الجسيمات التي تُمسك الكون بأكمله

تخيّل معي للحظة.

كل شيء من حولك — شاشة هاتفك، الهواء الذي تتنفسه، ذرات فنجان قهوتك الصباحية — كله في الأساس فراغ هائل مع جسيمات صغيرة تطنّ في كل مكان. قد تتخيل أن هذه الجسيمات هي التي تمنح الأشياء وزنها، وهذا منطقي إلى حد ما. لكن here's where things get really interesting: المادة التي تُشكّلك ويُشكّل كل ما حولك تمثّل فقط حوالي واحد بالمئة من كتلتها. باقي الكتلة؟ يأتي من شيء لم يتعلم معظمنا عنه في المدرسة أبداً.

أعني هنا الغلوونات.

لا، لست أمزح. الغلوونات هي الجسيمات التي تلعب دور "اللاصق الكوني" — ومن هنا جاءت التسمية — حيث تربط الكواركات ببعضها داخل البروتونات والنيوترونات. وهي جزء مما يُسمّى "القوة الشديدة"، واحدة من القوى الأساسية الأربع في الطبيعة.

الآن، فريق من الفيزيائيين العاملين في تجربة ALICE في سيرن اكتشف أن هذه الغلوونات الصغيرة تقوم بأشياء غريبة وغير متوقعة في أعماق الأنوية الذرية.

ماذا كان العلماء يدرسون بالضبط؟

دعني أشرح لك الموضوع بطريقة بسيطة.

عندما تريد رؤية شيء صغير جداً، تحتاج إلى مجهر قوي جداً. حسناً، حوّل هؤلاء الباحثون مصادم الهادرونات الكبير إلى أقوى جهاز لفحص الغلوونات. كانوا يُقرّبون الصورة إلى مستويات غير مسبوقة داخل الأنوية الذرية — بدقة تصل إلى ربع حجم البروتون تقريباً.

فكّر في هذا للحظة.

لو كان البروتون بحجم ملعب كرة قدم، فإننا نتحدث عن القدرة على تمييز تفاصيل لا تتجاوز بضعة أمتار. تخيّل أنك تستطيع رؤية كرة بيسبول على الملعب من الفضاء. (حسناً، ربما هذا مبالغة، لكنك فهمت الفكرة — إنه صغير بشكل لا يُصدق.)

التقنية التي استخدموها تعتمد على مراقبة ما يحدث عندما تمر الأنوية الثقيلة — في هذه الحالة الرصاص — بالقرب من بعضها بسرعة هائلة دون أن تصطدم مباشرة. في هذه الحالة، تتحول المجالات الكهرومغناطيسية الشديدة حول الأنوية إلى أشعة من الفوتونات عالية الطاقة. عندما يضرب أحد هذه "الفوتونات الافتراضية" نواة أخرى، يمكنه أن يخلق لحظياً جسيماً يُسمّى J/ψ.

هذه العملية تعمل مثل مسبار يكشف توزيع الغلوونات داخل النواة.

لماذا يجب أن تهتم بالغلوونات؟

هنا يصبح الأمر مثيراً حقاً.

"رغم أن الكواركات غالباً ما توصف بأنها الوحدات الأساسية للمادة، إلا أن几乎 جميع كتلة الكون المرئي — من الذرات في أجسامنا إلى المادة داخل النجوم — تأتي في الواقع من الطاقة التي تحملها الغلوونات والقوة الشديدة."

هذا ما قاله الدكتور دانيال تابيا تاكاكي، فيزيائي نووي في جامعة كنساس الذي أشرف على الدراسة.

تقريباً كل الكتلة. دعني أعيد هذا مرة أخرى لأنه شيء مدهش.

الذرات في جسمك؟ النجوم المتوهجة في سماء الليل؟ الكرسي الذي تجلس عليه؟ كتلة كل هذه المادة المرئية لا تأتي في الأساس من الجسيمات نفسها — بل من طاقة الغلوونات وتفاعلاتها والقوة الشديدة التي تُمسك كل شيء معاً.

فهم الغلوونات هو في جوهره فهم كيف تحصل المادة على خصائصها. إنه أشبه باكتشاف الشفرة الأساسية التي تجعل الكون المادي يعمل.

ماذا وجدوا بالضبط؟

وهنا يصبح الأمر غريباً فعلاً.

قاس الباحثون ما يُسمّى "إنتاج J/ψ الفوتون نووي غير المتماسك" عند مستويات طاقة وأبعاد مكانية مختلفة. كلما قرّبوا الصورة أكثر فأكثر — باستخدام ما يسمّونه "نقل الزخم" لتعديل تركيز مجهرهم — بدأوا يرون شيئاً غير متوقع.

عند أصغر المقاييس التي فحصوها — حوالي 0.2 فيمتومتر — كان معدل إنتاج جسيمات J/ψ منخفضاً بشكل ملحوظ. هذا الانخفاض قيس بحوالي ثلاث انحرافات معيارية، وهو ما يعني بلغة العلم أن هناك فرصة واحدة فقط من 300 أن يكون هذا مجرد ضوضاء عشوائية. هذا دليل مقنع جداً على أن شيئاً حقيقياً يحدث.

ماذا يعني هذا الانخفاض؟ يبدو أنه يتحدى أحد النماذج الحالية لكيفية تصرف الغلوونات داخل الأنوية. التفسير الرئيسي المُسمّى "التظليل النووي" يتنبأ بسلوك معين، وهذه النتائج لا تتطابق تماماً مع تلك التنبؤات. بدلاً من ذلك، تشير إلى ما يُسمّى تشبع الغلوونات — حيث قد تبدأ الغلوونات بالتصرف بشكل جماعي بطرق لم نتوقعها.

فرضية "النقاط الساخنة"

الفريق البحثي بقيادة الدكتور تابيا تاكاكي كان يطوّر نماذج نظرية حيث تتجمع الغلوونات معاً في مناطق محدودة ذات كثافة عالية جداً — أشبه بالعُقد في شبكة متشابكة. يسمّونها "النقاط الساخنة".

والأمر الرائع هنا: هذه النقاط الساخنة ليست ثابتة. سلوكها يتغير اعتماداً على طاقة التصادمات. وdynamics الخاصة بها قد تقدّم أدلة على فيزياء جديدة تماماً تتضمن القوة الشديدة — فيزياء لم نتمكن من استكشافها من قبل.

فكّر في الأمر هكذا: عرفنا أن هناك "جداراً" عند مقاييس معينة، لكن الآن نحصل على تلميحات عما قد يكون خلف ذلك الجدار فعلاً. ربما يكون الجدار يُخفي شيئاً أكثر إثارة مما اعتقدنا.

لماذا يهمّنا هذا؟

أعرف تماماً. فيزياء الجسيمات قد تبدو مجردة وبعيدة عن الحياة اليومية. لكن إليك السبب الحقيقي الذي يجعلني أجد هذه الأشياء مثيرة:

نحن لا ندرس الجسيمات الصغيرة لمجرد الفضول. نحن نحاول فهم الطبيعة الأساسية للواقع نفسه. كل مرة نُقرّب فيها الصورة إلى بنية المادة ونكتشف شيئاً جديداً أو غير متوقع، نضيف قطعة أخرى إلى اللغز الذي يُمثّل كوننا.

فضلاً عن ذلك، التاريخ أثبت لنا مراراً وتكراراً أن البحث في الفيزياء الأساسية يؤدي إلى تطبيقات غير متوقعة. التقنية وراء مصادم الهادرونات الكبير already contributed to advances in medical imaging and computing. لا يمكننا دائماً التنبؤ بما سنكتشفه، لكننا نعلم أن النظر دائماً ما يقودنا إلى مكان ما.

هذا البحث الأخير يمنحنا صورة أوضح لمنطقة الغلوونات أكثر من أي وقت مضى. وهذه الصورة تُخبرنا أن العالم الكمي داخل الأنوية الذرية أكثر تعقيداً وحركة مما تتنبأ به نماذجنا الحالية. هذا ليس فشلاً — بل دعوة للاستكشاف أكثر.

لذلك في المرة القادمة التي تمسك فيها هاتفك، أو تُعجب بغروب الشمس، أو ببساطة exist ككائن واعٍ مصنوع من الذرات — خذ لحظة للتقدير. الغلوونات تُمسك بكل شيء معاً. إنها تقوم بعمل أكبر مما أدركه أي منا.

المصدر: ScienceDaily — "CERN finds gluons behaving strangely deep inside atomic nuclei" (سبتمبر 2026)