سلوك غريب لجسيمات الضوء يتحدىٰ فهمنا لنظرية الكم، التأثير الشبحي يفوق توقعاتنا

التشابك الكمومي Entanglement Quantum

هو تأثير يسمح بربط أجسام تخضع لقوانين الكم مثل جسيمات الضوء (الفتونات) والإلكترونات بحيث تؤثر تلك الأجسام علىٰ بعضها مهما كانت المسافة بينها كبيرة وبشكل يتنافىٰ مع القوانين الفيزيائية. وقد سمىٰ ألبرت أينشتاين هذه الظاهرة سخرية بـ”التأثير الشبحي عن بعد distance a at action Spooky “ألا إنّ تأثير الأجسام علىٰ بعضها يكون آني، بحيث يكون أسرع من الضوء ويتبع قوانين النظرية النسبية التي اكتشفها أينشتاين.

اكتشف مؤخرًا فريق من العلماء المتخصصون في مجال التشابك الكمومي لجسميات الضوء (الفتوتونات) من جامعة إيست أنجليا (Angila East) البريطانية ظاهرة غير متوقعة تتعلق بما يحدث في بداية نشوء تشابك جسمي ضوء كموميًا.

في البداية قام العلماء بتكوين زوج من الفوتونات المتشابكة كموميًا باستعمال طريقة التحويل التلقائي البارامتري النازل (conversion-down Parametric Spontaneous) في هذه الطريقة يقوم العلماء بتسليط فوتونٍ ذي طاقة عالية علىٰ بلورة

مكونة من مادة بورات الباريوم، حيث تقوم البلورة بامتصاص الفوتون وبعث زوج من الفوتونات ذو طاقة أقل، لكنهما في النتيجة يكونا متشابكين كموميًا.

كفاءة عملية امتصاص فوتون من قبل البلورة وانبعاث اثنين متشابكين كموميا عادة تكون واطئة جدًا بحيث تصل نسبة حدوثها مرة كل مليار فوتون مسلط علىٰ البلورة.

ولكن ما أن ينبعث زوج فوتونات متشابكين يكون وجودهما وخصائصهما مثل الطاقة والزخم والاستقطاب مرتبطة ببعض بسرعة تفوق سرعة الضوء ب10000 مرة. الاكتشاف الجديد الذي طرح في هذه المقالة أظهر أنَّ زوجًا من الفوتونين قد انبعثا من نقطتين مختلفين من داخل البلورة، والذي من الممكن أن يدل علىٰ وجود عوامل عشوائية تتحكم في مواضع انبعاث الفوتونات.

وقال أحد الباحثين ديفد آندروز كنا في البداية نفترض أنَّ زوجًا من الفوتونات المبعوث من بلورة بورات الباريوم ينشأ من نفس النقطة، ولكن نتائجنا الجديدة أظهرت أنَّ زوج الفوتونات ينشأ من نقطتين مختلفتين في داخل البلورة، مما يدل على وجود ريبة وعشوائية.

خاضعة لقوانين الكم حول مواضع ظهور الفوتونات.

كما أضاف أنَّ الدراسة اثبتت أنَّ موضعي انبعاث الفوتونين المتشابكين قد يبتعدان.

مئات المايكرومترات عن بعضها البعض، وليس من نقطة واحدة داخل نطاق بضع ذرات.

السؤال الجديد هو كيف يمكن التنبؤ بمواضع انبعاث الفوتونات المتشابكة قبل ظهورها؟ يظن فريق العلماء في مقالتهم ذاتها أنَّ مواضع انبعاث الفوتونات يتأثر بخصائص الفوتونات المنبعثة، ولكن الخطوة القادمة تشمل تأكيد هذه التوقعات عن طريق اتباع طرق علمية ودراسات احصائية للتنبؤ بأماكن ظهورها.

أضاف العالم آندروز أيضـًا أنَّه هناك العديد من التساؤلات المطروحة التي تتلو هذه الدراسة، ولكن يمكننا التأكيد أنَّ الفوتونات وكل شيء يتبع قوانين الكم له عشوائية وريبة تجعله أعقد وأكثر غموضًا من مجرد كرات صلبة من الضوء كما كنا نتخيلها سابقا.

ترجمة: ياسر نوري

تدقيق لغوي: مؤمن الوزان

المصادر: 1

المزيد