لأول مرة.. علماء ينشئون "كائنا كمّيا" غريبا في المختبر

يتسم عالم ميكانيك الكم بالغموض، وتظهر عجائبه تباعا بعد أبحاث العلماء المكثفة فيه؛ إذ تمكن العلماء من إنشاء كائن كمّي يُدعى ”جدار المجال“ في ظروف مخبرية.

وحسب ما نشر موقع ”ساينس أليرت“ العلمي، فإنه ”يمكن الآن إنشاء هذه الجدران في المختبر عند الطلب لأول مرة في التاريخ“.

وأشار الموقع إلى أن ”الباحثين يصلون إلى الكائن الكمي الجديد عند تخزين الذرات في درجات حرارة شديدة البرودة (ما يُعرف بمُكثَّف بوز-آينشتاين) معا في مجالات تحت ظروف محددة، إذ تُشكل جدران المجال نقاط الالتقاء بين تلك المجالات“.

ويرى الباحثون القائمون على العمل، أن البحث الذي نُشر على مجلة ”نيتشر“، يتيح لهم مجالات مختلفة لعالم ميكانيك الكم، مثل الإلكترونيات (الكمومية) والذاكرة (الكمومية) وسلوك الجسيمات (الكمومية) الغريبة.

وشبه الفيزيائي كاي شوان ياو، من جامعة شيكاغو، جدران المجال بنوع ”من الكثبان الرملية في الصحراء، إذ تتكون من الرمال إلا أنها تعمل مثل كائن يتصرف بشكل مختلف عن حبيبات الرمل الفردية“.

ونُشر بحث حول ”جدران المجال“ سابقا، إلا أن إنشاءه مخبريا وفق الرغبة لم يُتح حتى الآن، وهو ما أعطى العلماء القدرة على تحليلها بطرق جديدة.

وتبين أنها تعمل كأجسام (كمومية) مستقلة بطريقة خالفت توقعات العلماء.

ويُصنِّفها سلوكها غير المتوقع في فئة أشياء تُدعى الظواهر الناشئة، إذ يبدو أن الجسيمات المتحدة معًا تتبع مجموعة مختلفة من قوانين الفيزياء عن الجسيمات المنفردة.

ولاحظ الفريق بعض الأمور غير العادية، مثل طريقة تفاعل ”جدران المجال“ مع المجالات الكهربائية، إذ يحتاج الأمر إلى دراسة أكبر لتفكيك المشكلة، إلا أن القدرة على إنتاج هذه الجدران ومعالجتها حاليا خطوة مهمة.

وقال تشينج تشين، الفيزيائي من جامعة شيكاغو: ”نملك خبرة كبيرة في التحكم بالذرات، إذ نعلم أن دفع الذرات إلى اليمين مثلا، سيحركها إلى اليمين، إلا أن الأمر مختلف هنا، إذ سيتجه جدار المجال إلى اليسار إذا دُفِع إلى اليمين“.

ويندرج تطوير ”جدار المجال“ تحت نظرية القياس الديناميكي؛ وهي طريقة لاختبار وحساب ديناميكيات الظواهر (الكمومية) في المختبر، وقد تفسر هذه الاكتشافات كيفية عمل الظواهر الناشئة في كل شيء من المواد إلى الكون المبكر.

وأحد أسباب أهمية الاكتشاف الجديد في أنه يوسع معرفتنا عن كيفية تصرف الذرات في بداية وجود الكون.

ويتطلع العلماء في الوقت نفسه إلى فهم أكبر عن كيفية التحكم في ”جدران المجال“، إذ قد يفتح ذلك فرصا لتقنيات (كمومية) جديدة.

وأضاف تشين: ”يُحتمل وجود تطبيقات لهذه الظاهرة من حيث صنع مواد (كمومية) قابلة للبرمجة أو مُعَالِجات (كمومية) للمعلومات، وقد يُستخدم لابتكار طريقة جبارة لتخزين المعلومات الكمية أو تفعيل وظائف جديدة في مواد مختلفة، إلا أن الخطوة الأولى الآن هي فهم كيفية التحكم بها“.