تجارب جديدة تتحدّى المفاهيم الأساسيّة للكهرومغناطيسيّة

ترجمة: عمرو باهى

- الملاحظات التى أدلى بها المعهد الوطنى للبحوث والتّكنولوجيا (نيست) فى مجال الإلكترونات والأيّونات تشير إلى أن فى حالة الأيّونات ذات شحنة موجبة قويّة, فإن الإلكترونات يمكن أن تتصرّف بطريقة تتعارض مع نظرية الديناميكا الكهربيّة الكميّة (QED) والتى تصف الكهرومغناطيسيّة. وبينما نحن فى حاجة لمزيد من التّجارب, فإن النّتائج بمكن أن تشير الى أن بعض جوانب نظريّة QED تحتاج الى المراجعة واعادة التّدقيق.

- فى حال تم التّأكّد من هذه النّتائج الحديثة فى معمل (نيست), فإان بعنى هذا يعنى إعادة التّفكير فى أحد أحجار الأساس للفيزياء. التجارب الحديثة تشير إلى أن أكثر التّوقّعات صرامة المستندة على نظريّة  الكهرومغناطيسيّة (واحدة من القوى الأساسيّة الأربعة فى الكون, ويتم استخدامها فى معظم الأجهزة) لا تدرس بدقّة سلزك الذّرّات فى الظّروف ذات الشحنات العالية.

- هذه النّظرية المطروحة للنّقاش والمراجعة معروفة باسم نظرية الديناميكا الكهربيّة الكمّيّة والتى حملها الفيزيائيّون على الأعناق لسنوات طويلة نظراً لقوّتها وكفاءتها فى وصف آثار الكهرومغناطيسيّة على المادّة. فقد كانت هذه النّظرية مفيدة بشكل خاص فى تفسير سلوك الإلكترونات ومداراتها حول النّواة فى الذّرة. ولكن بالرّغم من هذه النّجاحات, هناك أسباب للإعتقاد بأن هذه النّظريّة قد لا توفّر صورة كاملة للواقع. لذا يحاول العلماء أن يختبروا النظريّة بدقة متناهية.

- إحدى الطّرق لاختبار أجزاء من النّظرية هو أن نأخذ ذرّة ثقيلة نسبياّّ (التيتانيوم أو الحديد, مثلاً) ونقوم بتجريدها من الإلكترونات التى تحيط بنواتها. يقول الفيزيائى جون جيلاسبى, فيزيائى فى نيست وأحد أعضاء فريق البحث, ” لو تم إزالة 20 الكترون من ضمن 22 إلكترون حول نواة التيتانيوم, فستصبح أيّون ذا شحنة عالية جدا وستتصرّف بطريقة كما لو كانت  ذرة هيليوم تقلّصت لعشر حجمها الأصلى. فى هذه الحالة الغير عاديّة, يتم عمل تكبير للنظرية وآثارها لاستكشاف ما يحدث وفهمه بطريقة صحيحة.”

- من بين أشياء كثيرة تتميّز بها نظرية QED هى توقّع ما يمكن أن يحدث عند إصطدام الكترون يدور حول النواة مع أحد الجسيمات العابرة. هذا الالكترون المثار سيتم رفع مستوى طاقته لمستويات أعلى لبعض الوقت قبل أن يهبط مرّة أخرى الى مستوى طاقته الأصلى. فى هذه الحالة, فإنّه سيعطى شعاع فوتون, وتخبرنا النّظرية عن أى لون (الطول الموجى) الذى سيكون عليه هذا الفوتون. وجد فريق الباحثين أن فى حالة الإلكترونات فى الأيونات ذات الشحنات العالية فقد نتج عنها آشعة فوتونات مختلفة اللون (الطّول الموجى) عمّا توقّعته النّظرية وتوقّعه فريق البحث.

- وفى حين أن النّتائج التى حصل عليها مركز نيست مثيرة للاهتمام بما فيه الكفاية للبدء بنشرها, يقول جيلاسبى أنّه يأمل فى أن النّتائج سوف تقوم بالتّحفيز على قياس آشعة الفوتونات النّاتجة بدقّة أكبر. حالياً, يقوم فريق نيست البحثى بالإعداد لاصدار نتائج للقياسات الجديدة التى تم إجرائها على الألوان الأخرى للضّوء المنبعث من الذّرات المختلفة والتى تعزّز نتائج القياسات الأوليّة.

- يقول جوناثان سابرستين, أستاذ الفيزياء فى جامعة نوتردام, ” ما وجده فريق نيست مثير بما فيه الكفاية لجذب الانتباه. يجب أن تتم الحسابات بشكل مستقل لتأكيد النّظرية, ويجب أن تقوم التّجارب الأخرى بتأكيد هذه النّتائج. ومع ذلك, إن لم يكن هناك أخطاء فى النّظرية وكانت حسابات فريق نيست أيضاً صحيحة, فقد تكون هناك بعض القوانين الفيزيائية خارج حدود نظرية QED.”

——————————————————————

ترجمة: عمرو باهى – فريق عمل مترجم

المصدر: http://phys.org/news/2012-11-fundamental-electromagnetism.html

نقاش

comments

Powered by Facebook Comments