كلما أردنا أن نزداد تعمقاً في سبر المادة، احتجنا لذلك إلى قدر أكبر من الطاقة. ورغم أن هذا لا يبدو غريباً بوجه خاص، إلا أنه يستحق أن نحلله بشيء من التفصيل. ونحن إذ نفعل ذلك سنلقي بعض الضوء على بعض ما تخبرنا به ميكانيكا الكم بشأن طبيعة المادة.

ولعلنا نبدأ بأن نتذكر أن الضوء له طبيعة مزدوجة. فمن الممكن أن نفكر فيه كتيار من الجسيمات تعرف بالفوتونات، أو كحزمة من الأشعة الكهرومغناطيسية. وحتى السنوات الأولى من القرن العشرين كان العلماء يعدون هذا أمراً مستحيلاً. ففي رأيهم أن الأشياء يجب أن تتكون إما من الجسيمات «أو» من الموجات، ومن المستحيل لشيء أن يكون على الحالين في نفس الوقت. ونحن الآن نعرف أن استنتاجهم هذا الذي بدا منطقياً هو خطأ. وتخبرنا ميكانيكا الكم أن الضوء والمادة كلاهما مصنوعان من جسيمات وموجات في نفس الوقت.

 وقد تم إجراء تجارب عديدة تكشفت فيها صفة الجسيم للضوء وصفة الموجة للمادة. وفي بعض هذه التجارب يسلك الإلكترون كجسيم، وذلك مثلاً عندما يصطدم بحاجز فلوري* فتنتج نقطة من الضوء. ويمكن إجراء تجارب أخرى حيث حزم الإلكترونات تظهر بوضوح خاصية كالموجات وفوق ذلك فإنه يمكن إثبات أن الإلكترونات التي تصنع الحزم لها خصائص لا تنطبق إلا على الموجات مثل طول الموجة وترددها.

والحقيقة أنه قد أجريت تجارب تم فيها البرهنة على أن الجسيمات المنفردة لها خاصية الموجة. وكمثل، فإنه في 1974 وجد مجموعة من العلماء في المعهد الذري الجامعة النمسا في فيينا أن في إمكانهم أن يجعلوا نيوتروناً وحيداً يمر من خلال أحد الأجهزة في مسارين مختلفين في نفس الوقت ومن الواضح أن النيوترون لا يمكنه فعل ذلك إلا إذا سلك كموجة. فالجسيمات لا تنشق إلى جزئين لا يلبثان أن يتحدا ثانية، وإنما الموجة هي التي تستطيع أن تفعل ذلك بسهولة.

وثمة علاقة بين طول الموجة لأحد الجسيمات وسرعته. فكلما زادت سرعة حركته، صغر طول موجته. وهذا أمر يترتب على حقيقة أن الجسيمات التي تتحرك حركة أسرع لديها طبيعياً طاقة حركة أكثر. والطاقة الأكبر توازي دائماً أطوال موجات أقصر. ويصدق هذا مثلاً على الأشعة الكهرومغناطيسية. فالأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية لها أطوال موجات أقصر من أطوال موجات الألوان المختلفة التي في الضوء المرئي. وأشعة إكس وأشعة جاما التي لها طاقات أعلى من ذلك، هي أيضاً ذات أطوال موجات أقصر من ذلك.

وهذا أمر مهم جداً، لأنه إذا أراد الباحثون (رؤية) شيء ما، فإنهم لا بد أن يضيئوه بموجات ذات أطوال هي أقصر من الشيء نفسه. وهذا هو السبب في أن الفيروسات لا يمكن رؤيتها بالميكروسكوبيات العادية، فهي أصغر من أطوال موجات الضوء المرئي. وحتى يمكن إظهارها يجب أن يستخدم بدلاً من ذلك ميكروسكوب إلكتروني. وإذا تحركت الإلكترونات بالسرعة الكافية، تصبح أطوال موجاتها قصيرة، ويمكن بذلك تشكيل صورة واضحة.

وحتى يمكن رؤية تفاصيل بنية المادة التي على مقياس صغير جداً، يجب إذن تعجيل الجسيمات إلى سرعات عالية والوسيلة الوحيدة للوصول إلى ذلك هي بناء ماكينات ضخمة باهظة الثمن. فالماكينات الصغيرة قد انتهت إلى أقصى ما يمكنها فعله منذ زمن طويل.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

جناح العتبة العباسية المقدسة في معرض طهران الدولي يشهد فعاليات متنوِّعة

شعبة مدارس الكفيل تطلق حملتها السنوية لدعم العوائل المتعففة في شهر رمضان المبارك

بأجواء رمضانية مميزة.. مجموعة مشاتل الكفيل تستقبل العوائل العراقية يوميًا

المجمع العلمي: الختمة القرآنية الرمضانية المركزية المرتلة تشهد تنوعًا في القراءات والمشاركات

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف "السبب الخفي" وراء ترك التمارين الرياضية

كشف التوقيت "المثالي" لتغيير فرشاة الأسنان

بلاستيك في أنسجة بشرية.. دراسة تكشف مفاجأة طبية

دراسة تحذر من الإفراط في ممارسة الرياضة.. كيف يضر دماءك؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

"ديب سيك" تحجب أحدث نماذجها عن شركات الرقائق الأميركية

"سامسونغ" تطلق سلسلة هواتف "غالاكسي إس 26"

حملات سرية ورسائل تشويه.. كيف يتم استغلال "تشات جي بي تي"؟

أثر نفسي غير متوقع للرياضة.. مرتبط بالغضب

المزيد

مواضيع ذات صلة

تخوم الطاقة العالية

اكتشاف جسيمات جديدة

ميجا فولت، وجيجا فولت وتيرا فولت

جسيمات مصطدمة

ما بعد النموذج المعياري

الهليوم والديتريوم الأوليان

النموذج المعياري

نظرية ديناميكا اللون الكمية

توحيد القوى

النموذج المعياري

مكونات المادة

الطريقة الثمانية