اكتشاف التشابك الكمى داخل البروتونات لأول مرة

اكتشاف التشابك الكمى داخل البروتونات لأول مرة

صورة أرشيفية
صورة أرشيفية
الأربعاء - 22 يناير سنة 2025 | 1:16 صباحاً | عبد الفتاح يوسف | | 133 مشاهدات | 0 من جوجل نيوز

في اكتشاف علمي ثوري في مجال الفيزياء الكمية، تمكّن الباحثون من رصد التشابك الكمي داخل البروتونات، وهي المكونات الأساسية للمادة. تشير هذه النتائج إلى أن الكواركات والغلونات، التي تشكل البروتونات، يمكن أن تتواجد في حالة من التشابك الكمي، مما يتيح لها تبادل المعلومات حتى على أصغر المقاييس الممكنة. هذا الاكتشاف يعيد النظر في الفهم التقليدي للبروتونات ويعكس التعقيد الكبير للجسيمات دون الذرية وتفاعلاتها.

وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة "Reports on Progress in Physics"، استخدم الباحثون بيانات متقدمة من مصادم الهادرونات الكبير (LHC) ومسرّع حلقة الإلكترون-هادرون لاكتشاف هذه الظاهرة. وقد تم ملاحظة التشابك بين الكواركات والغلونات على مسافات دقيقة تصل إلى واحد من مليون مليار متر، حيث يتم تبادل أقصى قدر ممكن من المعلومات بين الجسيمات داخل البروتون. وأوضح الفيزيائي زودونمينغ تو من مختبر بروكهافن الوطني أن هذا الاكتشاف يُعد تحديًا للفكرة التقليدية التي تعتبر البروتونات مجموعات ثابتة من الكواركات والغلونات.

اعتمدت الدراسة على مفاهيم الفيزياء الكمية، وبخاصة قياسات الإنتروبيا، التي تشير إلى عدد الحالات الطاقية الممكنة في النظام. لوحظ أن الإنتروبيا قد ارتفعت نتيجة للتشابك الكمي، مما قدم دليلًا مباشرًا على وجود هذه الحالة. وأكد زودونمينغ تو أن النتائج تتماشى بشكل كبير مع التوقعات النظرية، مما يمثل خطوة هامة في فهم الخصائص الديناميكية للبروتونات.

يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة في البحث العلمي، حيث يثير تساؤلات حول دور التشابك الكمي داخل النوى الذرية. يخطط الباحثون لتوسيع هذه الدراسات باستخدام مصادم الإلكترونات-الأيونات الذي من المتوقع أن يبدأ في العمل خلال العقد المقبل. بالإضافة إلى ذلك، قد توفر تجارب بديلة مثل تصادمات الأيونات الثقيلة فائقة المحيط مزيدًا من الفهم لهذه الظواهر.

من المتوقع أن تؤدي هذه النتائج إلى تطوير أعمق في فهم الجسيمات الأساسية وسلوكها، مما يمهد الطريق لتطورات مستقبلية هامة في مجال الفيزياء الكمية.


يوضح فويتا: "لقد اكتشفنا نوعًا جديدًا تمامًا من انتقالات الطور الكمومي حيث يحدث التشابك على نطاق عدة آلاف من الذرات بدلاً من مجرد عالم صغير لعدد قليل منها فقط". "إذا تخيلت المجالات المغناطيسية كنمط أبيض وأسود ، فإن انتقال الطور الجديد يؤدي إما إلى أن تصبح المناطق البيضاء أو السوداء صغيرة جدًا ، أي إنشاء نمط كمي ، أو تجنب الذوبان تمامًا."

يشرح النموذج النظري المطور حديثًا بنجاح البيانات التي تم الحصول عليها من التجارب. توضح Heike Eisenlohr ، التي أجرت الحسابات كجزء من أطروحة الدكتوراه الخاصة بها: "من أجل تحليلنا ، قمنا بتعميم النماذج المجهرية الموجودة وأخذنا أيضًا في الاعتبار ردود الفعل من المجالات المغناطيسية الحديدية الكبيرة على الخصائص المجهرية".

يعد اكتشاف انتقالات المرحلة الكمومية الجديدة أمرًا مهمًا كأساس وإطار مرجعي عام للبحث في الظواهر الكمومية في المواد ، وكذلك للتطبيقات الجديدة.

 

يقول فويتا: "يتم تطبيق التشابك الكمي واستخدامه في تقنيات مثل أجهزة الاستشعار الكمومية وأجهزة الكمبيوتر الكمومية ، من بين أشياء أخرى". يضيف Pfleiderer: "عملنا في مجال البحث الأساسي ، والذي ، مع ذلك ، يمكن أن يكون له تأثير مباشر على تطوير التطبيقات العملية ، إذا كنت تستخدم خصائص المواد بطريقة مسيطر عليها."