التَّشَابُك الكمّي

ماذا لو عَمِلَتْ فيزياء الكم على المستوى المرئي؟

تهتم فيزياء الكم بعالَم الأشياء المتناهية الصغر. ولكن لسنوات، باحثون من جامعة جنيف بسويسرا، قاموا بمحاولة لمراقبة خصائص الفيزياء الكمية على نطاق أوسع، بل وحتى العالم المرئي. في يناير 2011، تمكنوا من شَبْك بِلّورات، وبالتالي تجاوز البعد الذري. الآن، فريق البروفيسور نيكولا جيزين عملوا بنجاح على شَبْك اثنين من الألياف البصرية، المحتوية على 500 فوتون. هذا الانجاز الجديد (الذي تم نشره في مجلة الفيزياء الطبيعية) يبدأ بالإجابة على السؤال الأساسي: هل يمكن للخصائص الكمية ان تبقى على قيد الحياة على مستوى العالم المرئي؟

يبدو بديهي أن تتخيل أن قواعد الفيزياء التي تنطبق على المستوى الذري سوف تكون قابلة للتحويل إلى العالم المرئي. ومع ذلك، محاولة إثبات هذا لم يكن سهلا. في الواقع، عندما تزداد ضخامة نظام كمي، فإنه سيتفاعل أكثر وأكثر مع البيئة المحيطة به، التي سَتُدمّر خصائصه الكمية بشكل سريع. هذه الظاهرة، والمعروفة باسم فك الترابط الكمي، هي واحدة من القيود المفروضة على قدرة الأنظمة المرئية على الاحتفاظ بخصائصها الكمية.

من المجهري إلى المَرْئي:
على الرغم من هذه القيود، وبسبب التقدم التكنولوجي، علماء من جامعة جنيف ــ كلية العلوم قادرون على شَبْك اثنين من الألياف البصرية التي تحتوي على500 فوتون، على عكس التجارب السابقة التي أجريت بواسطة الألياف البصرية المتكونة من فوتون واحد.
للقيام بذلك، قام فريق البحث بقيادة نيكولاس جيزين، أستاذ في قسم الفيزياء، بإنشاء تَشابُك بين اثنين من الألياف البصرية على المستوى المجهري قبل نقله إلى المستوى المرئي. الحالة المتشابكة نجت من الانتقال إلى العالم الواسع النطاق، وهذه الظاهرة يمكن ملاحظتها حتى بواسطة وسائل الكشف التقليدية، أي عمليا بواسطة العين المجردة.

من أجل التحقق من أن التشابك باق في العالم المرئي، قام علماء الفيزياء بإعادة تحويل الظاهرة للمستوى المجهري.

يقول البروفيسور جيزين “هذه أول تجربة على نطاق واسع تُمهّد الطريق للعديد من التطبيقات التي تقدمها فيزياء الكم. التشابك على المستوى المرئي هو واحد من المجالات البحثية الرئيسية في هذا المجال، ونأمل أن نعمل على شَبْك الأجسام الكبيرة بشكل متزايد في السنوات المقبلة.”

يُذكر أن التشابك الكمي هو ظاهرة فيزيائية كمية تحدث عندما يصطدم جسيمان فيما بينها (كالفوتونات مثلا) لكل منهما حالته الكمية الخاصة، و عندما ينفصلان لن يكونا مستقلان أحدهما عن الآخر. آينشتاين سمى الظاهرة ـــ جسيمان في مواقع مختلفة بل و يمكن أن يكونا حتى على الأطراف الأخرى من الكون، فإن كل منهما سيؤثر على الآخر.
و يعتقد العلماء بأن للتشابك الكمي تطبيقات مستقبلية مهمة في مجالات المعلومات الكمية مثل التشفير الكمي وأجهزة الكمبيوتر الكمية، الخ..

ترجمة و إعداد: رضوان تشي

اقرأ حول التّشابك الكمّي
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement

المصادر
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130725104851.htm
http://phys.org/news/2013-07-quantum-physics-macroscopic.html