What’s the smallest thing in the universe? - Jonathan Butterworth

المترجم: مريم حلس المدقّق: Nada Qanbar

If you were to take any everyday object, say a coffee cup, and break it in half,

لو أخذت أيّاً من أغراض الحياة اليومية، لنقل كوب قهوة، وكسرته لنصفين،

then in half again, and keep carrying on, where would you end up?

ثم مرةً أخرى لنصفين وأبقيت العملية مستمرة، فإلى أين سينتهي بك الأمر؟

Could you keep on going forever?

هل باستطاعتك أن تواصل للأبد،

Or would you find a set of indivisible building blocks

أم ستجد منظومة من وحدات البناء غير المتجزئة

out of which everything is made?

ومنها يتكـوّن كـل شيء؟

Physicists have found the latter- that matter is made of fundamental particles,

وجد الفيزيائيون المذكور آنفاً،

فالمادة تتكون من جسيمات أولية، هي أصغر الأشياء في الكون.

the smallest things in the universe.

Particles interact with each other according to a theory called the “Standard Model”.

تتفاعل الجسيمات مع بعضها وفقا لنظرية تدعى "النموذج العياري."

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

النموذج العياري هو تلخيص متـقن

of the strange quantum world of indivisible, infinitely small particles.

لعالم الكـمّ الغريب للجزيئات غير المتجزئة المتناهية الصغر،

It also covers the forces that govern how particles move,

ويشمل كذلك القوى التي تنظم كيف تتحرك الجسيمات

interact, and bind together to give shape to the world around us.

وتتفاعل وترتبط ببعضها لتشكّل العالم من حولنا.

So how does it work?

إذن، فكيف يعمل؟

Zooming in on the fragments of the cup,

بتكبير حطام الكوب،

we see molecules, made of atoms bound up together.

نرى جزيئات مكونة من ذرات مرتبطة ببعضها.

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

الجزيء: هو أصغر وحدة لأي مركب كيميائي،

An atom is the smallest unit of any element in the periodic table.

والذرة: هي أصغر وحدة لأيّ عنصر في الجدول الدوري.

But the atom is not the smallest unit of matter.

لكنّ الذرّة ليست أصغر وحدات المادة.

Experiments found that each atom has a tiny, dense nucleus,

وجدت التجارب أن لكل ذرة نواة صغيرة جدًا وكثيفة،

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

محاطة بسحابة إلكترونات تفوقها في الصغر.

The electron is, as far as we know,

والإلكترون على حد علمنا،

one of the fundamental, indivisible building blocks of the universe.

أحد وحدات بناء الكون الأساسية غير المتجزئة،

It was the first Standard Model particle ever discovered.

وهو أول جسيمات "النموذج العياري" اكتشافا على الإطلاق.

ترتبط الإلكترونات بنواة الذرة عبر الكهرومغناطيسية،

Electrons are bound to an atom’s nucleus by electromagnetism.

They attract each other by exchanging particles called photons,

وتتجاذب بواسطة تبادل جسميات تدعى الفوتونات،

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

وهي كـمّ الضوء الذي يحمل القوة الكهرومغناطيسية،

إحدى قوى "النموذج العياري" الأساسية.

one of the fundamental forces of the Standard Model.

The nucleus has more secrets to reveal, as it contains protons and neutrons.

وللنواة المزيد من الأسرار للكشف عنها لاحتوائها على البروتونات والنيترونات،

Though once thought to be fundamental particles on their own, in 1968

فرغم الاعتقاد بأنها جسيمات أولية بحد ذاتها إلا أنه في 1968

physicists found that protons and neutrons are actually made of quarks,

اكتشف الفيزيائيون أن البروتونات والنيترونات تتكون من الكواركات،

which are indivisible.

والتي هي غير متجزئة

A proton contains two “up” quarks and one “down” quark.

يحتوي البروتون على كواركين علويين وكوارك واحد سفلي،

A neutron contains two down quarks and one up.

ويحتوي النيترون على كواركين سفليين وواحد علوي.

The nucleus is held together by the strong force,

تتماسك النواة ببعضها بواسطة "القوة القوية" - قوة أخرى من قوى النموذج العياري الأساسية

another fundamental force of the Standard Model.

Just as photons carry the electromagnetic force,

وكما تحمل الفوتونات القوة الكهرومغناطيسية

particles called gluons carry the strong force.

تحمل جسيمات تدعى الغلوونات "القوة القوية."

Electrons, together with up and down quarks,

الإلكترونات، مع الكواركات العلوية والسفلية

seem to be all we need to build atoms and therefore describe normal matter.

تبدو كل ما نحتاجه لتكوين الذرات، وبذلك وصف المادة الطبيعية،

However, high energy experiments reveal that there are actually six quarks–

غير أن التجارب ذات الطاقة العالية كشفت أن هناك في الواقع ستة كواركات،

down & up, strange & charm, and bottom & top

السفلي والعلوي، والغريب والساحر، والـقعري والقـمّي

- and they come in a wide range of masses.

ويأتون ضمن نطاق واسع من الأحجام

The same was found for electrons,

ووجد الشيء نفسه بالنسبة للإلكترونات،

which have heavier siblings called the muon and the tau.

التي لها شقيقان أثـقـلُ يُدعيان الميوون والتاو.

Why are there three (and only three) different versions

فـلـمَ هنالك ثلاثة، وثلاثة فقط من الصور المختلفة

of each of these particles?

لكـلٍّ من هذه الجسيمات؟

This remains a mystery.

هذا يبقى لغزًا.

These heavy particles are only produced, for very brief moments,

تصدر هذه الجسيمات الثقيلة، وللحظات قصيرة جدًا،

in high energy collisions, and are not seen in everyday life.

في التصادمات ذات الطاقة العالية، ولا تشاهد في الحياة اليومية.

This is because they decay very quickly into the lighter particles.

وذلك لأنها تضمحلّ سريعا جدًا لتصير الجسيمات الأخفّ.

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

وهذه الاضمحلالات تتضمن التبادل لجسيماتٍ حاملة للقوة،

called the W and Z, which – unlike the photon – have mass.

تدعى دبليو(W) وزد(Z)، والتي - على خلاف الفوتونات - لها كتـلة

They carry the weak force, the final force of the Standard Model.

وهي تحمل "القوة الضعيفة"، آخر قوى "النموذج العياري."

نفس هذه القوة تسمح للبروتونات والنيترونات من التحول إلى بعضهم البعض،

This same force allows protons and neutrons to transform into each other,

a vital part of the fusion interactions that drive the Sun.

وهذا جزء جوهريّ من تفاعلات الإندماج التي تحفـّـز الشمس.

To observe the W and Z directly,

ولرصد الدبليو(W) والزد (Z) مباشرة،

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

احتجنا التـصادمات ذات الطاقة العالية المتوفرة بواسطة مسرّعات الجسيمات.

There’s another kind of Standard Model particle, called neutrinos.

ويوجد نوع آخر من جسيمات "النموذج العياري" يدعى

النيـوتريـنـوات

These only interact with other particles through the weak force.

وهي تتفاعل مع الجسيمات الأخرى فقط بحدود القوة الضعيفة

Trillions of neutrinos, many generated by the sun, fly through us every second.

إن تريليونات النيوترينوات، والصادرالعديد منها عن الشمس، تتطاير عبرنا في كل ثانية

Measurements of weak interactions found that there are different kinds of neutrinos

ووجدت مقاييس" التفاعلات الضعيفة" أن هناك أنواعًا مختلفة من النيوترينوات

associated with the electron, muon, and tau.

مرتبطة بالإلكترون، والميوون، والتاو

All these particles also have antimatter versions,

كل هذه الجسيمات لها أيضًا نُسخ مادة مضادة

والتي لها الشحنة المعاكسة ولكنها مطابقة في سوى ذلك.

which have the opposite charge but are otherwise identical.

Matter and antimatter particles are produced in pairs in high-energy collisions,

تنتج المادة والمادة المضادة على هيئة أزواج في التصادمات ذات الطاقة العالية،

ويفني أحدهما الآخر عند التقائهما.

and they annihilate each other when they meet.

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

والجزء الأخير من "النموذج العياري" هو بوزون "هيجز"

– a quantum ripple in the background energy field of the universe.

تموّج كمّي في ظلّ حقل الطاقة الكوني.

والتفاعل مع هذا الحقل هو كيف تكتسب كل جسيمات المادة الأولية كتلة

Interacting with this field is how all the fundamental matter particles acquire mass,

according to the Standard Model.

وفقا للنموذج العياري.

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

تَـدرُس"تجربة أطلس" في "مصادم الهدرونات الكبير"

is studying the Standard Model in-depth.

النموذج العياري بعمق.

By taking precise measurements of the particles and forces that make up the universe,

فبأخذ المقاييس الدقيقة للجسيمات والقوى التي تشكل الكون

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

يستطيع فيزيائيو "أطلس" البحث عن إجابات لألغاز

not explained by the Standard Model.

لم يفسرها النموذج العياري،

For example, how does gravity fit in?

فمثلًا، كيف نشأت الجاذبية؟

What is the real relationship between force carriers and matter particles?

ما حقيقة العلاقة بين حاملات القوة وجسيمات المادة؟

How can we describe “Dark Matter”,

كيف يمكننا وصف "المادة المظلمة"

which makes up most of the mass in the universe but remains unaccounted for?

التي تشكل معظم الكتلة في الكون لكنها لا تزال مجهولة؟

While the Standard Model provides a beautiful explanation for the world around us,

بينما يوفر النموذج العياري تفسيرًا جميلًا للعالم من حولنا

there is still a universe’s worth of mysteries left to explore.

لا يزال هنالك ألغاز كونية قيـّمة متروكة للاستكشاف.