بالترتيب أنتوني ليجيت,أليكسي أبريكوسوف ,فيتالي جينزبرج

موصلات سوبر أو توصيل سوبر، موائع سوبر أو ميوعة سوبر، حاسبات آلية ذات سرعات سوبر وذات فاعلية سوبر، وتوليد سوبر للطاقة الكهربية وتخزين ونقل سوبر لها.. كلمة “سوبر” هي القاسم المشترك الأعظم، وكلمة السر فيما يخص جائزة نوبل لعلم طبيعة المواد “السوبر” هذا العام؛ حيث يقتسم 3 علماء الجائزة الدولية المرموقة لإسهاماتهم المتميزة والرائدة في تفسير النظريات العلمية المتعلقة بالموصلات فائقة القدرة والموائع فائقة التدفق.

لن نقف طويلا أمام العلماء الثلاثة، ويكفي لإعطاء كل ذي حق حقه أن نذكر منح الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم كلا من الروسيين أليكسي أبريكوسوف -75 عاما- وفيتالي جينزبرج -87 عاما- والأمريكي أنتوني ليجيت -65 عاما- البريطاني المولد.. جائزة نوبل للفيزياء لعام 2003.

وينتمي أبريكوسوف إلى معمل أرجون القومي في ولاية ألينوي بأمريكا، بينما كان جينزبرج مسئولا سابقا بمعهد ليبيديف الفيزيائي في موسكو، أما ليجيت فهو أستاذ في جامعة ألينوي في أمريكا.
وحتى لا يستبد العجب بنا من مسألة منح ثلاثةٍ جائرةً واحدة؛ فقد سبق -للعام الثالث على التوالي- منح جائزة نوبل في الفيزياء لثلاثي من العلماء؛ فمثلا نال العام الماضي عالما الفيزياء الفلكية: الأمريكي ريموند ديفيز، والياباني ماساتوشي كوشيبا الجائزة عن أعمالهما الرائدة في مجال رصد الجزيئات الكونية، أما الأمريكي من أصل إيطالي ريكاردو جياكوني فنال الجائزة لأعماله الرائدة التي أدت إلى اكتشاف مصادر أشعة إكس في الكون.

وبالعودة للفائزين عامنا هذا.. فقد أسهمت محصلة جهود العلماء الثلاثة التي امتدت لعقود طويلة من المشاهدات والتجارب المعملية في تطوير نظريات متماسكة في نطاق فيزياء الكم Quantum Physics؛ مما قاد إلى فهم جديد حول سلوك الجسيمات الدقيقة، بداية من الذرة فما دونها من مكوناتها، وهو تطور يجعل أيام المستقبل حبلى بكثير من الابتكارات والاختراعات المفيدة للبشرية، طبعا إن استخدمت في السلم فقط من غير إساءة لذلك الاستخدام.

موصلات وموائع فائقة
نعود أيضا لمسألة السوبر، وحتى نكون على بينة فإن الموصلات الفائقة Superconductors عبارة عن مواد تسمح بمرور الكهرباء في ظل درجات حرارة منخفضة للغاية دون مقاومة تقريبا، أما الموائع الفائقة Superfluids فهي سوائل أو غازات تتميز بقدرة فائقة على التدفق بلا لزوجة على الإطلاق، وبدون احتكاك تقريبا ولو عند درجة حرارة تقترب من الصفر “المطلق”، وهذه الميوعة الفائقة Superfluidity تعطيها القدرة على الدوران بلا توقف لو تعرضت لعملية تدوير بسيطة تشبه التي تتم أثناء عملية الطرد المركزي، ولكن بسرعة ضعيفة ولوقت قصير.

قد تكون الموصلات الفائقة مصنوعة من معادن، أو سبائك معدنية، أو حتى من السيراميك، لكن المهم أن عدم وجود أي مقاومة من جزيئاتها لانتقال الكهرباء فيها مكن -على سبيل المثال لا الحصر- من عمل مغناطيسات قوية، كتلك التي تستخدم في تصوير أشعة الرنين المغناطيسي، التي خدمت الطب خدمة جد جليلة؛ حيث مكنت الأطباء من رؤية تفاصيل الأنسجة الرخوة داخل الجسم بغرض الفحص لتشخيص الحالات المرضية، بعدما كانت تقف قدرات أشعة أكس عند حدود عظام الجسم فقط.

وقد ساعدت تلك المغناطيسات الأغراض العلمية نفسها؛ حيث أمكن بواسطتها تطوير مسرعات الذرة Atom Smashers التي تستخدم في دارسة أساسيات خواص المادة، وبالتالي فهمها فهما دقيقا؛ مما عاد ويعود وسيعود -في حلقة متصلة- على العلم والبشرية بابتكارات واختراعات مفيدة أخرى.

قد يساعد هذا العرض في زيادة البلاء الذي لحق بذلك الفرع من العلوم بالتهويل والمبالغة فيما تنتظر البشرية من عوائده، لكن الكثير من الابتكارات الواعدة مثل الحسابات الآلية التي تجري عمليات الحساب فائقة السرعة Superfast Computing، وكذلك التوليد والتخزين والنقل الفائق الفاعلية super-efficient للطاقة الكهربية بدت تلوح في أفق الحقيقة بعدما كان سراب يطارده العلماء.

وبالمثل فإن الموائع الفائقة التدفق لها طبيعة غير عادية؛ غاز الهيليوم -على سبيل المثال- إذا تم تبريده وإسالته عند درجة حرارة الصفر المطلق (أي حوالي 273 درجة مئوية تحت الصفر، وهي أخفض درجة حرارة يمكن الوصول إليها) فإنه يتدفق بلا أي احتكاك.

إن ذلك يعني -ضمن ما يعني- أن يصعد الهيليوم المسال ضد الجاذبية ويتحداها، فلو وضع مثلا في إناء فسوف يصعد على جوانب هذا الإناء حتى يبلغ حافته، ويهرب منه، وهو على حالته السائلة.

ومثل الموصلات الفائقة فإن الموائع الفائقة تستخدم أيضا في دراسة أساسيات خواص المادة لاسيما الحالة السائلة liquid state، والبريطاني الأمريكي ليجيت استطاع من خلال دراسة هذه الخواص صياغة ما أطلق عليه النظرية القاطعة أو الحاسمة “decisive theory”، وهي نظرية فسر من خلالها كيف تصطف ذرات تلك الموائع، وحدد أن ذرات الهيليوم المسال يمكن رؤيتها في شكل أزواج.

ذلك التفسير وإن كان يبدو غير واضح الملامح أو النفع؛ فإن العلماء تلقوه بكثير من الترحاب والحفاوة؛ إذ أمكن على خلفية تفسير ليجيت ونظريته دراسة واحدة من أكثر الظواهر الطبيعية تعقيدا واستغلاقا على الدارسين؛ المتعلقة بالتدفق الدوامي أو المضطرب turbulent flow، وظاهرة الاضطراب هذه -أو Turbulence- كثيرة الورود وشائعة في الطبيعة، ويتوقف على فهمها الكثير من المسائل والموضوعات العلمية التي لو أحسن استغلالها، وعمل تطبيقات مبينة على أسسها لأفادت البشرية كثيرا.

يستحق العلماء الثلاثة التمييز وأن يعلَنوا ملوكا -بلا تيجان- لعلم الفيزياء هذا العام، وهنيئا لهم قيمة الجائزة المادية التي يمنح كل واحد منهم بمقتضاها في حفل مهيب بالعاصمة السويدية أستوكهولم في العاشر من ديسمبر شيكا قيمته 10 ملايين كرونا سويدية (1.11 مليون يورو)، علاوة على ميدالية وشهادة، بالطبع فضلا عن التكريم الأدبي الفائق