بحث جديد يقترح أنّ للفونونات كتلة... وجاذبية سلبيّة أيضًا

تُصوّر مُعظمُ النّظريّات الأمواجَ الصّوتيّة على أنّها حدثٌ تراكُميّ أكثرُ من كونِها أمرًا ماديًّا؛ إذ يُنظر إليها وكأنّها حركةُ جزيئاتٍ تتصادم مع بعضها البعضِ؛ مثل الكُرات الّتي تصطدم ببعضها وترتدّ عن بعضها البعض. استنادًا إلى هذا النّموذج لا يمتلك الصّوت كتلة؛ وبذلك لا يُمكن أن يتأثّر بالجاذبيّة، لكنّ الأمر قد يكون مختلفًا.

يقترح الباحثون في بحثٍ جديدٍ أنّ نظرتنا الحاليّة لا تُفسّر الواقع بالكامل، ويُصيغُ ثلاثةٌ من علماءِ الفيزياء في جامعة كولومبيا نظريّةً جديدةً عن الفونونات؛ حيث يقترحون أنّ للفونوناتِ كتلةً سلبيّةً، ولذلك تخضع جاذبيّة سلبية.

نشر الباحثون ورقةً علميّة تدعم فرضيّاتهم على موقع:  هنا

توصّل الفيزيائيّون في السّنوات الأخيرة إلى كلمةٍ تَصِفُ سلوكَ الأمواج الصّوتيّة على نطاقٍ صغيرٍ جدًّا؛ وهذه الكلمةُ هي: "الفونون". يصف "الفونون" الطّريقة الّتي تؤدّي بها اهتزازاتُ الصّوت إلى تفاعلاتٍ معقّدة مع الجزيئات؛ ممّا يسمح بانتشار أمواج الصّوت، ويُعدُّ هذا المصطلح مفيدًا بالفعل؛ لأنّه يسمح لنا باستخدام المبادئ المُطّبقة على الجُسيمات، على الأمواج الصّوتيّة. وبما أنّ الفونونات ليست في الواقع جُسيمات، فلا ينبغي أن يكون لها كتلة. لكن في هذا البحث الجديد، يقترح الباحثون أنّ الفونون يُمكن أن يمتلك كُتلةً سلبيّة؛ وبسبب ذلك يُمكن أن يكون له جاذبيّة سلبيّة أيضًا.

لفهم ذلك؛ استخدم الباحثون كوبًا من الماء كمثال. تكون جزيئات الماء في قعر الكوبِ أكثرُ كثافةً من الجزيئات في أعلاه؛ لأنّ الجاذبيّة تسحبُها إلى الأسفل، ولكن من المعروف أيضًا أنّ الصّوت يتحرّك بسرعةٍ أكبرَ عندما ينتقل إلى الموادّ الأكثرِ كثافةً، فما الّذي يحدث للفونون عندما يواجه هذا الاختلاف؟ يقترح الباحثون أنّ الفونونات ستتّجه الى الأعلى؛ فتُظهر ما يُشبه الجاذبيّة السّلبيّة، ويقترحون كذلك أنّ الشيء ذاته قد يحدث للصّوت في الهواء المحيط بنا؛ ممّا يؤدّي إلى ارتفاعه قليلًا، وهم يعترفون بأنّ مثل هذا الارتفاعِ صغيرٌ للغاية بحيث يصعبُ على المعدّات الحاليّة أن تقيسه، لكنّ التّحسينات المستقبليّة في التّكنولوجيا قد تُثبِت قريبًا أنّ نظريّتهم صحيحة.

المصادر : 

1- هنا

2- هنا

3- هنا