علماء يربطون بلورتين زمنيتين في تجربة أقرب إلى المستحيل "لا تنطبق عليها القوانين"... فيديو

أنشأ الفيزيائيون نظاما فريدا يتألف من بلورتين زمنيتين متصلتين، وهما عبارة عن نظامين كموميين غريبين عالقين في "حلقة لا نهاية لها ولا تنطبق عليها القوانين العادية للديناميكا الحرارية من خلال ربط بلورتين زمنيتين معا"، بحسب المصادر العلمية.

ويأمل الفيزيائيون استخدام هذه التكنولوجيا لبناء نوع جديد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وقال وصمويل أوتي، العالم الرئيسي في المشروع من جامعة "لانكستر" البريطانية في تصريحات لمجلة "Live Science" العلمية، إن النظام الجديد يمثل "امتيازا نادرا لاستكشاف مرحلة جديدة تماما من المادة".

ويؤكد العلماء أن قوانين الفيزياء متناظرة عبر الفضاء (أي في الفراغ) هذا يعني أن المعادلات الأساسية للجاذبية أو الكهرومغناطيسية أو ميكانيكا الكم تنطبق بالتساوي في مجمل حجم الكون، وتعمل هذه المعادلات في أي اتجاه، لذا، فإن التجربة المعملية التي يتم تدويرها بمقدار 90 درجة يجب أن تنتج نفس النتائج، بحسب المقال.

ولكن في الكريستال، ينكسر هذا التناظر الرائع، وبلغة علماء الفيزياء، تعتبر البلورة مثالا رائعا على "كسر التناظر التلقائي"، حيث تظل القوانين الأساسية للفيزياء متماثلة، لكن ترتيب الجزيئات ليس كذلك.

وفي عام 2012، لاحظ الفيزيائي فرانك ويلكزيك، الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أن قوانين الفيزياء لها أيضا تناظر زمني، وهذا يعني أن أي تجربة تتكرر في وقت لاحق يجب أن تؤدي إلى نفس النتيجة، وهو الأمر الذي يعتمد عليه مبدأ بلورات الزمن.

"إن بلورة الزمن تستمر في الحركة وتعيد نفسها بشكل دوري في الوقت المناسب في غياب المؤثر الخارجي، أي أنها تظل عالقة في دورة لا نهاية لها، هذا يعني أنها آلات دائمة الحركة، وبالتالي فهي مستحيلة".

وصمويل أوتي

العالم الرئيسي في المشروع من جامعة لانكستر البريطانية

ونوه أوتي إلى أنه "في فيزياء الكم، آلة الحركة الدائمة جيدة طالما أننا نغلق أعيننا، لكن يجب أن تبدأ في التباطؤ فقط إذا راقبنا الحركة" أي أن البيئة لها تأثير على هذه البلورات، لذلك لا يستطيع الفيزيائيون مراقبة هذه البلورات بشكل مباشر، بحسب مجلة "Live Science" العلمية.

في الدراسة الجديدة، استخدم أوتي وفريقه "الماغنونس" لبناء بلور الزمن، وتعتبر "Magnons" هي "أشباه جسيمات" تظهر في الحالة الجماعية لمجموعة من الذرات، وفي هذه التجربة، أخذ فريق الفيزيائيين "الهيليوم -3"، حيث تحتوي ذرة هيليوم على بروتونيين ونيوترون واحد فقط، وقاموا بتبريدها إلى جزء من عشرة آلاف درجة فوق الصفر المطلق، وعند درجة الحرارة تلك، يتحول "الهليوم -3" إلى مكثف "بوز-أينشتاين"، حيث تشترك جميع الذرات في حالة كمومية مشتركة وتعمل بالتنسيق مع بعضها البعض.

وبحسب المقال، نتج عن هذا المكثف إلكترونات مرتبطة ببعضها البعض وتعمل معا، ما ينتج موجات من الطاقة المغناطيسية "المغنونات"، حيث اندفعت هذه الموجات ذهابا وإيابا إلى الأبد، ما يجعلها بلورة زمنية.

أخذ فريق أوتي مجموعتين من الماغنونات، كل واحدة تعمل على أنها بلورة زمنية خاصة بها، وقربوا البلورتين من بعضهما بما يكفي للتأثير على بعضها البعض، حيث عمل نظام مشترك للمغنونات كبلورة لمرة واحدة مع حالتين مختلفتين.

ويهدف العلماء من تجربتهم المعقدة هذه بناء بلورات زمنية تتفاعل مع بيئاتها دون أن تتفكك الحالات الكمومية بداخلها، ما يسمح للبلورة الزمنية بالاستمرار في العمل أثناء استخدامها لشيء آخر، لكن لا يعني ذلك وجود طاقة حرة، فالحركة المرتبطة بالبورة الزمنية لا تحتوي على طاقة حركية بالمعنى المعتاد، ولكن يمكن استخدامها في الحوسبة الكمومية.