![صورة: باستخدام النيوترونات، اصبح بإمكان العلماء البحث عن الطاقة المظلمة في المختبر الفيزيائيون The Physicistsلسنا دائما بحاجة لمُسرع جسيمات ضخم كي نفهم فيزياء الجسيمات، فالنتائج الأولية أتت من بديلٍ مُنخفض الطاقة وتؤكدها نظرية نيوتن للجاذبية لحد خمس مضاعفات عشرية، كما انّها تقلّص الخصائص المحتملة للقوى والجسيمات بأكثر من مئة الف مرة.إنه التحليل الطيفي لصدى الجاذبية، وهي طريقة مبتكرة عالية الدقة من قبل جامعة فيينا للتكنولوجيا بحيث اصبح بإمكاننا استعمالها للبحث عن "المادة المظلمة Dark Matter" و "الطاقة المظلمة Dark Energy". جميع الجسيمات التي نعرفها اليوم تشكل 5% تقريباً من كتلة وطاقة الكون، وما تبقى يتكون من "المادة المظلمة" و "الطاقة المظلمة" الغامضتان حتى الآن. قام فرق عمل أوروبي مشترك، يقوده عدد من الباحثين في جامعة فيينا للتكنولوجيا، بإجراء قياسات عالية الدقة لتأثيرات الجاذبية عند مسافاتٍ قصيرة جداً في معهد لوي لاجنفين في جرونبل. تأتي أهمية هذه الاختبارات في وضع حدود لتواجد جسيمات جديدة محتملة أو قوى أساسية، دقة هذه الاختبارات تصل إلى مئات آلاف أضعاف التقديرات السابقة.جسيمات غير مكتشفة؟إن المادة المظلمة غير مرئية، ولكنها تؤثر على المادة عبر قدرة الجذب التي تمتلكها، مما يؤثر على حركة دوران المجرات. الطاقة المظلمة من جهة أخرى هي المسؤولة عن التوسع المتسارع للكون. يُمكن طبعاً تفسير هذا الأمر عبر ثابت آينشتاين الكوني، ولكن بدلاً من ذلك يمكن استعمال نظريات "العُنصر الخامس" (أو الجوهر quintessence theories) باعتبار أن الكون الفارغ ليس بالضرورة أن يكون فارغاً تماماً، بل يعمّه حقلٌ غير معروف شبيه بـ "حقل هيغز".(بحسب البروفسور هارتموت ابيل مدير معهد الذرة في فيينا ورئيس مجموعة البحث). هذه النظريات مبنية على نظرية أرسطو المتعلقة بـ "العنصر الخامس" وهو عنصر افتراضي مضاف على العناصر الأربعة الكلاسيكية في الفلسفة اليونانية القديمة [بحسب الفلسفة الطبيعية القديمة، فإن كافة المواد من الطبيعة تتشكل من 4 عناصر أساسية وهي: الماء - الهواء - النار - التراب / المترجم]. في حال تم اكتشاف جسيمات جديدة أو قوى إضافية، من المتوقع أن نتمكن من مراقبتها هنا على الأرض، وقد قام كل من طوبياس جانكي وهاتموت ابيل من جامعة فيينا للتكنولوجيا بتطوير جهاز عالي الدقة واستخدماه مع عددٍ من زملائهما لدراسة قوى الجاذبية.تلعب النيوترونات دوراً ممتازاً في هذا النوع من الدراسات فهي لا تحمل أي شحنة كهربائية وهي صعبة الاستقطاب، وبالتالي فالنيوترونات تتأثر فقط بالجاذبية أو يمكن أن تتأثر بقوى إضافية غير معروفة. قامت لاريسا تشيزهوفا بالإضافة للبروفسور ستيفان روتر والبروفسور يواكيم بورغدويفر بالحسابات النظرية لدراسة سلوك النيوترونات. كما ساهم ي. شميت من جامعة هايدلبورغ و ت. لاور من معهد ميونخ عبر تقديم الأداة التحليلية لهذه الحسابات.القوى على مسافات قصيرةالتقنية التي تم تطويرها تقوم على أخذ نيوترونات بطيئة جداً من أكبر مصدر للنيوترونات الشديدة البرودة في العالم ويتم وضعها بين صفيحتين متوازيتين. وبحسب نظرية الكم، تستطيع النيوترونات أن تحتل فقط حالات معينة بحيث لا تتأثر إلا بقوى الجاذبية وبالتالي، عبر تحريك الصفائح يدوياً يمكن تغير الحالة الكمية للنيوترونات. بهذه الطريقة يمكن قياس الاختلاف الناجم عن تغير درجات الطاقة والناتجة عن تغير حالة النيوترونات المتأثرة بتغير القوى المطبقة عليها عند تعديل الصفائح.يقول بيتر غلتنبورت من معهد جرنوبل :" عملنا هذا هو خطوةٌ مهمة جداً في فهم تأثير الجاذبية على مسافاتٍ صغيرة جداً، فالنيوترونات فائقة البرودة المُقدمة من جرينوبل بإلاضافة إلى المعدات من فيينا يشكلان الأداة الأفضل لدراسة وتوقع الانحرافات الصغيرة ناجمة عن الجاذبية النيوتونية حصراً".هناك معايير مختلفة لتحديد مدى دقة هذه الانحرافات على هذا المستوى الصغير. على سبيل المثال قوة الارتباط بين حقول افتراضية جديدة والمادة التي نعرفها. في المقابل تختلف بعض المعايير بحسب قوة ارتباط جسيمات العنصر الخامس أو بسبب قوى تم اختزالها مسبقاً بعد القيام بقياسات عالية الدقة، ولكن كل الاختبارات تركت هامشاً كبيراً لظواهر فيزيائية جديدة غير نيوتونية لا تزال مختبأة وغير مكتشفة.أفضل بمئات الاف المرات من طرق مختلفةيقول هارتموت ابيل :" الطريقة الجديدة القائمة على النيوترونات تمكننا من تجربة النظريات القائمة على مبدأ صعوبة إيجاد انحرافات مبنية على قانون نيوتن الثابت". وبالتالي اصبح بامكاننا الان اختزال معايير عدّة. تساعدنا هذه الحسابات بوضع حدود جديدة لقوة الارتباط والتي هي اكثر دقة بالاف المرات من الحدود الموضوعة سابقاً بالطرق القديمة. حتى ولو تم ضحد وجود بعض جسيمات العنصر الخامس الافتراضية.سيتواصل البحث بحيث تزيد فرص إيجاد قوانين فيزيائية جديدة مع ازدياد نسبة الدقة في الحسابات، وبالتالي فعلى التحليل الطيفي لصدى الجاذبية أن يبقى في تطورٍ مستمر وهذا ما أكّده فريق عمل ابيل بأن زيادة دقة الاختبار بعدد من المضاعفات العشرية أمرٌ ممكن جدا. و لكن لو لم نستطيع أن نوجد أي دليل لأية انحرافاتٍ ناتجة عن أي قوى معروفة، فسيكون الانتصار لآينشتاين مجدداً بحيث يبقى رقمه الكوني الثابت هو الأكثر قبولاُ.ترجمة: Bilal Najjar مراجعة: Mario G. Rahal و Humam Betar تصميم الصورة: Mark Sarko المصدر: http://phys.org/news/2014-04-neutrons-scientists-dark-energy-lab#علم #فيزياء #فيزيائيون #Physics #Orbiting #Science](https://m.ak.fbcdn.net/scontent-b.xx/hphotos-frc3/t1.0-9/s403x403/10295756_468164559983926_8840124007963206040_n.jpg "دراسة المادّة المظلمة اصبحت ممكنة بأستخدام النيوترونات. مقال من صفحة الفيزيائيون.")
دراسة المادّة المظلمة اصبحت ممكنة بأستخدام النيوترونات. مقال من صفحة الفيزيائيون.
ترجمة : بلال نجّار.
باستخدام النيوترونات، اصبح بإمكان العلماء البحث عن الطاقة المظلمة في المختبر
الفيزيائيون The Physicists
لسنا دائما بحاجة لمُسرع جسيمات ضخم كي نفهم فيزياء الجسيمات، فالنتائج الأولية أتت من بديلٍ مُنخفض الطاقة وتؤكدها نظرية نيوتن للجاذبية لحد خمس مضاعفات عشرية، كما انّها تقلّص الخصائص المحتملة للقوى والجسيمات بأكثر من مئة الف مرة.
إنه التحليل الطيفي لصدى الجاذبية، وهي طريقة مبتكرة عالية الدقة من قبل جامعة فيينا للتكنولوجيا بحيث اصبح بإمكاننا استعمالها للبحث عن "المادة المظلمة Dark Matter" و "الطاقة المظلمة Dark Energy". جميع الجسيمات التي نعرفها اليوم تشكل 5% تقريباً من كتلة وطاقة الكون، وما تبقى يتكون من "المادة المظلمة" و "الطاقة المظلمة" الغامضتان حتى الآن.
قام فرق عمل أوروبي مشترك، يقوده عدد من الباحثين في جامعة فيينا للتكنولوجيا، بإجراء قياسات عالية الدقة لتأثيرات الجاذبية عند مسافاتٍ قصيرة جداً في معهد لوي لاجنفين في جرونبل. تأتي أهمية هذه الاختبارات في وضع حدود لتواجد جسيمات جديدة محتملة أو قوى أساسية، دقة هذه الاختبارات تصل إلى مئات آلاف أضعاف التقديرات السابقة.
جسيمات غير مكتشفة؟
إن المادة المظلمة غير مرئية، ولكنها تؤثر على المادة عبر قدرة الجذب التي تمتلكها، مما يؤثر على حركة دوران المجرات. الطاقة المظلمة من جهة أخرى هي المسؤولة عن التوسع المتسارع للكون. يُمكن طبعاً تفسير هذا الأمر عبر ثابت آينشتاين الكوني، ولكن بدلاً من ذلك يمكن استعمال نظريات "العُنصر الخامس" (أو الجوهر quintessence theories) باعتبار أن الكون الفارغ ليس بالضرورة أن يكون فارغاً تماماً، بل يعمّه حقلٌ غير معروف شبيه بـ "حقل هيغز".(بحسب البروفسور هارتموت ابيل مدير معهد الذرة في فيينا ورئيس مجموعة البحث).
هذه النظريات مبنية على نظرية أرسطو المتعلقة بـ "العنصر الخامس" وهو عنصر افتراضي مضاف على العناصر الأربعة الكلاسيكية في الفلسفة اليونانية القديمة [بحسب الفلسفة الطبيعية القديمة، فإن كافة المواد من الطبيعة تتشكل من 4 عناصر أساسية وهي: الماء - الهواء - النار - التراب / المترجم]. في حال تم اكتشاف جسيمات جديدة أو قوى إضافية، من المتوقع أن نتمكن من مراقبتها هنا على الأرض، وقد قام كل من طوبياس جانكي وهاتموت ابيل من جامعة فيينا للتكنولوجيا بتطوير جهاز عالي الدقة واستخدماه مع عددٍ من زملائهما لدراسة قوى الجاذبية.
تلعب النيوترونات دوراً ممتازاً في هذا النوع من الدراسات فهي لا تحمل أي شحنة كهربائية وهي صعبة الاستقطاب، وبالتالي فالنيوترونات تتأثر فقط بالجاذبية أو يمكن أن تتأثر بقوى إضافية غير معروفة. قامت لاريسا تشيزهوفا بالإضافة للبروفسور ستيفان روتر والبروفسور يواكيم بورغدويفر بالحسابات النظرية لدراسة سلوك النيوترونات. كما ساهم ي. شميت من جامعة هايدلبورغ و ت. لاور من معهد ميونخ عبر تقديم الأداة التحليلية لهذه الحسابات.
القوى على مسافات قصيرة
التقنية التي تم تطويرها تقوم على أخذ نيوترونات بطيئة جداً من أكبر مصدر للنيوترونات الشديدة البرودة في العالم ويتم وضعها بين صفيحتين متوازيتين. وبحسب نظرية الكم، تستطيع النيوترونات أن تحتل فقط حالات معينة بحيث لا تتأثر إلا بقوى الجاذبية وبالتالي، عبر تحريك الصفائح يدوياً يمكن تغير الحالة الكمية للنيوترونات. بهذه الطريقة يمكن قياس الاختلاف الناجم عن تغير درجات الطاقة والناتجة عن تغير حالة النيوترونات المتأثرة بتغير القوى المطبقة عليها عند تعديل الصفائح.
يقول بيتر غلتنبورت من معهد جرنوبل :" عملنا هذا هو خطوةٌ مهمة جداً في فهم تأثير الجاذبية على مسافاتٍ صغيرة جداً، فالنيوترونات فائقة البرودة المُقدمة من جرينوبل بإلاضافة إلى المعدات من فيينا يشكلان الأداة الأفضل لدراسة وتوقع الانحرافات الصغيرة ناجمة عن الجاذبية النيوتونية حصراً".
هناك معايير مختلفة لتحديد مدى دقة هذه الانحرافات على هذا المستوى الصغير. على سبيل المثال قوة الارتباط بين حقول افتراضية جديدة والمادة التي نعرفها. في المقابل تختلف بعض المعايير بحسب قوة ارتباط جسيمات العنصر الخامس أو بسبب قوى تم اختزالها مسبقاً بعد القيام بقياسات عالية الدقة، ولكن كل الاختبارات تركت هامشاً كبيراً لظواهر فيزيائية جديدة غير نيوتونية لا تزال مختبأة وغير مكتشفة.
أفضل بمئات الاف المرات من طرق مختلفة
يقول هارتموت ابيل :" الطريقة الجديدة القائمة على النيوترونات تمكننا من تجربة النظريات القائمة على مبدأ صعوبة إيجاد انحرافات مبنية على قانون نيوتن الثابت". وبالتالي اصبح بامكاننا الان اختزال معايير عدّة. تساعدنا هذه الحسابات بوضع حدود جديدة لقوة الارتباط والتي هي اكثر دقة بالاف المرات من الحدود الموضوعة سابقاً بالطرق القديمة. حتى ولو تم ضحد وجود بعض جسيمات العنصر الخامس الافتراضية.
سيتواصل البحث بحيث تزيد فرص إيجاد قوانين فيزيائية جديدة مع ازدياد نسبة الدقة في الحسابات، وبالتالي فعلى التحليل الطيفي لصدى الجاذبية أن يبقى في تطورٍ مستمر وهذا ما أكّده فريق عمل ابيل بأن زيادة دقة الاختبار بعدد من المضاعفات العشرية أمرٌ ممكن جدا. و لكن لو لم نستطيع أن نوجد أي دليل لأية انحرافاتٍ ناتجة عن أي قوى معروفة، فسيكون الانتصار لآينشتاين مجدداً بحيث يبقى رقمه الكوني الثابت هو الأكثر قبولاُ.
ترجمة: Bilal Najjar
مراجعة: Mario G. Rahal و Humam Betar
تصميم الصورة: Mark Sarko
المصدر:
http://phys.org/news/2014-04-neutrons-scientists-dark-energy-lab
#علم #فيزياء #فيزيائيون #Physics #Orbiting #Science
الفيزيائيون The Physicists
لسنا دائما بحاجة لمُسرع جسيمات ضخم كي نفهم فيزياء الجسيمات، فالنتائج الأولية أتت من بديلٍ مُنخفض الطاقة وتؤكدها نظرية نيوتن للجاذبية لحد خمس مضاعفات عشرية، كما انّها تقلّص الخصائص المحتملة للقوى والجسيمات بأكثر من مئة الف مرة.
إنه التحليل الطيفي لصدى الجاذبية، وهي طريقة مبتكرة عالية الدقة من قبل جامعة فيينا للتكنولوجيا بحيث اصبح بإمكاننا استعمالها للبحث عن "المادة المظلمة Dark Matter" و "الطاقة المظلمة Dark Energy". جميع الجسيمات التي نعرفها اليوم تشكل 5% تقريباً من كتلة وطاقة الكون، وما تبقى يتكون من "المادة المظلمة" و "الطاقة المظلمة" الغامضتان حتى الآن.
قام فرق عمل أوروبي مشترك، يقوده عدد من الباحثين في جامعة فيينا للتكنولوجيا، بإجراء قياسات عالية الدقة لتأثيرات الجاذبية عند مسافاتٍ قصيرة جداً في معهد لوي لاجنفين في جرونبل. تأتي أهمية هذه الاختبارات في وضع حدود لتواجد جسيمات جديدة محتملة أو قوى أساسية، دقة هذه الاختبارات تصل إلى مئات آلاف أضعاف التقديرات السابقة.
جسيمات غير مكتشفة؟
إن المادة المظلمة غير مرئية، ولكنها تؤثر على المادة عبر قدرة الجذب التي تمتلكها، مما يؤثر على حركة دوران المجرات. الطاقة المظلمة من جهة أخرى هي المسؤولة عن التوسع المتسارع للكون. يُمكن طبعاً تفسير هذا الأمر عبر ثابت آينشتاين الكوني، ولكن بدلاً من ذلك يمكن استعمال نظريات "العُنصر الخامس" (أو الجوهر quintessence theories) باعتبار أن الكون الفارغ ليس بالضرورة أن يكون فارغاً تماماً، بل يعمّه حقلٌ غير معروف شبيه بـ "حقل هيغز".(بحسب البروفسور هارتموت ابيل مدير معهد الذرة في فيينا ورئيس مجموعة البحث).
هذه النظريات مبنية على نظرية أرسطو المتعلقة بـ "العنصر الخامس" وهو عنصر افتراضي مضاف على العناصر الأربعة الكلاسيكية في الفلسفة اليونانية القديمة [بحسب الفلسفة الطبيعية القديمة، فإن كافة المواد من الطبيعة تتشكل من 4 عناصر أساسية وهي: الماء - الهواء - النار - التراب / المترجم]. في حال تم اكتشاف جسيمات جديدة أو قوى إضافية، من المتوقع أن نتمكن من مراقبتها هنا على الأرض، وقد قام كل من طوبياس جانكي وهاتموت ابيل من جامعة فيينا للتكنولوجيا بتطوير جهاز عالي الدقة واستخدماه مع عددٍ من زملائهما لدراسة قوى الجاذبية.
تلعب النيوترونات دوراً ممتازاً في هذا النوع من الدراسات فهي لا تحمل أي شحنة كهربائية وهي صعبة الاستقطاب، وبالتالي فالنيوترونات تتأثر فقط بالجاذبية أو يمكن أن تتأثر بقوى إضافية غير معروفة. قامت لاريسا تشيزهوفا بالإضافة للبروفسور ستيفان روتر والبروفسور يواكيم بورغدويفر بالحسابات النظرية لدراسة سلوك النيوترونات. كما ساهم ي. شميت من جامعة هايدلبورغ و ت. لاور من معهد ميونخ عبر تقديم الأداة التحليلية لهذه الحسابات.
القوى على مسافات قصيرة
التقنية التي تم تطويرها تقوم على أخذ نيوترونات بطيئة جداً من أكبر مصدر للنيوترونات الشديدة البرودة في العالم ويتم وضعها بين صفيحتين متوازيتين. وبحسب نظرية الكم، تستطيع النيوترونات أن تحتل فقط حالات معينة بحيث لا تتأثر إلا بقوى الجاذبية وبالتالي، عبر تحريك الصفائح يدوياً يمكن تغير الحالة الكمية للنيوترونات. بهذه الطريقة يمكن قياس الاختلاف الناجم عن تغير درجات الطاقة والناتجة عن تغير حالة النيوترونات المتأثرة بتغير القوى المطبقة عليها عند تعديل الصفائح.
يقول بيتر غلتنبورت من معهد جرنوبل :" عملنا هذا هو خطوةٌ مهمة جداً في فهم تأثير الجاذبية على مسافاتٍ صغيرة جداً، فالنيوترونات فائقة البرودة المُقدمة من جرينوبل بإلاضافة إلى المعدات من فيينا يشكلان الأداة الأفضل لدراسة وتوقع الانحرافات الصغيرة ناجمة عن الجاذبية النيوتونية حصراً".
هناك معايير مختلفة لتحديد مدى دقة هذه الانحرافات على هذا المستوى الصغير. على سبيل المثال قوة الارتباط بين حقول افتراضية جديدة والمادة التي نعرفها. في المقابل تختلف بعض المعايير بحسب قوة ارتباط جسيمات العنصر الخامس أو بسبب قوى تم اختزالها مسبقاً بعد القيام بقياسات عالية الدقة، ولكن كل الاختبارات تركت هامشاً كبيراً لظواهر فيزيائية جديدة غير نيوتونية لا تزال مختبأة وغير مكتشفة.
أفضل بمئات الاف المرات من طرق مختلفة
يقول هارتموت ابيل :" الطريقة الجديدة القائمة على النيوترونات تمكننا من تجربة النظريات القائمة على مبدأ صعوبة إيجاد انحرافات مبنية على قانون نيوتن الثابت". وبالتالي اصبح بامكاننا الان اختزال معايير عدّة. تساعدنا هذه الحسابات بوضع حدود جديدة لقوة الارتباط والتي هي اكثر دقة بالاف المرات من الحدود الموضوعة سابقاً بالطرق القديمة. حتى ولو تم ضحد وجود بعض جسيمات العنصر الخامس الافتراضية.
سيتواصل البحث بحيث تزيد فرص إيجاد قوانين فيزيائية جديدة مع ازدياد نسبة الدقة في الحسابات، وبالتالي فعلى التحليل الطيفي لصدى الجاذبية أن يبقى في تطورٍ مستمر وهذا ما أكّده فريق عمل ابيل بأن زيادة دقة الاختبار بعدد من المضاعفات العشرية أمرٌ ممكن جدا. و لكن لو لم نستطيع أن نوجد أي دليل لأية انحرافاتٍ ناتجة عن أي قوى معروفة، فسيكون الانتصار لآينشتاين مجدداً بحيث يبقى رقمه الكوني الثابت هو الأكثر قبولاُ.
ترجمة: Bilal Najjar
مراجعة: Mario G. Rahal و Humam Betar
تصميم الصورة: Mark Sarko
المصدر:
http://phys.org/news/2014-04-neutrons-scientists-dark-energy-lab
#علم #فيزياء #فيزيائيون #Physics #Orbiting #Science
0 التعليقات:
Post a Comment