،قبل قرن كان مكتشفو القطب العظيم
يواصلون زحفهم صوب :أبرد البقاع على كوكب الأرض
.القطبين الجنوبي والشمالي
التنافس على تحقيق هذه الأهداف تماشى
مع دعاية أقل شأناً لكن مسعىً علمياً مُساوياً فظيع؛
محاولة وصول أبرد ،نقطة في الكون
.الصفر المطلق
كان هذا العائق الغامض مفارقة فيزيائية
،كعذاب سرعة الضوء القصوى
.والذي ربما لن يُتخطى أبداً
كان علماً متقدماً مُغوياً
حيث بدأ الفيزيائيون المتنافسون من جميع أنحاء أوروبا
سباقاً صوب .هذا الحد المطلق من البرد
،هذه هي قصة سطوع نجوم
،إخفاقات
.منافسة ويأس
.كانت درجة المخاطر عالية
كان ينتظر الفائز مجداً .وإمكانية نيل جائرة نوبل
أما الخاسر، فكان بانتظاره .إحتمالية ليكون جنديَّ مشاة العلم المنسي
الصفر المطلق
الجزء الثاني بعنوان: السباق لبلوغ الصفر المطلق
عندما غامر المكتشفون ،بذهابهم إلى القطب الجنوبي
خبروا إحدى أبرد ،درجات الحرارة على كوكب الأرض
منخفضة حتى 80 درجة مئوية .تحت الصفر
لكن هذا لا شيء مقارنة ،مع أقصى حدود درجة الحرارة
،الصفر المطلق
.عند حوالي 273 درجة تحت الصفر
،فقط في المختبر بتسييل الغازات
يمكن للمغامرين استهلال الخطوات الأولى
،"نحو هذه "الكأس المقدسة
مكانٌ خالٍ تماماً .من أي طاقة حرارية
من بين طلائع المتنافسين في السباق صوب الصفر المطلق
كان "جيمس ديوار"، بروفيسور .في معهد لندن الملكي
ستكون أعظم الإنجازات# #لعصرنا
،في عام 1891 ألقى إحدى محاضرات
ليلة الجمعة الشهيرة خاصته علناً
،تتناول عجائب البرد القارص للإحتفاء بالذكرى المئوية
."لسلفه العظيم، "مايكل فاراداي
هبوط درجة الحرارة بواقع 5 درجات تحت الصفر
سيفتح آفاقاً جديدة ،من الإستفسار العلمي
والذي سيثري معرفتنا
.بخصائص المادة
جيمس ديوار" حكيم" ،وأظن أنه طموحٌ جداً
سايمون شيفر جامعة كامبريدج
.يميل عملياً للعالم الإسكتلندي
بوسعه أن إطلاع كلاً من تلاميذه
والحضور الذين يدفعون أجراً
الذين أتوا لهذه المحاضرات ،المدبرة بنجاح وعبقرية من أعلى طراز
.بعضاً من أسرار الطبيعة
...تناولوا هذه الكرة المطاطية
،إنها ترتد جيداً .أظن أنكم تؤيدوني
لكن دعونا نرى ما الذي يحدث
بعد غمرها بضع ثوانٍ .في الأوكسجين السائل
اخترع "ديوار" الدورق المُفرّغ ،لإتمام بحثه
"وما زال يُسمى "ديوار .إلى يومنا هذا
.الآن، دعونا نرى ما الذي سيحدث
هذه الهيئة المخادعة للعلم
أعانت العلم دوماً .ليكون مقبولاً لدى الناس
كوستاس غافرغلو جامعة أثينا
،مع ذلك فهو مراوغ قليلاً فقد لعب دور
،وجود مجتمع وجود قبول عام
بأن هؤلاء الناس الغريبون في المختبرات
،يقومون بأشياء مُشوّقة حقاً .إن لم تكن سحرية
"حُدّدت حياة "جيمس ديوار .بالبرد
في صباه، تعود أن يهرب .إلى بركة متجمدة في إسكتلندا
زعم في وقت لاحق أن معظم خبرته المتشكلة قديماً
.ناجمة عن حادثة في الثلج
.كان عليه مجاراة سقطة في الثلج
،لقد تم إنقاذه
لكن عند عودته للمنزل اكتشف إصابته بحمى الروماتزم
والتي ألزمته الفراش .لثماني شهور
،وكانت حالته خطرة مُصاباً بضمور الأطراف وإلتهاب ذات الجنب
توم شاكتمان مؤلف
حتى أوكلت إليه البلدة مهمات مُعينى
،لإسترداد عافية أطرافه ،وخصوصا يداه
وإحدى المهام كانت .صنع كمان
وقد طوّر قدراً عظيماً من المهارات الميكانيكية
التي جعلت منه في حالٍ أفضل بعد عام
عندما اضطر لصنع .أجهزة لأطرافه
"كان حُلم "ديوار أن يحذو حذو
،أعظم علماء المعهد الملكي ."مايكل فاراداي"
،قبل 70 عاماً منصرم أجرى "فاراداي" تجارب
،تُظهر أنه تحت الضغط
غازات كالكلور والأمونيا .تصبح سائلة
،وعند تبخير هذه السوائل .تنخفض درجات حرارتهم بشكل مفاجىء
كان "فاراداي" تواقاً ليرى إن كانت هذه الطريقة في ضغط
الغازات إلى سوائل .يمكن تطبيقها على جميع الغازات
لكن بعض الغازات، ما أطلق "عليها غازات "ثابتة
لم تُسال، مهما كان .مقدار الضغط الذي أثر به
.لذا هجر هذا الميدان من البحث
كان "فاراداي" عقلاً ،مُتقداً بالقوى البارعة
،للتنبؤ بأسرار الطبيعة
ومع أنه ليس قادر ،"على تسييل الغازات "الثابتة
عبّر عن الإيمان في إمكانيات
.البحث التجريبي
أدنى نقطة لدرجة الحرارة "حقّقها "فاراداي
.كانت 130 درجة مئوية تحت الصفر
لثلاثين عاماً لم يستطع أحد وصول .حرارة أدنى من 130 درجة تحت الصفر
بقي الصفر المطلق مُراوغا .وهدفاً بعيد المنال
، "مايكل فاراداي" ،في بدايات منتصف القرن الـ 19
ترك نوعاً من العلوم السابقة لأوانها ،بالنسبة للفيزيائين والكيميائين
"وهو ما أطلق عليه الغازات "الثابتة ،( هيدورجين، نيتروجين، أوكسجين )
والذي بدا أنه ليس بمقدور .أي وسيلة مهما كانت تسييلهم
وكان هذا أشبه بأرض .متنازع عليها لا يقوى أحدهم على تخطيها
وهذا تحدٍ بارز
:لعلماء أواخر القرن الـ 19
يجدر أن يكون تحويل هذه الغازات" ."إلى سوائل خالصة ممكناً
لم يتم تحقيق ذلك قبل أن يُوضّح الفيزيائي الهولندي النظري
فان دير وولز" عام 1873 أخيرا"
.سبب عدم تسيّل هذه الغازات
بحساب حجم الجزيئات ،والقوى بينهما
بيّن أنه لتسييل ،هذه الغازات باستخدام الضغط
ينبغي تبريد كل جزيء .تحت درجة حرارة حرجة
وضّح أخيراً وسيلة تسييل
."الغازات المزعومة بالـ "ثابتة
،كان الأوكسجين أولاً ،وتبعه النيتروجين
مُحققين درجة حرارة دُنيا جديدة .لما يقارب الـ 200 درجة مئوية تحت الصفر
لم يتبقى فقط سوى :غاز واحد من الغازات "الثابتة" لِيُسيّل
الهيدروجين، عند قرابة 250 .درجة مئوية تحت الصفر
،سيكون أعظم إنجازات عصرنا
.إنتصاراً للعلوم
كان "ديوار" عازم ليكون أول من يعتلي
."ما أسماه "عرش الهيدروجين
.لكنه لم يكن بمفرده
أكثر منافسي "ديوار" خشية
،كان هولندياً لامعاً ."هايكه كامرلنغ أونيس"
"كان "كامرلنغ أونيس "أصغر سناً من "ديوار
وإلى حدٍ ما بدا .العالم الإسكتلندي كمرشده
لم يكنَّ "ديوار" إن جاز
،"التعبير "مشاعر دافئة
تجاه منافسه في السباق .نحو البرد
"أدرك "ديوار" أن "كامرلنغ أونيس
لديه نهجاً علمياً جديداً متطوراً في العلم
وكان يُخطط .لمختبر صناعي على نطاق واسع
"حينما تولى "أونيس مختبر الفيزياء في لايدن
.لم يتجاوز عمره 29 عاماً
لقد ألقى خطاباً افتتاحياً
،في غرفة المحاضرة هذه
ديريك فان ديلفت متحف بويرهافي،لايدن
غرفة المحاضرة الكبيرة لأكاديمية ،حرم جامعة لايدن
.وهناك بدأ كل شيء
كان يُوضح ما الذي ،سيفعله في السنوات الثلاث التالية
،وكان يتحدث عن تسييل الغازات
ليكون فيزيائياً هولندياً ،ذائع الصيت
وقد كان مُدهشا مدى سدادة .رأي تلك الرؤى
"كان مختبر "كامرلنغ أونيس .أشبه بمصنع
،فقد استأجر صانعي أجهزة ،صانعي زجاج
وكادر من المساعدين الشباب الذين صاروا يُعرفون
"بالـ "الفتيان الزُرق .نسبةً لسُتر المختبر الزرقاء خاصتهم
لاحقاً، أنشأ ،مدرسة تدريب تقنية
.والتي ما تزال قائمة حتى يومنا هذا
لم تكن لتصل الأمور ."أكثر اختلافاً بين "ديوار" و "أونيس
فقد كان "ديوار" مُتكتماً ،جداً بخصوص عمله
متستراً عن قطع حاسمة من أجهزة عاّمة
.قبل إلقاء محاضراته
أما "أونيس" من ناحية أخرى شارك التقدم المطرد
.لمختبره على الملأ في صحيفة شهرية
كان "أونيس" كالسلحفاة .مقارنة بسرعة "ديوار
،"في حالة "ديوار ،لديك مُجرّب لامع
شخص لديه القدرة حقاً ،لبناء الأجهزة بنفسه
وشخص يؤمن حقيقة ،في النهج القوي القاسي
،ومُلخص ذلك ،احصل على أجهزتك
،وأعدّ تجربتك ،وجرّب بقدر ما تستطيع
وبعدها، ستحصل .على النتائج المرجوة
،"في حالة "كارمرلنغ أونيس
.لديك نهجاً مغايراً تماماً
إنه بداية ما عُرف لاحقاً
."بالـ "العلم الكبير
،"على النقيض من "ديوار اعتقد "أونيس" أن الحسابات الدقيقة
المُعتمدة على النظرية كانت حسّاسة .قبل مباشرة التجارب
كان تلميذ وصديق حميم ،"لـ "فان دير وولز
التي ساعدت نظريته حلَّ مشكلة
.تسييل الغازات الثابتة
ولو أن وسائلهم ،كانت مختلفة
"فإن "كامرلنغ أونيس" و "ديوار
استعملا عملية مُشابهة .في محاولاتهم لتسييل الهيدروجين
تمثلت فكرتهم بالتّدرج أسفل شلالٍ صغير
مُستخدمين مجموعة من الغازات المختلفة
التي تتسيل عند .درجات حرارة أقل فأقل
بتطبيق ضغط على الغاز الأول
وتحريره في ملفٍ ،بارد مغمور في سائل تبريد
.فإنه يتسيل
عند دخول هذا الغاز السائل ،الوعاء التالي
فيصبح سائل التبريد .للغاز الثاني في السلسلة
عند ضغط الغاز الثاني
،وعبوره خلال الملف الداخلي
فإنه يتسيل ويُصبح .عند درجة حرارة أدنى
يواصل الغاز الثاني .لتبريد الغاز التالي وهكذا دواليك
تدريجياً، تصبح الغازات .المُسيلة أبرد فأبرد
يُستخدم كل منها لتخفيض درجة حرارة الغاز التالي
.كفاية حتى تسييله
،في المرحلة الأخيرة ،حيث يُبرد غاز الهيدروجين
تمثلت الفكرة بتعريضه ،لضغط هائل
،يفوق الضغط الجوي بـ 180 مرة
وفجأة يتم تحرير الضغط .باستخدام صمام
من شأن هذا إحداث ،هبوطاً حاّداً في درجة الحرارة
كفيلة لتحويل غاز الهيدروجين إلى هيدروجين سائل
،عند 252 درجة تحت الصفر .أي أعلى بـ 21 درجة من الصفر المطلق
،هنالك كمنت الخطورة لإن جهازه كان
،ينحدر في درجة الحرارة ،فيصبح بارداً جداً جداً
،وبالتالي هشّاً جداً .وسهل الكسر تماماً
،بينما في نفس الوقت
الضغوطات التي يعمل عندها ،كانت عالية جداً جداً
.فولّدت إحتمالية الإنفجار
،أخذ على عاتقه أكثر المخاطر شدة على حد سواء مع نفسه
-كان رجلاً كالسبع في بسالته-
.ومع أولئك ممن حوله
جميع المعدّات التي تعامل معها
كانت قابلة للتفتت أو الإنفجار
.وفي معظم الأحيان، حصل ذلك
تعرّض "ديوار" لإنفجارات .كثيرة في مختبره
فقد المساعدون مراتٍ عدة عيونهم
حيث تطايرت أجزاء .من الزجاج في الهواء
،كان لديه مُذكّرة دونها بنفسه
دوّن باختصار تفاصيل كثيرة ،لما حدث للأجهزة
لكن ليس ما حدث .لمساعديه
فبطريقة ما يختلجك شعور بأن الأجهزة
.أكثر أهمية من المساعدين
حسناً، بدا وأن المساعد يشعر بولاء خالص
.لإنه واصل العمل
ما أعنيه أنكم لو نظرتم إلى الصور أثناء إلقاء المحاضرة
،فهناك مساعدين
،الأول فقد عينه لكن الرسّام استطاع رسمه
في وضعية .... العين المفقودة تُقابل الناحية الأخرى
فلن تتمكنوا حقيقة .رؤيتها في الصورة
فمن الواضح أن أمراً كان يجري لمساعدي "ديوار" المعدودين
فرانك جيمس المعهد الملكي
بحيث حافظ نوعاً ما
على الولاء بأسلوب قد يبدو .غير مُمكناً في عالمنا
"عبر لايدن، كان "أونيس يتعرض لموظفي المدينة المهمين
الذين كانوا قلقون جداً فيما يتعلق بخطر الإنفجارات
.فأمروا بإغلاق المختبر
كتب "ديوار" رسالة إحتجاج "لتأييد "أونيس
إلا أن مختبر لايدن .ظلَّ مغلقاً لعامين
كان على "أونيس" التحلي .بالصبر على الدوام
كان "ديوار" قد بدأ فعلاً ،تسييل الهيدروجين
وكان بحوزة "أونيس" الأجهزة ،لفعل ذلك أيضاً
،لكن لم يكن ذلك باستطاعته
لذا خسرنا المعركة .حتّى قبل أن تبدأ
،إنه العام 1898
"كان يعمل "ديوار محاولاً تسييل الهيدروجين
،لأكثر من عشرين عاماً وهو أخيراً جاهز
لشن الهجوم الأخير ."على "عرش الهيدروجين
،باستخدام الأوكسجين السائل عملوا على تخفيض درجة حرارة
غاز الهيدروجين إلى 200 درجة .مئوية تحت الصفر
رفعوا الضغط حتى كادت أن تنفجر الأوعية
وبعدها فتحوا الصمام .الأخير في شلال المياه
،سريعاً بعد البدء ،سُدّت الفوهة
لكنها تحررت بالحظ السعيد
وتقريباً بشكل فوري بدأت قطرات السائل في الإنهمار
.وراكمت سريعاً 20 سنتمر مربع
،سيّل "ديوار" الهيدروجين
.آخر الغازات "الثابتة" المزعومة
ليختبره، تناول أنبوباً صغيراً من الأوكسجين السائل
.وغمره في السائل الجديد
،بلمح البصر .تجمد سائل الأوكسجين إلى الصلب
.الآن صار مُقتنعاً
لقد أنتج السائل الأبرد على كوكب الأرض
وأضحى أقرب .إلى الصفر المطلق من أي أحد
اعتقد "ديوار" أنه حقّق
أكبر إنجازات العلم في العالم ،بطولةً وإثارة
حيث سيحتفي به فوراً
وينال أياً من الجوائز .التي كانت متوفرة
.وذلك لم يتحقق
،"أظن بالنسبة لـ "ديوار .كان الأمر بمثابة طموح مُتسلق الجبال
فأنت تسلقت أعلى قمة الجبل
،القابع في مرمى بصرك
،وحالما تصل أعلى القمة
فهناك جبل أعلى ارتفاعاً .في الجانب الآخر
،ذاك الجبل كان الهيليوم
.غاز خامل مُكتشف حديثاً
"تنبأت نظرية "فان دير وولز أن الهيليوم سيتسيّل
عند درجة حرارة أدنى ،من الهيدروجين
عند قرابة 5 درجات .فوق الصفر المطلق
"الآن كل ما على "ديوار .فعله هو الحصول على بعضٍ منه
ومن المفترض .أن تكون مهمة سهلة
الكيميائيان اللذان اكتشفا الغازات الخاملة هما
،لورد رالي ووليام رامزي
قد عملا معاً عادة .في المختبر المجاور
"لسوء الحظ، جعل "ديوار كليهما عدواً له
بالنّقد العلني لعلمهم ،والإستخفاف من إنجازاتهم
فلم تُواتيهم رغبة .لمشاطرة الهيليوم خاصتهم
"واجهت "كامرلنغ أونيس ،مشكلة "ديوار" عينها
والتي كانت هل بوسعي الحصول على إمداد من غاز الهيليوم؟
وقد طلب من "ديوار" بالفعل
،لمحاولة التعاون معه ،"وقد ردَّ "ديوار
لديَّ مشكلة مماثلة ،بتوفير الغاز بنفسي
.ليس من الممكن أن أعطيك منه .أود ذلك، لكن ليس بوسعي
،أخيراً، وجد كل منهم إمداد
لكن منهج "أونيس" الصناعي .جاء بثماره
فبعد ثلاثة أعوام، كدّس
غاز هيليوم كافياً .للشروع بتجاربه
.بدأت السلحفاة بتخطي الأرنب
تسييل هذه الغازات
صار قضية إحترام وكبرباء كبيرين ."بالنسبة لـ "ديوار
لكن سريعاً نفذت .المصادر منه
كاد على وشك بلوغ الحد الذي تُطيق عليه ميزانية
المعهد الملكي
.وإمدادات الهيليوم قد نفذت
ذات يوم، عندما كانوا في خضم العمل مع غاز الهيليوم
أدار مساعداً في مختبر
ديوار" المقبض لليسار" ،عوضاً عن اليمين
وتطاير جميع الغاز داخل الحافظة إلى الهواء
وقد مرًّ عليهم 6 شهور .عندما صاروا مكتوفي الأيدي
.صار "ديوار" مغيوظاً
"عند مرحلة مُعينة، كتب "ديوار "لـ "كامرلنغ أونيس
يُخبره أنه لم يعد مُشتركاً .في السباق بعد الآن
اعتقد بأن مشاكل تسييل الهيليوم
جمة وأنه لن يكون بوسعه .إتمام المهمة
ساحات معارك العلم
هي المراكز للصراع الأبدي
بحيث لا يوجد هنالك .أمل بمنتصر حاسم
،خدمتك في الجيش العلمي
،إظهارك للمباردة
كفيل بإشباع الطموح المشروع
.لكل طالب جاّد في الطبيعة
.شكراً لإصغائكم
،في صيف عام 1908 "استدعى "أونيس
،"رئيس مساعديه، "فليم .من الجانب الآخر للنهر
كانوا أخيراً على أهبة الإستعداد .لمحاولة تسييل الهيليوم
عند تمام الساعة 5:45 صباحاً ،من العاشر من شهر يوليو
.حشد فريقه في المختبر
كانوا قد كرّروا التمرين .مرات عدة سابقاً
كانت لايدن مدينة جامعية صغيرة
والشائعات انتشرت سريعاً .بأن هذا اليوم كان اليوم المرتقب
تطلب الأمر حتى وقت الغداء للتأكد
من تفريغ آخر مقادير .الهواء الضيئلة من الأجهزة
بحلول الثالثة بعد الظهر كان العمل على أشده
،فعند مجىء زوجته بالطعام
طلب منها إطعامه .حتى لا يضطر لإيقاف العمل
.كان هذا رجلٌ مهووس
،عند السادسة والنصف مساءاً
بدأت درجة الحرارة بالإنخفاض .أدنى درجة سائل الهيدروجين
شارف حلول الليل
ولم يتبقى للفريق سوى القليل من الهيدروجين
وإن لم ينجحوا بتسييل الهيليوم الآن
فسيتعين عليهم الإنتظار ،لأشهر للمحاولة مُجدداً
فدرجة الحرارة علقت .عند 5 درجات فوق الصفر المطلق
،ولم يعرف "أونيس" سبب هذا فجاء تلميذ
واقترح أن معنى ذلك
لعله يكون تحقيقهم النجاح .وهم لا يدرون بذلك حتى اللحظة
فتناول "أونيس" مصباحاً كهربائياً وجاء به
،أسفل الجهاز ونظر ،ومن غير ريب
يوجد في القارورة ذلك .السائل يقبع هنالك بسكون
.إنه هيليوم مُسال
بلغوا درجة حرارة 268 مئوية تحت الصفر أي 5 درجات فقط فوق الصفر المطلق
.وفي النهاية أنتجوا هيليوم سائل
الإنجاز البارز
.حصد لـ "أونيس" أخيراً جائزة نوبل
"عندما سمع "جيمس ديوار
بأنه خسر السباق ،"لصالح "كامرلنغ أونيس
.أشعل ضغينة مُلتهبة
"وبّخ "ديوار" مُساعده "لينوكس ،الذي عانى طويلاً
.لفشله في توفير هيليوم كفاية
،فقط هذه المرة .لم يعُد "لينوكس" يطيق ذرعاً
،غادر المعهد الملكي
مُتعهّداً على ألاّ ."يعود حتى وفاة "ديوار
.وقد أوفى بكلامه
بالنسبة لـ "ديوار"، كانت .نهاية بحثه في درجة الحرارة المتدنية
لا بُد وأنه أُغيظ لدرجة لا توصف
...."ويعلم أنه يتحتم على "ديوار
باستطاعة المرء تصور ذاك النوع من الغيظ الذي كان سينتابه
"عندما أسال "أونيس الهيليوم لأجل رفعة هولندا
وحتى اليوم يُنظر إلى اكتشاف "أونيس" في تسييل
الهيليوم كاكتشاف أكبر أهمية بكثير
"من عمل "ديوار ،في تسييل الهيدروجين
،وذلك ليس إنصافاً مُطلق فكل ذلك جزءاً من المطاردة
.لمحاولة بلوغ الصفر المطلق
،ظلَّ ذلك، وهو جلي جُرحاً
"في مشاعر "ديوار .لم يُشفى حقاً قط
"أظن بأن "ديوار ظهر في نهاية القصة
،تماماً كالشخصية التراجيدية
واحداً من أعظم العلماء البريطانين في أواخر القرن الـ 19
الذي خاب في النهاية بالإخفاق
الذي نادراً ما توقع أي شخص .أن يناله
"انتهى حُلم "جيمس ديوار .في بلوغ الصفر المطلق
لقد قضى بقية حياته
،مُتحرياً مشاكل علمية أخرى
.على غرار فيزياء فقاعات الصابون
.كان دوما في عُزلة
في النهاية، امتناعه عن المشاركة
كلّفه المجد الذي شعر .بأنه يستحقه
أظن أنه لأمرٌ مثيرٌ للإعجاب
كيف أن العلماء غالباً يبدو وأنهم يُساقون
،بروح المنافسة
.بروح إعتلاء الصدارة
لكن ما الذي هو آسرٌ ،بخصوص هذه السباقات
،سباق الصفر المطلق
هو أن موقع الهدف يتحرك .بينما تلعب المباراة
السباق في العلم ،قدره ليس محتوم
،وحالما تُحقق الهدف ،تنتهي القصة
.وتُسدل الستارة
.ذلك ليس تماماً ما هي عليه
على الأصح، تبين أنك .تجد أشياء لم تتوقعها
،الطبيعة ماكرة ،كما تعين على "آينشتين" القول
وهي تطرح تحدياً ،جديداً على الدوام
تحدياً مُفاجئاً لأولئك الأشخاص .الذين شرعوا في السباق
أحياناً، حدثاً غير متوقع
يُفجّر مجالاً جديداً .بالكامل خلال البحث
حدث هذا في لايدن
"حالما طفِق فريق "أونيس التحري عن كيفية توصيل
المواد للكهرباء .عند درجات الحرارة هذه المتدنية جداً
لاحظوا أنه عند حوالي الأربعة ،درجات فوق الصفر المطلق
جُل مقاومة التيار الكهربائي .تنعدم فجأة
تناقصت المقاومة الكهربائية .كما لو كانت أزيلت سريعاً
كانت تنخفض بوتيرة متسارعة ثم تنعدم
.أو تقريباً تنعدم
.كان هذا أمراً مُذهلاً
فلم يرى أحدٌ شيئاً .كهذا من قبل
لم يكن ثمة شيء على كوكب .الأرض لا يملك مقاومة كهربائية
ابتكر "أونيس" لاحقاً كلمة جديدً .لوصف هذه الظاهرة الشّاذة
."أطلق عليها "الموصلية الفائقة
لدينا حلقة دائرية ،من المغانط الثابتة
.التي تُولد مجالأ مغناطيسياً
وعندما نضع قُرصاً فائق الموصلية فوقه
،ونحثّه بدفعة صغيرة
يُنفّر المجال المغناطيسي .الموصل الفائق
المجال المغناطيسي الناتج عن المسار
يحثُّ تياراً ،في القرص شديد البرودة
الذي بدوره يخلق مجالاً مغناطيسياً مُعاكساً
.يجعل القرص يرتفع في الهواء
إنه ينتج مجالاً مغناطيسياً
كالقطب الشمالي ،مقابل القطب الشمالي
وهذا السبب في أنك حصلت .على تنافر
،بينما يسخن القرص
تنعدم خواص موصليته الفائقة
برفقة مجاله .المغناطيسي المُحث
،لعقود بعد اكتشافه سنة 1911
السبب المبهم للموصلية الفائقة
.بقي لغزاً
،كل فيزيائي رائد كل فيزيائي نظري رائد
ألان غريفاين جامعة تورنتو
امتلك فكرته الخاصة .للموصلية الفائقة
،حاول الجميع حلها .لكن جميع المحاولات باءت بالفشل
.كان هنالك مفاجآت أكبر بانتظارهم
،في ثلاثينيات القرن العشرين ظاهرة غريبة أخرى
لُوحظت عند درجات .حرارة أدنى
تبخير سائل الهيليوم السريع هذا يُبرّد
لغاية درجتين ،فوق الصفر المطلق
.تحوّلٌ مثير يحدث
تُلاحظ فجأةً بأن الفقاقيع توقفت
وسطح سائل الهيليوم
.راكدٌ تماماً
درجة الحرارة انخفضت في الواقع
أكثر الآن، لكن لا شيء .حدث على وجه الخصوص
هذه حقاً واحدة من أعظم الظواهر
.في فيزياء القرن العشرين
سائل الهيليوم ،تحوّل إلى مائع مُفرط
وذلك يُبرز .بعضاً من الخصائص الغريبة حقاً
لدي هنا كأس
بقعر خزفي غير خشن .ذو مسامية فائقة
في العادة، هذا الوعاء
بهذه الثقوب الصغيرة ،قادرٌ على احتجاز سائل الهيليوم
لكن في اللحظة التي تحول فيها .الهيليوم إلى مائع مُفرط، تسرب خلاله
نُطلق على ."هذا النوع من التدفق "تدفق مثالي
مائع الهيليوم المفرط بامكانه فعل أشياء
.لعلّنا اعتقدنا أنها مُستحيلة
.يبدو وأنه يتحدى الجاذبية
تتمكن طبقة رقيقة تسلق الجدران .وتفر من وعاءها
سبب ذلك أن المائع المفرط .عديم اللزوجة
حتى أن بإستطاعته ،خلق نافورة عديمة الإحتكاك
.نافورة لن يتوقف تدفقها أبداً
المائعية المفرطة والموصلية الفائقة
.مفهومان حيّرا العلماء
نظريات مُتطرفة جديد .كانت لازمة لتفسيرهما
،في عشرينيات القرن العشرين برزت نظرية الكم كأفضل أمل
.لفهم هذه الظاهرة الغريبة
كانت فكرتها الجوهرية أن الذرات
لا تتصرف دوماً .كجزيئات منفردة
فأحياناً يندمجون سوية .ويسلكون سلوك الأمواج
حتى أن بإمكانهم أن يكونوا .جزيئات وأمواج في الوقت ذاته
هذه المفارقة الغريبة ،لاقت صعوبة في الإقبال
حتى لأعظم العقول ."كـ "ألبيرت أينشتين
في عام 1925، شاب فيزيائي ،"هندي يُدعى "ساتيندرا بوز
أرسل لـ "أينشتين" ورقة .لم يكن بوسعه نشرها
حاول "بوز" تطبيق
رياضيات طريقة سلوك .جزيئات الضوء للذرات جميعها
"أدرك "أينشتين أهمية هذا المفهوم
.وقام ببعض الحسابات الإضافية
توقع أنه ببلوغ ،درجات حرارة بالغة الإنخفاض
،فوق الصفر المطلق بقيد أنملة فقط لعله من الممكن
استحداث نوعاً جديداً من حالة المادة .يخضع لقوانين الكم
وهي لن تكون صلبة .أو سائلة أو غاز
لقد أعطيت اسم غريب :تقريباً كغرابة خصائصها
.مُكثف بوز-أينشتين
،للأعوام السبعين التالية
لم يقتصر حلم الناس .بصنع مُكثفات مماثلة فقط
.المادة يمكن تواجدها بحالات مختلفة
دانييل كليبنر دائرة م.م.ت للفيزياء
ذرات عند درجات حرارة عالية .تُشكّل دوماً غاز
.إن برّدت الغاز، يُصبح سائل
.إن برّدت السائل، يُصبح صلب
،لكن تحت ظروف معينة
إن برّدت الذرات بإفراط ،لدرجات حرارة شديدة الإنخفاض
فسوف تخضع ،لتحويل بالغ الغرابة
.سوف يخضعون لنوبة هوية
لذا دعوني أطلعكم عمّا أعنيه .بنوبة هوية
عندما تبلغ درجات حرارة ،مُتدنية
خصائص الكم الميكانكية للذرات .تُصبح هامة
،إنها غريبة جداً ،ليست مألوفة لنا بالمرة
لكن في الحقيقة، كل ذرة من هذه المرات
.تبدأ بإظهار خصائص موجية
،لذا عوضاً عن نقاط هكذا
تحصلون على حُزم موجية ضيئلة .هكذا تجول في الجوار
إنه لمن الصعب عليّ ،تفسير سبب هذا
.لكن هذا ما هي عليه
الآن، كما تبلغ ،درجات حرارة شديدة الإنخفاض
حجم هذه الحزم .يصير أطول فأطول فأطول
،ثم على حين غرّة ،إن برّدتهم كفاية
،تبدأ في التشابك ،وعندما يتشابكون
لا يسلك النظام ،سلوك الجزيئات المنفردة
إنما سلوك جزيئات .فقدت هويتها
.انهم جميعا يعتقدون انهم في كل مكان
الحزمة الموجية الضئيلة هنا ليس بوسعها إخبار
.... سواءاً كانت هذه أو تلك أو تلك
.وهلم جرّا
.إنها هناك وهناك وهناك
إنهم جميعاً في حالة ،كمٍ عظيمة كبيرة
.إنهم جميعا مُشابكون
،إنهم جميعاً يفعلون الأمر عينه
،وما يقومون بفعله ،كأدق تقريب
.إنهم ببساطة يستقرون بسكينة
مُكثف بوز-أينشتين
من الصعب جداً تخيله .أو تصوره
يمكنني تخيل ما يبدو عليه كذرة
تجري في الجوار بمرح وحرية ،ترتطم بالأشياء
،أحياناً تزداد سرعتها ،وأحياناً تقل سرعتها
،لكن في مُكثف بوز .أنا في كل مكان في الوقت نفسه
.أنا فقدت هويتي .لم أعد أعلم ما أنا بعد الآن
،أنا في حالة سكون .وكل الذرات في الجوار كذلك
لكن لا وجود .لذرات أخرى في الجوار
نحن جميعاً مُجرد نظام .كمٍ كبير عظيم
لا يوجد شيء مماثل لهذا في الفيزياء
.وقطعاً ليس في التجربة الإنسانية
لذا مجرد التفكير بهذا .يُصيبني بالحيرة والإرباك
"بدأت مجموعة "دان كليبنر (في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (م.م.ت
محاولة تطبيق مُكثف بوز-أينشتين .على الهيدروجين
حالما هممنا البحث ،في عملية تكثيف بوز-أينشتين
علت وتيرة حماسنا لإن الهيدروجين بدا
.وأنه ذرة رائعة للإستعمال
.فهو يحوي كل ما تنوي تجريبه
.له كتلة خفيفة
وهذا يعني بأن الذرات ستتكثف
عند درجة حرارة أعلى .من أي درجة ستصلها ذرات أخرى
تتفاعل الذرات مع بعضها .البعض بوهن شديد جداً
بدا وأن جميع الدلالات تُشير إلى الحقيقة
بأن ذرة الهيدروجين كانت
الذرة المطلوبة لتحقيق .تكثيف بوز-أينشتين
"تضمنت فكرة "دان كليبنر تبريد ذرات الهيدروجين
.باستغلال أقطابها المغناطيسية
استعمل مجالاً مغناطيسياً قوياً
لخلق عناقيد من الذرات .في شرك بارد
لسوء الحظ، نقرت أحياناً ،الذرات بعضها البعض
والذي يُحفز تحريراً للطاقة .يرفع من درجة الحرارة
كان وقتاً محبطاً لنا
لإن طرائقنا كانت غاية في التعقيد
فقضينا أوقاتاً عصيبة .للمضي قُدماً
لقد حان وقت الجيل التالي .ليقوم بتحركاته
"عالمان تدربا في قسم "كليبنر
انتقلا ناحية الغرب .لـ بولدر - كولاردو
.جاءوا بمنهج مغاير لحل المشكلة
عوضاً عن التركيز
في الذرات الأخف ،في الجدول الدوري
"ألقى كل من "إريك كورنيل و "كارل وايمان" الضوء على فكرة استخدام
،ذرات معدنية أثقل بكثير .كالروبيديوم والسيزيوم
لكن هل سيُمكّنهم استخدام هؤلاء العمالقة
الإقتراب أكثر من الصفر المطلق؟
الفكرة السائدة في الميدان هذه الأيام كانت
إيريك كورنيل جامعة كولاردو
أن الذرات الخفيفة كالهيدروجين ،والليثيوم ستكون أسهل
وهنالك عدة أسباب جيدة .للإعتقاد بذلك
.لكن لدينا أفكار أخرى
كارل وايمان جامعة كولاردو
أجل، شعورٌ غريزي .في إحساس ما
كانت خطتهم استعمال ،شعاعاً ليزري لتبريد الذرات
تقنية جُرّبت سلفاً بوساطة مخبرهم القديم .(في (م.م.ت
عادةً ما يرتبط الليزر ،بجعل الأشياء حاّرة
لكن إن ضُبط على تردد الذرات ذاته
،مُسافراً في سرعة مُحددة .فيمكنهم جعل الذرات باردة
عندما يضرب سيل جيسمات ضوء الليزر
الذرات المختارة ،في سحابة الغاز
تنخفض سرعة الذرات .وبالتالي تُصبح باردة
كان التبريد بالليزر أداةً جديدة لديها إمكانية
تخفيض درجة حرارة الغاز
في نطاق بضعة أجزاء من المليون .من الدرجة بعيداً عن الصفر المطلق
لكن "كورنيل" و "وايمان" لم يكونا
المتحمسان الوحيدان .لهذا الأمل
.(التحق عاِلم جديد بـ (م.م.ت
كان في أواخر عام 1991 ،أو 1992 عندما راودتنا فكرة
وولفغانغ كيترلي دائرة م.م.ت للفيزياء
فكرة كيف أن إختلاف تنسيق أشعة الليزر
قد تتيح تبريد الذرات .لأعلى كثافة
.وقد نجحت
.وكانت هذه حقاً نقطة تحوّل
لن أنسى أبداً .الإثارة التي بدت على تلك المجموعات
كانت تتقابل المجموعات ،لمناقشة الخطوة التالية
،فمع الكثافة العالية
هنالك أشياء كثيرة يمكنك .القيام بها
أيمكننا الآن المواصلة في تكثيف بوز-أينشتين؟
أرى العديد ...من الكوابل والإلكترونيات
سخّر "كيترلي" قوة مؤسسة م.م.ت كاملةً
لبناء مختبر ليزري
.لمحاولة تكثيف ذرات الصوديوم
.هذا فرن شعاع ليزري
ما هو ملفوف برقائق القصدير هي حجرة فراغ صغيرة
،حيث نُسخن الصوديوم المعدني
لذا يتبخر الصوديوم المعدني ،وينصهر
وفي النهاية نحصل ،على بخار الصوديوم المعدني
ذرات الصوديوم هي ما جرّبنا .تطبيق مُكثف بوز-أينشتين عليها
م.م.ت)، بولدر، ومختبرات عدة) .أخرى طاردت الهدف ذاته
إنه تكرارٌ لسباق
إنتاج هيليوم سائل .قبل قرن تقريباً
،كما أخبر تلاميذي اليوم
أي شيء يستحق القيام به ،يستحق القيام به سريعاً
لإن العلم يمضي قُدما
ونحن جميعاً فانيين .وأنت تُريد تحقيق شيء
(بينما كان (م.م.ت ،يُجهّز ليزرات صناعية باهظة الثمن
.اتّبع "كارل وايمان" نهجاً مختلف
أنا، طوال تجربتي ،مزاولتي للفيزياء
شعرت دوماً بأن
،تلعب التقنية دوراً هاّماً
فإن استعطت التوصل لتقنية أفضل لإنجاز أمر ما
فسوف ترد الجميل .على المدى البعيد، في الفيزياء
في بعض الحالات، كان يفتح آلات الفاكس القديمة
ويستخلص منها الرقاقة الصغير بداخلها
التي تُحدث ليزراً وبيّن أن بوسعك تناولهم
ووضعهم في نموذج ،مصنوع يدوياً من أجهزة
ثم موازنة الليزر
واستخدامه في التحليل الطيفي .والتبريد الليزري
،في الواقع هذه أولى أجهزتنا
وقد أطلقنا عليه .خلية بخار شرك بصري
يُمكنكم ملاحظة أنها نوع من الأشياء القديمة المعقدة
تتكون من تركيب زجاجي حيث بوسعك إطلاق أشعة الليزر عبرها
من جميع الإتجاهات المختلفة
ونحصل على مقدار قليل فقط .من الذرات التي أردنا تبريدها
بجانب قذف الذرات ،بالليزر
فقد حجزوها أيضاً .في مجال مغناطيسي قوي
بوسعك إبعاد جميع ملفات شركك المغناطيسية
خارج النظام الفارغ
وبعدها، إنجاز كل شيء .يصبح أيسر وأبسط بكثير
نود تجريب هذا ،النوع من الشرك المغناطيسي
،ذاك النوع من الشرك المغناطيسي ،هذا النوع من الوصف
،ذاك النوع من الوصف .ذاك النوع من التبريد
كل تلك الأشياء بوسعنا إنجازها
من غير الحاجة لبناء .حجرة جديدة كل مرة
جرّبنا فعلياً 4 أنواع مختلفة من الشرك المغناطيسي في 4 سنوات
بدلاً من إهدار 3 أو 4 سنوات .لبناء مشروع كل مرة
،بالعمل بسرعة ومرونة
تأمل مجموعة بولدر دحر ،(مختبرهم السابق في (م.م.ت
.لكن (م.م.ت) لديه خططه الخاصة
كانت هذه الجائزة .التي شعروا أنها من حقهم
،كان هناك شعور بالمنافسة
لكن يمكنني القول أنها .كانت منافسة ودية
أيمكنكم تخيل اثنان من الرياضيين؟
،فهم في مخيم التدريب نفسه
،يمدون يد العون لبعضهم ،حتى أنهم يسدون النصائح لبعضهم
،لكن عندما يحين السباق
.كل منهم يود اعتلاء الصدارة
استخدمت جميع المجموعات المتنافسة
شركاً مغناطيسية وتبريداً ،ليزرياً لتبريد ذراتهم
لكن لتحقيق الخطوة الأخيرة صوب الصفر المطلق
لتحويل ذرات الغاز هذه
إلى حالة الكم ،"التي توقعها "أينشتين
فهم بحاجة إلى تقنية تبريد .إضافية: التبريد بالتبخير
،الأمر تماماً كهذه القهوة البخار المتصاعد من القهوة
هو أسخن جزيئات القهوة
يفِرُّ ويحمل معه .قدراً زائداً من الطاقة يفوق حصته
،في حالة الذرات نحن نُبقي الذرات
،في نوع من الأوعية المغناطيسية ،وهناك نُقيّد الذرات
،يجولون سريعاً داخل الوعاء ثم تصعد الحاّرات منها
التي تمتلك طاقة كافية جانب الوعاء
،وتسقط عن الحاّفة ،تندلق عن الحاّفة
آخذين معهم قدراً فائضاً .عن حصتهم من الطاقة
والذرات المتبقية تحمل ،طاقة أدنى فأدني
مما يعني أنهم يتحركون بوتيرة منخفضة
ويبدأون في الإحتشاد .قرب القاع
،وبينما يحدث ذلك
نحن نُخفّض ارتفاع حواف الشرك المغناطيسي تدريجياً
لذا يتبقى ذرات قليلة ،فقط يمكنها الهرب
حتى تتجمع الذرات المتبقية أخيراً
،قرب قاع الوعاء ،تلتصق ببعضها البعض
فيبردون أكثر فأكثر وتزداد كثافتهم باطراد
،وأخيراً بهذا الأسلوب تقع قوى التبخير
.لمكثف بوز-أينشتين
مشكلة واحدة ما نزال نعاني منها
هي أنه يجدر بنا إبقاء .الذرات معزولة عن الجدران
وقد توصلنا لتفريغ جيد حقاً
،وحتى إن كان التفريغ مثالياً
وهو ما تتعامل معه ،في الواقع
فقد تبقى لدينا مقداراً ،بسيطاً من غاز الروبيديوم هنالك
قدراً تافهاً من غاز الروبيديوم ،أمكننا تقييده
قيدناه بليزراتنا .وكبحنا سرعته
لذا كان لدينا ...هذه الفكرة الوحشية بتغيير
التغيير المتسمر للضغط ،داخل الحجرة
،فنتحكم برفع وخفض الضغط
وقد شيّدنا حجرة شديدة التعقيد
بصمامات تفتخ وتغلق ومضخة لتشغيل وتعطيل النظام
،لكن لم يفلح الأمر مع الأشعة أعني
،ًأننا أهدرنا ستة شهور عبثا يمكنني القول أهدرنا 6 شهور على
،فتح وإغلاق الصمامات .تشغيل وتعطيل المضخات
تكمن المشكلة في أن غاز الروبيديوم كان دبقاً قليلاً
وعنى ذلك أنه عند (محاولتك (شفط
،جميع ذرات الروبيديوم الموجودة
كان ذلك الغاز المتبقي .يُسخّن الذرات
فبالنهاية كان علينا .التخلي عن تلك الفكرة
صار السباق لإنتاج مكثف
.بوز-أينشتين مُحتدماً الآن
،عند كل مقابلة هاّمة
"تبادلنا أنا و "إريك كورنيل .أطراف الحديث أو تحدّثنا معاً
كنا نعي تماماً بأن
كلانا يعمل لتحقيق .الهدف ذاته
.إنها قضية مُشوشة فمن ناحية إنها إطراء
كونهم يستخدمون نهجاً ،مهّدنا الطريق له أولاً
.فنحن نشعر بسعادة حيال ذلك
...ومن ناحية أخرى كان هنالك لعلنا ما زلنا قلقون قليلاً
بسب....لإننا أردنا تطوير معرفة
إلا أن العلماء اضطروا .لنيل الفوز كالآخرين
شعرنا أننا نريد ...فعلها أولاً
ولعلنا كنا مُخولين .أولاً لفعلها
مع أن الأمر حتى مُشوش
فبعد ذلك كله اقتحمنا لعبة أصحاب الهيدروجين
الذين أطلعونا على حيل .كثيرة على مر السنوات
عند مرحلة ما، خلال السباق علمت بشأن اقتباس
"كارل وايمان" في إحدى المقالات يقول
(بأنه يرجو بلوغ مجموعة (م.م.ت المبتغى أولاً
لإنهم كانوا السباقين ولذلك سينالون جائزة نوبل
وبعد ذلك ستتولى المجموعات .الأخرى العلم المُسلي
.حسناً، كانت تلك فكرة لطيفة
لم تجري الأمور هكذا تماماً .في الواقع
في يونيو عام 1995، كانت مجموعة بولدر تعمل على مدار الساعة
يعلمون بأن مختبرات أخرى عديدة
سارعت أيضاً لإنتاج .أول مكثف
زيارة رسمية من لجنة التمويل الحكومي
.كانت آخر ما يحتاجون إليه
الأمر المعتاد الذي تقوم به عند تواجد أشخاص مهمون في الجوار
هو إغلاق مختبرك وترتيب كل شيء
ولصق إعلانات على الجدران .للفت الإنتباه لمدى إنتاجيتك
بالطبع هذا على النقيض .تماماً من كونك إنتاجي
لم نشأ إغلاق المختبر
أو ترتيبه أو وضع .إعلانات عليه
.أردنا العمل بجد
فقد حضر كبير الشخصيات ببذلته الباذخة
،إلى المختبر ،وقد تركنا الإنارات مُطفئة
،وواصل الجميع العمل
وطلبت منهم إبقاء .أصواتهم خافتة
وتحدثت إليهم على عجل إلى حد ما
ومن ثم أجبرتهم السير ،خارج الباب
وقد بدت معالم الحيرة بادية على وجوههم
فلعل ذلك لم يصادفهم البتة
في تاريخ زيارتهم ،اللجانية
....فقد عوملوا بطريقة .أقل رقة
ولاحقاً، قابلت بالفعل :أحد الأشخاص الذي قال
ارتبت في أن أمراً ما كان يُدبر ذلك اليوم
فخلاف ذلك لما كنت .قد تجرأت لفعل ذلك
الخامس من يونيو ،سنة 1995
اتضح أنه يوماً كبيراً .في تاريخ الفيزياء
لقد صنعوا أخيراً ما تنبأ به ،أينشتين" قبل 70 عاماً مُنصرم"
.مكثف بوز-أينشتين
كانت ردة فعلنا الأولى هي انتظر .علينا توخي الحذر
دعنا نُفكر بجميع ،المقابض المختلفة التي يمكننا تحريكها
الإختبارات التي بوسعنا فعلها وما إلى ذلك
لنتأكد إن كان هذا حقاً .تكثيف بوز-أينشتين
يشبه المكثف .إلى حد ما مصّاص الدماء
إن سقطت أشعة الشمس ،عليه ولو لمرة، سيتعطل
وبالتالي...مملكته .هي مملكة الظلام
لكن بإمكاننا التقاط صورة لهم
لإننا سلّطنا ،ضوء الليزر بسرعة كبيرة
،وحتى أثناء احتضار المكثف ،فقد ألقى ظلّه
.وتسمّر الظّل في المشهد
"خلق "وايمان" و "كورنيل أول مكثف بوز-أينشتين
في سحابة تتألف ،من 3000 ذرة روبيديوم فقط
،الأول في الكون .على حد علمنا
لقد بلغوا درجة حرارة
تفوق الصفر المطلق .بـ 170 جزء من الدرجة
واحدة من أهم الأشياء التي عليكم فهمها
بخصوص تكثيف بوز-أينشتين .هو مدى برودتها الشديدة
المكان حيث نعيش ،عند درجة حرارة الغرفة
حرارته تفوق الصفر .المطلق بأشواط على التدريج
تخيلوا بأن درجة حرارة ،الغرفة ممثلة بلندن
أي تبعد بآلاف الأميال .عنّا
،فإذن على هذا التدريج لو تخيلنا هنا تماماً
حيث أقف في بولدر ،يُمثل الصفر المطلق
،أبرد درجة حرارة ممكنة
فعندها كم نحن قريبون من الصفر المطلق؟
لو فكّرنا في لندن على أنها درجة حرارة الغرفة
وتماماً حيث أتواجد هو الصفر المطلق، عندها
يحيل بين تكيثف بوز-أينشتين
والصفر المطلق مسافة .قلم الرصاص هذا فقط
في غضون أسابيع ،من نجاح مجموعة بولدر
"حتى "وولفغانغ كيترلي أنتج مكثف أكبر
.من عشرة ملايين ذرة صوديوم
في النهاية، كانت ميكانيكا الكم
.أكثر من مجرد تُرّهات نظرية
كانت شيئاً يُمكن .رؤيته بالعين المجردة
"تشاطر "وايمان"، "كورنيل" و "كيترلي
جائزة نوبل للفيزياء .عام 2001
واحدة من الأمور التي تعنيها جائزة
نوبل وما تعنيه المراسم هو
أن الجميع يتذكر إريك" الشخص"
! الذي نسي تحية الملك
كان هنالك إنهيارٌ .في المراسم في دوري
لم تكن هنالك حجّة .لإنهم درّبونا في الحقيقة
الأمر شبيه بقيامنا ببروفة
تمرين لكيفية تأدية التحية للملك، وبطريقة ما تمكنت
من استدراك الموضوع .في اللحظة الأخيرة
،وهممت لنفسي
لعل "كارل" الذي سيحين دوره بعدي ،يرتكب الخطأ ذاته
وعندها لن يستوعب أحد ،ما الذي يجري
،لكن لا .أبلى بلاءً حسناً
سمعت بجائزة نوبل عندما
،استيقظت على رنين الهاتف
،وقد كان الوقت على ما أظن .الخامسة والنصف صباحاً
،إذن أنت تستيقظ ،تذهب لترد على الهاتف
:وأحدهم يُخبرك
،تهانينا .لقد فُزت بجائزة نوبل
،فأنت ما تزال مُرهق ،ودماغك ليس في أوجه
...لكنك تُدرك بأن هذا خطب عظيم
وما هو شعورك؟ ،إنه الفخر
(فخر لـ (م.م.ت .لزملائك ولنفسك
إنه لمن الرائع أن ترى عملك يُقدّر
.ويُعترف به على هذا النحو
،كأي مغامرة عظيمة
لا تُقدم مطاردة العلم .ضمانات بالنجاح
لكن بالنسبة لعراّب ،الذرات فائقة البرودة
.آتت المثابرة أُكلها في نهاية المطاف
بعد عشرين عاماً من الكفاح ،لنيل مكثف هيدروجين
.نجح "دان كليبنر" أخيرا
،للحظات عابرة قليلة .صار حلمه حقيقة
بالتأكيد نحن فرحون
وأظن أن الجميع كان فرح
لإننا كنا قد عملنا على ذلك .لوقت طويل
الأمر مُربك قليلاً ،بوجود هذه المجموعة
التي ساهمت في مباشرة العمل ،وكانت تكد بعيداً عن الحدث
سُدىً، بينما الجميع .يتلذذ بالنجاح
،عند نجاحنا .كان الجميع مسروراً
إدراكك أن هذا مسعى ،دام عشرين عاماً
وتطلب الكثير من الصبر ،والإحباط والتحمل
،إدراكك أن النجاح عاطفي تماماً .إنها الحرية
لن أنسى أبداً ،موقف الإحتفاء
"الذي قدِم فيه "دان كليبنر مدرسة فيرنا الصيفية
عندما أعلن عن مكثف .بوز-أينشتين الهيدروجيني
...وقف الجميع وقدّموا
،بدا وكأنه نوعاً من الأوبرا ،حيث يهتف الجميع
... ويبكي الناس و
لإن الجميع أدرك
،أنهم أنهوا السباق ،لكن متأخراً
،وما كانت لتعمل
لكن ببعض الوعي عملوا .على تحفيز الميدان بأسره
،فكان موقفاً مؤثراً حقاً .لحظة مثيرة للمشاعر حقاً
بالنسبة للرّواد الذين "أدركوا حلم "أينشتين
وخلقوا المكثفات، كانت
.النهاية لعقد فيزيائي غير عادي
الآن، كان هنالك ،تحدٍ جديد
.لمعرفة آلية تسخيرها
،في جامعة هارفارد ،"عالمة دنماركية تُدعى "لينا هاو
خطرت لها فكرة باستخدام .المكثف في تبطء الضوء
،جميعنا ينتابنا ذلك الشعور ....فالضوء شيءٌ
لينا فيسترغارد هاو جامعة هارفارد
،لا شيء يفوق سرعة الضوء ،في الفراغ
وإن استطعنا بطريقة ما استخدام هذا النظام
،لتبطء الضوء ،حتى مستوى الإنسان
أظن أن ذلك .آيةً في الجمال
،إنه شديد الغرابة حقاً
كما أنه شديد الغرابة أيضاً .للكثير من تلاميذي
صنعت "لينا هاو" مكثف بوز-أينشتين على شاكلة سيجار
.لإجراء تجربتها
أطلقت نبضة ضوء .على الغمامة
تصل سرعة الضوء ،لحوالي مليار كيلومتر/ساعة
لكن عندما تضرب ،النبضة المكثف
فتقل سرعته .حتّى سرعة الدراجة الهوائية
لذا قد تنطلق نبضات الضوء
بطول ابتدائي يصل ميل ،أو ميلين في الفضاء الفارغ
،تخترق وسطنا
وبما أن المقدمة المدببة .تلج أولاً فسيؤدي ذلك إلى تباطئه
نهاية المؤخرة ما تزال حرة ،في الفضاء، وستتدرك البقية
.وهذا سيخلق ذلك الضغط
وسينتهي بها المطاف مضغوطةً
من ميل أو اثنين إلى 0.001 مايكرون #مايكرون: جزء من ألف من المليمتر#
.أو حتى أقصر من ذلك
،قد تقولون، يا الهي من السهل إيقاف الضوء
لإن بإمكاني إرسال شعاع ليزر صوب الحائط
.وسأعمل على إيقافه
حسناً، تكمن المشكلة بأنك فقدت البيانات
.لإنه يتحول إلى حرارة
ولا يمكنك استرداد .هذه البيانات مجدداً
،في حالتنا، عندما نردع الضوء لا تُفقد البيانات
،لإنها تُحفظ في الوسط
،ثم نجد مُتسعاً لإنعاشها
فبحوزة النظام شتى البيانات
،لإنعاش نبضات الضوء .وبالتالي يمكنها المضي
في يوم ما، قد تُستخدم الذرات فائقة البرودة
لمعالجة البيانات
لكن كيف بالضبط هو أمر .صعب التوقع
أحياناً تتطلب المنافع المرجوة من اكتشاف علمي
.وقتاً طويلاً لكي تبزغ
تنبأ كثيرون أنه بحلول هذا القرن
ستتقاطع خطوط الكهرباء فائقة التوصيل
و قطارات الرصاصة الماغليفية .عبر القارات #الماغليف: تقنية مغناطيسية#
،ربما الآن ،بينما تتراجع إمدادت العالم بالطاقة
هذه التقنيات التي نُظر ،إليها مرةً على أنها باهظة الثمن
.ستشرع في العمل
إنها الآن الطبيعة الكمّية لأقصى حدود البرد
.التي أسرت التوهمات تماماً
ترسم أجهزة الكم فائقة البرودة
مُخططات النشاط المغناطيسي للدماغ
وتُحوَّل الذرات الباردة .إلى حواسيب كمّية
،كـ ميكانيكي كم .أقوم بهندسة الذرات
،لصنع حواسيب من الذرات ينبغي عليك بطريقة ما جعل الذرات
تُسجّل البيانات .ثم تقوم بمعالجتها
لماذا نبني حواسيب كمّية؟
،لإنها ممتازة، إنها ممتعة وبوسعنا صنعها، أليس كذلك؟
سيث لّويد مهندس ميكانيك في م.م.ت
ما أرمي إليه أنه بوسعنا حقاً أخذ الذرات
،وإن طلبنا منهم بوِد .فسوف يحسبون
،ذلك مرحٌ كثير فهل حدّثت مُسبقاً
أي من الذرات وبادلتك الحديث؟ .إنه لشيءٌ رائع
فأن تتعلم التكلم مع الذرات
.وتُبادلك الذرات الحديث .يا للروعة
عالم الذرات يقبع ،في عالم الصِغر المتناهي
فهو كبرّية غريبة .لم ترى مثلها من قبل
وأشياء تتعجب منها وكل شيء يبدو غريب
وترى أشياء لم يسبق وأن رأيتها
لكن إن أردت فعلاً رؤية ما الذي يحدث
.فعندها عليك التحلّي بالهدوء
فلو ذهبت إلى البرية وبدأت بلفت الإنتباه
فعندها لن تتمكن من رؤية الأشياء
لإن جميع تلك الظواهر الغريبة ستعلم بوجودك
وستتسمر في أماكنها .ولن تُطل عليك
وبالتالي إن أكثرت ....من الضجيج الطائش
،الآن، عند مستوى الكم ،عند مستوى العالم المجهري
.الحرارة بمثابة ضجيج
فإن أحببت مشاهدة أحداث غريبة وعجيبة
.عليك إلتزام الهدوء
.هدوء متناهي
لا يجدر إحداث الكثير من الضجيج
ومعنى ذلك أن عليك .تهدئة الأشياء
،أجل، انظر لهذا .إنه جميل
بخلاف الحواسيب العادية حيث يعوّل كل قرار
على وحدة بيانية ،وهي إما صفر أو واحد
،في العالم الكمّي .تتغير القوانين
،للوهلة الأولى يبدو الحاسوب الكمّي
.شبيهاً إلى حدٍ ما
.لكن ميكانيكا الكم غريبة الأطوار
.إنها ليست مألوفة .إنها غريبة الأطوار
،عندما تقوم بحسابات الكم
فأنت تود أن تجعل .الأمر غامضاً بالنسبة لك
بيتر شور الرياضيات التطبيقية في م.م.ت
إذن دعونا نلقي نظرة الآن .( على وحدة الكم خاصتنا أو ( وحدة كيو
وحدة كيو لا تقتصر على صفر أو واحد، فقد تكون كلاهما
...صفر وواحد
في نفس الوقت...- نفس الوقت...-
...وكأنها تقريباً شكل من
وإن ألقيت نظرة على تأويل الحاسوب- الحساب الموازي-
الكمي في العوالم- لكن في الحاسوب الموازي...-
المصغرة...- معالج واحد يقوم بهذا...-
ما يحدث...- ومعالج آخر يقوم بذاك...-
هو أن...- فلديك معالجين...-
.............- .يقومان بهذا وذاك...-
حاسوبك الكمّي يقوم بعديد...-
في الحاسوب الكمّي لديك فقط...-
الحسابات...- معالج واحد...-
.جميعها في الوقت ذاته...- يقوم بهذا وذاك...-
......- .في الوقت تفسه...-
"يقبع ضمن "دورق ديوار العملاق حاسوب كمّي كنموذج أولي
مُحاط بمغناطيسه .البالغ البرودة والفائق التوصيل
في المستقبل، قد تُستخدم حسابات الكم لتوقع
،تفاعلات الكم
على غرار آلية عمل العقار الجديد .على الكيمياء الحيوية المعيوبة
أو لحل مشاكل ،التشفير المعقدة
كفك تشفير الأرقام الرئيسية
وهي المفتاح لأمن .بطاقة الإئتمان على الشبكة العنكبوتية
عالم الكم الغريب هذا هو جزء لآفاق علمية جديدة
فتحت مصراعيها بالغارة .المباغتة صوب الصفر المطلق
لقد كانت رحلة بارزة للعلماء
داخل أقاليم مجهولة
.تعدّت حدود الأرض المُقيّدة
،على مقياس كيلفين للحرارة
الذي يبدأ من درجة صفر ،بالنسبة للصفر المطلق
تصل حرارة الشمس .لحوالي 5000 كيلفين
.عند 1000 كيلفين، تنصهر المعادن
عند 300 كيلفين، نبلغ .ما نظن أنه درجة حرارة الغرفة
،ينسال الهواء عند 100 كيلفين
،والهيدروجين عند 20 كيلفين ،والهيليوم عند 4 كيلفين
أعمق بقاع الفضاء الخارجي ،يبلغ 3 كيلفين فوق الصفر المطلق
أبرد الأماكن خارج .المختبر
.لكن الغارة لم تتوقف هنالك
،فبوجود الثلاجات فائقة البرودة
أُزيحت الفاصلة العشرية ثلاث خانات
،حتى ألف جزء من الدرجة
وأزاحها التبريد بالليزر
ثلاث خانات إضافية ،لمليون جزء من الدرجة
إنها درجة حرارة .مكثف بوز-أيشتين
،بالتبريد المغناطيسي أزحنا أربع خانات عشرية إضافية
حتى بلغنا أبرد ،درجة حرارة مُسجلة في الكون
،في مختبر في هيلسنكي
،مائة بيكو كيلفين #بيكو: 12 صفر بعد الفاصلة#
أو عُشر تريليون .من الدرجة فوق الصفر المطلق
فهل سيكون ممكناً ،وصول نهاية المطاف
،أي بلوغ كأس البرد المقدسة صفر كيلفين؟
.بلوغ الصفر المطلق صعب المنال
لم يتواجد أحد هنا عند 0.00000000 مطلق
.مع عدد غير نهائي من الصفر
هذا الرمق الأخير الضئيل من الحرارة
،يُصبح أصعب فأصعب للتخلص منه ،وعلى وجه الخصوص
التدرج الزمني للتخلص منه
يزداد بوتيرة متسارعة
كلما صغرت كميات .الطاقة المتعلقة
،ففي النهاية إن كنت تقصد سحب
كمية من الطاقة ،صغيرة بما فيه الكفاية
فستتطلب في الواقع .عُمر الكون للقيام بذلك
كما أنك تعوز أجهزة
،بحجم الكون لفعلها ! لكن هذه حكاية أخرى
،قد يكون الصفر المطلق صعب المنال
لكن بالتحري أكثر فأكثر
في هذه الغاية القصوى ،للبرد
أسرارٌ أساسية كثيرة .للمادة أزيح عنها الستار
إن كان ماضينا عُرف ،ببراعتنا في الحرارة
لعل مُستقبلنا يُعوّل .على مواصلتنا في إخضاع البرد
ترجمها لكم مهند مسلّم Frozen