كانت المتغيرات المعتمدة على الفضاء ذات القياس في وقت سابق مفيدة جدًا في الفيزياء. فهي تسمح للعلماء بكشف كل أنواع الألغاز حول الكون، من أصغر وحدات البناء إلى بنيته النهائية. متعدد الأشكال يتكون متعدد الأشكال من العديد من الأجزاء المختلفة التي قد يستغرق الأمر بعض الوقت لفهمها جميعًا في وقت واحد! في هذه المقالة، سنناقش متعدد الأشكال ذات القياس - ما هي ولماذا تحتاج إليها من أجل التحقيق في الفيزياء؟
إن مقياس متعدد الشعب هو وسيلة خاصة تساعدنا في إدراك كيفية تفاعل الجسيمات الدقيقة مثل الذرات والموجات دون الذرية مع بعضها البعض. ويستخدم العلماء هذه الوسيلة لقياس خصائص مهمة مثل الكتلة والشحنة والدوران. وهي مهمة لأن هذه الخصائص تؤثر على كيفية تحرك الجسيمات (أو سلوكها) في الفضاء. على سبيل المثال، قد يوجد الجسيم في بعدين في وقت واحد ولكن كتلة هذا الجسيم قد تحدد مدى سرعته في الانتقال عبر أحد الأبعاد المزعومة وقد تحكم شحنته تفاعلاته مع الجسيمات الأخرى. ويستخدم العلماء مقياس متعدد الشعب كبوابة لتفسير سلوك الجسيمات - رياضيا.
اليوم، تحتل المتشعبات المعيارية مكانة بالغة الأهمية في الفيزياء. فهي تكشف عن كل أنواع الألغاز المتعلقة بالكون، من سلوك الجسيمات الصغيرة إلى ماهية الثقوب السوداء أو كيف نشأ الكون. ولولا المتشعبات المعيارية، لما كنا لنفهم الكثير عن الطرق التي تتعاون بها الجسيمات مع بعضها البعض أو عن كيفية تشابك المكان والزمان في الزمكان. ومن المفترض أن توفر هذه المتشعبات الأساس للنظريات التي ستفسر قوى الجاذبية والحقول الكهرومغناطيسية وغيرها من الجوانب الأساسية للطبيعة.
الطوبولوجيا هي مجال من مجالات الرياضيات يهتم بأشكال وخصائص الأشياء، بغض النظر عن أحجامها. وهي تساعد في إعطاء العلماء فكرة عن مسارات تدفق الجسيمات وعلاقات التفاعل فيما بينها. في الرياضيات، المعادلة التفاضلية هي مثل إعطائك معادلة باستخدام الرياضيات لمعرفة كيف تتغير الأشياء بمرور الوقت. إنها المعادلات التي تصف كيف تتفاعل الجسيمات وتتطور مع بعضها البعض في كوننا. تعلم متشعبات القياس - تعلم الطوبولوجيا وحل المعادلة التفاضلية وراء تفاعلات الجسيمات هذه في هذا الكون أو الأكوان!!! من خلال الجمع بين هذه التراكيب الرياضية، يمكن للعلماء تصميم نماذج للتنبؤ بشكل أفضل بسلوك الجسيمات في سيناريوهات متنوعة.
نظرية المجال الكمومي هي مجال من الفيزياء ينظر إلى أشياء مثل ما تفعله أصغر الأشياء في الكون، وكيف تتفاعل مع الأشياء الأخرى التي تشبهها في صغرها. وهذا يسمح لنا بالتعرف على قلب الخلق؛ يمكننا معرفة المادة التي يتكون منها كل شيء. النسبية العامة هي مجال فرعي من الفيزياء يفسر المكان والزمان على نطاقات أكبر - أي كيف تتحرك الكواكب، وماذا تفعل الجاذبية بها. وهي مهمة لأنها تربط بين هاتين الزاويتين الحاسمتين من الفيزياء، وكيف تتصرف أصغر الأشياء وما يحدث على المسرح الكوني يمكن وصفه بمتعددات قياس (المتعدد هو مساحة مجردة على سبيل المثال يمكن أن يعني الفضاء الإقليدي ثلاثي الأبعاد).
إن قياس الجسيمات ومراقبتها له أهمية كبيرة في الفيزياء. كما يستخدم العلماء أجهزة القياس المتعددة لقياس خصائص الجسيمات الدقيقة بدقة مثل الكتلة والشحنة والدوران. وهذا مهم لأنه يخبر الفيزيائيين عن خصائص الجسيمات في كوننا. ومن خلال فهم هذه الخصائص، يمكن للفيزيائيين التنبؤ بكيفية سلوك الجسيمات في ظروف أخرى مما يسمح لهم بإجراء اكتشافات جديدة وتحسين التكنولوجيا.