺪﺩﺓ ﺗﺮﺗﺒﻂ ﻣﻊ ﺑﻌﻀﻬﺎ، هو أنها ﺗﻨﺸﺮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺘﺤﺪ ﻭﻋﻠﻴﻚ ﺃﻥ تقدم ﻃﺎﻗﺔً ﻟﻔﺼﻠﻬﺎ ﻣﻦ ﺟﺪﻳﺪ. 
ﻟﻬﺬﺍ ﺍﻟﺴﺒﺐ، ﺗﺒﺪﻭ تلك ﺣﻘﻴﻘﺔً ﻣﺤﻴﺮﺓ، فعندﻣﺎ ﺗﻠﻘﻲ ﻧﻈﺮﺓ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺸﻜﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ -ﺛﻼﺛﺔ ﻛﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ ﻟﻜﻞ ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ- فإن ﻛﺘﻠﺘﻬﺎ ﻣﺠﺘﻤﻌﺔً ﺗﺴﺎﻭﻱ ﻓﻘﻂ 0.2% ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﻛﻜﻞ.


ﺟﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﻘﻴﺎﺳﻲ، ﻣﻊ ﺍﻟﻜﺘﻞ ﺑﻮﺍﺣﺪﺓ mev "ﻣﻴﻐﺎ إﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻓﻮﻟﻂ" ﻓﻲ ﺃﻋﻠﻰ ﺍﻟﻴﻤﻴﻦ.  ﻳﺘﻜﻮﻥ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﻣﻦ ﻛﻮﺍﺭﻛﻴﻦ ﻋﻠﻮﻳﻴﻦ ﻭﻛﻮﺍﺭﻙ ﺳﻔﻠﻲ، ﻛﺘﻠﺘﻪ تقريباً 938 mev/c2 ﻣصدر ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ:  Wikimedia Commons user MissMJ, PBS NOVA, Fermilab, Office of Science, United States Department of Energy, Particle Data Group, under a c.c.a.-3.0 unported license.
ﺟﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﻘﻴﺎﺳﻲ، ﻣﻊ ﺍﻟﻜﺘﻞ ﺑﻮﺍﺣﺪﺓ mev "ﻣﻴﻐﺎ إﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻓﻮﻟﻂ" ﻓﻲ ﺃﻋﻠﻰ ﺍﻟﻴﻤﻴﻦ. ﻳﺘﻜﻮﻥ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﻣﻦ ﻛﻮﺍﺭﻛﻴﻦ ﻋﻠﻮﻳﻴﻦ ﻭﻛﻮﺍﺭﻙ ﺳﻔﻠﻲ، ﻛﺘﻠﺘﻪ تقريباً 938 mev/c2 ﻣصدر ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ: Wikimedia Commons user MissMJ, PBS NOVA, Fermilab, Office of Science, United States Department of Energy, Particle Data Group, under a c.c.a.-3.0 unported license.


تختلف ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﺤﺪ ﺑﻬﺎ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻣﺸﻜﻠﺔً ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﺟﻮﻫﺮﻳﺎً ﻋﻦ ﻛﻞ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻷﺧﺮﻯ ﻭﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻼﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﻌﺮﻓﻬﺎ، فبدﻻً ﻣﻦ ﺃﻥ ﺗﺰﺩﺍﺩ شدة ﺍﻟﻘﻮﻯ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺼﺒﺢ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ ﺃﻗﺮﺏ -ﻣﺜﻞ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻟﺜﻘﺎﻟﻴﺔ، ﻭﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﻤﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ- ﺗﻨﺨﻔﺾ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻟﺠﺎﺫﺑﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺼﻔﺮ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺼﺒﺢ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻗﺮﻳﺒﺔً ﻣﻦ ﺑﻌﻀﻬﺎ ﺑﺸﻜﻞٍ ﻋﺸﻮﺍﺋﻲ، ﻭﺑﺪﻻً ﻣﻦ ﺃﻥ ﺗﺼﺒﺢ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺃﺿﻌﻒ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺒﺘﻌﺪ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ ﻋﻦ ﺑﻌﻀﻬﺎ، ﺗﺼﺒﺢ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺠﺬﺏ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﺇﻟﻰ ﺑﻌﻀﻬﺎ ﺃﻗﻮﻯ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺒﺘﻌﺪ ﻋﻦ ﺑﻌﻀﻬﺎ.


ﺗﻌﺮﻑ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺨﺎﺻﻴﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻘﻮﺓ ﺍﻟﻨﻮﻭﻳﺔ ﺍلشديدة بـ "ﺣﺮﻳﺔ ﺍﻟﺘﻘﺎﺭﺏ" asymptotic freedom، ﻭﺗﻌﺮﻑ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﻮﺳﻂ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻘﻮﻯ بـ "ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ" gluons. ﻭﺑﻄﺮﻳﻘﺔٍ ﺃﺧﺮﻯ، فإن ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺮﺑﻂ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻣﻌﺎً، والتي تشكل ﻛﺘﻠﺔ 99.8% ﺍلمتبقية ﻣﻦ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، تأتي ﻣﻦ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ.

بدلاً من ثلاث كوﺍﺭﻛﺎت رﺋﻴﺴﻴﺔ (باللون الأخضر) ﺗﺮﺗﺒﻂ ﻣﻊ ﺑﻌﻀﻬﺎ ﺑﻮﺍﺳﻄﺔ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ‏(ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺸﺒﻪ ﺍﻟﻨﺎﺑﺾ‏)، فإن ﺑﻨﻴﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﺃﻛﺜﺮ ﺗﻌﻘﻴﺪﺍً ﺑﻜﺜﻴﺮ، ﻣﻊ "ﺑﺤﺮ" ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺍﻹﺿﺎﻓﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺴﻜﻦ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ. مصدر الصوورة: the German Electron Synchrotron (DES), and the HERA and ZEUS collaborations.
بدلاً من ثلاث كوﺍﺭﻛﺎت رﺋﻴﺴﻴﺔ (باللون الأخضر) ﺗﺮﺗﺒﻂ ﻣﻊ ﺑﻌﻀﻬﺎ ﺑﻮﺍﺳﻄﺔ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ‏(ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺸﺒﻪ ﺍﻟﻨﺎﺑﺾ‏)، فإن ﺑﻨﻴﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﺃﻛﺜﺮ ﺗﻌﻘﻴﺪﺍً ﺑﻜﺜﻴﺮ، ﻣﻊ "ﺑﺤﺮ" ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺍﻹﺿﺎﻓﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺴﻜﻦ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ. مصدر الصوورة: the German Electron Synchrotron (DES), and the HERA and ZEUS collaborations.


ﺑﺴﺒﺐ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻌﻤﻞ ﺑﻬﺎ ﺍﻟﻘﻮة ﺍﻟﻨﻮﻭﻳﺔ ﺍلشديدة، ﻫﻨﺎﻙ ﺷﻜﻮﻙ ﻛﺒﻴﺮﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﻜﺎﻥ ﺍﻟﺬﻱ ﺗﺘﻮﺿﻊ ﻓﻴﻪ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺃﻱ ﻧﻘﻄﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﺰﻣﻦ. ﻟﺪﻳﻨﺎ ﻧﻤﻮﺫﺝ ﻣﺘﻴﻦ ﻓﻲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﺍﻟﺤﺎﺿﺮ ﻟﻤﺘﻮﺳﻂ ﻛﺜﺎﻓﺔ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺿﻤﻦ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻟﻜﻦ ﺇﺫﺍ ﺃﺭﺩﻧﺎ ﻣﻌﺮﻓﺔ ﺃﻛﺒﺮ ﺍﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ ﻟﻤﻜﺎﻥ ﺗﻮﺿﻊ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻮﺍﻗﻊ، ﻓﻬﺬﺍ ﻳﺘﻄﻠﺐ ﺍﻟﻤﺰﻳﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﺒﻴﺎﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ، ﻭﻛﺬﻟﻚ ﻧﻤﺎﺫﺝ ﺃﻓﻀﻞ ﻟﻤﻘﺎﺭﻧﺔ ﺍﻟﺒﻴﺎﻧﺎﺕ.


ﺭﺑﻤﺎ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﺘﻘﺪﻡ ﺍﻷﺧﻴﺮ ﻟﻠﻌﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﻴﻦ ﺑﻴﻮﺭﻥ ﺷﻴﻨﻜﺔ Björn Schenke ﻭﻫﺎﻳﻜﻲ ﻣﻴﻨﺘﺴﺎﺭﻱ Heikki Mäntysaari، ﻗﺎﺩﺭﺍً ﻋﻠﻰ ﺗﻮﻓﻴﺮ ﺗﻠﻚ ﺍﻟﻨﻤﺎﺫﺝ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﺤﻦ ﺑﺄﺷﺪ ﺍﻟﺤﺎﺟﺔ ﺇﻟﻴﻬﺎ، ﺣﻴﺚ ﻓﺼّﻞ ﻣﻴﻨﺘﺴﺎﺭﻱ: "ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻑ بدقةٍ كم هو كبير ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﺜﺎﻓﺔ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، أما ما ليس ﻣﻌﺮﻭفاً، فهو ﺍﻟﻤﻮﻗﻊ ﺍﻟذي ﺗﺘﻮﺿﻊ ﻓﻴﻪ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺑﺎﻟﻀﺒﻂ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ. ﻧﻤﺬﺟﻨﺎ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺑﺤﻴﺚ ﺗﻘﻊ ﺣﻮﻝ الكوﺍﺭﻛﺎﺕ الثلاثة، ﺛﻢ ﺗﺤﻜﻤﻨﺎ ﺑﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺘﻘﻠﺒﺎﺕ ﺍﻟﻤﺘﻤﺜﻠﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺤﺪﻳﺪ ﺿﺨﺎﻣﺔ ﺳﺤﺎﺑﺎﺕ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ، ﻭﺗﺒﺎﻋﺪﻫﺎ ﻋﻦ ﺑﻌﻀﻬﺎ".


ﺍﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻣﻊ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ، ﺑﺤﻴﺚ ﻳﻈﻬﺮ عزم ﺩﻭﺭﺍﻥ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ. مصدر الصورة .Brookhaven National Laboratory.
ﺍﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻣﻊ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ، ﺑﺤﻴﺚ ﻳﻈﻬﺮ عزم ﺩﻭﺭﺍﻥ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ. مصدر الصورة .Brookhaven National Laboratory.


ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺼﺪﻡ ﺟﺴﻴﻤﻴﻦ، ﻛﺎﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﺃﻭ ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ ﻭﺃﻳﻮﻥ ﺛﻘﻴﻞ ﺃﻭ ﺃﻳﻮﻧﻴﻦ ﺛﻘﻴﻠﻴﻦ، ﻻ ﻳﻤﻜﻨﻚ ﻧﻤﺬﺟﺘﻬﻢ ﺑﺒﺴﺎﻃﺔٍ كاﺻﻄﺪﺍﻣﺎﺕ ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ-ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ، وﺑﺪﻻً ﻣﻦ ﻫﺬﺍ، ﺗﺴﺘﻄﻴﻊ ﺃﻥ ﺗﺮﻯ 3 ﺗﻮﺯﻳﻌﺎﺕ ﻷﻧﻮﺍﻉ ﺍﻻﺻﻄﺪﺍﻣﺎﺕ: ﺍﺻﻄﺪﺍﻣﺎﺕ ﻛﻮﺍﺭﻙ-ﻛﻮﺍﺭﻙ، ﺍﺻﻄﺪﺍﻣﺎﺕ ﻏﻠﻮﻥ-ﻛﻮﺍﺭﻙ، ﺍﺻﻄﺪﺍﻣﺎﺕ ﻏﻠﻮﻥ-ﻏﻠﻮﻥ. 


ﺇﻥ ﺍﻟﻤﻜﻮﻧﺎﺕ ﺩﺍﺧﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺩﻭﻥ ﺍﻟﺬﺭﻳﺔ ﻫﻲ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﺼﺎﺩﻡ ﺑﺎﻟﻔﻌﻞ، ﺑﺪﻻً ﻣﻦ ﺍﻟﺘﺮﺍﻛﻴﺐ ﺑﺄﻛﻤﻠﻬﺎ ‏(وهي هنا اﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ)، ﺑﻴﻨﻤﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻄﺎﻗﺎﺕ ﺍﻷﻗﻞ ﻏﺎﻟﺒﺎً ﺗﺘﺼﺎﺩﻡ ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ، ﻭﺃﻋﻠﻰ ﺍﻟﻄﺎﻗﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻭﺻﻞ ﺇﻟﻴﻬﺎ RHIC ﻣﺼﺎﺩﻡ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﺜﻘﻴﻠﺔ ﺍﻟﻨﺴﺒﻲ Relativistic Heavy Ion Collider ﻓﻲ ﺑﺮوكهيفن ﻭﻣﺼﺎﺩﻡ ﺍﻟﻬﺎﺩﺭﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﻜﺒﻴﺮ LHC ﻓﻲ ﺳﻴﺮﻥ ﻟﺪﻳﻬﺎ ﺍﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ ﻛﺒﻴﺮﺓ ﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻏﻠﻮﻥ-ﻏﻠﻮﻥ، ﻣﻊ ﺇﻣﻜﺎﻧﻴﺔ ﺍﻟﻜﺸﻒ ﻋﻦ ﻣﻮﻗﻊ ﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻭﻭﺍﺻﻞ ﻣﻴﻨﺘﺴﺎﺭﻱ: "ﻻ ﺗﺤﺪﺙ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻹﻃﻼﻕ ﺇﺫﺍ ﺑﺪﺍ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﻛﻤﺎ ﻫﻮ دائماً، وكلما زادت تقلبات البروتون، أصبحت ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺃﻛﺜﺮ ﻋﺮﺿﺔً ﻟﻠﺤﺪﻭﺙ".

ﻓﻬﻢ ﺃﻓﻀﻞ ﻟﻠﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻣﺘﻀﻤﻨﺔً ﻛﻴﻔﻴﺔ ﺗﻮﺯﻉ "ﺑﺤﺮ" ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ، ﺍﻟﻤﻨﺠﺰﺓ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﺤﺴﻴﻨﺎﺕ ﺍﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ ﻭﺍﻟﺘﻄﻮﺭﺍﺕ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺍﻟﺠﺪﻳﺪﺓ ﻓﻲ ﺁﻥٍ ﻭﺍﺣﺪ. مصدر ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ:  .Brookhaven National Laboratory.
ﻓﻬﻢ ﺃﻓﻀﻞ ﻟﻠﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ، ﻣﺘﻀﻤﻨﺔً ﻛﻴﻔﻴﺔ ﺗﻮﺯﻉ "ﺑﺤﺮ" ﺍﻟﻜﻮﺍﺭﻛﺎﺕ ﻭﺍﻟﻐﻠﻮﻧﺎﺕ، ﺍﻟﻤﻨﺠﺰﺓ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﺤﺴﻴﻨﺎﺕ ﺍﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ ﻭﺍﻟﺘﻄﻮﺭﺍﺕ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺍﻟﺠﺪﻳﺪﺓ ﻓﻲ ﺁﻥٍ ﻭﺍﺣﺪ. مصدر ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ: .Brookhaven National Laboratory.


ﺑﺠﻤﻊ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﻨﻈﺮﻱ ﺍﻟﺠﺪﻳﺪ ﻭﺗﺤﺴﻴﻦ ﺑﻴﺎﻧﺎﺕ LHC ﺑﺎﺳﺘﻤﺮﺍﺭ، سيصل ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ إلى ﻓﻬﻢٍ ﺃﻓﻀﻞ ﻟﻠﺒﻨﻰ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻭﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﻮﻯ ﺑﺸﻜﻞٍ ﻋﺎﻡ، ﻭﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻓﻬﻢ ﻣﻦ ﺃﻳﻦ ﺗﺄﺗﻲ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻷﺟﺴﺎﻡ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻜﻮﻥ. إلا أن ﺍﻟﻬﺒﺔ ﺍﻷﻛﺒﺮ ﻟﻬﺬﺍ ﺍﻟﻨﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﺒﺤﻮﺙ، ﺳﻴﻜﻮﻥ ﺗﻄﻮﻳﺮ ﻣﺼﺎﺩﻡ إﻟﻜﺘﺮﻭﻥ-ﺃﻳﻮﻥ EIC، ﺍﻟﻤﺼﺎﺩﻡ ﺍﻟﻤﻘﺘﺮﺡ ﻣﻦ ﻗﺒﻞ ﺍﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﻌﺎﻭﻧﺎﺕ ﻋﺒﺮ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ. 


ﻋﻠﻰ ﻋﻜﺲ RHIC ﺃﻭ LHC ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺼﺎﺩﻡ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻣﻊ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ -ﻣﻨﺘﺠﺎً ﺇﺷﺎﺭﺓ ﻧﻬﺎﺋﻴﺔ ﻣﺸﻮﺷﺔ ﺟﺪﺍً- ﺳﻴﻜﻮﻥ EIC ﺃﻛﺜﺮ ﺗﺤﻜﻤﺎً، ﺑﺤﻴﺚ ﻻ توﺟﺪ ﺍﻧﻔﻌﺎﻻﺕ ﺩﺍﺧﻠﻴﺔ ﻭﻏﻴﺮ ﻣﺘﺤﻜﻢ ﺑﻬﺎ ﺩﺍﺧﻞ لإﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻟﺘﺤﻴﺮ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﺍﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ.

ﺍﻟﺮﺳﻢ ﺍﻟﺘﺨﻄﻴﻄﻲ ﻷﻭﻝ ﻣﺼﺎﺩم ﺃﻳﻮﻥ-إﻟﻜﺘﺮﻭﻥ في العالم.  بإضافة ﺣﻠﻘﺔ الإﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ‏(ﺣﻤﺮﺍﺀ) ﺇﻟﻰ ﻣﺼﺎﺩﻡ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﺜﻘﻴﻠﺔ ﺍﻟﻨﺴﺒﻲ RHIC ﻓﻲ ﺑﺮوكهيفن ينتج eRHIC مصدر الصورة: Brookhaven National Laboratory-CAD eRHIC group.
ﺍﻟﺮﺳﻢ ﺍﻟﺘﺨﻄﻴﻄﻲ ﻷﻭﻝ ﻣﺼﺎﺩم ﺃﻳﻮﻥ-إﻟﻜﺘﺮﻭﻥ في العالم. بإضافة ﺣﻠﻘﺔ الإﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ‏(ﺣﻤﺮﺍﺀ) ﺇﻟﻰ ﻣﺼﺎﺩﻡ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﺜﻘﻴﻠﺔ ﺍﻟﻨﺴﺒﻲ RHIC ﻓﻲ ﺑﺮوكهيفن ينتج eRHIC مصدر الصورة: Brookhaven National Laboratory-CAD eRHIC group.


ﺇﺫﺍ ﺃردﺕ ﺩﺭﺍﺳﺔ ﺍﻟﺒﻨﻰ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮﻭﺗﻮﻥ ﺃﻭ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻦ ﺍﻷﻧﻮﻳﺔ، فإن البعثرة العميقة غير المرنة هي ﺍﻟﺤﻞ ﺍﻟﻮﺣﻴﺪ ﻟﻠﻤﻀﻲ ﻗﺪﻣﺎً. ﺑﺎﻋﺘﺒﺎﺭ ﺃﻥّ ﺍﻟﻤﺼﺎﺩﻣﺎﺕ ﺑﺪﺃﺕ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺮﺣﻠﺔ ﻣﻨﺬ ﺃﻗﻞ ﻣﻦ ﻗﺮﻥ، ﻭبما أننا الآن نحصل على طﺎﻗﺎﺕٍ أكبر بحوالي 10000 ضعف ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺃﻛﺒﺮ ﻣﻦ ﺍﻟﺬﻱ ﺑﺪﺃﻧﺎ ﻓﻴﻪ، فإن السبر والفهم ﺍﻟﺪﻗﻴﻖ ﻟﻜﻴﻔﻴﺔ ﺣﺼﻮﻝ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻋﻠﻰ كتلتها ﺭﺑﻤﺎ ﻳﺼﺒﺢ ﻓﻲ ﻣﺘﻨﺎﻭﻝ ﺃﻳﺪﻳﻨﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻨﻬﺎية، وربما تصبح عندها ﺑﻼﺯﻣﺎ ﻛﻮﺍﺭﻙ-ﻏﻠﻮﻥ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﻨﻮﺍﺓ ﻭﺍﻟﺘﻘﻠﺒﺎﺕ ﺍﻟﻤﺼﺎﺣﺒﺔ، ﺟﺎﻫﺰﺓً ﻓﻲ ﺍﻟﻨﻬﺎﻳﺔ ﻟﺘﻜﺸﻒ ﺃﺳﺮﺍﺭﻫﺎ ﻟﻨﺎ. 


ﻭﻋﻨﺪﻣﺎ يحصل ﺫﻟﻚ، فإن ﻭﺍﺣﺪاً ﻣﻦ ﺃﻗﺪﻡ ﺃﻟﻐﺎﺯ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ، ﻣﻦ ﺃﻳﻦ ﺗﺄﺗﻲ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ‏(ﻣﺎ ﺗﺰﺍﻝ ﻟﻐﺰﺍً ﺣﺘﻰ ﺑﻌﺪ ﺍﻛﺘﺸﺎﻑ ﻫﻴﻐﺰ‏) ﺭﺑﻤﺎ ﻳﺼﺐ ﻓﻲ ﺍﻟﻨﻬﺎﻳﺔ في صاﻟﺢ ﺍﻟﺒﺸﺮﻳﺔ.

إمسح وإقرأ

المصادر

شارك

المصطلحات
  • الالكترون (Electron): جسيم مشحون سلبياً، ويُوجد بشكلٍ عام ضمن الطبقات الخارجية للذرات. تبلغ كتلة الالكترون نسبة تصل إلى حوالي 0.0005 من كتلة البروتون.
  • الأيونات أو الشوارد (Ions): الأيون أو الشاردة هو عبارة عن ذرة تم تجريدها من الكترون أو أكثر، مما يُعطيها شحنة موجبة.وتسمى أيوناً موجباً، وقد تكون ذرة اكتسبت الكتروناً أو أكثر فتصبح ذات شحنة سالبة وتسمى أيوناً سالباً
  • معهد أبحاث الفضاء في روسيا، و هو تابع لأكاديمية العلوم الروسية. (IKI): معهد أبحاث الفضاء في روسيا، و هو تابع لأكاديمية العلوم الروسية.

المساهمون


اترك تعليقاً () تعليقات