نيما أركاني حامد

نيما أركاني حامد فيزيائي نظري إيراني أمريكي كندي صار أحد أكثر المفكرين أصالة وتأثيرًا في الفيزياء الأساسية في جيله. تسبر أعماله أعمق الأسئلة عن بنية الطبيعة: لِمَ يحوي الكون ما يحويه من جسيمات وقوى، ولِمَ تبدو الجاذبية ضعيفة على نحو مذهل مقارنة بسائر القوى، وهل المفاهيم المألوفة للمكان والزمان نفسها ناشئة لا أساسية. ويُعرف قبل كل شيء باقتراحه نماذج للأبعاد الإضافية الكبيرة لمعالجة مشكلة التسلسل الهرمي، وباكتشافه مع زملائه المجسم السعوي — وهو كائن هندسي يرمّز احتمالات تفاعلات الجسيمات على نحو لا يشير إلى المكان والزمان البتة.

وُلد عام 1972 في مدينة هيوستن بولاية تكساس لأبوين إيرانيين كانا فيزيائيين. وكان والده جعفر أركاني حامد فيزيائيًا بارزًا، وقد تشكّلت حياة الأسرة بعمق بالعلم وبالتاريخ المضطرب لإيران في أواخر القرن العشرين. وعادت الأسرة إلى إيران، لكنها في أعقاب الاضطرابات المحيطة بالثورة الإيرانية هاجرت في نهاية المطاف هجرة شاقة إلى الغرب، واستقرت في كندا حيث نشأ أركاني حامد وتلقى جانبًا كبيرًا من تعليمه. ولأنه أحاط منذ طفولته بالحديث العلمي وبأبوين يجسّدان الجدية الفكرية، نشأ لديه باكرًا شغف عميق بالقوانين التي تحكم العالم المادي.

تابع دراسته الجامعية في جامعة تورنتو، حيث درس الفيزياء والرياضيات، ثم انتقل إلى الدراسات العليا في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، أحد كبار مراكز الفيزياء النظرية. ونال درجة الدكتوراه من بيركلي في منتصف تسعينيات القرن العشرين، متمرسًا في مناهج نظرية الحقل الكمي وفيزياء الجسيمات التي تشكّل لغة الفيزياء الأساسية الحديثة. ثم شغل منصبًا بحثيًا بعد الدكتوراه في مركز ستانفورد للمسرّع الخطي، حيث بدأ ينتج تلك الأعمال الجريئة الخلّاقة التي سرعان ما رسّخت سمعته.

وجاءت شهرته المبكرة من اقتراح لافت طوّره مع زميليه سافاس ديموبولوس وجيا دفالي. فقد رأوا أن ضعف الجاذبية المحيّر — أي ما يُسمى مشكلة التسلسل الهرمي، وهي الفجوة الهائلة بين مقياس الجاذبية ومقياس سائر القوى الأساسية — قد يُفسّر لو وُجدت أبعاد مكانية إضافية أكبر بكثير مما تخيّله الفيزيائيون من قبل، ربما حتى بقدر جزء من المليمتر. وفي هذه الصورة تبدو الجاذبية لنا ضعيفة لأنها تنتشر في هذه الأبعاد الإضافية، بينما تظل القوى الأخرى محصورة في العالم الثلاثي الأبعاد الذي نعيشه. وكان الاقتراح مذهلًا تحديدًا لأنه ألمح إلى أن مثل هذه الأبعاد قد تكون قابلة للاختبار في تجارب على طاولة وفي مصادمات الجسيمات، لا أن تظل بعيدة المنال إلى الأبد. وقد بثّ هذا التصور حماسةً في جيل من الفيزيائيين وحفّز عمليات بحث تجريبية، وأعاد تشكيل تفكير الفيزيائيين فيما هو ممكن حتى حيث لم يُتحقق منه.

والتحق بهيئة التدريس في جامعة هارفارد ثم انتقل إلى معهد الدراسات المتقدمة في برينستون — المؤسسة البحثية الأسطورية التي كانت يومًا موطن ألبرت أينشتاين — حيث بقي أستاذًا في كلية العلوم الطبيعية. وفي المعهد وجّه اهتمامه على نحو متزايد إلى أحد أكثر الموضوعات تقنيةً وأثرًا في فيزياء الجسيمات: حساب سعات التشتت، وهي المقادير الرياضية التي تحدد احتمالات اصطدام الجسيمات وتحولها إلى جسيمات أخرى. وقد جرت العادة أن تُحسب هذه المقادير باستخدام مخططات فاينمان، وهي طريقة قوية لكنها تصير معقدة على نحو هائل في العمليات الواقعية. وسعى أركاني حامد وزملاؤه إلى بنية أعمق وأبسط مختبئة تحت هذا التعقيد.

وقاد هذا السعي، مع زميله ياروسلاف ترنكا، إلى اكتشاف المجسم السعوي الذي أُعلن في مطلع العقد الثاني من الألفية الثالثة. والمجسم السعوي كائن هندسي — ضرب من المجسمات في أبعاد عليا — يرمّز حجمُه مباشرةً سعات التشتت لتفاعلات جسيمية معينة في نظرية مثالية مخصوصة. وما يجعل هذا الاكتشاف عميقًا إلى هذا الحد أن المجسم السعوي يحسب هذه المقادير الفيزيائية دون أي إشارة إلى مكوّنات الفيزياء المعتادة، أي المكان والزمان والموضعية والوحدوية. ففي الصياغة التقليدية تُفترض هذه المبادئ منذ البداية، أما في صورة المجسم السعوي فتبدو نتائج لهندسة أكثر أساسية. وقد غذّى هذا واحدًا من أكثر البرامج طموحًا في الفيزياء النظرية الحديثة: فكرة أن المكان والزمان نفسيهما قد لا يكونان أساسيين بل ناشئين من بنى رياضية أعمق. ومع أن المجسم السعوي وُجد أولًا في نموذج نظري مبسّط، فإن البرنامج الذي ألهمه — الذي يوصف أحيانًا بالبحث عن الهندسة الكامنة وراء الفيزياء — صار ميدانًا بحثيًا نابضًا، تُستكشف فيه بنى هندسية ذات صلة لأطر أكثر واقعية، بما في ذلك فيزياء الكون.

وإلى جانب عمله التقني، صار أركاني حامد أحد أبرز الأصوات العامة وأبلغها دفاعًا عن الفيزياء الأساسية. فقد كان من أبرز المنادين ببناء الجيل التالي من المصادمات الجسيمية الكبرى، محتجًّا بأن دفع التجارب إلى طاقات أعلى فأعلى أمر جوهري للإجابة عن أعمق الأسئلة عن الطبيعة، حتى وإن تعذّر ضمان النتائج سلفًا. ومحاضراته، التي يلقيها بقوة ووضوح، تُتابع على نطاق واسع، وله موهبة نادرة في إيصال جوهرها التقني وجلالها الفلسفي معًا في البحث عن القوانين الأساسية.

ونالت إسهاماته تكريمات كبرى. ففي عام 2012 كان من أوائل الحائزين جائزة الفيزياء الأساسية، إحدى أكبر الجوائز قيمةً في العلم، تقديرًا لمناهجه الأصيلة في معالجة المسائل المركزية لفيزياء الجسيمات. ونال تكريمات أخرى كذلك، ويُعدّه أقرانه على نطاق واسع أحد أبرز المنظّرين في عصره.

ولا يزال إرث أركاني حامد قيد الكتابة، فهو في أوج قدراته ويواصل توليد أفكار مؤثرة. لكن أثره بات واضحًا بالفعل. فقد وسّع خيال الفيزياء، مصرًّا على أن أعزّ الفرضيات — بما فيها الوضع الأساسي للمكان والزمان — يجب أن تظل قابلة للمساءلة. وأعادت اقتراحاته في الأبعاد الإضافية تأطير مشكلة التسلسل الهرمي وألهمت النظرية والتجربة معًا. وفتح عمله في المجسم السعوي طريقة هندسية جديدة للتفكير في قوانين الطبيعة قد تثبت مع الوقت أنها من أعمق رؤى فيزياء القرن الحادي والعشرين. وبوصفه مفكرًا من أصل إيراني بلغ قمة الفيزياء النظرية بعد طفولة وسمها التهجير والهجرة، يقف مثالًا ملهمًا للشجاعة الفكرية وللطابع الكوني العابر للحدود في سعي الإنسان إلى فهم الكون.