فيزيائيون يكتشفون جزيئاتٍ كالشبح، تكسر التماثل مع جسيماتها المضادة - Lebanon news - أخبار لبنان
Connect with us
[adrotate group="1"]

صحة

فيزيائيون يكتشفون جزيئاتٍ كالشبح، تكسر التماثل مع جسيماتها المضادة

نحن جميعًا هنا فقط لأن الواقع هو انعكاس غير كامل لنفسه، فبفضل وجود خلل في تماثل الطبيعة كان هناك الكثير من المواد المتاحة للتكتل في مليارات المجرات التي نراها الآن في الكون. ما يقرب من عقد كامل من البيانات التي أنتجت من خلال «توكاي إلى کامیوکا (T2K» وهي تجربة فيزياء الجسيمات في اليابان، وجد أقوى…

Published

on

فيزيائيون-يكتشفون-جزيئاتٍ-كالشبح،-تكسر-التماثل-مع-جسيماتها-المضادة

نحن جميعًا هنا فقط لأن الواقع هو انعكاس غير كامل لنفسه، فبفضل وجود خلل في تماثل الطبيعة كان هناك الكثير من المواد المتاحة للتكتل في مليارات المجرات التي نراها الآن في الكون.

ما يقرب من عقد كامل من البيانات التي أنتجت من خلال «توكاي إلى کامیوکا (T2K» وهي تجربة فيزياء الجسيمات في اليابان، وجد أقوى دليل حتى الآن على اختلال التوازن الذي يمكن أن يساعد في تفسير سبب عدم اختفاء المادة بعد لحظات من نشوئها.

بحثت الدراسة عن فروق ذات دلالة حول كيفية تغيّر شكل الجسيمات شبه عديمة الكتلة التي تسمى النيوترينوات، بالمقارنة مع نقائضها من جسيمات مضاد-النيوترينو.

ومن المفارقات أن النيوترينوات صغيرة للغاية، فهي بالكاد موجودة، وتمر من بين الجسيمات الأخرى دون تصادم، لكن ما تفتقر إليه نوعًا تعوضه بالعدد، حيث أنها أكثر شيوعا بمليار مرة من الجسيمات الأخرى التي تستقرّ معًا لتكوين الذرات.

في الواقع، فإن وفرة النيوترينوات، ممزوجة بسلوكها الغريب في تبديل خصائصها -التي تسمى بالنكهات flavors- هي التي تجذب علماء الفيزياء الباحثون عن تفسيرات لكل شيء من المادة المظلمة إلى الاختلال الواضح في أنواع الجسيمات التي نراها حولنا.

عندما كان الكون لا يزال فوضى ساخنة معبأة في مساحة صغيرة (لكن قيد التوسيع)، كان من المفترض أن ينتج عن تكثيف الطاقة إلى جسيمات فلك نوح من أزواج من الجسيمات وجسيماتها المضادة.

وهذا يعني ظهور إلكترونات ذات شحنة سالبة جنبًا إلى جنب مع توائم مضادة للمادة موجبة الشحنة تسمى البوزيترونات، وكون الجسيمات الطبيعية (مثل الإلكترون) تلغي جسيماتها المضادة (مثل البوزيترون) مع تحرير بعض الاشعاع، فيجب ألا يكون في الفضاء شيء غير الموجات الكهرومغناطيسية.

ومن الواضح أن هذا ليس هو الحال، على الأقل ليس بالكامل، إذ إن هناك جسيمات كافية من المادة ظلت لتخلق أشياء مثل النجوم، والمذنبات، ومشابك الورق.

يقول عالم الجسيمات الفيزيائي ليندسي بيغنيل من جامعة استراليا الوطنية «تم إنشاء كميات متساوية من المادة والمادة المضادة في بداية الكون، لذا فإن السؤال المهم في علم الكونيات هو كيف وصلنا إلى الكون الذي نراه اليوم- الذي توجد فيه المادة».

لم يكن بيغنيل جزءا من الدراسة، لكنه يعلم شيئًا أو اثنين عن دور النيوترينوات في إمكانية تفسير هذا الخلل الغريب، إذ يقول «ليست لدينا الصورة الكاملة لكيفية حدوث ذلك حتى الآن، لكننا نعلم أن خرق التناظر والشحنة (انتهاك CP) هو عنصر ضروري».

تعني «CP» انقلاب الشحنة والتناظر، أي هي التغيرات التي تطرأ على المادة حين تتحول الى نقيضها، فمثلا، تنقلب الشحنات الموجبة إلى سالبة عندما تصبح الجسيمات جسيمات مضادة، أما بالنسبة إلى التناظر، فهو انقلاب في الإحداثيات، مثل ما تفعل المرآة حين تقلب يدك اليمنى الى يسرى.

لا يجب أن يؤدي انعكاس كلا من شحنة وقطبية نظام ما إلى تغيير طريقة عمل الفيزياء، لذلك نقول إنه يتبع «تناظر CP» وإذا وجدنا انقلابًا في أحدهما فقط، فسنقول إن هذا التناظر قد انتهك.

اللازم حدوثه لنشوء الكون المادي الذي نعرفه اليوم حدوث انتهاك لتناظر الشحنة والقطبية لبعض الجزيئات في بداية نشوء الكون، ولا يلزم أن يحدث لكثير من الجسيمات- إذ يكفي تغيّر بضع جسيمات لكل 10 مليار فوتون.

تم العثور على أحد هذه الانتهاكات بالفعل في وقت سابق عام 1964، عندما اكتشفه فيزيائيان أمريكيان بشكل غير مباشر ضمن إحصائيات نوع نادر من الإضمحلال في حزم من الجسيمات دون الذرية تسمی الكاون Kaons.

في حين كان هذا اكتشافًا بارزًا، تبيَّن أن حجم هذا الشكل الخاص من النتهاك لم يكن قريبًا من الحجم الكافي لشرح الاختلال في المادة الذي نراه اليوم.

منذ ذلك الحين، علّق عدد من الفيزيائيين آمالهم في حدوث انتهاك تناظر CP هام على فئات الجسيمات الأخرى- مثل تلك التي تحتوي على الإلكترونات النيوترينوات.

يقول بيغنيل: «إحدى الطرق التي يمكننا من خلالها استنتاج وجود انتهاكات CP في هذا النظام هي قياس أنماط تذبذب النيوترينو ومضادات النيوترينو» أي أنها ستختلف إذا تم انتهاك CP، وهذا ما حدث في مرصد T2K.

قام الباحثون في مرصد سوبر كاميوكاندي للجسيمات بقياس هذه التذبذبات في النيوترينوات حتى بعد أن قطعت الجسيمات من مجمع البحوث الياباني لتسريع البروتونات الياباني ما يقارب ال300 کیلومتر، ثم تم مقارنة نتائج تسع سنوات مع النماذج التي تصف كيف يجب أن تتغير الجسيمات خلال تلك المسافة.

كمية البيانات من هذه الدراسة تجعلنا متأكدين أكثر من أي وقت مضى بأن کسر هذا التماثل المهم هو سبب النمط الملحوظ في تأرجح صفات النيوترينو.

يقول بيغنيل «تمثل هذه الورقة من تجربة T2K إنجازًا تقنيًا استثنائيًا وتقدم مساهمة مهمة في هذا الموضوع».

مع هذا، ما زلنا بعيدين عن إجابة نهائية لتساؤلنا عن سبب وجود المادة كما هي، وسنحتاج إلى انتظار التجارب المستقبلية لتحديد ما إذا كان انتهاك الCP كافٍ لتفسيره، لكن إذا لم يكن الأمر كذلك، فقد نحتاج إلى فيزياء جديدة تمامًا.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

code

صحة

كيف تشكلت المحيطات وما مصدر كل هذا الماء على سطح الأرض؟

مساحة المحيطات على الأرض أكبر من مساحة اليابسة بالطبع وهناك أيضًا الكثير من المياه المحبوسة على شكل جليد في القطبين الشمالي والجنوبي. ما مصدر كل هذه المياه؟ سؤال رائع أليس كذلك! ظل العلماء يطرحون هذا السؤال لفترة طويلة وما زلنا غير متأكدين تمامًا في الواقع ولكن قد يكون أصل الماء من مصدرين مختلفين. لنبدأ أولًا…

Published

on

By

كيف-تشكلت-المحيطات-وما-مصدر-كل-هذا-الماء-على-سطح-الأرض؟

مساحة المحيطات على الأرض أكبر من مساحة اليابسة بالطبع وهناك أيضًا الكثير من المياه المحبوسة على شكل جليد في القطبين الشمالي والجنوبي. ما مصدر كل هذه المياه؟ سؤال رائع أليس كذلك! ظل العلماء يطرحون هذا السؤال لفترة طويلة وما زلنا غير متأكدين تمامًا في الواقع ولكن قد يكون أصل الماء من مصدرين مختلفين.

لنبدأ أولًا بكيفية تشكل الأرض والكواكب الأخرى

بدايةً كانت هناك سحابة ضخمة من الغبار والصخور في الكون تقلصت هذه السحابة بعد ذلك بسبب الجاذبية مكونة الشمس والكواكب تدريجيًا.

كان التراب والصخر الأصلي يتكون من معادن تحتوي على الماء بداخلها كما كانت الأرض شديدة الحرارة في أثناء تشكلها إضافةً لوجود الكثير من البراكين في جوفها مما أدى الى انصهارها. شكّل الماء الكامن في الصخور بخارًا وانبثق من البراكين على شكل غيوم عملاقة سرعان مابردت وأمطرت ماءً بعد ذلك. وتعتبر هذه الظاهرة أول مصدر لجزء من الماء الذي نعرفه حاليًا.

احتوت السحابة الأصلية المكونة من الغبار والصخور الكثير من القطع الصخرية المتشكلة من الجليد تمامًا ككرات الثلج العملاقة ولا تزال الكثير من هذه القطع تدور حول الشمس وتسمى المذنبات، وقد وجد المليارات منها عندما كانت الكواكب تتشكل كما أن عدد كبير منها على تحطم وذاب عند اصطدامه بالأرض محررًا المياه التي كانت بداخله وهذا هو المصدر الثاني لبقية المياه.

السؤال المطروح هو كيف تشكل الماء في الكون في المقام الأول؟ سؤال مهم جدًا ولكن سنجيب عنه في مناسبة أخرى أما الإجابة المختصرة هي: يتكون الماء من ذرات الهيدروجين والأكسجين والذرات هي اللبنات الأساسية الصغيرة للكون (بما في ذلك أنت وأنا).

تشكلت ذرات الهيدروجين في الماء في الانفجار العظيم الذي يعتبر نشأة الكون ثم تشكلت ذرات الأكسجين بعد ذلك في النجوم ومن ثم اجتمعت الذرتان (الهيدروجين والأكسجين) وتشكل الماء نتيجة لذلك.

إن هذا الماء على سطح الأرض قديم وثمين فلنعتني به.

Continue Reading

صحة

وفاة امرأة في الولايات المتحدة الأمريكية بعد إصابتها ببكتيريا مقاومة ل26 مضادًا حيويًا!

في العام الماضي، لم يتمكن الأطباء في الولايات المتحدة الأمريكية من علاج مريضة مصابة بسلالة بكتيرية كانت مقاومة ل26 نوعًا مختلفًا من المضادات الحيوية. بعد إخضاع البكتيريا لفحوصات متعددة، وجد الأطباء أنها مقاومة لجميع الأدوية المضادة للميكروبات المتوفرة، ولسوء الحظ توفيت المريضة البالغة من العمر 70 عامًا جراء العدوى. ذكر تقرير مفصل -صدر حديثًا عن…

Published

on

By

وفاة-امرأة-في-الولايات-المتحدة-الأمريكية-بعد-إصابتها-ببكتيريا-مقاومة-ل26-مضادًا-حيويًا!

في العام الماضي، لم يتمكن الأطباء في الولايات المتحدة الأمريكية من علاج مريضة مصابة بسلالة بكتيرية كانت مقاومة ل26 نوعًا مختلفًا من المضادات الحيوية. بعد إخضاع البكتيريا لفحوصات متعددة، وجد الأطباء أنها مقاومة لجميع الأدوية المضادة للميكروبات المتوفرة، ولسوء الحظ توفيت المريضة البالغة من العمر 70 عامًا جراء العدوى.

ذكر تقرير مفصل -صدر حديثًا عن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها- سلط الضوء على الخطر الأكبر الذي يتهدد الصحة العامة العالمية جراء ظهور بكتيريا شديدة المقاومة: أدخلت المرأة الواردة في التقرير في البداية إلى مستشفى في رينو بولاية نيفادا، بعد عودتها من رحلة طويلة إلى الهند، وكانت مصابة بتورم ملوث في وركها الأيمن.

بعد أن أجرى الأطباء الفحوصات، اكتشفوا أنها مصابة بنوع من البكتيريا المعوية المقاومة للكاربابينيم Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae والمعروفة باسم كليبسيلا نيمونيا Klepsiella pneumonia. تعيش هذه البكتيريا في القناة الهضمية دون التسبب بأي مشاكل في العادة، وتعتبر انتهازية في طريقة العدوى. ويبدو في حالة المرأة الواردة في التقرير الأخير، أن العدوى دخلت الى العظم وانتشرت في الورك بعد إصابة المرأة بكسر في عظم الفخذ في الهند.

بحلول الوقت الذي وصلت فيه إلى المستشفى في رينو، انتشرت العدوى مسببة التهابات في جميع أنحاء جسدها، لأن جهازها المناعي حاول التصدي للسلالة الفتاكة. لكن بعد مجموعة من الاختبارات، وجِدَ أنها مقاومة لجميع المضادات الحيوية المتاحة حاليًا للاستخدام في الولايات المتحدة الأمريكية. في نهاية المطاف استسلمت المريضة لصدمة إنتانية (تعفن الدم) وتوفيت.

من غير المرجح أن المرأة أصيبت بالبكتيريا شديدة المقاومة في الولايات المتحدة الأمريكية، قياسًا بالوقت الذي قضته في الهند، والفترة التي قضتها هناك في المستشفى في العامين الماضيين. يشير مؤلفو التقرير إلى أنها ربما التقطت العدوى في الخارج. فقد أصبحت «الجراثيم الخارقة» شائعة بشكل متزايد في الهند، ومع سهولة السفر النسبية، تزايد خطر انتشار البكتيريا أيضًا.

يوصي التقرير أن يولي الممارسون الطبيون مزيدًا من الاهتمام بالمكان الذي قد يكون المرضى عولجوا فيه سابقًا، وإجراء الاختبارات وفقًا لذلك. يجدر الإشارة إلى أن هذه ليست الحالة الأولى للبكتيريا عالية المقاومة التي عثر عليها في الولايات المتحدة الأمريكية، لكنها تبقى نادرة الحدوث.

علاوة على ذلك، تلاشى اكتشاف المضادات الحيوية الجديدة على مدى العقود القليلة الماضية مع زيادة عدد السلالات المقاومة، مما دفع الكثيرين للتنبؤ أننا ندخل عصر ما بعد المضادات الحيوية.

Continue Reading

صحة

مفارقة الأسى

يشعرنا الفقدان بعزلة خانقة في غالب الأحيان، لكن السعي للتواصل مع الآخرين وتلقي الدعم من شأنه أن يساعدنا في شق طريقنا للأمام من جديد. عندما نأسى لفقد أحدهم فإننا نعيش مفارقة من نوع ما. إن الفقدان تجربة حتمية لا مفر منها فأغلب الناس -وعلى وجه الخصوص أغلب البالغين- قد فُجِعوا بفقدان شخصٍ يحبونه. مع ذلك…

Published

on

By

مفارقة-الأسى

يشعرنا الفقدان بعزلة خانقة في غالب الأحيان، لكن السعي للتواصل مع الآخرين وتلقي الدعم من شأنه أن يساعدنا في شق طريقنا للأمام من جديد.

عندما نأسى لفقد أحدهم فإننا نعيش مفارقة من نوع ما. إن الفقدان تجربة حتمية لا مفر منها فأغلب الناس -وعلى وجه الخصوص أغلب البالغين- قد فُجِعوا بفقدان شخصٍ يحبونه. مع ذلك تبقى تجربة الفقدان قادرة على خلقِ عزلةٍ تامة تجعل العالم حولنا زنزانة بلا نوافذ.

السطور التي كتبتها لوري عن الموت كانت موجهة بشكل خاص لحبيسي تلك الزنزانة ولأولئك الذين ينتظرون خارجها لأجل المساعدة. دائمًا ما يسألها الناس: كيف نتخلص من كل هذا الألم؟ وفي أجوبتها، تدفعهم لوري بعيدًا عن هذا السؤال!

ليس التشافي خلاصًا من الألمِ، إنما تحويله إلى مقدسٍ منا وفينا إلى الابد. أو كما تكتب لوري: يستشيرني المراجعون في أغلب الأحيان عما إذا كان بالإمكان أن أساعدهم لوضع حدٍ لمآسيهم، لكن لطالما شعرت أن ذلك الحد ليس سوى وهمٍ محض!

على أي حال، كيف يمكن وضع حد أو نهاية للفقدان أو للحب؟ هل نحن حقًا راغبون بالعثور على تلك النهاية أو وضع ذلك الحد؟ وإن لم يكن وضع حد فاصل لألم الفقدان أمرًا ممكنًا، فما هو الأمل؟

تستعين لوري بعمل وليام وردن الذي يتمحور حول (سيكولوجيا الفقدان) لتوضيح الأمر. يقول وردن: أحد التحديات التي تواجهنا عند الفقدان هي صناعة وضعٍ تصبح فيه حالة الفقدان جزءًا من عالمنا. أن نصبح قادرين على التعايش مع حقيقة فقدنا لأحدهم صانعين نسيجًا يصلنا به، باحثين في نفس الوقت عن طريقة للمضي قدمًا.

بالنسبة لكثيرٍ من الذين يخيم الحزن على حياتهم، تبدو هذه النصيحة كلامًا يتسم بالريبة، ويبدو المضي إلى الأمام خيارًا محجوبًا. لكن من خلال قراءة هذه السطور يتضح أمر مهم: الخطوة الأولى هي مغادرة تلك الزنزانة، كما تكتب لوري «أن تكون وحيدًا في مواجهة أسى الفقدان يعني أن تزيد الأمر سوءًا».

اخرج من تلك الزنزانة أو اسمح للآخرين بالوصول إليك. فالقيام بذلك، كما تكتب لوري، كان عاملًا مساعدًا لها في التعافي من حالة الفقدان التي عانتها.

لم تستطع معالجتها النفسية ولا النصيحة التي أسداها إليها والدها قبل أن يفارق الحياة «على مساعدتي للتخلص من الالم» على حد قولها، لكنهما كانا معي في خسارتي، كأنهما يقولان: «أنا أراكِ وأسمعك، أنا معك».

Continue Reading
error: Content is protected !!