جمهرة

تطور النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات منذ ثلاثينيات القرن الماضي، وهي النظرية التي تصف ثلاثة من القوى الأساسية الأربعة في الكون، القوة الكهرومغناطيسية، القوة النووية القوية والضعيفة، وتصنف جميع الجسيمات الأولية المعروفة في زمر وتصف العلاقات بينها. تقسم الجسيمات إلى مجموعتين: "كواركات" و"ليبتونات"، وتضم كل مجموعة ٦ جسيمات مرتبطة في أزواج أو "أجيال". أخف الجسيمات و أكثرها استقراراً هي الجيل الأول ومنها تتألف جميع المواد المستقرة في الكون، بينما الجسيمات الأثقل تتفكك سريعاً إلى الأجيال التي تسبقها.

هناك ٤ قوى أساسية تحكم الكون وهي القوة النووية الشديدة، النووية الضعيفة، الكهرومغناطيسية، والجاذبية التي تعد أضعفهم في الشدة ولكنها تملك مجالاً لانهائياً، فيما تعد الكهرومغناطيسية أقوى من الجاذبية وتمتلك مجالاً لا نهائياً ، القوى النووية الضعيفة والشديدة ينحصر تأثيرها على مستوى المسافات بين الذرات، وتعد النووية الشديدة هي الأقوى في الكون. هناك مجموعة من الجسيمات تسمى "بوزونات" وهي حاملات القوى، تتبادلها جسيمات المادة لنقل الطاقة من خلالها، ولكل قوة البوزون الخاص بها. البوزون "غلوون" للنووية الشديدة، "فوتون" للكهرومغناطيسية، بوزون "W و Z" للنووية الضعيفة.

علي مصطفى مشرفة، عالم فيزياء مصري ولد عام 1889م، لقب بأينشتاين العرب حيث نشر حوالي 25 ورقة بحثية حول نظريات الكم، النسبيه والعلاقة بين المادة والإشعاع، ونشر 12 كتاباً في النسبية والرياضيات وقام بترجمة 10 كتب في علم الفلك و الرياضيات إلى اللغة العربية. كان أول عالم مصري والـ11 عالمياً يحصل على درجه الدكتوراه في العلوم عام 1923م من كلية الملك في لندن. كان أول أستاذ مصري في الرياضيات التطبيقية في كلية العلوم ثم عميد الكلية عام 1936م. اهتم بنشر الوعي العلمي العام وحذر من استخدام الطاقة الذرية في الحرب. توفي عام 1950م في ظروف غامضة

قام فريق بحثي من جامعة فيينا برصد ظاهرة التداخل الكمومي لجزيئات الجراميسيدين "Gramicidin" وهو مضاد حيوي طبيعي مكون من 15 حمض أميني، مما يمهد الطريق لدراسة الخصائص الكمية كالطول الموجي للجزيئات العضوية كالإنزيمات، والحمض النووي، و ربما الكائنات الحية الدقيقة كالفيروسات. وهذه الظاهرة تعرف في ميكانيكا الكم بالتداخل الموجه للجسيم وهو قدرة الجسيمات على التفاعل كموجات. قام الفريق بتكوين حزمة من جزيئات الجراميسيدين فائقه الصلابة ثم رصدوا تداخل هذه الجزيئات معاً واكتشفوا زياده حجمها الكلي عن الحجم الأصلي بعشرين مرة، الأمر الذي يستحيل حدوثه إلا إذا كانت تتصرف كموجات.

في عام 2019 استخدم فريق بحثي من جامعات ووريك و برلين للتقنية ولوكسمبورج خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق لتوقع الدالة الموجية الجزيئية -وهي وصف رياضي لنظام كمي معزول- والتي تحدد كافة الخصائص الإلكترونية للجزيئات مما يسرع عمليه تصميم العقاقير والمواد الجديدة. حيث تعلم الذكاء الاصطناعي كيفية حل معادلات أساسية في ميكانيكا الكم والذي يتطلب موارد حاسوبية ضخمة ووقتاً أطول باستخدام الوسائل التقليدية.

تتكون المادة من ذرات و التي بدورها تتكون من إلكترونات وبروتونات ونيوترونات وكل منها تتكون من جسيمات أصغر"كواركات". تقترح نظرية الأوتار الفائقة أن هذه الكواركات ما هي إلا قطع من أوتار مهتزة تتذبذب بترددات مختلفة معطية هذه الجسيمات شحنتها وكتلتها واللف المغزلي وبقية خصائص الجسيم. تعتبر النظرية مرشحة لتكون "نظرية كل شيء" التي توحد ميكانيكا الكم ونظرية النسبية العامة وبالتالي تدخل جسيمات الجاذبية "الجرافيتون" في النموذج المعياري الذي يضم جميع الجسيمات المعروفة وخصائصها والتفاعلات بينها، ويمكنها تفسير ظاهرة الثقوب السوداء والانفجار العظيم. تعتمد النظرية على وجود 11 بعداً وأكوان متعددة