٥٫١٠ النواة الذرية

الصفحة الرئيسية ／ ٥ الجسيمات المجهرية (V5.05)

النواة الذرية شبكةٌ متماسكةٌ تشدّ نفسها بنفسها وتتشكل من نوكليونات: بروتونات ونيوترونات. في تصور «نظرية خيوط الطاقة»، يُنظر إلى كل نوكليون بوصفه حزمةً مغلقة من خيوطٍ قادرةٍ على التماسك الذاتي، أمّا الربط بين نوكليوناتٍ متمايزة فينشأ عبر ممرات شدٍّ تفتحه تلقائيًا «بحر الطاقة» المحيط. الحزم الموجية الالتوائية أو المتجعّدة التي تجري داخل هذه الممرات تظهر بملامح شبيهة بالغلوونات. هذه الصورة توافق القياسات المعتادة، لكنها تجسّد مقولة «القوة النووية أثرٌ متبقٍّ من قوة اللون» على هيئة «ممرات شدّ» و«إعادة وصل».

أولًا ما النواة عرضٌ محايد

• تتكوّن النواة من بروتونات ونيوترونات.
• عدد البروتونات يحدّد نوع العنصر، وفي الرسوم التوضيحية نلوّن البروتون بالأحمر والنيوترون بالأسود.
• تختلف العناصر ونظائرها تبعًا لعدد النوكليونات ونمط ترتيبها في الشبكة. الهيدروجين-١ حالةٌ خاصة: نواته بروتون منفرد بلا ممر بين نوكليونات.

تشبيه مبسّط: تخيّل كل نوكليون زرًّا له عروة؛ «بحر الطاقة» ينسج تلقائيًا حزامًا مقتصدًا بين زرّين متقاربين ويشدّهما. ذلك الحزام هو ممر الشدّ.

ثانيًا لماذا «يلتصق» النوكليونات ممرات الشدّ

• حين تتراكب تضاريس الشدّ في المجال القريب لزوجٍ من النوكليونات، يقفل «بحر الطاقة» ممرًا على المسار الأقل كلفة ويربطهما.
• الممر لا يعني سحب خيطٍ من جسم النوكليون، بل هو استجابة جماعية للوسط ترتكز عند «منافذ» على سطح النوكليونات.
• ما يجري داخله من طورٍ وتدفّق يظهر في صورة حزَم شبيهة بالغلوونات (نرمز لها ببيضاتٍ صفر صغيرة على الرسوم).

تشبيه: جسرٌ خفيف يتقوّس تلقائيًا بين ضفّتين؛ النقاط الصفر الجارية على سطحه تمثّل «حركة المرور».

ثالثًا نبضةٌ قصيرةٌ طاردة وجذبٌ متوسط واختفاءٌ بعيد

• المسافات القصيرة – تنافر: إذا اقتربت نوى النوكليونات كثيرًا، تنضغط أنسجة المجال القريب وتقفز كلفة القص في «بحر الطاقة» فنحصل على ما يشبه نواةً صلبة طاردة.
• المسافات المتوسطة – تجاذب: على فصلٍ مناسب يكون ممر الشدّ هو الأقل كلفة، فتظهر قوة جذبٍ واضحة.
• المسافات البعيدة – اضمحلال: خارج مقياس النواة لا يعود الممر يُقفل تلقائيًا، فيضعف الجذب سريعًا، ولا يبقى إلا «حوض نووي ضحل» ضعيف وقريب من التماثل الكروي.

تشبيه: مغناطيسان متلاصقان يدفع أحدهما الآخر؛ على مسافةٍ صغيرة يثبتان بأفضل صورة؛ وإذا ابتعدا لا يجذبان.

رابعًا القشور والأعداد السحرية والازدواج

• القشور: تحت قيودٍ هندسية وقيود شدّ، تشغل النوكليونات أولًا «حلقات» منخفضة الكلفة. امتلاء الحلقة يرفع الصلابة الكلية ويترك بصمة «عددٍ سحري».
• الازدواج: اقتران اللفّ الذاتي واليدوية يوازن أنسجة المجال القريب على نحوٍ أفضل فينتج «طاقة ازدواج».
• النتيجة الرصدية: يظهر سُلّمٌ منتظم لمستويات الطاقة مع انتظاماتٍ طيفية نووية.

تشبيه: في مسرح دائري يزداد الهدوء كلما امتلأت دائرة المقاعد؛ والجلوس «ازدواجًا» على المقعدين المتجاورين يقلل التململ.

خامسًا التشوّه والاهتزازات الجمعية والتكتّل

• التشوّه: إذا لم تكتمل بعض الحلقات أو كانت الوصلات الطرفية غير متساوية، تميل البنية عن الكرويّة قليلًا: استطالةً أو تسطّحًا.
• الأنماط الجمعية: شبكة الممرات تتيح «تنفّس» النواة و«تأرجحها» ككل، وهو ما يقابل الإثارات الجمعية المنخفضة الطاقة و«الرنينات العظيمة».
• التكتّل: في الأنوية الخفيفة قد تؤدي ممراتٌ محليةٌ متينة إلى بنى جزئية من نمط «عناقيد ألفا».

تشبيه: غشاء طبل مشدود في نقاطٍ عديدة يمكن أن يتموّج كليًا ويستجيب لطرقٍ موضعي؛ ومحصّلة الاثنين تصنع الطابع الصوتي.

سادسًا النظائر ووادي الاستقرار

• لعُنصرٍ واحد، يغيّر تبديل عدد النيوترونات توازن الشبكة وطوبولوجيا الممرات، وبالتالي الاستقرار.
• قلة النيوترونات أو كثرتها تترك «مشابك رخوة» في مواضع محددة، فتتجه النواة عبر مساراتٍ مثل اضمحلال بيتا إلى نسبةٍ أكثر ثباتًا.
• تقع معظم النظائر المستقرة قرب وادي الاستقرار.

تشبيه: بناء الجسر يحتاج إيقاعًا ملائمًا بين الجسور الثانوية والحبال؛ القلة أو الكثرة تُحدث اهتزازًا.

سابعًا حساب الطاقة في اندماج الخفيف وانشطار الثقيل

• الاندماج: ربط «شبكتي جسور» في شبكةٍ أكبر وأكثر كفاءة في الممرات يُقصر الطول الإجمالي المشدود؛ وتتحوّل الوفورات إلى إشعاعٍ وطاقةٍ حركية.
• الانشطار: تقطيع شبكةٍ مفرطة التعقيد إلى شبكتين أكثر تماسُكًا يقصر الطول الإجمالي أيضًا ويطلق طاقة.
• أصلٌ واحد: في الحالتين نعيد توزيع مجموع «أطوال الممر × الشدّ».

تشبيه: ربط شبكتين صغيرتين في شبكةٍ واحدة ملائمة، أو شقّ شبكةٍ مشدودة أكثر من اللازم إلى شبكتين أنسب — إذا أُحسن العمل «تبقى حبال».

ثامنًا أمثلة نمطية وحالاتٌ مخصوصة

• البروتيوم هيدروجين-١: نواةٌ من بروتون واحد بلا ممرٍ بين نوكليونات.
• الهيليوم-٤: «الحلقة الدنيا الممتلئة» من أربعة نوكليونات، صلابتها عالية.
• جواره الحديدي: «حساب الممر» الوسطي لكل نوكليون في الحدّ الأدنى، فيكون الاستقرار الكلي في الحدّ الأقصى.
• الأنوية الهالة: نيوترونات قليلة تمتد بعيدًا إلى الخارج كأنها عباءةٌ خفيفة حول شبكة قلبٍ مدمجة.

تاسعًا مطابقةٌ مع الوصف القياسي

• «قوة نووية متبقية من الشديد» ↔ «ممرات شدٍّ بين النوكليونات».
• «تبادُل الغلوونات» ↔ «جريان حزَمٍ التوائيةٍ ومتجعّدة داخل الممرات».
• «تنافر قصير – تجاذب متوسط – خمود بعيد» ↔ «كلفة قصٍّ في القلب – ممرٌّ أقل كلفة – تسوية مجالٍ بعيد».
• «قشور وأعداد سحرية وازدواج وتشوه وأنماط جمعية» ↔ «سعات الحلقات ودرجات الامتلاء ومواءمة الأنسجة وهندسة الشبكة واهتزازاتها».

عاشرًا خلاصة

النواة شبكةٌ ذات عُقدٍ هي النوكليونات وروابطٍ هي ممرات الشدّ. تُقرأ منها الثباتات والتشوهات والطرائق الطيفية ومصادر الطاقة: هندسة العقد، ومجموع أطوال الممرات وشدّها، واستجابة «بحر الطاقة» المرنة. هذه الصورة لا تغيّر الوقائع المعلومة، بل ترتّبها في «دفتر طاقة» بصري يوضح الخيط الواصل من الهيدروجين إلى اليورانيوم ومن الاندماج إلى الانشطار.

حادي عشر مخططات

لكل عنصر بنيةٌ نَوَوية خاصة. في المخططات نستخدم ست حلقاتٍ صغيرة للتمثيل.

مفتاح العناصر البصرية:

1. رموز النوكليونات
   • حلقاتٌ سودٌ سميكة متراكزة تُظهر البنية المغلقة المتماسكة ذاتيًا، ومربعاتٌ وأقواسٌ داخلية صغيرة تدلّ على أنماطٍ محكمة الطور وأنسجة المجال القريب.
   • نميّز بين البروتون والنيوترون بنَمَطَيْ حلقاتٍ متعاقبين:
     1 بروتون يُرسم بالأحمر: مقطعٌ ذو نسيج «قويّ خارجيًا/أضعف داخليًا».
     2 نيوترون أسود: شريطان متكاملان يَلغي إسهامُهما الداخلي والخارجي المظهرَ الكهربائي أحادي القطب.
2. الممرات بين النوكليونات شبكةٌ نصف شفافة من أشرطةٍ عريضة
   • الأشرطة المقوّسة العريضة بين الجيران هي ممرات شدٍّ بين النوكليونات، وهي نظير «أنابيب تدفّق اللون» في الصورة التقليدية.
   • ليست أجسامًا جديدة مستقلة، بل هي إعادة وصلٍ وتمديدٌ لممرات كل نوكليون، يفتحها «بحر الطاقة» على مقياسٍ نووي بوصفها قنواتٍ أقل كلفة.
   • تتشابك الأشرطة في نقوش مثلثيةٍ خلوية تُفسّر الجذب المتوسط و«الإشباع» الهندسي إذ لا يحتمل كل نوكليون إلا عددًا وزوايا محدودة من الوصلات.
   • بيضاتٌ صفر صغيرة حزَم «شبيهة بالغلوون»: توزَّع ثنائياتٍ أو على التوالي على طول كل ممر علامةً على جريان الحزم داخله.
3. حوض نووي ضحل وتماثل تقريبي حلقة أسهمٍ محيطية
   حلقةٌ من أسهمٍ دقيقة تمثل «الحوض النووي الضحل» شبه المتناظر كرويًا في المتوسط الزمني مظهر الكتلة:
   • يوجد نسيجٌ اتّجه في المجال القريب،
   • ويُسوَّى المجال البعيد بارتداد الوسط فيميل إلى توجيه كروي.
4. منطقة قلبية باهتة
   التقاء ممراتٍ كثيرة في المركز يدلّ على صلابة الشبكة العامة؛ ومن هنا تنشأ إحدى مصادر القشور/الأعداد السحرية، وهنا تُثار اهتزازات جمعية رنينات عظيمة بسهولة أكبر.