هناك لحظات في العلم يبدو فيها أن الواقع يبدأ في تخفيف حدوده - عندما تبدأ القواعد التي نعتمد عليها في التلاشي، ليس إلى الفوضى، ولكن إلى شيء أعمق، أكثر تعقيدًا. هذه اللحظات لا تقلب الفهم بين عشية وضحاها. بدلاً من ذلك، توسعها، وتعيد تشكيل ما كنا نعتقد أنه مؤكد بهدوء.
تقدم اختراق حديث في الفيزياء الكمومية واحدة من هذه اللحظات.
لأول مرة، لاحظ العلماء أزواجًا من الذرات الموجودة في مكانين في آن واحد - ظاهرة متجذرة في مبدأ . بينما كانت هذه الفكرة لفترة طويلة حجر الزاوية في نظرية الكم، فإن التقاطها بوضوح على مستوى الذرات الفردية يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام.
إنه شيء واحد لوصف مفهوم.
إنه شيء آخر لرؤيته يتكشف.
في الفيزياء الكلاسيكية، تشغل الأجسام موقعًا واحدًا في أي وقت معين. الجسيم هنا أو هناك، وليس كلاهما. ولكن في العالم الكمومي، يذوب هذا اليقين. يمكن أن توجد الجسيمات في حالات متعددة في وقت واحد، وتستقر فقط في حالة واحدة عند الملاحظة أو القياس.
يجلب هذا التجربة تلك التجريدات أقرب إلى الواقع.
باستخدام ظروف خاضعة للتحكم بشكل كبير، تمكن الباحثون من التلاعب ومراقبة أزواج من الذرات في حالة لم تكن مواقعها ثابتة، بل مشتركة عبر الفضاء. بدلاً من اختيار موقع واحد، احتلت الذرات نوعًا من التداخل - موجودة في مكانين في آن واحد حتى يتم قياس حالتها.
ومن المهم أن هذه لم تكن مجرد اقتراح عابر.
كانت الملاحظة مستقرة بما يكفي ليتم قياسها وتحليلها وتأكيدها، مما يحول الظاهرة من توقع نظري إلى وضوح تجريبي. إنها تمثل تحولًا من الاستنتاج إلى الدليل المباشر - شيء يقوي أساس ميكانيكا الكم نفسها.
هناك أيضًا طبقة أعمق من الاكتشاف.
لم تكن الذرات تعمل بشكل مستقل. كانت حالاتهم مرتبطة، مما يعكس سلوكًا كمومي رئيسيًا آخر يعرف باسم . تعني هذه الصلة أن حالة ذرة واحدة مرتبطة جوهريًا بحالة الأخرى، حتى عند فصلها عن بُعد.
تشكل التراكب والارتباط معًا أساس التقنيات الناشئة.
تعتمد الحوسبة الكمومية، على سبيل المثال، على هذه المبادئ لمعالجة المعلومات بطرق لا تستطيع الأنظمة الكلاسيكية القيام بها. بدلاً من البتات التي تكون إما 0 أو 1، يمكن أن توجد البتات الكمومية - أو الكيوبتات - في حالات متعددة في وقت واحد، مما يزيد بشكل كبير من الإمكانيات الحاسوبية.
لا تترجم هذه الملاحظة الجديدة على الفور إلى أجهزة أو تطبيقات.
لكنها تصقل الفهم اللازم لبنائها.
من خلال إثبات أن الذرات يمكن أن توجد بشكل موثوق في مثل هذه الحالات - وأنه يمكن قياس هذه الحالات - يقترب العلماء من التحكم في الأنظمة الكمومية بدقة. كل خطوة تقلل من عدم اليقين، مما يحول ما كان يبدو في السابق متناقضًا إلى شيء يمكن هندسته.
ومع ذلك، يحمل الاكتشاف دلالة أكثر هدوءًا.
يذكرنا بأن الكون، في مستواه الأكثر أساسية، لا يت conform إلى الحدس اليومي. إن الصلابة التي نختبرها، ويقين الموقع والمكان، تنبثق من طبقات من السلوكيات التي هي أقل ثباتًا بكثير.
يبدو أن الواقع ليس دائمًا فرديًا.
أحيانًا، يكون مشتركًا.
بينما تستمر الأبحاث، يهدف العلماء إلى تحسين هذه الملاحظات واستكشاف كيفية الحفاظ على مثل هذه الحالات الكمومية وتوسيعها. بينما قد لا تزال التطبيقات العملية في المستقبل، يمثل هذا التجربة تقدمًا ذا مغزى في فهم السلوك الأساسي للمادة على أصغر مقاييسها.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي الرسوم البيانية تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي ومخصصة للتمثيل، وليس للواقع.
تحقق من المصدر توجد تغطية موثوقة من:
Nature Physics ScienceDaily MIT Technology Review Live Science Phys.org