تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
التناظر الفائق والشركاء الفائقون
المؤلف:
برايان غرين
المصدر:
الكون الأنيق
الجزء والصفحة:
ص195
2025-05-31
41
وكما أكدنا من قبل فإن مفهوم الحركة المغزلية، على الرغم من أنه يشبه ظاهرياً صورة الحركة المغزلية العادية، إلا أنه يختلف في الأساس المتأصل في ميكانيكا الكم. وقد أوضح اكتشافها في العام 1925 أن هناك نوعاً آخر من الحركة الدورانية التي ببساطة لا توجد في العالم الكلاسيكي البحت.
يوعز ذلك بالسؤال الآتي : هل من الممكن أن تؤدي الحركة الدورانية الرقيقة المصاحبة للحركة المغزلية إلى تناظر محتمل آخر لقوانين الطبيعة؟ تماماً كما تسمح الحركة الدورانية العادية بمبدأ التناظر لعدم التغير الدوراني ( " تتعامل الفيزياء مع كل الاتجاهات المكانية على قدم المساواة). وحوالي 1971 أوضح الفيزيائيون أن الإجابة عن هذا السؤال هي نعم. وعلى الرغم من أن الرواية الكاملة متشعبة تماماً، إلا أن الفكرة الأساسية هي أنه عندما نأخذ الحركة المغزلية في الاعتبار فإن هناك بالضبط تناظراً واحداً آخر لقوانين الطبيعة، وهو الممكن رياضياً. ويسمى التناظر الفائق (Supersymmetry).
ولا يمكن أن يصاحب التناظر الفائق تغير حدسي بسيط في نقاط التفضيل المشاهدة مثل التحولات في الزمن، وفي المواقع الفضائية ، وفي التوجه الزاوي، وفي السرعة الموجهة للحركة وهي كلها تستهلك هذه الاحتمالات. لكن تماماً مثلما أن الحركة المغزلية تشبه الحركة الدورانية لكن مع تحريف كمي" فإن التناظر الفائق يمكن أن يصاحب التغير في نقطة تفضيل في المشاهدة في امتداد كمي في المكان والزمان" والعبارات بين علامات التنصيص لها أهمية خاصة، لأن الجملة الأخيرة قد قصد بها فقط أن تعطي شعوراً عاماً بموقع التناظر الفائق في الإطار الأكبر العام لمبادئ التناظر . إلا أنه على الرغم من إدراكنا أن التناظر الفائق أمر صحيح، فإننا سنركز على واحد من تضميناته الأولية" - آخذين في اعتبارنا أن الطبيعة تتضمن مبادئه - وهو أمر أسهل كثيراً في فهمه.
في بداية السبعينيات من القرن العشرين أيقن الفيزيائيون أن الكون متناظر فائق، ولا بد للجسيمات في الطبيعة أن تتواجد في أزواج تختلف في قيمة الحركة المغزلية "سبين" بمقدار نصف وحدة. وتسمى مثل هذه الأزواج من الجسيمات بالشركاء الفائقين بصرف النظر عما إذا كانت جسيمة نقطة (كما في النموذج القياسي) أو حلقات دقيقة متذبذبة. وحيث أن لجسيمات المادة حركة مغزلية.
مقدارها 2/1، بينما للجسيمات المراسلة حركة مغزلية مقدارها 1، فإن التناظر الفائق يبدو أنه نتيجة تزاوج - مشاركة - بين جسيمات المادة وجسيمات القوة.
وهكذا يبدو الأمر وكأنه مفهوم توحد رائع. غير أن المشكلة تأتي في التفاصيل. في منتصف السبعينيات من القرن العشرين عندما أراد الفيزيائيون أن يضمنوا التناظر الفائق في النموذج القياسي فإنهم لم يجدوا أية جسيمة معروفة - الموجودة في الجدولين رقمي (1-1) و (1-2) - يمكن أن تكون شريكاً فائقاً بعضها مع البعض. وبدلاً من ذلك، فإن التحليل النظري التفصيلي قد بين أنه إذا تضمن الكون تناظراً فائقاً فإن كل جسيمة معروفة لا بد من أن يكون لها جسيمة شريكة فائقة ولو لم تكن قد اكتشفت بعد بحيث تكون قيمة الحركة المغزلية لها أقل من شريكتها بمقدار نصف وحدة فمثلاً لا بد من أ أن يكون هناك شريك للإلكترون قيمة سبين له صفر ؛ وقد أطلق على هذه الجسيمة المفترضة سيليكترون (Selectron) (مشتقة من تناظر فائق Supersymmetry وإلكترون Electron)، وينطبق نفس الشيء على جسيمات المادة الأخرى، فمثلاً يسمى الشريك الفائق ذو السبين التخيلي المساوي للصفر للنيوترينو والكواركات سينيوترينو"، و"سيكواركات". وبالمثل، فإن الشريك الفائق الجسيمات القوى يجب أن يكون له قيمة حركة مغزلية "سبين" - 2/ '. ويسمى شريك الفوتونات "فوتينوس" وللغليونات "غلينوس" ولبوزونات W وZ" وينوس Winos و زينوس Zinos.
وبالفحص الأدق، يبدو أن التناظر الفائق سمة غير اقتصادية بشكل مزعج ؛ فهي تتطلب إضافة قائمة كاملة لينتهي الأمر بازدواج قائمة المكونات الأساسية. وحيث أنه لم يكتشف أي شريك فائق حتى الآن أبداً، فإنه من المنطقي أن نستعير مقولة رابي الواردة في الفصل الأول في ما يتعلق باكتشاف الميون ونأخذها خطوة أبعد النقول لم يطلب أحد التناظر الفائق " ، وباختصار تلفظ هذا المبدأ في التناظر. إلا أنه ولأسباب ثلاثة فإن كثيراً من الفيزيائيين يعتقدون جازمين أن مثل هذا الرفض المطلق للتناظر الفائق قد يكون أمراً سابقاً لأوانه تماماً .