ملتقى الفيزيائيين العرب - الجسيمات تتحرك الى الوراء في الزمان !!!

ملتقى الفيزيائيين العرب (http://www.phys4arab.net/vb/index.php)

- منتدى فيزياء الـكـــــم. (http://www.phys4arab.net/vb/forumdisplay.php?f=37)

- - الجسيمات تتحرك الى الوراء في الزمان !!! (http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=24792)

الجسيمات تتحرك الى الوراء في الزمان !!!

الى كل الاخوة الاحبة السلام عليكم
هل من الممكن الجسيمات ان تتحرك في عكس الزمان ؟! هذا الموضوع الهام والمسمى بالنظرة الزمكانية للتفاعلات النووية ( او مخططات فاينمن ) سيبين ذلك, حيث سنتعلم وبشيء من التفصيل مايلي:

اولا/ مقدمة مهمة عن كيفية تمثيل الاحداث في مخطط الزمكان
ثانيا/ تمثيل التفاعلات النووية بواسطة مخططات الزمكان الرباعي.
ثالثا/ كيف نستطيع لنا ان نستفيد من الثمثيل الزمكاني للتفاعلات لكي نقول ان الجسيمات من الممكن ان تسير في عكس الزمان !!!

كل ذلك يمكن ان نراه في السطور التالية ... فالنبدأ معا :

اولا/ التمثيل الزمكاني للاحداث:
الكل يعرف بعد مجيء النسبية الخاصة بأنها ارست ورسخت مفهوم الابعاد الاربعة او كما تسمى الزمكان, فوحدت الزمان والمكان ومزجتهما معا بمخطط رباعي تم صبه في قالب رياضي بحت. على اي حال كلكم تعرفون ان مخطط الزمكان الرباعي (من اسمه) يحتاج الى اربعة ابعاد, ثلاثة للمكان والرابع للزمان, بمعنى اخر وبعد طرح النسبية الخاصة فأننا يجب علينا لكي نوصف حركة جسم او حركة قطار او حركة الالكترون بدقة وبصورة صحيحة فأنه علينا بالاستعانة بمخطط الزمكان او مخطط منكوفسكي.

والان كيف لنا ان نستطيع تمثيل الاحداث في مخطط الزمكان؟؟؟. حسنا للجواب على هذا السؤال يجب علينا ان ندرك من البداية ان تخيل مخطط الزمكان الرباعي او وصفه بأبعاده الاربعة ككل صعب بل مستحيل , لكن من جهة اخرى, ولحسن الحظ فأننا نستطيع ان نأخذ شريحة من المخطط الرباعي ككل, نعم يااخواني لاحظو وركزو على ماقلناه, اننا سوف نأخذ شريحة منه متمثلة ببعدين فقط اولهما بعد افقي للمكان وثانيهما بعد عمودي للزمان, انظرو للشكل رقم (1) في الصورة المرفقة.

ففي الشكل رقم (1) المحور الافقي المرمز له بـ x يمثل البعد المكاني للجسم, او يمثل تحديد موقع الجسم بالنسبة للمحور المكاني, اما المحور العمودي المرمز له بـ c.t يمثل البعد او احداثي الزمان للجسم, او هو يمثل الزمن الذي يمر على الجسم.
على اي حال فأن الامثلة التالية ستوضح بصورة واضحة مانريد قوله:

المثال 1/ فاللنظر للشكل رقم (2) في الصورة المرفقة, فالخط الازرق في مخطط الزمكان يمثل رجل واقف لايتحرك ينتظر صديقه في محطة قطار, وشرح ذلك سهل, فبما ان الرجل ساكن لايتحرك فأن موقعه بالنسبة للاحداثي المكاني x لايتغير (وهو يمثل مكان الانتظار في المحطة) لكن على الرغم من ان الرجل واقف ينتظر صديقه, لكن الزمن عنده يجري ويجري ( لربما ينتظر الرجل صديقه لمدة ساعة) وهذا ممثل بالخط الازرق المستمر في تحركه نحو الاعلى والموازي لمحور الزمن.

المثال2/ لننظر الى نفس الشكل رقم (2) ولكن في هذه المرة ننظر الى الخط ذو القطع الملونة, حيث هذا الخط المكون من عدة الوان يمثل رجل اخر يتحرك بسيارته فهو يتحرك ثم يقف ثم يتحرك راجعا الى نفس مكانه الذي انطلق منه. وتفصيل ذلك كالتالي:
1) فالخط ذو اللون الاخضر المائل يمثل بداية تحرك الرجل بسيارته, ولما كان الرجل يتحرك فأن معنى ذلك تغير موقعه بالنسبة لمحور المكان x كذلك فأن زمن رحلة حركته بالسيارة هذه يجري ويمر, اي ان موقعه بالنسبة لمحور الزمن متغير ايضا, ولذلك فأننا نرسم خط مسيره في مخطط الزمكان مائل باللون الاخضر ( مائل لانه تغير موقعه بالنسبة لمحوري الزمان والمكان معا )
2) لنفرض الان بعد ان تحرك الرجل بسيارته الممثل بالخط الاخضر, قرر الرجل ان يقف بسيارته فترة من الزمن, وتمثيل وقفة الرجل بسيارته في مخطط الزمكان هو الخط الاحمر, فهو خط يمتد الى الاعلى وموازي لمحور الزمن, وسبب هذا التمثيل سهل, لانه لما كان الرجل واقف بسيارته فأن موقعه لايتغير بالنسبة لمحور المكان x ولكن على الرغم من وقوفه ساكنا, فأن الزمن عنده يجري لايتوقف اي ان موقعه بالنسبة للزمن يتغير بأستمرار ولذلك مثلنا ( حدث وقوفه ساكنا ) بالخط الاحمر.
3) والان لنفرض مرة اخرى ان الرجل قرر ان يتحرك بسيارته بعد ان كان ساكنا, وتمثيل ذلك في مخطط الزمكان هو باللون الاخضر, وسبب هذا التمثيل واضح جدا, فأن الرجل عندما قرر ان يتحرك بسيارته من جديد فان تحركه يعني تغير موقعه بالنسبة لمحور بعد المكان x وتغير موقعه ايضا بالنسبة لمحور بعد الزمان c.t ولهذا السبب رسمنا تحركه في مخطط الزمكان مائل باللون الاخضر.

والان وصلنا بعد هذه المقدمة الى صلب الموضوع فالنتابع...

ثانيا/ مقدمة في تمثيل التفاعلات النووية بواسطة مخططات الزمكان:
بعد ان عرفنا سابقا ان نمثل الاحداث في مخطط الزمكان, جاءت الفرصة الان لكي نعبر عن احداث التفاعلات النووية بواسطة مخطط الزمكان, وكيفية ذلك نراها في المثالين التاليين:

المثال3/ فالننظر للشكل رقم (3) في الصورة المرفقة. حيث هذا الشكل هو مخطط لانبعاث فوتون من ذرة ساكنة مستقرة, فعندما تكون الذرة ساكنة ومستقرة فأنها تمثل بالخط العمودي الذي يستمر الى الاعلى ( لانها ساكنة, فهي ثابتة بالنسبة لمحور المكاني. لكن الزمن يجري عليها فهي متغيرة بالنسبة لمحور الزمن) المهم تظل الذرة ساكنة ومستقرة الى ان تثار هذه الذرة عند نقطة معينة (وهذه النقطة ممثلة باللون الاخضر) لتصبح الذرة غير مستقرة فتطلق الذرة فوتونا, وتمثيل عملية انبعاث الفوتون من هذه الذرة هو انطلاق فوتون ذو السهم الاحمر الى اليمين, لكن الذرة باطلاقها الفوتون فأنها ترتد كأرتداد البندقية عند اطلاقها الرصاصة, ولهذا السبب فان الذرة ترتد وتتحرك بشكل ابطأ الى اليسار والممثل بالخط الازرق, ويجب التنويه هنا ان كلما كانت حركة الجسيم الذري ابطأ كلما كان خط مساره اقرب الى خط محور الزمن العمودي.

المثال4/ لننظر الى الشكل رقم (4) في الصورة المرفقة, حيث يبين هذا الشكل مخطط لتصادم الكترون وبوزيترون ( البوزيترون هو الكترون موجب) حيث تعروفون ان تصادمهما يؤدي الى فنائهما وخلق فوتونين ينطلقان بأتجاهين متعاكسين, وتمثيل ذلك كما واضح في الشكل, فيقترب الالكترون ذو الخط الاخضر من البوزيترون الممثل بالخط ذو اللون الازرق, الى ان يصطدمان عند النقطة الممثلة باللون الاحمر, وبسبب التصادم يؤدي الى انبعاث فوتونين الممثلين بالخط الاسود احدهما يتجه نحو اليمين والاخر يتجه نحو اليسار.

تكملة الموضوع في المشاركة التالية..