هل تخيلت يومًا وجود نوع ثالث من الجسيمات، مختلف تمامًا عن الفيرميونات والبوزونات؟ فيزيائيّون من جامعة رايس في الولايات المتحدة الأمريكية قدّموا فكرة مثيرة، مبنية على حسابات رياضية، حول احتمال وجود جسيمات جديدة تمامًا! 🤔

لطالما صنّفت الميكانيكا الكمّية الجسيمات إلى فئتين رئيسيتين: الفيرميونات والبوزونات. لكن، هل هناك نوع ثالث؟ البحث مستمرّ، وهذا ما ستعرفه في هذا المقال.

وجد الباحثون من جامعة رايس جسيمات زائدة، وقد يوحي سلوكها بوجود جسيمات أولية لم نفكر بها من قبل. يقول كادين هازارد، الذي صاغ مع زِيْيُوان وانغ نظرية تُبيّن كيف يمكن أن توجد هذه الجسيمات دون انتهاك أيّ من القوانين المعروفة: “لقد حدّدنا أن أنواعًا جديدة من الجسيمات ممكنة.” 💡

الفيرميونات تشمل الجسيمات الأساسية التي “تبني” الذرات، مثل الإلكترونات والكوواركات. لها خاصية فريدة تمنع هذه الجسيمات من احتلال حالات كمومية متطابقة. وهذا ما يضمن عدم امتلاء نفس المكان من قبل جسيمين فيرميونيين متطابقين. 🪐

“هذا السلوك مسؤول عن بنية الجدول الدوري بأكمله،” يقول هازارد. “وهو أيضًا سبب عدم اختراقك لكرسيك عند الجلوس عليه!” 😉

البوزونات تُعرّف بمقياس مختلف، مما يسمح لها بالمرور عبر بعضها البعض. عادةً ما تعمل كناقلات للقوى، مثل الفوتونات والغلونات، مُوَسِّطَةً التفاعلات بين الفيرميونات في كل شيء، من البروتونات إلى الكواكب! 🚀

هناك استثناءات في بعض المواد، يمكن أن ينشأ فيها سلوك جسيمى يتجاوز القوانين الإحصائية المتوقعة للفيرميونات والبوزونات. هذه الظاهرة تُعرف بالأنيونات، ولكنها لا توجد في الفضاء ثلاثي الأبعاد لدينا. 🌌

على الرغم من ذلك، لم يوقف هذا الفيزيائيين النظريين أبدًا من التعمق في هذه الظواهر. فهم يبحثون في الإحصاءات الزائفة، وهو مجال رياضي قد يكشف عن حقائق أعمق حول الفيرميونات والبوزونات. 🧐

في النهاية، يعتقد وانغ وهزارد أنهما وجدا سبباً للاختلاف. بإدخال خطوة جديدة من التكميم، أظهرا أن السلوكيات الجماعية في المواد يمكن أن تولد جسيمات تُشبه الأنيونات، حتى في كوننا ثلاثي الأبعاد. هذا لا يعني وجود جسيمات جديدة، بل يُظهر أن البحث لا يزال مفتوحًا! 🔍

“لتحقيق الجسيمات المرافقة في التجارب، نحتاج إلى اقتراحات نظرية أكثر واقعية،” يقول وانغ.

نُشِرَ هذا البحث في Nature. هل ستغير هذه النتائج فهمنا للكون؟ 🤔

المصدر: رابط المقال الأصلي