أبجدية الكون، من سيرن إلى شمال أفريقيا والشرق الأوسط
بدأ مركز القبة السماوية العلمي بالتعاون مع منظمة سيرن في تصنيع معرض "الفيزياء الأساسية؛ من سيرن إلى شمال أفريقيا والشرق الأوسط". ومنظمة سيرن هي المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية، تم تأسيسها عام 1952 بهدف إقامة منظمة بحثية لعلوم الفيزياء الأساسية على مستوى عالمي في أوروبا.

يحتوي المعرض على:
− 16 معروضًا تفاعليًّا.
− 5 نماذج مجسمة.
− 7 فيديوهات (5 شاشات ليد "LED"، و4 حاسبات لوحية، وجهاز للعرض).
− 5 فيديوهات عن "آراء الفيزيائيين" (5 حاسبات لوحية).
− 120 ملصقًا.

ينقسم المعرض إلى 5 أقسام موضحة كما يلي:

قسم (0)
يُعرض في المدخل فيديو عنوانه "راب مصادم الهدرونات الكبير" المتاح على الرابط http://vimeo.com/1730771، وهو المعروض رقم (0.1) كما هو مذكور بالملحق. والغرض من هذا الفيديو هو:
− خلق مناخ ودي للزوار يمهد التقديم لموضوع عادة ما يُرى "بالغ الصعوبة".
− خلق حالة من الانسجام مع الباحثين، وإشعار العامة بأنهم خير من يمكن محاورتهم بأريحية بدون رسميات.

 

قسم (1)
الجزء الأول: الكون كما نفهمه


أول ما يقابله الزوار عرض فيديو على الأرضية، وهو المعروض رقم (1.1) كما هو مذكور بالملحق. يدور العرض حول تاريخ الكون بدءًا من الانفجار العظيم حتى تطور المجرات. وهو معروض مدهش ويحسُن وضعه بصدارة المعروضات؛ نظرًا لقدرته على جذب انتباه الزوار.

نبدأ بعد العرض بالخوض أكثر في تفاصيل ما نعرفه؛ حيث يهدف المعروض الملموس رقم (1.2) إلى شرح مكونات البروتونات والنيوترونات، وقدرة القوة الشديدة على إبقاء الكواركات مربوطة ببعضها.

تتضح طبيعة القوة الشديدة بشكل أكبر في المعروض رقم (1.3) الذي يجمع بين أسلوبي اللمس والواقع الافتراضي، وهو معد لشرح قدرة القوة الشديدة على إبقاء الكواركات مربوطة ببعضها، وأن تأثيرها يزداد تدريجيًّا عند تباعد الكواركات ولكن لحد معين عند ظهور كواركات جديدة.

وضحت المعروضات السابقة آلية "عمل" النوى، لكن الذرات تحتوي على إلكترونات أيضًا. وبينما يُعرِّف النص المكتوب الإلكترونات، يوضح المعروضان رقم (1.4) ورقم (1.5) القوة الكهرومغناطيسية.

ولشرح أصل النوى للزوار، يوضح الفيديو رقم (1.6) عملية الاندماج النووي داخل النجوم. وبإثارة موضوع القوة الضعيفة، يوضح المعروض رقم (1.7) أحد آثارها، وهو التحلل الإشعاعي.

الكون مليء بالجسيمات؛ منها الجسيمات الفضائية التي تخترق الغلاف الجوي باستمرار، وهي الظاهرة التي يقدم كاشف الأشعة الكونية - المعروض رقم (1.8) - لمحة عنها للزوار.

تأتي قوة الجاذبية ضمن أكبر السمات الكونية المحيرة، ولذا يهدف المعروضان رقم (1.9) ورقم (1.10) إلى توضيح بعض آثارها.

بوزون هيجز هو أحدث الاكتشافات بفيزياء الجسيمات وأكثرها إثارة. يشرح المعروض رقم (1.11) ماهية حقل هيجز. (ملحوظة: يُرجى العلم بأنني أفترض في هذه الوثيقة أنه بحلول افتتاح المعرض، سيكون قد تم العثور على بوزون هيجز. لكن في حالة عدم العثور عليه، سيقع هذا الجزء قيد المراجعة).
لكن في النهاية، ما عدد الجسيمات الموجودة بالكون؟ وما عدد القوى التي تتفاعل من خلالها؟ يأتي المعروض رقم (1.12) في هيئة لوح تفاعلي يلخص نظرية النموذج القياسي.

 


قسم (2)
الجزء الثاني: الأسئلة المفتوحة


هل نعرف كل شيء عن الكون؟ كلا، فنحن لا نزال في حاجة لفهم الكثير.

المادة المظلمة سؤال كبير مفتوح، والمعروض رقم (2.1) تمثيل تفاعلي يخلق وجود المادة المظلمة ما يُسمى بالعدسات الجاذبية.

واحدة من التفسيرات المحتملة للمادة المظلمة هو وجود التناظر الفائق، وهو ما توضحه المعروضات رقم (التي سيتم تحديدها فيما بعد).

قد يشير التناظر الفائق ضمنيًّا إلى وجود أكثر من بوزون هيجز واحد. توضح المعروضات رقم (التي سيتم تحديدها فيما بعد) أو النص المعروض مستقبل رصد بوزون هيجز.

نحن لا نجهل فقط طبيعة المادة المظلمة، بل أيضًا نفتقد أية معلومات عن طبيعة عامل أساسي ومحير آخر؛ وهو الطاقة المظلمة. يقدم المعروض رقم (2.2) لمحة عن مقدار الطاقة المظلمة والمادة المظلمة الموجودة في الكون، بينما يُقدِّم المعروض رقم (الذي سيتم تحديده فيما بعد) بعدًا إضافيًّا كمصدر وارد للمعلومات حول الطاقة المظلمة.

وواحدة من الأشكال الغامضة للمادة - رغم الإلمام الجيد بها - هي المادة المضادة التي يقدمها المعروض رقم (2.3)، ويوضح إشكالية فهم السبب وراء أن أغلب ما نعرفه يتكون من المادة وليس المادة المضادة، وسبب عدم اختفاء المادة كما حدث للمادة المضادة بعد الانفجار الكبير بفترة قصيرة.

 

قسم (3)
الجزء الثالث: جهاز الرد الآلي


بادئ ذي بدء، ينبغي أن يدرك الزوار ضرورة الحاجة إلى "أجهزة" خاصة جدًّا لدراسة الجسيمات، وما نعنيه عندما نقول "صغير" أو "كبير". وهو ما يهدف إلى توضيحه المعروض رقم (3.1).

يوضح المعروضان رقم (3.2) ورقم (3.3)، إلى جانب الرسومات والنصوص، آلية عمل مسرِّعات الجسيمات.

أما المعروض رقم (3.4)، فهو عبارة عن شريحة مغناطيس، الهدف منها في المعرض هو تقديم فكرة عن الشكل الحقيقي لأحد المكونات المسرِّعة.

تلعب الموصلية الفائقة دورًا مركزيًّا في مصادم الهدرونات الكبير، ويبرز المعروض رقم (3.5) ميزة استخدام الموصلية الفائقة عوضًا عن الأسلاك العادية.
كما يوضح معرض (3.6) كيفية تولُّد بروتونات مصادم الهدرونات الكبير من زجاجة هيدروجين، وطريقة حركتها داخل المصادم.

إضافة إلى أهمية الجسيمات المسرِّعة، يعد المكشاف أداة ضرورية بفيزياء الجسيمات. ويقدم المعروض رقم (3.7) شرحًا مجازيًّا حول آلية عمله؛ حيث يقوم "البساط" بدور المكشاف، بينما تمثل حافة البندول الجسيم التارك أثره.

المكشاف البلوري؛ المعروض رقم (3.9)، هو واحد من المكونات الحقيقية للمكشاف التي يمكن للزوار رؤيتها.

يقدم المعروض رقم (3.10) للزوار فكرة عن مدى تعقيد مكاشف مصادم الهدرونات الكبير، وهو عبارة عن فيديو عن تركيب مكشاف أطلس (أو اللولب المركب للميون).

كيف تم اكتشاف بوزون هيجز؟ المعروض رقم (3.11) برنامج يضع الزوار في تجربة اكتشاف بوزون هيجز بأنفسهم.

ومن أكثر الجوانب المدهشة لمصادم الهدرونات الكبير مقدار البيانات التي ينتجها، وهو الأمر الذي يقوم المعروض رقم (3.12) بتقديم فكرة عنه.

 


قسم (4)
الجزء الرابع: ما وراء الفيزياء


ورغم أن الهدف من فيزياء الجسيمات هو استغلال الظواهر الطبيعية ذاتها، لكن هذا العلم له العديد من التطبيقات بحياتنا اليومية. بنهاية المعرض، يكتشف الزوار أحد المنتجات الثانوية المنبثقة عن أنشطة سيرن، وهي الشبكة العنكبوتية العالمية التي يمثلها المعروض رقم (4.1).

بعد ذلك، يمر الزوار بالمعروض رقم (4.2) الذي يشبه النفق؛ والذي تُعرض به تطبيقات أخرى (مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، وشاشات اللمس، وتطبيقات المحطات النووية، واستخدام تحول النوكليدات المشعة لأغراض طبية، إلخ).

وأخيرًا، في نهاية المعرض يجلس الزوار بما يشبه صالة استقبال يلتقون فيها بالعلماء من مختلف الدول، بما فيها بلادهم عبر تسجيل فيديو، وهو المعروض رقم (4.3). يبرز العلماء (خاصة الشباب منهم) تجاربهم العملية، وأهمية التعاون الدولي، وكيفية استخدام العلوم كلغة مشتركة بين الجميع تساعدهم بشكل كبير في التغلب على الانقسامات والحواجز.

 

قسم (5)

وهو عبارة عن فيديوهات تعرض فيزيائي يشرح أمرًا يتعلق بالفيزياء في دقيقتين وثلاثين ثانية. وتتوزع على جميع الأقسام نماذج مجسمة للمعلومات على هيئة رجل. تطل أوجه الفيزيائيين في الواجهة الأمامية، بينما تظهر اللمحات (في هيئة أوراق بحجم A4) تحت "الأذرع". 

 
 
أجندة المركز
أخبار المركز

برنامج معرض مكتبة الإسكندرية للعلوم والهندسة 2023

اقرأ المزيد >>