حقق فريق من الفيزيائيين في الجامعة الوطنية الأسترالية إنجازًا علميًا غير مسبوق، حيث رصدوا ذرات تتحرك وكأنها موجودة في مكانين في الوقت نفسه، في حالة تُعرف بـ"التشابك الكمومي".
على مدار سنوات، تمكن العلماء من إثبات ظواهر الكم باستخدام الضوء، حيث أظهرت التجارب أن فوتونين يمكن أن يكونا في حالة واحدة مترابطة حتى لو فرق بينهما آلاف الكيلومترات. يؤثر قياس أحدهما على الآخر فورًا، كما لو كانا يتواصلان عبر قوى خفية تتحدى كل قوانين الفيزياء التقليدية.
تفاصيل الحدث
تطبيق هذه الظواهر على الذرات كان تحديًا كبيرًا، إذ أن الذرات، بخلاف الفوتونات، تتأثر بالجاذبية والبيئة المحيطة، مما يجعل الحفاظ على حالتها الكمومية أمرًا بالغ الصعوبة. وهذا ما يجعل الإنجاز الذي حققه الفيزيائيون في الجامعة الأسترالية ذا قيمة كبيرة، حيث تم الإعلان عنه في دورية "نيتشر كومينيكيشنز" (Nature Communications).
في تجربتهم غير المسبوقة، استخدم الباحثون ليزرًا خاصًا للتحكم بذرات الهيليوم بدقة فائقة، وتمكنوا من تحريك مجموعات من الذرات بين حالات مختلفة من الحركة والطاقة الداخلية. بعد ذلك، تم رصد الذرات باستخدام أجهزة دقيقة للغاية يمكنها كشف ذرة واحدة فقط في كل مرة، مع تحديد موقعها وسرعتها بشكل دقيق.
السياق والخلفية
سمحت هذه الطريقة للعلماء بدراسة كيفية تفاعل الذرات مع بعضها البعض على مستوى الكم، وهي خطوة مهمة لفهم الظواهر الغريبة التي تحدث في عالم الجسيمات الصغيرة. هذا الفهم قد يساعدنا يومًا ما على تطوير حاسوب كمي فائق السرعة أو طرق جديدة للتشفير.
النتيجة الأكثر إثارة كانت أن الذرات لم تتصرف بشكل مستقل، بل كانت ترتبط ببعضها بشكل يمكن أن يغير حركة كل ذرة بمجرد مراقبة الأخرى، وهو ما يعرف بـ"التشابك الكمي". هذه الظاهرة تعطي لمحة عن القوانين الغريبة التي تحكم الكون على أصغر المقاييس.
التداعيات والتأثير
يقول الدكتور شون هودجمان من كلية الفيزياء في الجامعة الوطنية الأسترالية، والباحث المشارك بالدراسة في بيان صحفي رسمي: "من الغريب جدًا بالنسبة لنا أن نتخيل أن هذه هي الطريقة التي يعمل بها الكون. يمكنك قراءة ذلك في كتاب دراسي، لكن من المدهش حقًا أن تفكر في أن جسيمًا يمكن أن يكون في مكانين في الوقت نفسه".
تجربتهم باستخدام ذرات الهيليوم تمثل تقدمًا كبيرًا مقارنة بتجارب سابقة اعتمدت على الفوتونات، لأن ذرات الهيليوم تعد جسيمات لها كتلة، ويمكن احتجازها وتبريدها والتحكم فيها داخل مجالات الجاذبية. هذا الاكتشاف لا يقتصر على غرابته فحسب، بل يمتد إلى أحد أكبر الأسئلة في الفيزياء، وهي كيف تتوافق قوانين فيزياء الكم مع الجاذبية التي تحكم الكون على نطاق واسع.
الأثر على المنطقة العربية
يرى العلماء أن هذه النتائج قد تمهد الطريق لفهم أعمق للعلاقة بين عالم الجسيمات الدقيقة وعالم النجوم والمجرات. هذا الاقتراب نحو ما يُعرف بـ"نظرية كل شيء"، التي يسعى العلماء من خلالها إلى توحيد جميع قوانين الطبيعة في إطار واحد، قد يكون له تأثيرات بعيدة المدى على الأبحاث العلمية في المنطقة العربية.
في الختام، يمثل هذا الإنجاز العلمي خطوة مهمة نحو فهم أعمق للكون، وقد يفتح آفاق جديدة في مجالات متعددة، بما في ذلك التكنولوجيا والحوسبة الكمية.