في الفيزياء الكلاسكية عندما نرمي جسم ما نحو حائط ( حاجز طاقة) فالطبيعي ان يرتد الجسم بطبيعة الحال او يكسر الحاجز اذا كانت طاقته الحركية اكبر من طاقة الحاجز
لكن في ميكانيكا الكم الامر مختلف
بدايةً نحن نعلم ان ميكانيكا الكم لا يتعامل مع اليقين بل مع الاحتمالات ، فلا يمكن ان نجزم بمكان جسيم كمومي، بدلًا من ذلك ، نقول ان احتمالية تواجد الجسيم في هذا المكان هي كذا ( تكون نسبه) اي ان مكان الجسيمات ( الموضع) لايمكننا تحديده بشكل يقيني بل بشكل احتمالات. هذا الامر ينطبق على كل الكميات الفيزيائية القابلة للقياس مثل الزخم والموقع والزخم الزاوي والخ.. من الكميات القابلة للقياس سواء بشكل مباشر او غير مباشر. في الفزياء الكمومية مَن يُمثل هذه الاحتمالات للكميات الفيزيائية القابلة للقياس هي اداة رياضية تسمى بالدالة الموجي ويرمز لها بالرمز psi. ليس لهذه الدالة اي معنى فيزيائي حقيقي لكننا يمكن ان نجد لها معنى عند تربيعها وعندئذ نحصل على الاحتمالات الممكنة
عند قذف جسيم كمومي نحو حاجز طاقة بحيث ان طاقة الحاجز اكبر من طاقة الجسيم، فهنالك احتمالية معينه ان يظهر الجسيم في الناحية الاخرى من الحاجز
وذلك بسبب ان الدالة الموجية لهذا الجسيم اخترقت الحاجز بنسبة ضئيل فيصبح لدينا دالة موجية ارتدت ودالة موجية اخترقت الحاجز. وقد قلنا سابقًا ان الدالة الموجية تعطي احتمالية الكميات الفيزيائية القابلة القياس بالتالي اصبح لدينا احتمالية معينه لتواجد الجسيم في الجزء الاخر من الحاجز
جميع ما ذُكر وتم شرحه هو في العالم ما دون الذري
اي في عالم الذرات وما هي اصغر. لكن وفي عام 2025 اثبت كُل من جون كلارك، ميشيل ديفور، وجون مارتينس ان ظاهر النفق الكمي يمكن ان تحدث في انظمة اكبر مثل الدوائر الكهربائية فائقة التوصيل !!
هذا الانجاز العلمي العظيم قد يفتح باب لتطوير دوائر كهربائية ذات كفائة عالية جدا وتطوير الحوسبة الكمومية بشكل اسرع ! كذلك اصبح لدينا الان اثبات علمي على ان الظواهر الكمومية يمكن ان تحدث في الانظمة الكبيرة نسبيًا مثل الدوائر الكهربائية !.
لكن في ميكانيكا الكم الامر مختلف
بدايةً نحن نعلم ان ميكانيكا الكم لا يتعامل مع اليقين بل مع الاحتمالات ، فلا يمكن ان نجزم بمكان جسيم كمومي، بدلًا من ذلك ، نقول ان احتمالية تواجد الجسيم في هذا المكان هي كذا ( تكون نسبه) اي ان مكان الجسيمات ( الموضع) لايمكننا تحديده بشكل يقيني بل بشكل احتمالات. هذا الامر ينطبق على كل الكميات الفيزيائية القابلة للقياس مثل الزخم والموقع والزخم الزاوي والخ.. من الكميات القابلة للقياس سواء بشكل مباشر او غير مباشر. في الفزياء الكمومية مَن يُمثل هذه الاحتمالات للكميات الفيزيائية القابلة للقياس هي اداة رياضية تسمى بالدالة الموجي ويرمز لها بالرمز psi. ليس لهذه الدالة اي معنى فيزيائي حقيقي لكننا يمكن ان نجد لها معنى عند تربيعها وعندئذ نحصل على الاحتمالات الممكنة
عند قذف جسيم كمومي نحو حاجز طاقة بحيث ان طاقة الحاجز اكبر من طاقة الجسيم، فهنالك احتمالية معينه ان يظهر الجسيم في الناحية الاخرى من الحاجز
وذلك بسبب ان الدالة الموجية لهذا الجسيم اخترقت الحاجز بنسبة ضئيل فيصبح لدينا دالة موجية ارتدت ودالة موجية اخترقت الحاجز. وقد قلنا سابقًا ان الدالة الموجية تعطي احتمالية الكميات الفيزيائية القابلة القياس بالتالي اصبح لدينا احتمالية معينه لتواجد الجسيم في الجزء الاخر من الحاجز
جميع ما ذُكر وتم شرحه هو في العالم ما دون الذري
اي في عالم الذرات وما هي اصغر. لكن وفي عام 2025 اثبت كُل من جون كلارك، ميشيل ديفور، وجون مارتينس ان ظاهر النفق الكمي يمكن ان تحدث في انظمة اكبر مثل الدوائر الكهربائية فائقة التوصيل !!
هذا الانجاز العلمي العظيم قد يفتح باب لتطوير دوائر كهربائية ذات كفائة عالية جدا وتطوير الحوسبة الكمومية بشكل اسرع ! كذلك اصبح لدينا الان اثبات علمي على ان الظواهر الكمومية يمكن ان تحدث في الانظمة الكبيرة نسبيًا مثل الدوائر الكهربائية !.
❤7👏3❤🔥1
شرح باللغة العربية مع تفاصيل ادق وتصميم اكثر من رائع من المرصد العلمي
🔥7👏1
بوست مشترك مع قناة المرصد العلمي عن جائزة نوبل للكيمياء لعام 2025
❤2
Forwarded from المرصد العلمي | S.O
حين صارت الذرّة بيتًا ذا ممرّاتٍ ومسامات، تُخزّن الغازات وتُنقّي الهواء
ولد اكتشاف نوبل في الكيمياء 2025 الهياكل المعدنية العضوية التي جعلت من الفراغ علمًا
❤5🔥1
أكيد كلنا سمعنا سابقاً بالقبة الحديدية، بس شنو هي؟ وشلون تشتغل؟ وشنو فائدتها؟ القبة الحديدية هي نظام دفاع جوي مصنوع حتى يصد الصواريخ والقذائف قبل لا توصل للمدن. من ينرصد صاروخ جاي، الرادار يلقطه بسرعه ويحسِب إذا راح يضرب مكان خطر، وإذا فعلاً يشكل تهديد، تطلق عليه صاروخ اعتراضي ويفجّره بالهوا قبل لا ينزل. هيچ تحمي الناس والبنية التحتية، وفكرتها تعتمد على الدقة والسرعة. بس ترى مو كلشي وردي، لأن تكلفتها كلش عالية، كل صاروخ اعتراض يكلف آلاف الدولارات، بينما الصاروخ المهاجم مرات مايسوى شي، وفوق هذا مرات تفشل ويوقع الصاروخ فعلاً، غير صوت الانفجارات والشظايا اللي يخوّف الناس ويأثر نفسيًا، فتبقى الناس عايشة بتوتر حتى ويا وجودها، ومع هذا تظل وسيلة تعتبر من أقوى الأنظمة الدفاعية بالعالم.
❤8❤🔥1👍1😱1🏆1
اضمحلال الجسيمات
هي عبارة عن عملية يتم فيها تحويل جسيم غير مستقر إلى جسيمات أخرى أخف، وذلك عن طريق التفاعلات النووية الأساسية التي تحكمها القوى الأربع في الطبيعة (القوية، الضعيفة، الكهرومغناطيسية، والجاذبية).
يعتبر هذا التحول بأنه عملية كمومية احتمالية، أي لا يمكن التنبؤ بموعد حدوثه بدقة، بل يُحدد فقط احتمال حدوثه في وحدة زمنية.
كذلك يتم وصف الاضمحلال بمصطلح العمر النصفي (t½) و هو الزمن اللازم لاضمحلال نصف عدد الجسيمات في عينة من مادة مشعة أو من جسيمات غير مستقرة
الآليات الأساسية للاضمحلال
اولًا - الاضمحلال بالقوة الضعيفة
تعتبر القوة النووية الضعيفة إحدى القوى الأربع الأساسية في الطبيعة، وهي المسؤولة عن التحولات التي تغيّر نوع الجسيمات، مثل تحول نيوترون إلى بروتون أو ميون إلى إلكترون.
تسمى هذه التحولات Flavor Changing Processes لأن الجسيم يبدّل نوعه (مثلاً كوارك يتحول من نوع إلى آخر)
ثانيًا - الاضمحلال بالقوة الكهرومغناطيسية
ويحدث هذا الاضمحلال عندما ينتقل الجسيم من حالة طاقة عالية إلى حالة أقل، ويُطلق فوتون (γ) وهو الجسيم الحامل للطاقة الكهرومغناطيسية.
القوة الكهرومغناطيسية أقوى بكثير من القوة الضعيفة، لذلك هذا النوع من الاضمحلال يحدث بسرعة أعلى
وعلى سبيل المثال الميزون
ثالثًا - الاضمحلال بالقوة القوية
تعتبر القوة النووية القوية أقوى قوة في الطبيعة، وهي التي تمسك الكواركات داخل البروتونات والنيوترونات، وعندما تشارك في عملية اضمحلال، يحدث التحول بسرعة هائلة جدًا حيث تصل الى 10^-23
مثل جسيم (Δ⁺ → p + π⁰)
جسيم Δ⁺ هو رنين ، أي حالة طاقة عالية للنيوكليون.
يتحلل إلى
بروتون (p)
ميزون محايد (π⁰)
هذا التحلل يحدث بواسطة القوة النووية القوية، وهي المسؤولة عن التفاعلات بين الكواركات داخل الجسيمات
❤9
ماهو لللاغرانجي ؟
اللاغرانجي عبارة دالة رياضية تصف الحالة الديناميكية لنظام فيزيائي، ويتم تعرفيها بأنها الفرق بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة للنظام اسسها عالم الرياضيات والفيزياء لاغرانج من اصول إيطالية–فرنسية, أحد أعظم العلماء اللي طوروا الميكانيكا بعد نيوتن وهو الذي أسس الميكانيكا التحليلية، اللي تعتبر طريقة متقدمة لحل مشاكل الحركة باستخدام المعادلات بدلاً من القوى.
ثانياً - مبدأ الفعل الادنى
هو مبدأ فيزيائي عام ينص على أن المسار الحقيقي الذي يسلكه أي نظام فيزيائي بين حالتين زمنيتين هو المسار الذي يجعل كمية الفعل اقل ما يمكن
وكمثال بسيط : تخيل إنك تريد تروح من بيتك إلى المدرسة منطقيا، توجد آلاف الطرق الممكنة ممكن تمشي بشوارع ملتوية، أو تختصر بطريق مستقيم.
لكن بشكل طبيعي، راح تختار الطريق اللي يوصلك بأقل جهد وأقل وقت ممكن وهذا الشي يصير مع الأنظمة الفيزيائية
❤12
❤6
واكيد تعريف اللاغرانجي شوية مختلف في الفيزياء الكمومية يعني بي تفاصيل واضافات
❤7