سلسلة في مفاهيم الفيزياء (ج15) : الموجة التي جمعت بين الاحتمالين

الرئيسة / مقالات علمية

نوري حسين نور الهاشمي

عدد المقالات : 18

سلسلة في مفاهيم الفيزياء
الجزء الخامس عشر: الموجة التي جمعت بين الاحتمالين
الأستاذ الدكتور نوري حسين نور الهاشمي
24/6/2025

سوف ننظر الآن في الوصف النظري الكمومي للتجربة الثانية من تجارب الحاجز المحتمل التي نوقشت في مقالات سابقة. في هذه التجربة، وكما نتذكر، وُضعت مرايا يمكنها أن تعيد كلاً من الجسيمات المنعكسة والمنقولة إلى نفس مجموعة الكواشف.
نبدأ بالحالة الابتدائية ذاتها. وفي هذه المرحلة، وبدرجة جيدة من التقريب، يمكن اعتبار الدالة الموجية بمثابة مجموع دالتين موجيتين: إحداهما تمثّل القيمة اليسرى، والأخرى تمثّل القيمة اليمنى.
لاحظ أن عملية جمع الدالتين الموجيتين تُعد بسيطة في هذه المرحلة، إذ إنه في كل نقطة في الفضاء، إما أن تكون إحدى الدالتين غير صفرية أو الأخرى، وليس كلاهما معًا. وبالتالي، في الحركة اللاحقة، ستتطوّر كل قيمة بشكل مستقل، بل إن حركتها ستشبه إلى حدّ بعيد الحركة الكلاسيكية لجسيم حر. (ولا أهمية هنا لكون القيمة الكلية للدالة لا تساوي الواحد.)
في نهاية المطاف، إذا كانت المرايا موجودة، ستلتقي الموجتان في منطقة الكواشف. عند هذه المرحلة، لم تعد عملية الجمع بسيطة، لأن كلتا الدالتين الموجيتين تكونان غير صفريتين في نفس النقطة. وهذا يعني أن الظاهرة التي أُشير إليها سابقًا تصبح ذات صلة، وأن الاحتمال الناتج عن جمع الدالتين الموجيتين لا يساوي مجموع الاحتمالين المرتبطين بكل دالة على حدة.
نكون بذلك أمام مثال على ظاهرة فيزيائية بالغة الأهمية تُعرف باسم "التداخل". وهي تحدث في نطاق واسع من الظواهر الفيزيائية التي تكون فيها التأثيرات الكمومية ذات صلة.
كمثال توضيحي، يمكننا تخيّل حصاتين تُرمى على سطح بركة ساكنة. ستنتشر التموجات من نقطتي الاصطدام. في بعض المواقع على سطح البركة، سيتزامن "الارتفاع" الناتج من الموجتين، مما يؤدي إلى تضخيم التأثير، وفي مواقع أخرى، ستتزامن "الارتفاعات" من إحدى الموجتين مع "الانخفاضات" من الأخرى، مما يؤدي إلى إلغاء التأثير، ويبقى سطح الماء ساكنًا.
أما في مسائل التداخل الكمومي، فالوضع يكون أكثر تعقيدًا، لأننا لا نجمع مجرد أرقام، بل نضيف دوالًا موجية يمكن أن تكون موجبة أو سالبة، وتعتمد على "الزوايا بين الخطوط". وهذا يعني أن الشكل الدقيق للدوال الموجية التي يتم جمعها يعتمد على طول المسار إلى كل كاشف محدد. ومن ثم، فإن طبيعة التداخل الذي نلاحظه تعتمد على الكاشف الذي نأخذه في الاعتبار.
ومن المؤكد، بشكل عام، أن الاحتمال الناتج عن مجموع الدالتين الموجيتين سيكون مختلفًا عن مجموع الاحتمالات الناتجة عن كل دالة على حدة.
من الممكن، بالطبع، إجراء حسابات تفصيلية تؤدي إلى نتائج دقيقة. كما يمكن تنفيذ حسابات مشابهة لحالات أخرى تحدث فيها ظواهر التداخل الكمومي، حيث يمكن التحقق من النتائج من خلال التجارب.
ومن بين هذه الحالات، تكتسب التجارب التي يُبعث فيها الإلكترون من البلورات أهمية خاصة؛ ففي هذه التجارب يحدث التداخل بين أجزاء من الدالة الموجية المتناثرة من مواضع مختلفة داخل البلورة. إن مقارنة النتائج التجريبية مع التنبؤات المحسوبة توفّر معلومات عن البنية البلورية.
ومن المفيد هنا التطرّق بإيجاز إلى خلفية تاريخية.
لقد دار صراع طويل الأمد بين نظرية جسيمية للضوء (التي ناصرها إسحاق نيوتن) ونظرية موجية. وكان الاعتقاد السائد أن الموجات قد انتصرت بعد رصد ظاهرة التداخل عند مرور الضوء من خلال شقين. فالتداخل يستلزم وجود موجات. ولذلك، كان من الصادم حين ظهر أن الإلكترونات، والتي طالما اعتُبرت جسيمات، تبدي أيضًا آثارًا تداخلية.
وقد أصبحت هذه السلوكيات الازدواجية تُعرف باسم "ازدواجية الموجةالجسيم". وتنطبق هذه الازدواجية نفسها على الإشعاع الكهرومغناطيسي، والذي يُعد الضوء مثالًا عليه. فجسيمات الضوء تُعرف بالفوتونات.
في مثال حاجز الجهد المحتمل الذي تناولناه، تظهر الطبيعة الجسيمية بشكل أوضح في الجزء الأول من التجربة، حيث يُرصد الجسيم إما على أنه قد نُقل أو انعكس. أما الطبيعة الموجية فتظهر في الجزء الثاني، حيث تُلاحظ آثار التداخل.
وتنجح نظرية الكم في دمج كلا الجانبين معًا، كما تتيح حساب الظواهر المجهرية كافة، بما في ذلك تلك التي تنطوي على تأثيرات نسبية.
وسيُعرض في مقالات لاحقة لمحة عن بعض أنجح هذه النظريات وهي ميكانيكا الكم النسبية التي توضح مدى تطور هذا المجال.
يتبع في الجزء السادس عشر

اعضاء معجبون بهذا

جاري التحميل

ثقافية

موسوعة سيرة أهل البيت (عليهم السلام)

موسوعة سيرة أهل البيت (عليهم السلام) تأليف العلّامة الكبير المحقّق الشهير الشيخ باقر شريف القرشي (1344 هـ - 1433 هـ) (رضوان الله تعالى عليه) المؤلّف وسماته العلميّة: العلامة المحقّق الشيخ باقر شريف القرشي (رضوان الله تعالى عليه) من أعلام المدرسة الإمامية في العصر الحديث، عُرف بسيرته الزكية، وتفرّغه... المزيد

السيد رياض الفاضلي

عدد المقالات : 122

نتن ياهو عربة يحركها ترامب أو العكس

نتن ياهو عربة يحركها ترامب أو العكس بقلم / مجاهد منعثر منشد يرتكز بناء إقامة دولة الكيان الصهيوني المزعومة إلى اعتقاد ديني حسب تنبؤات العهد القديم كما أن هذا الاعتقاد يلعب دورا هاما في دفع الغربيين لإقامة هذا الكيان لكن الدوافع الاستراتيجية لا تقل أهمية عن هذا المعتقد إذ قد بات معروفا بأنّ الكيان... المزيد

مجاهد منعثر الخفاجي

عدد المقالات : 381

الإمام علي الهادي(عليه السلام) في المخيال الشعبي السامرائي

إن أئمة أهل البيت(عليهم السلام)امتداد لرسول الله الأعظم(صلی الله عليه وآله) فالمنهج واحد والرسالة واحدة،والمدی الإنساني واحد،والبعد العالمي واحد،وهم مصدر محبة وخير وسلام وأمان في كل مكان وزمان؛لذا كان الإمام الهادي في المدينة شديد التأثير في الناس،يجتمع حوله طلبة العلم والمحبون والفقراء والمساكين... المزيد

د.أمل الأسدي

عدد المقالات : 45

نَصْرٌ مِّنَ اللَّهِ وَفَتْحٌ قَرِيبٌ

الله اكبر، الله اكبر، الله اكبر، لا إله إلا اللهُ وحده صدق وعدَه ونصر عبدَه وهزم الأحزابَ وحده.. الرابع والعشرين من حزيران بعد ألفين وخمس وعشرين سنة من ميلاد السيد المسيح وفي نهاية السنة الهجرية 1447 نصر الله تعالى المسلمين على أشد أعدائهم اليهود.. وكان ذلك من خلال انتصار الجمهورية الإسلامية الإيرانية... المزيد

عبد الهادي حسني

عدد المقالات : 34

أدبية

جكليت مُر

اليوم السبت، منذ الصغر وأنا لا أحب يوم السبت، إذ لم يكن عطلة، وكان يوما مدرسيا طويلا، ست حصص تمشي كسلحفاة عرجاء هذه المرة الأولی التي أنتظر فيها قدوم السبت لكنّ الساعةَ تسير حافية الأميال، تتعثر بالدقائق توسلتها أن تقهقه بوجهي، ولكن لاجدوی سلطة الزمن هي المتحكمة () جاء الصبح وتنفست المواعيد، يجب أن... المزيد

د.أمل الأسدي

عدد المقالات : 45

الغدير.. بيعةُ السماء

في صحراء الشمس، وعلى صهوة البيان، وقف النبيُّ (صلّى الله عليه وآله) والسماء تصغي والأرض تتهيّأ لموعدٍ خالد. فوق هامات الحجيج، ارتفع النداء: "من كنت مولاه، فهذا عليٌّ مولاه." لم تكن كلمات، بل كانت وصايا السماء، كانت يدًا مرفوعة من نور، تبايع العدل والوصاية والهدى. ومنذ ذلك اليوم، صار الغدير نبضَ... المزيد

شيماء سامي

عدد المقالات : 3

ظمأ وعشق ( قصة مبعوث الحسين مسلم بن عقيل )

ظمأ وعشق ( قصة مبعوث الحسين مسلم بن عقيل ) *( رسائل ومبعوث) لَحِقَ الأمَّةَ عارٌ بعد تسلّم يزيد الخلافة ممَّا دعا أهل الكوفة الى إرسال الرسائل المتكررة لابن بنت رسول الله في المدينة أرسلوا له الدعوة يحملونه المسؤولية أَمام الله والأمَّة إنْ تأخر عن إنقاذهم من ظلم الأمويِّين وعُنفهم. تمهل الإمامُ... المزيد

مجاهد منعثر الخفاجي

عدد المقالات : 381

بقايا إنسان...

بقلم زيد علي كريم الكفلي جلست وحدي في غرفتي الصغيرة وجلس معي طيرا توقف عن الطيران... شاهدت بصيص شعاع نور أنار ظلامي أخذت أتأمله طويلا... سمعت صوته يحوم في أزقة أفكاري إلى متى وأنت تجلس في هذا الظلام بحثت عنه في كل الظلمات... في وراء النجمات... في أوراق الزمن الماضي... رأيت صورته المعلقة على جدران قلبي... المزيد

زيد علي كريم الكفلي

عدد المقالات : 78

علمية

سلسلة في مفاهيم الفيزياء (ج15) : الموجة التي جمعت بين الاحتمالين

جوائز مسابقة كنز المعرفة لشهر أيار 2025

استلام المتسابق : ( حسين علي طه ) الفائز بالمرتبة الثالثة لجائزته في مسابقة (كنز المعرفة) لشهر أيار/ 2025 ألف مبارك للأخوة الفائزين، وحظاً أوفر للمشتركين في الأعداد القادمة.. يمكنكم الاشتراك في المسابقة من خلال الرابط : (http://almerja.com/knoze/) المزيد

سلسلة في مفاهيم الفيزياء (ج14) : الموجة التي لا تُرصد، والجسيم الذي يُرصد

سلسلة في مفاهيم الفيزياء الجزء الرابع عشر: الموجة التي لا تُرصد، والجسيم الذي يُرصد الأستاذ الدكتور نوري حسين نور الهاشمي 23/06/2025 نأخذ نموذج حاجز الجهد الذي تكلمنا عنه في مقالات سابقة. نحن نحتاج في هذا النموذج إلى حالة ابتدائية تتوافق قدر... المزيد