تنتاب بعض السوائل حالة من “الجنون” عندما تقترب درجة حرارتها من الصفر المطلق “15.273 مئوية تحت الصفر”

إذ انها تتدفق إلي أعلي دون مقاومة وتنساب بلا توقف علي جوانب الأوعية الحاوية لها مهملة قوي الاحتكاك والجاذبية كما انه بإمكان هذه السوائل التي توجد في درجات الحرارة البالغة الانخفاض أن تخترق الطوب والدوران بلا توقف في أنبوب من تلقاء نفسها دون أن تخفض من سرعتها.
انها أغرب حالات المادة والتي يطلق عليها “السيولة الفائقة” Superfluidity

السائل.. العجيب
من المعروف ان المادة توجد في ثلاث حالات صلبة وسائلة وغازية ولكن اضيفت لها حديثا حالتان البلازما Plasma “
في درجات الحرارة العالية جدا وفي حالات التأين” والمواد الفائقة الكثافة Hyperdense “كما في النجوم النيوترونية
حيث تتقلص المادة في حجم صغير نسبيا وتقترب الذرات من بعضها البعض”.
وتعد السيولة الفائقة هي حالة سادسة للمادة حيث تنقض كل ما نعرفه من قوانين فيزيائية أكيدة للسوائل
كما أن تفسير خصائصها غير واضح تماما حتي الوقت الحاضر
وهو يثير جدلا وتعقيدات علي مستوي الذرة.

لقد تمكن علماء الفيزياء من تسييل أي التحويل إلي سائل جميع الغازات المعروفة ماعدا واحد: الهيليوم
فلقد قاوم هذا الغاز جميع المحاولات مما جعل البعض يعتقد انه غاز دائم لا يمكن أن يوجد في حالة السيولة أو الصلابة
ولكن في عام 1908 تمكن العالم الهولندي “كامرلنج اونز” K.Onnes من تحويل الهيليوم إلي سائل

ويعد الهيليوم أبسط العناصر “بعد الهيدروجين” إذ أن ذرته مكونة من نواة تحوي نيوترونين ويدور حول النواة الكترونان وعلي الرغم من هذه “البساطة”

فإن الهيليوم يعتبر من أكثر العناصر غرابة عندما يحول إلي حالة السيولة إذ نلاحظ أن الهيليوم السائل عند درجة حرارة حوالي 271 درجة مئوية تحت الصفر يتصرف وكأنه مكون من مزيج من سائل عادي مع آخر فائق السيولة

وهذا الجزء الثاني يبدو معدوم اللزوجة viscosity أي أنه مثالي السيولة من الوجهة الرياضية
كما أنه لا يظهر أية مقاومة أو احتكاك لحركة جسم خلاله
بالإضافة إلي أنه لا يلتصق بأي جسم

وهذه الظواهر الغريبة لا يمكن أن نجدها في أي سائل عادي

وعند سريان الهيليوم السائل عبر أنابيب رفيعة مجهرية نلاحظ انه يتحرك بحرية وبسرعة أكبر منها في أنابيب سميكة عادية وهذا مناقض للقوانين المألوفة
فمن المعروف أن سريان الماء أو الزيت “الأكثر لزوجة من الماء” عبر أنابيب متناهية الصغر لا يتم إلا بمساعدة قوة ضغط علي السائل “مثل اندفاع السائل عبر ابرة الحقنة الطبية بتأثير المكبس” أما الهيليوم فيتصرف عكس ذلك.

كما أن تأثير الحرارة علي الهيليوم فائق السيولة.. غريب ومحيّر!
إذ أن انتقال الحرارة خلاله لحظي وهائل السرعة بعكس السوائل العادية
وتزيد سرعة انتقال الحرارة كلما كان الفرق في درجة الحرارة طفيفا بين أجزاء السائل الفائق السيولة
وهذا مناقض لما نعرفه وما نتوقعه حيث تزيد سرعة انتقال الحرارة في المواد عادة كلما كان الفرق في درجة الحرارة بين النقاط الساخنة والباردة كبيرا.

إذن فالهيليوم فائق السيولة فائق التوصيل للحرارة
وكنتيجة لذلك فلا يمكن وضعه في حالة غليان كما نغلي الماء في وعاء إذ أن أي ارتفاع في درجة الحرارة في جزء منه يعمل علي نقل الحرارة نحو جميع أجزاء السائل بالتساوي فلا تحصل ظاهرة الغليان
ولكنه بالطبع يتبخر عند ارتفاع درجة حرارته والتبخر يحصل عند السطح فقط.
ان موضوع الهيليوم فائق السيولة ممتع ومثير للإنسان العادي ولعلماء الفيزياء ولكنه مثير أيضا بالنسبة لعلماء الفلك.

الكون.. والأوتار.. والسيولة الفائقة

لحظة بداية الكون أو بتعبير أكثر دقة بعد تريليون تريليون تريليون جزء من الثانية “التريليون ½ مليون مليون” من الانفجار الأعظم Big Bang. كان الكون كله في ذلك الوقت عبارة عن كرة مضطربة وبالغة السخونة من الطاقة.

وكانت وقتئذ القوي التي نعرفها الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة القوية والضعيفة
التي تحكم الذرات مازالت مندمجة في كيان واحد لكن فجأة تغير هذا المحيط الرهيب من الطاقة المروعة ومثلما يتحول الماء بغتة إلي ثلج فقد تخطي الكون درجة حرارة معينة وبدأت القوي الكونية في الانفصال والتفرق.

والمذهل حقا ان مجموعة من الفيزيائيين يزعمون انهم استطاعوا تهيئة هذه الظروف التي سادت في الكون الوليد في المختبر..
وهم يعتقدون انهم تمكنوا من محاكاة الصفات الهامة للكون حديث الولادة في قنينة من الهيليوم السائل المبرد بشدة حتي ما يقرب من الصفر المطلق
أي أنه في حالة السيولة الفائقة
ويقول هؤلاء العلماء ان تجاربهم تحمل في طياتها سمات نظرية جديدة سوف تثير الكثير من الجدل.
وطبقا لهذه النظرية الكونية الحديثة فعندما برد الكون ظهرت بعض العيوب Defects في نسيج الزمان Space-time تماما مثلما تتكون عدة شوائب متبلرة في الماء المتجمد إلي ثلج.

وربما كانت هذه “التخضنات” الكونية المسماة “الأوتار الكونية” Cosmic Strings
أرفع من الذرة وطويلة بشكل لا نهائي وذات كتلة هائلة وكانت تمتد عبر الكون كله
وعلي الرغم من غرابة هذه الأجسام الكونية
فإنها تقدم لنا الحلول لكثير من المشاكل المحيرة التي تواجهنا عند البحث في أصل الكون وبنيته وقوانينه
وبسبب الكتلة الهائلة لهذه الأوتار أمكن لمجالات جاذبيتها الجبارة أن تجذب إليها المجرات الأولية
وبذلك شكلت الاطار للمحتوي المروع للكون.