[الهَياء]

--------------------------------------------------------------------------------

الحالة الأولي للمادة
كثافة بوز – أينشتين ([OVERLINE] أبرد مادة فى الكون [/OVERLINE])
)
من المعلوم أن أشهر مقياس نعرفه لدرجة الحرارة هو مقياس سيلزيوس والذي يبدأ عند درجة انصهار الثلج والتي اعتبرت الدرجة صفر، ويصل إلي 100 درجة عند غليان الماء، ونحن نسمع كثيراً عن درجات حرارة تقع تحت الصفر، هذا صحيح، فهناك مقياس أعم وأشمل لدرجات الحرارة، وهو مقياس كلفن Kelvin أو [OVERLINE]المقياس المطلق، [/OVERLINE]وهذا المقياس يبدأ تدريجه عند درجة حرارة تعادل - 273.15 سيلزيوس، أي أن الصفر المطلق أو الكلفين يعادل – 273.15 سيلزيوس، وهذه الدرجة الكلفينية أو المطلقة هى أقل درجة حرارة فى الكون فلا يستطيع أي جزء من الكون أن يصل إلي درجة حرارة أقل من هذه الدرجة، وأعتبر هذه الدرجة – إن صح التعبير – من وجهة نظري هى درجة تجمد الكون، فعند هذه الدرجة تتوقف كافة أشكال الحركة الكونية بدأ من الذرات وحتى النجوم وتتوقف كافة أشكال التفاعلات الكيميائية والفيزيائية، ويتوقف بثها للإشعاع الضوئي...............


تنشأ كثافة بوز – [OVERLINE]أينشتاين [/OVERLINE]عندما يتم تبريد المادة بوسائل تبريد متطورة جداً وغاية فى التعقيد إلي درجة تقترب كثيراً من الصفر المطلق، قد تصل أحياناً إلي 50 ميكروكلفن – أي أصغر من الدرجة المطلقة أو واحد كلفن بحوالي عشرين ألف مرة – وقد يستغرق الأمر من التبريد للوصول إلي هذه الدرجة الغاية فى الصغر عدة سنوات أو حتى عدة عقود كما حدث مع الفيزيائي الهولندي كلبنر Kleppner عندما حاول فى عام 1976 فى الوصول إلي هذه الحالة مع الهيدروجين ونجح أخيراً فى الوصول إليها فى يونية عام 1998...........




بدأ كلپنر ملاحقة كُثافة بوز-آينشتاين في الهدروجين منذ عام 1976 في سباق مع مجموعة هولندية، ويعلق على ذلك بقوله: "[OVERLINE]لقد استغرق ذلك وقتًا أطول قليلاً مما توقع أيٌّ منا.[/OVERLINE]"

تخيل أنك تمكنت من تقليص نفسك حتى صرت بحجم الجزئ، حينها ستستطيع بكل سهولة رؤية حركة الذرات وهى تبدو ككرات زجاجية تقفز هنا وهناك وترتد عن بعضها باستمرار فى فضاء خال تقريباً، وفجأة تلاحظ أن حركة هذه الذرات بدأت فى الهدوء شيئاً فشيئاً، علي الفور يدرك طالب العلوم أن هذه الذرات تحدث لها عملية تبريد، حيث تبدأ الذرات فى تقليل سرعتها وتقترب من بعضها البعض، وباستمرار عملية التبريد يزداد تقارب هذه الذرات من بعضها، ثم تري فجأة فى مركز المنطقة أن هناك ذرتان من أبطأ الذرات تبدأن فى الإندماج معاً ليكونا فى النهاية كرية كبيرة الحجم ومعتمة، ثم تعمل هذه الكرية كالمصيدة حيث تبدأ فى التهام بقية الذرات المحيطة بها، وفي مفاجأة مروعة تختفي جميع الذرات من حولك ولا يتبقي سوي كتلة ضخمة لا تتحرك، فماذا حدث للذرات المنفردة ؟ وما هو هذا الجسم المعتم الغامض ؟

ما حدث بالفعل هو نشأة هذه الحالة من المادة، وهى أكثر أشكال المادة برودة فى الكون، والتي تمتاز باندماج جميع ذرات هذه المادة مهما اختلفت أنواعها فى كرية ضخمة، بل وتتوقف كافة أشكال الحركة الذرية والجزيئية للمادة، وحينها يستحيل عملياً التمييز بين أي ذرتين مختلفتين فى هذه الحالة وذلك ببساطة لأن جميع المواد فى هذه الحالة تسلك نفس السلوك وهو انعدام الحركة، ولنتصور صعوبة فهم هذه الحالة، فإن الأشياء من حولنا عند هذه الدرجة ستتحول إلي شئ موحد، فلن يكون لديك قلم أو كوب أو حتى الورقة التي تقرأها الآن بالشكل المعروف، ويتكون ما يطلق عليه الذرة العملاقة.




شبكات دوامات تم تصويرها في كُثافة من ذرات الروبيديوم التي تم تحريكها. لا تدور الكُثافة (a) حتى يصبح التحريك قويا لدرجة تكفي لتوليد دوّامة كاملة (b)، يكون فيها لكل ذرة كمّ واحد من الاندفاع الزاوي. ومع زيادة سرعة التحريك يزيد الدوران بإضافة دوامات أخرى. تبين الأمثلة في هذه الصورة ثماني دوّامات (c) و12 دوّامة (d). وفي مراكز الدوامات المعتمة يكون الدوران الأكثر سرعة وتكون كَثافة الغاز الأقل قيمة.........
تعود البداية إلي عشرينيات القرن الماضي حيث كان [OVERLINE]هناك فيزيائياً هندياً [/OVERLINE]يدعي ساتياندرا ناث بوزه يدرس إحدى الظواهر الجديدة الخاصة بالضوء، وتوصل لفكرة عبقرية تتلخص فى كيفية تقوية وترابط الضوء لينتج شعاعاً ضوئياً مترابطاً –[OVERLINE] الذي عرف فيما بعد بالليزر [/OVERLINE]– ولقد كانت من عبقرية هذه الفكرة حينها أن قوبلت بالمعارضة الشديدة، لذلك لم يستطيع نشر هذه الفكرة فى أي مجلة علمية، لذا أرسلها إلي الفيزيائي الشهير ألبرت أينشتاين الذي اقتنع جداً بالفكرة واستخدم نفوذه ليجد لها مكاناً للنشر..........


لم يكتف[OVERLINE] أينشتاين[/OVERLINE] فى مساعدة بوزه فى نشر أبحاثه بل أضاف إليها شيئاً آخر، فلقد رأي أن فرضيات بوزه تسري أيضاً علي الذرات، ولكن بشرط عند درجات الحرارة المنخفضة، كان هذا فى عام 1924، ولقد تم الحصول علي هذه الحالة لأول مرة فى التاريخ مع الروبيديوم صباح يوم 5 يونية عام 1995 فى المعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية بالولايات المتحدة الأمريكية علي يد كل من كورنيل، ووايمان، وكيتيرله مما أهلهم للفوز بجائزة نوبل فى الفيزياء لعام 2001..............

:a_plain111: