The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

البحث لمدة 2400 عام عن الذرة - تيريزا دود

المترجم: Wafaa Ebida المدقّق: Anwar Dafa-Alla

What do an ancient Greek philosopher

ماالمشترك بين فيلسوف من قدماء الاغريق

and a 19th century Quaker

و عضو في الكويكرز(جماعة دينية) من القرن التاسع عشر

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

و بين علماءٍ حائزين على جائزة نوبل؟

(النظرية الذرية)

Although they are separated over 2,400 years of history,

بالرغم من الـ 2400 سنة التي تفصلهم عن بعض،

each of them contributed to answering the eternal question:

جميعهم ساهموا في الاجابة عن السؤال الأبدي

what is stuff made of?

ممَّ تتكونُ الأشياء؟

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

في حوالي عام 440 قبل الميلاد اقترح الفيلسوف ديموقراط لأول مرّة

that everything in the world was made up of tiny particles

أنَّ كلَّ شيءٍ في العالم مصنوعٌ من جزيئاتٍ صغيرة

surrounded by empty space.

تحيط بها مساحةٌ فارغة.

And he even speculated that they vary in size and shape

حتّى أنَهُ تكهنَّ أنها تختلف في الشكل و الحجم

depending on the substance they compose.

اعتماداً على المادة التي تشكلها.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

سمّى هذه الجزيئات "الذرّات" (atomos) مايعني باليونانية (الغير قابلة للتجزّء)

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

لاقت أفكاره معارضةً من أشهر فلاسفة عصره.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

على سبيل المثال ارسطو اختلف معه بشكلٍ كامل.

stating instead that matter was made of four elements:

وقال بدلاً من ذلك أنَّ المادة تتألف من أربعة عناصر

earth, wind, water and fire,

التراب والهواء والماء والنار.

and most later scientists followed suit.

وتبعه معظم العلماء الذين جاءوا بعده.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

ظلت الذرّات منسيةً حتى عام 1808،

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

عندما قرّرَ مدرّس من جماعة الكويكرز يدعى جون دالتون تحدي نظرية ارسطو.

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

بالرغم من أنَّ فكرة الذرة لديمقراط كانت نظريةً بحتة،

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

بيّنَ دالتون أنَّ المواد المتشابهة تنقسم دائماً الى نفس العناصر

in the same proportions.

و بنفس النسب.

He concluded that the various compounds

و توصل إلى أن المركبات المختلفة

were combinations of atoms of different elements,

هي عبارة عن مزيج من ذرات العناصر المختلفة

each of a particular size and mass

و لكل منها حجم و كتلة مختلفة.

that could neither be created nor destroyed.

ولا يمكن أن تفنى أو تُخلَق من العدم.

Though he received many honors for his work,

مع أنه نال الكثير من التقدير على جهده

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

-كعضو في الكويكرز- عاش بتواضع حتى نهاية عمره.

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

الآن أقرَ المجتمع العلمي بنظرية الذرة

but the next major advancement

و لكن التقدم الكبير التالي

would not come until nearly a century later

لن يظهر حتى بدايات القرن التالي

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

مع اكتشاف الفيزيائي طومسن للإلكترون عام 1897

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

فيما يمكن أن نطلق عليه نموذج بسكويت رقائق الشيكولاتة الذري

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

أظهر الذرات على أنها دوائر متطابقة مكتظة بعدد من الأجسام الموجبة

filled with negatively charged electrons.

و ممتلئة بألكترونات سالبة الشحنة.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

في عام 1906فاز طومسون بجائزة نوبل عن اكتشافه للإلكترونات

but his model of the atom didn't stick around long.

و لكن نموذجه الذري لم يبق لفترة طويلة

This was because he happened to have some pretty smart students,

لأنه كان لديه مجموعة من الطلاب الأذكياء

including a certain Ernest Rutherford,

و منهم بالتأكيد إرنست رزرفورد

who would become known as the father of the nuclear age.

الذي سيصبح معروفا كوالد العصر النووي.

While studying the effects of X-rays on gases,

عندما كان يدرس تأثيرات الأشعة السينية على الغازات

Rutherford decided to investigate atoms more closely

قرر رزرفورد أن يستكشف الذرة عن قُرب

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

عن طريق إطلاق أجسام ألفا موجبة (نواة بلا إلكترونات) على صفيحة من الذهب

Under Thompson's model,

في نموذج طومسون

the atom's thinly dispersed positive charge

الشحنات الموجبة المشتتة بشكل كبير داخل النواة

would not be enough to deflect the particles in any one place.

لم تكن كافية لتعكس أجسام ألفا في مكان معين

The effect would have been like a bunch of tennis balls

كان التأثير ليبدوا كمجموعة من كرات التنس

punching through a thin paper screen.

تمر من خلال حاجز من الورق الرقيق.

But while most of the particles did pass through,

و مع أنّ أغلب الأجزاء قد استطاعت المرور

some bounced right back,

إلا أن بعضها ارتد إلى الخلف

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

ما أوحى بأن الورق كان عبارة عن شبكة سميكة من خيوط كبيرة جدا.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

رزرفورد انتهى إلى أنّ أغلب الذرة عبارة عن فراغ

with just a few electrons,

مع فقط القليل من الإلكترونات

while most of the mass was concentrated in the center,

بينما أغلب كتلتها مركزة في المنتصف

which he termed the nucleus.

و هي ما أطلق عليها النواة.

The alpha particles passed through the gaps

استطاعت جسيمات ألفا العبور من خلال الثغرات

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

و لكنها ارتدت من على الأنوية الكثيفة ذات الشحنة الموجبة.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

و لكن حتى الآن لم تكتمل النظرية الذرية.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

فى عام 1913، قام "نيلز بور" (طالب آخر من طلاب طومسون)

expanded on Rutherford's nuclear model.

بتوسيع النموج النووي لرزرفورد.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

بالاعتماد على العمل السابق لماكس بلانك و ألبرت أينشتين

he stipulated that electrons orbit the nucleus

توقع بأن الإلكترونات تدور حول النواة

at fixed energies and distances,

بطاقة و مسافة معينة

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

و أنها قادرة على القفز من مستوى إلى آخر و لكن ليس أن تتواجد في المساحة بينهما.

Bohr's planetary model took center stage,

حصل نموذج بور الكوكبي على الصدارة

but soon, it too encountered some complications.

و لكن سريعًا ما قابلته بعض الصعوبات.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

أظهرت التجارب أنها بدلا من أن تكون أجسام منفصلة

electrons simultaneously behaved like waves,

تتصرف الإلكترونات على أنها موجات

not being confined to a particular point in space.

فلا تتقيد بمكان معين في الفراغ (أي أنها تتحرك في جميع الاتجاهات).

And in formulating his famous uncertainty principle,

و أثناء صياغته لمبدأ الريبة الشهير

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

أظهر فيرنر هايزنبرج أنه من المستحيل معرفة

both the exact position and speed of electrons

كُلًا من الموقع و السرعة الحقيقية للإلكترونات

as they moved around an atom.

خلال دورانهم حول النواة في الذرة.

The idea that electrons cannot be pinpointed

فكرة أنه لا يمكن تحديد المكان الدقيق للإلكترونات

but exist within a range of possible locations

و لكنها يمكن أن تتواجد في مجموعة كبيرة من المواقع

gave rise to the current quantum model of the atom,

شجعت على ظهور النموذج الكمي الحالي للذرة

a fascinating theory with a whole new set of complexities

نظرية مُدهِشة مع مجموعة جديدة تمامًا من المصاعب

whose implications have yet to be fully grasped.

التي لم تُفسّر أجزاؤها تمامًا حتى الآن.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

مع أن ما نفهمه عن الذرة لا يزال يتغير

the basic fact of atoms remains,

الحقائق الأساسية عنها تبقى ثابتة

so let's celebrate the triumph of atomic theory

إذا فلنحتفل بنجاح النظرية الذرية

with some fireworks.

ببعض الألعاب النارية.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

بينما تدور الإلكترونات حول نواة الذرة تنتقل من مستوى طاقة لآخر

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

و تمتص أو تخرج طاقة في صورة طول موجي محدد للضوء

resulting in all the marvelous colors we see.

ما يُنتج الألوان الرائعة التي نراها.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

و يمكننا أن نتخيل ديمقراط يشاهدنا من مكان ما

satisfied that over two millennia later,

و هو راضٍ بأنه بعد ألفي عام

he turned out to have been right all along.

ظهر بأنه كان محقًا طوال هذه السنين.