أخبارالجديدمقالات

علماء فيزياء من فرنسا وأميركا والنمسا يفوزون بجائزة نوبل لهذا العام

أقلام/ خاص

مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022 هذا اليوم المصادف الرابع من شهر تشرين أول/أكتوبر لكل من آلان أسبكت (فرنسا) وجون إف كلوزر(أميركا) وأنتون زيلينجر (النمسا) وذلك “لإجراء تجارب مع الفوتونات المتشابكة، وإثبات أنتهاك مبدأ (عدم مساواة بيل) والريادة في علم المعلومات الكمية أو الكمومية “.quantum information science

,وعليه يمكن القول أن نتائج بحوث فريق العلماء الثلاثة قد مهدت الطريق لتكنولوجيا جديدة تعتمد على المعلومات الكمومية.

فلقد أجرى آلان أسبكت وجون كلاوزر وأنتون زيلينجر تجارب رائدة بأستخدام حالات كمومية متشابكة، حيث يتصرف جسيمان كوحدة واحدة حتى عند فصلهما. ومن المعروف في كيمياء الكم أنها تعبر عن مجموع نظريات الفيزياء والتي يمكن عن طريقها تفسير الظواهر على مستوى الجسيمات الدقيقة الذرية وما دون الذرية.. وهي بذلك تدمج بين الخاصية الموجية والخاصية الجسيمية، ليتوضح ما نسميه علميا بأزدواجية الموجة.

لقد بدأت التأثيرات التي لا توصف لميكانيكا الكم في إيجاد تطبيقاتها الخاصة حيث يوجد اليوم مجال بحث كبير يشمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية والشبكات الكمية والأتصالات الآمنة المشفرة الكم.

ومن المعروف فأن أحد العوامل الرئيسة في هذا التطور هو كيف تسمح ميكانيكا الكم لجسيمين أو أكثر بالتواجد فيما يسمى بحالة التشابك، فما يحدث لأحد الجسيمات في زوج متشابك يحدد ما يحدث للجسيم الآخر، حتى لو كانا متباعدين.

وقد كان السؤال المطروح ومنذ فترة طويلة هو ما إذا كان الأرتباط ناتجًا عن أحتواء الجسيمات في زوج متشابك entangled pair على متغيرات خفية، وتعليمات تخبرهم بالنتيجة التي ينبغي عليهم تقديمها في التجربة. ففي الستينيات من القرن الماضي، طور العالِم جون ستيوارت بيل عدم المساواة الرياضية التي سميت بأسمه. حيث ينص هذا على أنه في حالة وجود متغيرات مخفية، فإن الأرتباط بين نتائج عدد كبير من القياسات لن يتجاوز أبدًا قيمة معينة. ومع ذلك، تتنبأ ميكانيكا الكم بأن نوعًا معينًا من التجارب سوف ينتهك عدم مساواة بيل، مما يؤدي إلى أرتباط أقوى مما يمكن أن يكون ممكنًا.

وقد طور جون كلوزر (الفائز بنوبل الفيزياء اليوم) أفكار جون بيل، مما أدى إلى تجربة عملية، فعندما أجرى القياسات، كان قد عززت نتائجها تلك مبدأ ميكانيكا الكم من خلال أنتهاك واضح لعدم المساواة في بيل. وهذا يعني أنه لا يمكن أستبدال ميكانيكا الكم بنظرية تستخدم المتغيرات الخفية.

ولكن بقيت بعض الثغرات بعد تجربة جون كلوزر. وهنا طوّر ألان أسبكت الإعداد أوsetup ، مستخدمًا إياه بطريقة أغلقت ثغرة مهمة. كان قادرًا على تبديل إعدادات القياس بعد أن غادر الزوج المتشابك مصدره، وبالتالي فإن الإعداد الذي كان موجودًا عند انبعاثهما لا يمكن أن يؤثر على النتيجة.

وبأستخدام أدوات محسّنة وسلسلة طويلة من التجارب، بدأ أنطون زيلينجر في أستخدام الحالات الكمومية المتشابكة. فمن بين أشياء أخرى، أثبتت مجموعته البحثية ظاهرة تسمى النقل الآني الكمي أو quantum teleportation، والتي تجعل من الممكن نقل حالة كمومية من جسيم إلى آخر على مسافة ليست قريبة منه.

“لقد أصبح من الواضح بشكل متزايد أن نوعًا جديدًا من التكنولوجيا الكمومية آخذ في الظهور. يقول أندرس إيرباك، رئيس لجنة نوبل للفيزياء: “يمكننا أن نرى أن عمل الحائزين على الجائزة مع الحالات المتشابكة أو entangled states  له أهمية كبيرة، حتى بعد الأسئلة الأساسية حول تفسيرات ميكانيكا الكم”..

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى