الفصل 376: مسبار ذرة هي3
ترجمات هينيي
في طليعة الفيزياء النظرية كان من الشائع إلقاء جسيم في نظام فوضوي غير متوقع.
ومن ثم يمكن ملاحظة النظام بطريقة غير مباشرة من خلال حركة الجسيم.
في الواقع ، جاءت فكرة تجربة لو شوه من عمله السابق في سيرن.
يمكن التعامل مع نظام البلازما بأكمله مثل طاولة البلياردو حيث يمكن للعبة أن تخبرك بمكان الكرات.
أما بالنسبة للجسيم الذي سيلعب دور "الكرة البيضاء " فلم يكن هناك خيار أفضل من الهيليوم 3.
أولاً كان قطره الذري صغيراً. يتكون من بروتونين ونيوترون واحد ، وهو ما يقارب الكتلة الذرية للهيليوم-2 ، وكان تركيبه النووي أكثر استقراراً من الهيليوم-2! و لم يقتصر الأمر على قدرته على تجنب التصادمات متعددة الذرات التي لا يمكن تمييزها ، بل كان أيضاً أسهل في المرور عبر البلازما.
من أجل الوصول إلى درجة الحرارة التي حدث فيها تفاعل الاندماج بين الهيليوم-3 والديوتيريوم ، ستكون هناك حاجة إلى درجة حرارة تعادل مائة مرة من المجال المغناطيسي.
لذلك لم يكن هناك خيار أفضل من الهيليوم 3!
نظراً لكثرة الجسيمات في نظام البلازما كان تأثير ذرة الهيليوم 3 على النظام بأكمله ضئيلاً. ففي النهاية كان إدخال ذرة واحدة في النظام أفضل بكثير من إدخال مسبار ذري!
مرت ذرة الهيليوم-3 عبر البلازما واصطدمت بجسيمات النظام. شكّلت الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الاصطدام "أصواتاً " سمعها جهاز الرصد. باستخدام هذه البيانات ، أمكن تحليل المعلمات الكبيرة والمجهرية لنظام البلازما.
بعد ذلك سوف تصطدم ذرة الهيليوم 3 مع المادة المستهدفة ، وسيتم أيضاً تسجيل بيانات الاصطدام.
وبما أن ذرة الهيليوم 3 تصطدم بنظام البلازما ، ويمكن جمع بيانات الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الاصطدام وبيانات التأثير على مادة الهدف كان لو شوه واثقاً من أنه يمكنه تحليل النظام بشكل غير مباشر باستخدام الأساليب الرياضية.
يمكن وضع هذا في تشبيه بسيط.
لو كان أحدهم يقيس معامل انكسار الماء ، لكانت دراسة النظام المائي بأكمله معقدة للغاية. و لكن دراسة شعاع ضوء واحد يُحقن في الماء وملاحظة تغير زاوية انكساره ستكون أسهل بكثير.
تتكون تجربة لو شوه من حقن جسيم الهيليوم 3 في نظام البلازما!
كل ما نحتاجه هو وضع مادة هدف كبيرة على شكل كف على الجدار الأول من جهاز الستيلاريتور لالتقاط جسيم الهيليوم-3 المنبعث من المدفع الذري ، والذي يمكن توليده من اصطدام ذرات الهيليوم-3 بالتريتيوم في دورة الانبعاث. و يمكن تسجيل إشارة الموجة الكهرومغناطيسية وبيانات الزخم الزاوي للاصطدام عند اصطدام الهيليوم-3 الأخير بالهدف. و بعد ذلك يمكننا تحليل حالة البلازما بشكل غير مباشر تحت ضغط عالي الحرارة!
"لا أقول إنه لا يمكن فعل ذلك " نظر البروفيسور لازرسون إلى لو شوه وقال "ولكن هل أنت متأكد من قدرتك على معالجة البيانات ؟ إذا أطلقنا N جسيماً ، فسيكون هناك N متغيراً متورطاً! علينا أيضاً مراعاة اضطراب المجال المغناطيسي في البلازما... "
مع وجود عدد كافٍ من المتغيرات ، لن يكون حتى الحاسوب العملاق قادراً على حساب النموذج.
ومع ذلك لم يكن لو شوه مصدوماً من كلمات لازرسون.
كان لو شو واثقاً ، وقال "لدي يقين بنسبة 90٪ أن هذا سينجح ".
ورغم أن بناء نموذج رياضي قد يبدو مرهقاً إلا أنه لم يكن شيئاً لا يستطيع الحاسوب العملاق حله.
كان لو شوه يؤمن بقدرته على بناء النماذج النظرية.
كان البروفيسور لازرسون متردداً بعض الشيء ، ولم يتمكن من اتخاذ قرار.
نظرياً ، يُفترض أن تنجح الفكرة. و مع ذلك كانت الفرضية أن لو شوه سيتمكن من إكمال نموذجه النظري ، وأن ذرة الهيليوم-3 ستُنتج موجات كهرومغناطيسية.
ومن ثم سيكون عليهم تحليل البيانات التي تم جمعها بنجاح.
البيانات التي لا يمكن تحليلها لم تكن أفضل من الضوضاء العشوائية.
"...أعطني سبباً لأثق بك. "
هل تخمين جولدباخ كافٍ ؟
قال البروفيسور لازرسون "ليس كافياً! هذا يُظهر فقط أنك خبير في نظرية الأعداد ، وهذا لا يعني لي شيئاً! "
"ماذا عن "النموذج النظري لبنية الواجهة الكهروكيميائية " إذن ؟ " قال لو شوه "أعلم أنك ستقول إن هذا يعني فقط أنني خبير في الكيمياء النظرية والكيمياء الحسابية ، وليس خبيراً في البلازما ، أليس كذلك ؟ "
لم يقل البروفيسور لازرسون شيئا.
تابع لو شوه "لكن أود أن أخبركم أن جميع أبحاثي مبنية على البيانات. و معالجة البيانات وتحليلها... لقد عالجتُ بياناتٍ أكثر بكثير مما ستنتجه هذه التجربة! "
كان البروفيسور لازرسون عاجزاً عن الكلام ، ودخل في تفكير عميق.
رأى لو شوه أنه لا يتكلم ، فأكمل "صدقني! يبدو الأمر صعباً ، لكنه ليس مستحيلاً! كل ما علينا فعله هو استخدام مسبار ذري لإدخال الهيليوم-3 في البلازما.
"إذا نجحنا... "
نظر إليه لو شوه وقال "إذن سيكون هذا بلا شك اختراعاً يستحق جائزة نبيله ".
لم تكن جائزة نبيله مجرد مكافأة للاكتشافات النظرية ، بل كانت أيضاً بمثابة مكافأة للاختراعات الكبرى التي أحدثت ثورة في العالم.
على سبيل المثال ، في أكتوبر/تشرين الأول 2017 تم منح جائزة نبيله في الكيمياء لثلاثة علماء اخترعوا المجهر الإلكتروني المبرد.
وبحسب ما قاله العجوز تشيو ، إذا تمكن شخص ما من إنشاء طريقة لمراقبة معلمات نظام البلازما عالي الحرارة ، فإن التأثير على صناعة الفيزياء سيكون هائلاً.
ومن المؤكد أن هذا من شأنه أن يدفع قدماً مشروع الاندماج النووي القابل للتحكم!
"هذا يبدو... "
خلع البروفيسور لازرسون نظارته ومسح نظارته بمنديل.
لقد أصبح متحمساً أكثر فأكثر.
ولكنه لم يكن متأكدا.
نظر لو شوه إلى ساعته و لقد مرت عشر دقائق.
كان لو شوه على وشك الاستسلام والبحث عن شخص آخر للتعاون ، ولكن فجأة وضع البروفيسور لازرسون نظارته.
لم يعد متردداً تجاه لو شوه.
بدلاً من...
لقد كان متحمساً!
"...هذا يبدو مثيرا للاهتمام! "
تنهد لو شوه بارتياح وابتسم وهو يمد يده اليمنى.
"أنا سعيد لسماع ذلك. "
وأخيرا لم يخبره أحد أن "الفكرة غير واقعية "....
لقد أنقذ البروفيسور لازرسون لو شوه من الكثير من المتاعب.
كان مختبر برينحجر لفيزياء البلازما مختبراً عالمياً. و كما تعاون مع معاهد أبحاث الاندماج النووي حول العالم ، وكان يمتلك موارد وكفاءات هائلة.
لقد كانوا أحد معاهد الأبحاث القليلة التي تمتلك هذه الجودة.
ولو كان البروفيسور لازرسون ما زال غير راغب ، لكان على لو شوه أن يكتب رسالة إلى معهد ماكس بلانك ويستشير العلماء في معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما.
أما بالنسبة لبناء مختبر بنفسه بنفس إمكانيات بببل...
وسوف يكلف ذلك أكثر بكثير من بضع مئات الملايين.
توصل لو شوه إلى اتفاق تعاون مع البروفيسور لازرسون. واستشارة خبراء آخرين في هذا الشأن ، قرر تسمية هذه التقنية "مسبار ذرة الهيليوم-3 ".
كان اسم فريق المشروع مكوناً من ثلاثة أحرف فقط.
"هي3 ".
خلال الأيام القليلة التالية ، تنقل لو شوه بين معهد الدراسات المتقدمة ومختبر فيزياء البلازما. حيث كان إما يقرأ أدميه ات أبحاث البلازما أو يعمل مع البروفيسور لازرسون على هي3. كما التقى بخبراء فيزياء البلازما ومهندسي فريق المشروع لتبادل الأفكار حول تصميم التجربة.
على الرغم من أن لو شوه أنهى بحثه النظري إلا أنه كان ما زال مشغولاً.
بينما كان لو شوه يعمل على مشروع "هي3 " تم نشر أطروحته في مجلة الرياضيات السنوية.
أصبحت أطروحته حول المعادلات التفاضلية الجزئية متاحة أخيراً للجمهور.
لم ينتبه لو شوه إلى رد فعل مجتمع الرياضيات على أطروحته.
في رأيه لم يُنتج أي نتيجة بحثية مميزة ، بل كان مجرد تعزيز للأساس الذي أرساه أسلافه.
لكن القدر كان في بعض الأحيان رائعا.
لم يتوقع لو شوه أن تسير الأمور في الاتجاه المعاكس.
الحجر الذي رماه في بركة الرياضيات لم يغرق ، بل طفا إلى السطح...
