.jpg)
في مختبرات البصريات الكمومية بمعهد نيلز بور، أجرى باحثون تجارب تُظهر أن الضوء يخالف المبادئ الفيزيائية الكلاسيكية. تُظهر الدراسات أن الضوء يمكن أن يمتلك مجالين كهربائي ومغناطيسي، ولكن ليس في الوقت نفسه. أي أن للضوء خصائص ميكانيكية كمومية.
Credit: Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
تصف دراسة نُشرت حديثًا التجربة التي استخدمها علماء من معهد نيلز بور لإثبات أن الضوء يمكن أن يمتلك مجالين كهربائي ومغناطيسي، ولكن ليس في الوقت نفسه.
بحجج بسيطة، يُظهر الباحثون أن الطبيعة معقدة! أجرى باحثون من معهد نيلز بور تجربة بسيطة تُظهر أن الطبيعة تخالف المنطق السليم - فالعالم مختلف عما يعتقده معظم الناس. توضح التجربة أن الضوء لا يتصرف وفقًا لمبادئ الفيزياء الكلاسيكية، بل يمتلك خصائص ميكانيكية كمومية. يمكن استخدام الطريقة الجديدة لدراسة ما إذا كانت الأنظمة الأخرى تتصرف وفقًا لميكانيكا الكم. نُشرت النتائج في المجلة العلمية "رسائل المراجعة الفيزيائية". في الفيزياء، هناك فئتان: الفيزياء الكلاسيكية وفيزياء الكم. في الفيزياء الكلاسيكية، للأجسام، مثل السيارة أو الكرة، موقع وسرعة. هكذا ننظر إلى عالمنا اليومي. أما في عالم الكم، فيمكن للأجسام أيضًا أن يكون لها موقع وسرعة، ولكن ليس في نفس الوقت. على المستوى الذري، تقول ميكانيكا الكم إن الطبيعة تتصرف بشكل مختلف تمامًا عما قد تظن. ليس الأمر أننا لا نعرف الموقع والسرعة فحسب، بل إن هذين الشيئين ببساطة لا يوجدان في آن واحد. ولكن كيف نعرف أنهما لا يوجدان في آن واحد؟ وأين تقع حدود هذين العالمين؟ لقد وجد الباحثون طريقة جديدة للإجابة على هذه الأسئلة. ضوء على ميكانيكا الكم
"هدفنا هو استخدام ميكانيكا الكم بطريقة جديدة. لذلك، من المهم لنا أن نعرف أن "النظام" يتصرف بالفعل بطريقة لا يمكن تفسيرها بشكل كلاسيكي. ولتحقيق ذلك، قمنا أولاً بفحص الضوء"، يوضح إران كوت، طالب الدكتوراه في مجموعة البحث "بصريات الكم" في معهد نيلز بور بجامعة كوبنهاغن.
استنادًا إلى سلسلة من التجارب في مختبرات بصريات الكم، قاموا بفحص حالة الضوء. في الفيزياء الكلاسيكية، يمتلك الضوء مجالًا كهربائيًا ومغناطيسيًا.
ويقول إران كوت: "ما أثبتته دراستنا هو أن الضوء يمكن أن يمتلك مجالًا كهربائيًا ومغناطيسيًا، ولكن ليس في الوقت نفسه. وبذلك، نقدم دليلاً بسيطًا على أن التجربة تخالف المبادئ الكلاسيكية. أي أننا أثبتنا أن الضوء يمتلك خصائص كمية، ويمكننا توسيع نطاق هذا ليشمل أنظمة أخرى أيضًا".
الميكانيكا الكلاسيكية وغير الكلاسيكية
يهدف البحث إلى فهم العالم فهمًا أساسيًا، إلا أن هناك تحديًا عمليًا يتمثل في القدرة على توظيف ميكانيكا الكم في سياقات أوسع. ليس من المستغرب أن يتصرف الضوء بميكانيكا الكم، ولكن يمكن استخدام الأساليب التي طُوّرت لدراسة أنظمة أخرى أيضًا.
يقول أستاذ فيزياء الكم، أندرس س. سورنسن: "نسعى جاهدين لتطوير حواسيب كمومية مستقبلية، ولذلك نحتاج إلى فهم الحدود الفاصلة بين سلوك شيء ما بميكانيكا الكم وسلوكه بميكانيكا الكلاسيكية"، موضحًا أن الحوسبة الكمومية يجب أن تتكون بالضرورة من أنظمة ذات خصائص غير كلاسيكية.
المصدر: