غرابة ميكانيك الكم، ظواهر ونظريات غريبة تثبت عشوائية الكون

في مقالنا السابق (مفاهيم بسيطة من ميكانيك الكم) تحدثنا قليلاً عن أفكار عامّة في ميكانيك الكم والتي قد تبدو معقدة إلى حد ما، لكن في هذا المقال سنتطرق لأكثر أفكار هذا العالم غرابةً، لتبدو في نهاية المقال أفلام الخيال العلمي أقرب للتصديق من هذا الواقع.

مبدأ الشك (عدم التعيين)

رغم غرابة التابع الموجي، إلا أنه قد لا يكون أغرب ما يقوله الكم، فالمعادلات الرياضية المستخدمة في ميكانيك الكم كان لها نتيجة غريبة على عملية القياس، فلم يعد بالإمكان حساب بعض المتغيرات الفيزيائية، كسرعة الجسيم ومكانه في نفس اللحظة بدقة متناهية، فإما نستطيع حساب سرعته أو معرفة مكانه بشكل دقيق، ولكن لا يمكن الاثنان معاً. فإن قمنا بحساب أحدهما فإن قيمة الآخر ستكون مساوية للانهاية، وهو أمر مرفوض فيزيائياً.

وأيضاً بشكل مشابه جداً عند حركة جسيم -مثل الإلكترون- فإن أردنا حساب طاقته فلا يمكن لنا حساب طاقته، والعكس صحيح، فلا يمكن حساب الطاقة إذا استطعنا تحديد الزمن بدقة. هذا أيضاً، كما كل ميكانيك الكم، يخالف كل ما عرفناه من الفيزياء سابقاً.

المادة المضادة (Anti-matter)

استطاع بول ديراك بدمج مبدأ النسبية الخاصة مع ميكانيك الكم أن يستنتج المعادلة الموجية النسبية للإلكترون، ومن خلالها استنتج وجود جسيم مضاد للإلكترون دعي بالبوزيترون (إلكترون موجب)، حيث أن الجسيمات المضادة تملك جميع الخواص الفيزيائية للجسيم المقابل له، وإنما يعاكسه بالشحنة، فكما الإلكترون، كذلك جميع الجسيمات لها جسم مضاد.

عندما يلتقي الجسيم بالجسيم المضاد له؛ فإنهما يُفنيا بعضهما، محررين طاقة هائلة تفوق طاقة الانفجار النووي (مع الأخذ بالاعتبار تساوي الكمية) على شكل موجات كهرومغناطيسية وحرارة كبيرة للغاية.

ثم تصنيع المادة المضادة في مراكز الأبحاث الكبيرة، إلا أنها خطرة للغاية فمن الصعب جداً التعامل معها واحتوائها، كما أنها لم تصنع بكمية أكثر من بضع جسيمات لخطورتها وتكلفتها العالية.

ختاماً.. رغم غرابة ميكانيك الكم، وصعوبة تصديق أن الطبيعة تتصرف بهذه العشوائية الاحتماليّة، إلا أنه لا توجد تجربة واحدة تخالف ما جاء به الكم، حيث دمر الكم مفهوم العالم الحتمي الذي عمل به الفيزيائيون لسنوات طويلة، ليستبدل بالاحتمالات والعشوائية المطلقة.