كيف اختبر الفيزيائيون مبدأ باولي على الكربون سريع

الأصل: "New limits on the Pauli forbidden transitions in 12C nuclei obtained with the complete Borexino dataset"
arXiv:2604.08950 · 2026-04-10 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
كاشف بوريكسينو راقب الكربون لعشرين عامًا ولم يرصد أي انتقال محظور.

في نواة ذرة الكربون، تعيش الجسيمات في "شقق" خاصة بها، تمامًا كسكان لا يمكنهم مشاركة الغرفة نفسها. يطلق الفيزيائيون على هذه القاعدة اسم مبدأ استبعاد باولي: لا يمكن لجسيمين متطابقين داخل النواة أن يتواجدا في الحالة نفسها. ولكن ماذا لو انتهكت القاعدة أحيانًا؟ عندها قد ينتقل أحد "السكان" إلى غرفة مشغولة بالفعل، وتتحرر الطاقة الزائدة على شكل وميض ضوئي أو جسيم منبعث.

كاشف بوريكسينو، المختبئ في أعماق جبال الألب الإيطالية، راقب لمدة أربعة عشر عامًا خزانًا ضخمًا من الوميض السائل (scintillator) — وهي مادة تتوهج عند اصطدام الجسيمات بها. بحث العلماء عن مثل هذه "الانتقالات الخاطئة" في نوى الكربون: انتقالات يشغل فيها الجسيم مكانًا ممتلئًا بالفعل. لكن طوال فترة المراقبة، لم يسجل الكاشف أي حدث من هذا القبيل.

غياب الإشارة هو أيضًا نتيجة. فقد أتاح تحديد أن نواة الكربون تعيش على الأقل 10 مرفوعة إلى 32 سنة قبل أن تخالف مبدأ باولي. هذا الرقم الذي يتبعه 32 صفرًا — أكبر بمليارات المليارات من عمر الكون. بعبارة أخرى، إذا كان مبدأ باولي يُنتهك فعلًا، فإن ذلك نادر جدًا لدرجة أنه عبر تاريخ الكون بأكمله، لم تفعل أي نواة كربون في الكاشف ذلك.

يشرح مبدأ باولي لماذا لا تنهار المادة: لا يمكن للإلكترونات في الذرة أن تشغل المكان نفسه، لذلك تحتفظ الذرات بحجمها.

النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، الذي يتضمن مبدأ باولي، اجتاز اختبارًا آخر. الآن لدينا أقوى دليل على أن هذه القاعدة ليست مجرد اختراع مريح، بل قانون طبيعي صارم.

صاغ فولفغانغ باولي مبدأه في عام 1925 عندما كان عمره 25 عامًا فقط. وحصل على جائزة نوبل عام 1945 عن هذا الاكتشاف.

العلماء
Wolfgang PauliPaul DiracEmilio Gino SegrèPeter HiggsRichard FeynmanMarie Curie
المفاهيم
مبدأ باولي بوريكسينو اضمحلال بيتا المزدوج عديم النيوترينو حد أعلى إحصاء فيرمي-ديراك