الصلة بين فيزياء الكم وأسس نظرية المباريات

12 يوليو 2013 اكتشف باحثون من جامعتي بريستول وجنيف ارتباطا عميقا بين منطقتين غير متصلتين ظاهرياً في العلم الحديث.
في حين ان البحوث تميل إلى أن تصبح متخصصة جدا ويمكن لكافة مجتمعات العلماء ان تعمل على مواضيع محددة مع القليل من التداخل بينها، قام كل من الفيزيائي الدكتور “نيكولا برونر” وعالم الرياضيات البروفيسور “نوح ليندن” بالعمل معاً للكشف عن صلة عميقة وغير متوقعة بين مجالي خبرتهما: نظرية اللعبة وفيزياء الكم.

وقال الدكتور برونر: ” حالما يتم تأسيس اتصالات بين الموضوعات التي يبدو، على ضوئها انه ليس لديها شيء مشترك , هذه الروابط الجديدة لديها القدرة على هز التقدم بشكل كبير وفتح آفاق جديدة تماما للبحث.”

نظرية اللعبة – التي تستخدم اليوم على نطاق مساحات واسعة مثل الاقتصاد، والعلوم الاجتماعية، علم الأحياء والفلسفة – تعطي إطارا رياضيا للعمل لوصف حالة صراع أو تعاون بين لاعبين عقلانيين أذكياء. الهدف المركزي هو التنبؤ بنتيجة هذه العملية. في أوائل العام 1950 ، أظهر “جون ناش” أن الاستراتيجيات المعتمدة من قبل اللاعبين تشكل نقطة توازن (ما يسمى “توازن ناش”) والتي تقضي بان لا يكون لدى اي وأحد من اللاعبين أي حافز لتغيير الاستراتيجية.

ميكانيكا الكم، النظرية التي تصف فيزياء الأجسام الصغيرة مثل الجزيئات والذرات، تتوقع مجموعة واسعة ملفتة و غير بديهية غالبا, من الظواهر المذهلة، مثل “لاموقعية” الكم. (لامحلية الكم) .في العام 1960، أظهر “جون ستيوارت بيل” أن توقعات ميكانيكا الكم تتنافى مع مبدأ الموقعية ، الذي ينص ، على أن الجسم في الواقع لا يمكنه أن يتأثر مباشرة إلا بما يحيط به مباشرة , وليس بأحداث بعيدة. على وجه الخصوص، عندما يقوم المراقبين بالعمل لأخذ القياسات عن بعد على زوج من الجسيمات الكمية المشبوكة، مثل الفوتونات، تكون نتائج هذه القياسات مرتبطة ببعضها إلى حد كبير. في الواقع، هذه الارتباطات هي من القوة بحيث لا يمكن تفسيرها بأي نظرية مادية تحترم مبدأ الموقعية. وبالتالي ميكانيكا الكم هي نظرية لاموقعية، ولقد تم تأكيد حقيقة أن الطبيعة لاموقعية في تجارب عديدة.

في ورقة نشرت في مجلة “Nature Communications” ، أظهر الدكتور “برونر” والبروفسور “ليندن” أن الموضعان المذكوران أعلاه , في الواقع , يرتبطان بشكل عميق بنفس المبادئ الظاهرة في كلا المجالين. على سبيل المثال، فإن المفهوم المادي للموقعية يظهر بشكل طبيعي في المباريات حيث يعتمد اللاعبون استراتيجية كلاسيكية (تقليدية). في الواقع مبدأ الموقعية يضع حدا أساسيا للأداء, قابلا للتحقيق من قبل اللاعبين الكلاسيكيين (وهذا من صلب قواعد الفيزياء الكلاسيكية).

تاليا، بادخال ميكانيكا الكم في صلب المباراة، أظهر الباحثون أن اللاعبين الذين يمكنهم استخدام موارد الكم، مثل جزيئات الكم المتشابكة، يمكنهم ان يتفوقوا على اللاعبين الكلاسيكيين. ولذا،فان لاعبو الكم يحققون أداء أفضل مما يمكن لأي لاعب كلاسيكي تحقيقه.

وقال الدكتور برونر: “ويمكن لهذه الميزة، على سبيل المثال، ان تكون مفيدة في المزادات حيث يتم وصفها بشكل جيد بنوعية الألعاب الآنف ذكرها. ان عملنا هذا لا يبني فقط جسرا بين مجتمعين علميين عن بعد، ولكنه يفتح أيضاً امكانية الحصول على تطبيقات نبيلة تتعلق بتكنولوجيات الكم “.

ترجمة : إليو خوري

المصدر :
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130712114611.htm