بعد پنجم

نظریه ای که دانشمندان مدتها در جستجوی آن بودند و چهار نیروی اساسی فیزیک را با هم یکی خواهد کرد . کوردون کین ، نظریه پردازی از دانشگاه میشیگان ، میگوید: اگر بعد پنجم را کشف کنیم ، این مهمترین کشف پس از نظریه کوانتوم خواهد بود نظریه ای که دانشمندان مدتها در جستجوی آن بودند و چهار نیروی اساسی فیزیک را با هم یکی خواهد کرد. اینبار با فیزیک ! همچنان نظر فراموش نشه... ادامه مطلب رو بخونین... برای جلوگیری از خستگی شما ، امروز تنها بخش نخست مقاله ...! یا علی. اکنون دسامبر 2005 است و تصادم دهنده عظیم هادرون (ال اچ سی) در سرن در نزدیکی ژنو اولین عملیات موفقیت آمیز خود را به پایان رسانده است . در اتاق فرمان نیمه تاریکی در اعماق زمین، نمایشگر رایانه تصاویر رنگی دو رویداد ذوره ای از میلیلردها رویداد مشاهده شده توسط یکی از آشکارسازهای غول پیکر ( ال اچ سی ) را نشان میدهد. این تصاویر برای فیزیکدانانی که دور آن جمع شده اند و طی هفته های گذشته به سختی مشغول کار بوده اند ، بسیار مهیج است آنها از خوشحالی فریاد میکشند ،زیرا بر صفحه نمایش امظای غیر قابل تردید بعد پنجم را میبینند .گروه بسیاری از فیزیکدانان بر این عقیده اند که چهار بعد چهان ما ( سه بعد مربوط به فضا و یک بعد مربوط به زمان) همانند نوک یک کوه یخ هستند که قسمت اعظم آن زیر آب قرار دارد. علاوه بر این میگویند ممکن است به زودی قادر به دیدن اثرات بعد پنجم باشند. حتی ممکن است بعد پنجم دست خود را در دور بعدی آزمایشهای شتاب دهنده، برای ما رو کند و این چشم اندازی است که دهان هر فیزیکدان ذره ای را آب خواهد انداخت ! اما این شور و شعف تنها به خاطر خود بعد پنجم نخواهد بود . زیرا چنین چیزی گامی بزرگ در پیشروی دراز مدت به سوی یک « نظریه همه چیز» خواهد بود . نظریه ای که دانشمندان مدتها در جستجوی آن بودند و چهار نیروی اساسی فیزیک را با هم یکی خواهد کرد . کوردون کین ، نظریه پردازی از دانشگاه میشیگان ، میگوید: اگر بعد پنجم را کشف کنیم ، این مهمترین کشف پس از نظریه کوانتوم خواهد بود نظریه ای که دانشمندان مدتها در جستجوی آن بودند و چهار نیروی اساسی فیزیک را با هم یکی خواهد کرد . اندیشه وجود بعد پنجم چیز جدیدی نیست و از کارهای انجام گرفته دو ریاضی دان‌آلمانی به نام های تئودور-کالوتساو اسکار کلاین در دهه 1920 ناشی شده است ، با استفاده از کارهای انیشتین که نشان داده بود (گرانش از انحنای ساختار چهار بعدی فضا -زمان ناشی میشود ) این دو ریاضی دان که مستقل از یکدیگر کار میکردند در جستجوی این بودند که نشان دهند ممکن است نتوان نیروی الکترومغناطیسی توسط یک بعد پنجم به حساب آورد برای توضیح اینکه چرا هرگز اثرات بعد پنجم در انرژیها و فواصل عادی دیده شده است ، آنها فرض کردند که بعد پنجم به اندازه ای کوچکتر از یک اتم در هم پیچیده است در نظریه کالوتسل-کلاین(KK ) هر نقطه فضای عادی ، در واقع یک حلقه در این بعد پنجم میباشد . یک ذره باردار ( حتی اگر در فضای عادی بی حرکت باشد ) همانند موش در چرخ گردان دائماً به دور حلقه در حرکت خواهد بود آنچه ما بار الکتریکی مینامیم ، در واقع حرکت در این بعد مخفی میباشد . چند ارتباط قانع کننده بین این حرکت و نظریه کلاسیک الکترومغناطیس وجود دارد . به عنوان مثال ، اگر قانون نیوتن را که میگوید برای هر عمل در امتداد بعد در هم پیچیده یک عکس العمل وجود دارد را اعملا منید به قانون بقای بار الکتریکی خواهد رسید. کالوتسا و کلاین علی رغم موفقیتی که بدست‌آوردند نتوانستند تعریفی مه نیروی الکتومغناطیسی و گرانش را با هم در بر بگیرد ، ادامه دهنده دو نیروی اساسی دیگر در آن زمان کشف نشده بودند . این دو نیرو عبارتند از نیروی ضعیف که روی کوارکها عمل میکنند تا «چاشی» آنها رامثلاً‌از یک کوارک بالا به یک کوارک پائین انتقال دهد . و نیروی قوی که چیزی را به نام بار «رنگی» کوارکها شناخته میشود ، تغییر میدهد . تا اینجا برای ساختن چهارچوبی که شامل همه این چهار نیرو باشد ، نسخه های جدید نظریه KK باید ابعاد بیشتری را در نظر بگیرد . خواص کوارکها مثل چاشنی و رنگ در حلقه های چند بعدی KK تبدیل به رقصهای مداری میشوند . امروزه نظریات ابر ریسمانی که قطعات اساسی سازنده ماده را به عنوان ظهور چهار بعدی تکه های کوچکی از ریسمان ارتعاش کننده در نظر میگیرند ، به ده بعد نیاز دارد . معمولاً بیان میشود که شش بعد اضافی ، با شعاع انحنائی معادل1035 متر در هم پیچیده شده اند این مقدار به عنوان طول « پلانک» نامیده میشود مقیاسی که در آن گرانش از لحاظ قدرت باسایر نیروهای طبیعت قابل مقایسه میشود اصل عدم قطعیت که یکی ار اجزای اصلی نظریه کوانتوم است ، میگوید که هر چه مقیاسی را کع میخواهید کاوش کنید کوچکتر باشد ، به انرژی بیشتری نیاز خواهید داشت بنابراین مقیاس بسیار کوچک پلانک با انرژی عظیمی معادل 1019 گیگا الکترون ولت (GeV ) مرتبط است . این انرژی تنها در خلال اولین کسر تأیید انفجار بزرگ در دسترس ذرات قرار داشت و مقدار آن 100 تریلیون برابر بالاترین انرژی هایی است که امروزه در شتابدهنده های ذرات میتوان به آن دست یافت . بنابراین هیچ تعجبی ندارد که تا قبل از این بعد پنجم تنها به عنوان یک کنجکاوی ذهنی در نظر گرفته میشد