“هناك مساحة كبيرة في الأسفل.” هكذا أعلن عالم الفيزياء ريتشارد فاينمان في عام 1959، مبشرًا بمجال جديد في فيزياء النانو، وهو دراسة الأشياء الصغيرة جدًا.
ظلت مقولة فاينمان تتردد في ذهني الأسبوع الماضي بعد أن مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لثلاثة علماء اكتشفوا كيفية إنتاج دفعات من ضوء الليزر يبلغ طولها جزءًا من المليون من تريليون من الثانية فقط، وهي سريعة بما يكفي لتتبع حركات الضوء الليزري. الإلكترونات في التفاعل الكيميائي.
وفي اليوم التالي، ذهبت جائزة نوبل في الكيمياء إلى ثلاثة علماء تعلموا كيفية تجميع الذرات في نقاط كمومية، وهي كتل صغيرة جدًا لدرجة أنها تعتبر بلا أبعاد على الإطلاق.
كانت الجوائز بمثابة تذكير بمدى انفصالنا نحن البشر عن النطاق الذي تتكشف فيه أهم العمليات في الطبيعة.
لقد أمضيت الكثير من حياتي المهنية في الكتابة عن الأشياء على نطاق أوسع، ولا سيما الكون، حيث يتم قياس الوقت بالقرون والمسافة بالسنوات الضوئية، حيث تمتد كل سنة ضوئية على 6 تريليون ميل. تُقاس دورات حياة النجوم بملايين أو مليارات السنين. وفقًا لبعض التقديرات، قد تظل الثقوب السوداء موجودة، وتستهلك بشراهة، لمدة 10^100 عام.
ومع ذلك، يتم قياس الذرات بأجزاء من النانومتر، أي حوالي ثلاثة أجزاء من المليون من البوصة. وفقًا لزميلي كارل زيمر، هناك مليار مليار مليار ذرة في جسدي، مجمعة في حوالي 37 تريليون خلية تقوم بكل العمل الذي يبقيني على قيد الحياة وواعيًا.
ويتم قياس التفاعلات الكيميائية بالأتو ثانية؛ من الآمن، ولكن المحفوف بالمخاطر، أن نقول إنه قد يكون هناك ما يصل إلى مليون تريليون تفاعل كيميائي يحدث كل ثانية في كل خلية من الـ 37 تريليون خلية التي هي أنا. إن القول “أنا يحتوي على جموع” هو بخس كبير.
الأرقام تصيبني بالدوار والتعب. كيف يمكن متابعة الكثير مما يحدث بهذه السرعة، وكل ذلك يخضع لميكانيكا الكم، القواعد المنزلية للأشياء الصغيرة جدًا، والتي من خلالها يمكن لأي شيء أن يكون في أي مكان حتى تقوم بقياسه؟
الحوادث الكمومية تحدث في كل وقت. لماذا لم أختفي ببساطة في فوران كمي مثل قطة شرودنغر، ميتة وحية في نفس الوقت؟ ولا يسعني إلا أن أستنتج أن هناك أمانًا واستقرارًا في الأعداد الفلكية التي نتكون منها. ربما تشكل الأعداد الكبيرة حصنًا ضد عدم اليقين الكمي. لذا فأنا هنا – على ما أعتقد.
نحن البشر عالقون جدًا في منتصف المقاييس الكونية – في متوسط الطول، وهو جزء من سبتيليون (10^-24) من حجم الكون، وبمتوسط عمر يصل إلى أوكتيليون أتوثانية. والأتو ثانية هي أبدية مقارنة بعمر بوزون هيغز بعيد المنال، وهو جسيم دون ذري موجود لمدة جزء من الألف من الأتو ثانية قبل أن يضمحل.
وفقًا لعلماء الفيزياء الفلكية، فإن أحد الأحداث الأكثر إثارة والأساسية في الكون، والمعروف باسم التضخم، استغرق جزءًا من مائة كويكتو ثانية فقط (10^-32 من الثانية) بعد أن بدأ الزمن في تشكيل الزمكان والجسيمات و القوى التي ستسكنها.
كما أشار الدكتور فاينمان، لا يزال هناك مقاييس أقصر من الزمن والمسافة قبل أن نصل إلى الحدود النهائية التي تفرضها فيزياء الكم: طول بلانك، 10^-33 سنتيمترًا، وزمن بلانك، 10^-43 سنتيمترًا ثانية. تم تسمية كلاهما على اسم الفيزيائي الألماني ماكس بلانك، الذي حقق الاختراق الذي أدى إلى ميكانيكا الكم.
ومع المزيد من الطاقة والمال والإبداع، قد يكمل العلم الرحلة عبر الفضاء الداخلي إلى هذه الحدود، حتى عندما نصل إلى النجوم. قد يكون العالم الموجود أسفل أظافرنا وداخلها مثيرًا ومثيرًا مثل المشهد الذي يتكشف كل ليلة فوقنا.
