٥٫١٥ تحوّل الكتلة والطاقة

الصفحة الرئيسية ／ ٥ الجسيمات المجهرية

مقدمة
في نظرية خيوط الطاقة تعني الكتلة طاقة مخزّنة داخل عقدة ذاتية الدعم من الخيوط في بحر الطاقة، بينما تعني الطاقة حزماً متماسكة تجري في ذلك البحر. ويعني التحويل إمّا فكّ عقدة لتتحول إلى موجات أو سحب خيوطٍ من موجة لنعقدها من جديد. وفي بيئة توتّر واحدة يبقى معدل المبادلة ثابتًا، أمّا بين البيئات فنُعيد معايرة الزمن والمقياس بحسب التوتّر المحلي.

أولًا حالات موثوقة لـ «الكتلة ← الطاقة» (العقدة تنحلّ إلى موجات)

• إفناء الجسيم وضدّه: يعيد الإلكترون والبوزيترون «الخيوط إلى البحر» وتتحرر الطاقة تقريبًا كلّها في فوتونين؛ وتنهار كثير من الميزونات القصيرة العمر بالمنطق نفسه.
• العودة من حالة مثارة (فقدان التماسك): الذرّات أو الجزيئات المثارة تهبط إلى بنية أوفر وتطلق فوتونات بقيمة الفارق؛ وهذا أساس الطيف والليزر.
• العجز الكتلي في التفاعلات النووية: الاندماج ينسج النوى في بنية أكثر استقرارًا ويُنقص الكتلة، والانشطار يعيد كتابة بنية مشدودة إلى توليفة أيسر ويحوّل الفائض إلى نيوترونات وغاما وطاقة حركية للفتات.
• تفكك عالي الطاقة ونفاثات: تتفكّك الجسيمات الثقيلة سريعًا؛ فتنتقل طاقة البنية إلى جسيمات خفيفة وإشعاع مع ميزانية طاقة واضحة.
  الصورة الجامعة: تُعاد كتابة البنية (المستقرة أو شبه المستقرة)، فتعود الطاقة المخزّنة حزماً متماسكة وجسيمات خفيفة — عقدة تنحلّ إلى موجات.

ثانيًا حالات موثوقة لـ «الطاقة ← الكتلة» (الموجة تُعقَد عقدة)

• توليد أزواج في مجال كولوم قوي: يَعلق فوتون غاما شديد قرب نواة ثقيلة ويتحوّل إلى زوج إلكترون–بوزيترون؛ دخلنا طاقة مجال وخرجنا بكتلة سكون.
• زوجان بفوتونين وبالحقول الشديدة: تصادم فوتونات قاسية أو تآثر ليزرٍ فائق الشدة مع حزم إلكترونات يدفع النظام فوق العتبة فتتولّد أزواج مشحونة؛ وتُظهر ذلك بجلاء تصادمات الأيونات الثقيلة فائقة المحيط.
• إنتاج جسيمات ثقيلة في المسرّعات: تُحزَم طاقة الحزمة في حجوم زمكانية متناهية الصغر، فتُسحب الخيوط وتُغلق لحظيًا لنواة W و Z والكوارك القِمّي وهيغز ثم تتفكك.
• رفع «ضجيج القاع» إلى فوتونات حقيقية: يُنتج أثر كازيمير الديناميكي والتحويل البارامتري العفوي أزواج فوتونات مترابطة من دون إشارة مُدخلة، ما يثبت أن تموّجات نقطة الصفر تتجاوز العتبة تحت الضخّ الخارجي.
  الصورة الجامعة: تغذية خارجية أو إعادة ترتيب هندسية ترفع التوتّر/التماسك المحلي فوق عتبة التنوي، فتتحوّل أنصاف العقد العابرة إلى عُقدٍ حقيقية.

ثالثًا حدود الشرح المعاصر
لغة الحقول وتموّجات الكم تتنبّأ بدقة بالاحتمالات وتوزيعات الزوايا والعوائد وحفظ الطاقة، ونجاحها التطبيقي كبير. كما يقدّم «آلية هيغز» توصيفًا معامِليًا لكتل السكون. ومع ذلك، تبقى أسئلةٌ مثل ما حقيقة هذه التموّجات؟ ولماذا يتموّج الفراغ بهذه الصورة؟ أقرب إلى التجريد، إذ يُقدَّم الحساب على رسم آلية مادية ملموسة.

رابعًا آلية بنيوية وفق نظرية الخيوط
البحر وسطٌ متصل يمكن شده وإرخاؤه، والخيط خطّ مادي يُسحب من البحر ويغلق في حلقة.

• كتلة ← طاقة: إذا انهارت شروط الدعم الذاتي — إعادة كتابة التوتّر، انفلات الطور، ضغطٌ فائض — انحلّت العقدة وتدفقت الطاقة حزماً عبر الممرات الأقل معاوقة.
• طاقة ← كتلة: حين ترفع الحقول أو الهندسة التوتّر محليًا مع تغذية مستمرة وقفلٍ للطور، يسحب البحر خيوطًا ويحاول إغلاقها. يغلب أن تموت المحاولات كـأنصاف عقد، ويعبر بعضها فقط العتبة ليصير جسيمًا مرصودًا.
• المقايضة والمعايرة: في البيئة نفسها يبقى معدل التحويل ثابتًا؛ وبين البيئات نعاير وفق التوتّر المحلي.
  هذه «الخريطة المادية» تختزل السؤال إلى ثلاث نقاط عملية: هل بلغنا العتبة، كيف جرت إعادة الالتحام، وأيّ مسار قدّم أقل مقاومة؟

خامسًا وصلُ اللغتين — أمثلة مقابلة

• إفناء e⁻–e⁺ — حقول: الفوتونات تحمل الطاقة. خيوط وبحر: التفافان متعاكسان ينحلان وتخرج الطاقة حزمَ ضوء.
• غاما قرب نواة ثقيلة — حقول: γ → e⁻e⁺. خيوط وبحر: ترفع النواة التوتّر فوق العتبة فتُغلق الموجة زوجًا.
• فوتونان/حقول شديدة — حقول: طاقة مركّزة تتخطّى العتبة. خيوط وبحر: تغذيتان متماسكتان تقفلان الطور وتدفعان أنصاف العقد إلى ما بعد العتبة.
• المسرّعات — حقول: تتكاثف طاقة الحزمة إلى جسيمات جديدة. خيوط وبحر: فقاعة توتّر عالية قصيرة تسحب خيوطًا غليظة، تغلق عقدًا ثقيلة ثم تفكّها.
• كازيمير الديناميكي والتحويل البارامتري — حقول: التموّجات تصبح فوتونات حقيقية. خيوط وبحر: تعيد كتابة الحدود والأنماط بسرعة فتفتح قنواتِ التقاطٍ وكسبٍ لأنصاف العقَد.

سادسًا بصمات مشتركة قابلة للاختبار

• إقفال ميزانية الطاقة على مستوى الحدث والعينة.
• العتبات والميل قابلة للقياس وتتغيّر مع التوتّر المحلي وشدة الضخ.
• التغاير بين الاستقطاب والطور عند تغيّر اتجاه التوتّر على طول المسار.
• أولوية القناة: الممرات القليلة المعاوقة تُصدِر/تُنتِج أكثر؛ وتتلاءم الخرائط المكانية مع هندسة القنوات.

خلاصة
١) فيزياء اليوم تُكمّم تبادل الكتلة والطاقة والتجارب تؤكده. ٢) لكن الصورة المادية لسبب تموّج الفراغ وكيف تتحول الطاقة إلى جسيم لا تزال مجرّدة. ٣) تقدّم نظرية الخيوط آلية ملموسة: البحر يسحب خيوطًا، والخيوط تُغلق عقدًا؛ تحت العتبة نرى أنصاف عقد وضجيج القاع، وفوقها جسيمات قابلة للرصد؛ والعقد غير المستقرة تُعيد خيوطها إلى البحر. ٤) اللغتان تتطابقان حيث تتقاطعان، والفارق في توضيح المادة ومقاومة المسار. بهذه الخريطة نستطيع، تجربةً تجربة، تحديد أي جزء من البحر اشتدّ، وأيّ مسار كان أيسر، وفي أي خطوة اجتزنا عتبة التنوي — وبالتالي لماذا تصبح الموجات كتلة ولماذا تنحلّ الكتلة موجات.