تغطية شاملة

هل سيكون هناك بعد خامس؟

يخطط العلماء في مسرع الجسيمات فيرمي في باتافيا بولاية إلينوي ("فيرميلاب") لإجراء تجربة جديدة ستبحث في إمكانية وجود بعد خامس، بالإضافة إلى الأبعاد الثلاثة للمكان والزمان.

بواسطة: مارك ألبرت

منشأة بريميلاب
منشأة بريميلاب

إن اكتشاف أبعاد جديدة تتجاوز الأبعاد الأربعة المعروفة - أبعاد المكان الثلاثة والبعد الزمني - سيكون من بين الاكتشافات الأكثر إثارة في تاريخ الفيزياء. الآن، يخطط العلماء في مسرع الجسيمات فيرمي في باتافيا، إلينوي ("فيرميلاب") لإجراء تجربة جديدة من شأنها التحقيق في إمكانية وجود أبعاد إضافية.

في عام 2007، أعلن الباحثون في مشروع MiniBooNE التابع لـ Permilab، والذي يتعامل مع اكتشاف الجسيمات دون الذرية بعيدة المنال والتي تسمى النيوترينوات، أنهم اكتشفوا شذوذًا مفاجئًا. جسيمات النيوترينو هي جسيمات ليس لها شحنة كهربائية ولها كتلة صغيرة جدًا، والتي تنشأ في التفاعلات النووية واضمحلال الجسيمات. هناك ثلاثة أنواع من النيوترينوات: نيوترينو الإلكترون، ونيوترينو الميون، ونيوترينو التاو. ومع سرعتها، فإنها تغير نكهتها، أو "تتأرجح"، بمعدل سريع.

عندما لاحظ الباحثون في MiniBooNE شعاعًا من نيوترينوات الميون المتولدة بواسطة أحد مسرعات الجسيمات في Permilab، اكتشفوا أن نسبة عالية بشكل غير متوقع من الجسيمات في نطاق الطاقة المنخفضة (أقل من 475 مليون إلكترون فولت) أصبحت نيوترينوات إلكترونية. وقام الباحثون بتحليل النتائج لمدة عام، لكنهم لم يتمكنوا من العثور على تفسير تقليدي لهذه الظاهرة، المعروفة باسم فائض الطاقة المنخفضة. لقد ركز اللغز الانتباه على فرضية مثيرة للاهتمام وغير تقليدية إلى حد كبير: من الممكن أن تكون النيوترينوات من النوع XNUMX تقفز داخل وخارج أبعاد أخرى.

لقد تنبأ منظرو الأوتار، الذين يسعون إلى توحيد قوانين الجاذبية مع قوانين ميكانيكا الكم، منذ فترة طويلة بوجود أبعاد إضافية. أثار بعض علماء الفيزياء احتمال أن تكون جميع الجسيمات الموجودة في عالمنا تقريبًا مرتبطة بغشاء رباعي الأبعاد (غشاء) موجود داخل "كتلة" ذات 10 أبعاد. لكن جسيمًا افتراضيًا يسمى النيوترينو العقيم، والذي يتفاعل مع الجسيمات الأخرى فقط من خلال الجاذبية، سيكون قادرًا على السفر داخل وخارج الغشاء، مخترقًا الأبعاد الإضافية. في عام 2005، توقع هاينريش بيس، الذي يعمل حاليًا في جامعة دورتموند في ألمانيا، وساندفي باكواسا من جامعة هاواي، وتوماس جاي. ويلر من جامعة فاندربيلت، أن الرحلات التي تقوم بها جزيئات النيوترينو العقيمة في أبعاد إضافية من شأنها أن تزيد من احتمالية النكهة. التذبذبات عند الطاقات المنخفضة - وهذه هي بالضبط النتيجة التي تم اكتشافها في MiniBooNE بعد عامين.

فريق MiniBooNE، المتحمّس لاحتمال اكتشاف قوانين فيزيائية جديدة، سرعان ما اقترح تجربة أخرى تسمى MicroBooNE لاختبار فرضية النيوترينو العقيم. وسيكون الكاشف الجديد، وهو عبارة عن خزان منخفض الحرارة مملوء بـ 170 طنًا من الأرجون السائل، قادرًا على اكتشاف الجسيمات منخفضة الطاقة بدقة أكبر من سابقتها. فالجسيم الذي سيخرج من تفاعل النيوترينو سيتسبب في تأين ذرات الأرجون التي ستقف في طريقه، وبالمناسبة تيارات مباشرة في صفائف الأسلاك التي سيتم تركيبها على جوانب الخزان. وبهذه الطريقة، سيتمكن العلماء من تحديد المسار الدقيق للجسيم، مما سيسمح لهم بإجراء تشخيص أفضل بين تفاعلات جسيمات النيوترينو الإلكترونية والأحداث الأخرى وتحديد ما إذا كان هناك بالفعل فائض من الطاقة المنخفضة أم لا. التقلبات.

سيتم وضع حاوية MicroBooNE، التي تقدر تكلفتها بحوالي 15 مليون دولار، بجوار كاشف MiniBooNE في Paralab حتى يتمكن من مراقبة نفس شعاع النيوترينو. وفي يونيو 2008، وافقت اللجنة الاستشارية للفيزياء في المختبر على مرحلة التخطيط للمشروع. إذا سارت الأمور على ما يرام، سيكون الكاشف قادرًا على البدء في العمل في وقت مبكر من عام 2011. ويأمل الباحثون أن يؤدي MicroBooNE إلى تطوير أجهزة كشف أكبر بكثير، تحتوي على مئات الآلاف من الأطنان من الأرجون السائل في خزانات بحجم ملعب رياضي. ستكون مثل هذه المرافق قادرة على البحث عن ظواهر أخرى مفترضة مثل اضمحلال البروتونات النادر بشكل لا يصدق. تقول بوني فليمنج، عالمة الفيزياء في جامعة ييل والمتحدثة باسم مشروع MicroBooNE: "إنها تقنية جديدة رائعة". "وسوف تلعب دورا حاسما في الارتقاء بالفيزياء إلى المستوى التالي."

مارك ألبرت هو مؤلف كتاب "النظرية النهائية" (منشورات تاتشستون، 2008)، وقد نشر المقال في عدد نوفمبر 2008 من مجلة "ساينتفك أمريكان"

تعليقات 17

  1. النظرية... لتمثيل موقع شيء ما (مثلاً: إنسان) تحتاج إلى 4 أرقام: المحور X، Y، Z والزمن، ربما يصف البعد الخامس "الكيف"، "الموقف"، "العالم الموازي" و"عدد تناسخ الروح" و"الطاقة" الخ. أي: الإنسان الذي يعيش في مكان وزمان معينين لا يمكن أن يوجد إلا في ذلك الموقع وفي نفس الوقت بشكل آخر أو جسم آخر أو آخر موازي العالم، وربما هو ليس إنساناً في هذا البعد على الإطلاق..

  2. واو ما هذه المقالة المعقدة؟
    أيها الأب، أنت بحاجة إلى قضاء يوم (أو أكثر) في شرح كل المفاهيم المعقدة.
    يمكنك عرض نوع ما من العروض التقديمية على موقع الويب والتي تشرح جميع المفاهيم المعقدة (عالم الميكرو والنانو بأكمله).
    يمكنك تقديم عروض تقديمية، أو شرح نفسك، باختصار، عليك أن تشرح كل هذه الأشياء، فليس الجميع بهذه العبقرية.

  3. اقرأ واستمتع
    تسفي ياناي بكل جمالها.
    هذه مجرد شرارة صغيرة لما فيه، وينبغي نشر المزيد من مادته.

    تسفي ياناي:
    "نظرًا لفارق السنوات الكبير بيننا، سأكون سعيدًا لو تمكنت من تزويدك بمجموعة من النصائح العملية للنجاح في الحياة، لكن النجاح عبارة عن أشياء كثيرة، معظمها لا أضعها في الاعتبار ولا أضعها في الاعتبار." لا تحب.
    ما أود أن أقدمه لك هو دليل قد يساعدك على أن تكون في سلام مع نفسك في كل ما تفعله أو لا تفعله، لأنه لا يعتمد على النجاح المادي، ولا يتوقف على الفتوحات، ولا يرتبط بالسلطة والإنجازات، ولكن لك وحدك: الرضا باتباع ما يمليه عليك ضميرك.
    تجد بوصلة هذا المبدأ التوجيهي في القول المنسوب إلى هليل الأكبر: ما تكرهه لا تفعله بصديقك.
    إنها ليست بوصلة مثالية، وليست دقيقة دائمًا، لكنني لا أعرف بوصلة أفضل منها. قوتها تكمن في بساطتها، لأنها تحفظ في داخلها مبادئ الديمقراطية والليبرالية والكرامة الإنسانية.
    لا تحاول توسيعه، لأنك إذا كنت تتوقع منهم أن يفعلوا بك ما تفعله بالآخرين، أو أن يفعلوا بهم ما تحب، فسوف يضيع الهدف وستغادر أيضًا بخيبة أمل.
    إنها بالفعل بوصلة صغيرة، لكنها كافية لحمايتك من فوضى الغايات التي تقدس الوسائل وإغراءات الانسياق.
    حتى لو بدا لك أحيانًا أن الآخرين أكثر نجاحًا منك بدونها، حتى لو بقيت وحيدًا بسببها، حتى لو بدا لك الفعل الذي قمت به - أو الأفعال التي امتنعت عن القيام بها - لا قيمة له في الحياة. في مواجهة أحداث وعمليات أكبر منها، ستجد أن اتباع ضميرك سيضمن لك درجة كبيرة من الرضا، وفي الرضا دائمًا جرعة جيدة من السعادة.
    أتمنى أن تضعوا ثقتكم في العلم وأن تضعوا ثقتكم في العقلانية، لكن لا تعاملوهم كدين ولا تحاولوا أن تجدوا فيه إجابة لكل الأشياء المهمة للعالم. وللرجل. ولن يستطيع العقل أن يقرر لك بين ميول القلب وميول العقل.
    العلم ليس لديه إجابة لهدف وجودك ولا لمعنى حياتك. وحتى الفهم الذي سيقدمه لك هو في حدود العقل ومحدود في مجالات المعرفة والمنهج العلمي.
    ومع ذلك فإن هذين الأمرين هما أقوى ضمان لاستقلال فكرك وسيادتك على حياتك.
    تذكر أن العلم لا يحاول اكتشاف إرادة الطبيعة، لأن الطبيعة ليس لديها إرادة، ولا نوايا، ولا أهداف.
    لا يدعي العلماء أنهم يعرفون الحقيقة النهائية للأشياء التي يحققون فيها، لأنه لا توجد حقيقة نهائية، وحتى لو كانت موجودة - فلن يعرفوا أبدًا أنهم توصلوا إليها.
    واعلم أن حقائق الطبيعة ليست حقائق، بل هي تفسيرات يعطيها العلماء للأشياء التي يرونها والأشياء التي لا يدركونها بحواسهم. ولذلك تتغير الحقائق من وقت لآخر حسب التفسيرات الجديدة التي تعطى لها.
    فالعلم لا يدعي معرفة أسرار الأشياء وأسباب الأحداث التي لا يمكن وصفها في التصنيفات العلمية.
    ولهذا السبب لا يحقق في الأشباح والتناسخات، لأن النفس التي تجسدت في الإنسان ليس لها ذاكرة، وفي غياب الذاكرة ليس لهذا القول أي معنى. العلم لا يعرف أفعال الله ولا نواياه، لأن أفعاله ونواياه لا يمكن فحصها أو تأكيدها أو دحضها.
    يرى البعض ضعفًا في هذه المعرفة العلمية المفقودة والمؤقتة.
    أراها قوة.
    إن الافتقار إلى المعرفة المبنية في العلم لا يقل أهمية عن المعرفة الكامنة فيه، لأن الافتقار إلى المعرفة النهائية للأشياء وعدم اليقين المطلق يفرض على العلماء درجة كافية من التواضع ويبعدهم عن خداع الذات.
    وعندما تعتاد على إيجاز الخبر ستجد فيه رسالة عملية ومهمة لا مثيل لها. لأنه في عالم حيث المستقبل مجهول، ينبغي اتخاذ القرارات وفقا لما هو أخلاقي وعادل وصحيح في الوقت الحاضر.
    وفقًا لما هو صحيح وصحيح اليوم، وليس وفقًا لما قد يصبح صوابًا وعدلًا في المستقبل. وعلى هذا فإن الأهداف المستقبلية ـ حتى أسمىها ـ لا يمكن أن تبرر استخدام وسائل غير مناسبة في الحاضر، لأنه لا أحد يستطيع أن يعرف مسبقاً مدى سمو ذلك المستقبل. وحدهم الآلهة يعرفون الغد بيقين مطلق، وحدهم يعرفون الخلود.
    ولذلك، يبدو أنهم وحدهم المسموح لهم أن يأخذوا على عاتقهم حرية تقديس الوسائل لتحقيق أهدافهم.
    لكن الآلهة لم تظهر في العالم.
    ولا حتى لأولئك الذين يدعون أنهم المقربين منهم ويفعلون كلمتهم.
    لأنه إذا تم اكتشافهم في العالم فسيضطرون إلى تحمل مسؤولية أفعالهم، وهذا أمر لا تحبه الآلهة كثيراً.
    وسيطلب منهم أن يحاسبوا على الظلم والقتل والدمار بمعايير العدالة والأخلاق الدنيوية. والآلهة لا تحب ذلك كثيراً. لذلك، احذروا الآلهة، احذروا الكهنة والعرافين الدينيين، الذين يدعون أنهم يعرفون العجيب من فهمهم.
    ابتعد عن من يفعل الشر اليوم من أجل الخير غداً، فإن الأفعال الخاطئة في الحاضر على أية حال تشوه الخير الذي يمكن أن يتحقق من خلاله.
    احذر بشكل خاص من ذلك الإله الوحيد الذي يشع وجهه نورًا شديدًا وثمينًا لدرجة أنه مطالب بإخفاء وجهه عن المؤمنين. اتكئ على عقلك، رغم محدوديته، لأن سيادتك على حياتك، وفكرك المستقل، وفرصك في الحد من الجهل ليس لها سند أقوى منه.
    واحذر أيضًا من هؤلاء العلماء الذين سيزعمون في أذنيك أن كل أفعالهم إنما هي لمصلحتك ومصلحتك. واحذر من تصريحاتهم بأن الحقيقة العلمية تجبرهم على تطوير ثمار اكتشافاتهم - مهما كانت صعبة. إن عالم الأحياء ليس جيناً يعمل وفقاً لضرورة كيميائية مدمجة في تسلسل الحمض النووي الخاص به. والفيزيائي ليس جسيماً من المادة بدون إرادة حرة وضمير وأخلاق، والتي يجب أن تعمل وفقاً للحتمية الفيزيائية.
    لا تدع الحكم القيمي للعلماء يُسكت حكمك القيمي.
    وتذكر أن العلماء لا يتعاملون مع المعتقدات والرحمة والحب والعدالة والقيم الأخرى، ولكن مع العمليات التي يمكن ملاحظتها واختبارها وقياسها كميا وفحصها نظريا. إن الشخص الحكيم حقًا، وآمل أن تكون كذلك، يعرف متى يضع العاطفة قبل العقل، ليس فقط لأنه الشيء الصحيح الذي ينبغي عمله، ولكن أيضًا لأنه أهم شيء يجب عليه فعله.
    ابتعد عن أي مثالية.
    من إضفاء المثالية على الحياة، والإنسان، والعاطفة، والطبيعة، والعلم، والآلهة - وقبل كل شيء، من إضفاء المثالية على الأفكار، لأن كل فكرة مثالية تدفن بيديها المثل الأعلى الذي يقف في أساسها.
    كما تعلمون، أعظم الفواحش جاءت من خالق أعظم الأفكار.
    من أولئك الذين أرادوا بناء عالم جديد على أنقاض عالم قديم، من أولئك الذين ناضلوا لفرض الأخوة والمساواة والحرية والعدالة على الآخرين، من أولئك الذين أرادوا خلق جنس جديد من الإنسان المتفوق.
    لا تميل إلى إضفاء المثالية على الحب،
    لإضفاء المثالية على الأخوة،
    إلى إضفاء المثالية على اللطف،
    إلى إضفاء المثالية على العدالة،
    لإضفاء المثالية على الجمال،
    لإضفاء المثالية على السلطة،
    لإضفاء المثالية على البطولة،
    إلى إضفاء المثالية على الحقيقة،
    إلى إضفاء المثالية على التضحية،
    لإضفاء المثالية على الصداقة.
    احذر بشكل خاص من تبرير المثالية.
    لكل هذه الأسباب، يا أصدقائي الصغار، احتفظوا ببوصلتكم الصغيرة. "

  4. ما هو جميل هنا. كيف، من هذه النظرية المجردة، يتم بناء نظام التجريب والتنبؤ الذي يبدو للوهلة الأولى كما لو أنه لا علاقة له بالنظرية، ومع ذلك، لا يمكن بناؤه بدون النظرية.

  5. هوجين، ما هي المواد التي تستخدمها، اكتشفها، واكتشفها لنا أيضًا. نريد أيضا.

  6. لماذا يساعد اكتشاف التقلبات الزائدة على إثبات وجود البعد الخامس؟

    ألم يُقال إن الأبعاد الأخرى ملتفة في فضاء بلانك، مما يعني أنها متكافئة إلى حد كبير؟
    إذن من قال أنه سيكون بعدًا أو آخر إذا حدث ذلك على الإطلاق.

  7. هوجين،

    أقسم لك أنني لم ألاحظ أي أفكار في المقال!

    من فضلك أعد صياغة الفكرة حتى يتمكن حتى مجرد بشر مثلي من فهمها

  8. حسنًا، هناك أيضًا "حكماء في الليل" يعرفون كيف يميزون بين الجوهري وغير اللائق ويرتبطون بالنطاق الفكري والمكاني والمكاني مع أبعاد الحقائق المعقدة بما ينطوي عليه ذلك من احترام ورهبة، ولكن وقتهم لا يعتمد دائمًا على أنفسهم بل على رغبتهم ورغبتهم والتزامهم وببساطة: كما هو الحال في ظل أرض السحرة والسحرة بأكملها ينفخون بالروح والكتب العلمية وروح أنفاسهم.
    قل يا سيد نعوم، باستثناء إغاظتي أو مدحي، لن تتمكن من إعطاء مرجعية "أيديولوجية" لمقالته؟؟

  9. هوجين،

    على حسب وقت ردك، وخاصة على حسب محتواه الغريب، لا بد أنك كتبت هذا من نومك...

  10. عفوًا، هذه المقالة تتطلب مرجعًا وتركيزًا في خمسة أبعاد!؟.. ليست بسيطة، وغير مؤكدة، وغير مألوفة وربما معروفة على سبيل المثال في كتب 'Dark Materials' (الثلاثية) وغيرها.
    ومن المحتمل أيضاً، كما هو الحال مع القضية ذات الثقل - والمحملة بتصورات مختلفة في هذا المقال، أن نوعية ردود الفعل في سلسلة الروابط ستكون حاسمة! وربما ستجعل ذلك ضرورياً أيضاً من جانب "يد معينة" في عجائب الموقع" لخلق العديد من المحو، القديم والجديد، الذي من شأنه أن يسبب فراغات ويزيل ردود الفعل الأخرى من سياقها بشكل عام وقيمتها المطلقة (إن وجدت) إلى درجة السخرية "النظامية" أيضًا نظام التقطيع بأكمله وبعض العقول "الرائعة" في الموقع تعتمد على الهوية الشخصية كـ "ثالوث" من زمالة المدمنين المجهولين على سبيل المثال (مايكل، نعوم، أورين) أو الزوجين ن.م (نقطة - مايكل) والمجهولين من حيث الجنس سوف قد تشعر بالارتباك وربما تصبح مجنونًا تمامًا (يشبه إلى حد كبير الثقوب السوداء التي تخلق الشفط والانهيار التآزري).
    فربما نحن في بداية النظرية النهائية أو ربما الأخرى؟؟
    سيكون عيد الفصح مثيرًا للاهتمام - "عيد الفصح" :)=+-(:

  11. نقطة،
    حقيقة وجود i لا تثبت أن هناك أكثر من 4 أبعاد.

    إنها مجرد خدعة رياضية، لجعل الهياكل الجبرية لها خصائص معينة لا تحدث في الهياكل الحقيقية.
    اقرأ، على سبيل المثال، عن جبر هاميلتون الرباعي.

    إن اكتشاف البعد الإضافي لن يؤدي إلا إلى تعزيز الافتراضات التي تقوم عليها نظرية الأوتار، وهي وجود أبعاد إضافية.

  12. في معادلات ميكانيكا الكم يظهر الرقم التخيلي i. إنه أقوى بكثير من البعد الخامس الصغير.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.