نظام كمي يتحدى قواعد التسخين في تجربة ليزر

اكتشف علماء في جامعة إنسبروك أن غازاً كمياً متفاعلاً بقوة يمكنه التوقف عن امتصاص الطاقة عند تعريضه مراراً لنبضات الليزر، مما يدخل في حالة مستقرة تُدعى التوطين الديناميكي للعديد من الأجسام. هذا يتحدى التوقعات الكلاسيكية للتسخين الحتمي في الأنظمة المدفوعة. الاكتشاف يبرز دور التماسك الكمي في الحفاظ على النظام وسط الإجبار المستمر.

أجرى باحثون في مجموعة هانز كريستوف ناجرل في قسم الفيزياء التجريبية بجامعة إنسبروك تجربة باستخدام سائل كمي أحادي البعد مكون من ذرات متفاعلة بقوة مبردة إلى بضع نانوكلفن فوق الصفر المطلق. طبقوا ضوء الليزر لإنشاء إمكانية شبكية تُشغل وتُطفأ بسرعة، مما يدفع الذرات بشكل متكرر. في البداية، امتصت الذرات الطاقة كما هو متوقع، لكن بعد فترة قصيرة، تجمدت توزيع الزخم الخاص بها، وتوقفت امتصاص الطاقة الحركية. وصل النظام إلى حالة توطين ديناميكي للعديد من الأجسام (MBDL)، حيث منع التماسك الكمي والتشابك متعدد الأجسام التوازن الحراري والسلوك الانتشاري رغم التفاعلات والدفع المستمرين. «في هذه الحالة، يمنع التماسك الكمي والتشابك متعدد الأجسام النظام من التوازن الحراري وعدم إظهار سلوك انتشاري، حتى تحت دفع خارجي مستمر»، شرح ناجرل. «تتجمد توزيع الزخم بشكل أساسي وتحتفظ بأي هيكل لديها». أشار المؤلف الرئيسي يانليانغ غو إلى الانتظام غير المتوقع: «كنا نتوقع في البداية أن تبدأ الذرات في الطيران في كل مكان. بدلاً من ذلك، تصرفت بطريقة مرتبة بشكل مذهل». أكد لي يينغ، المتعاون النظري من جامعة تشجيانغ، على النتيجة المضادة للحدس: «هذا ليس توقعنا الساذج. ما هو مذهل هو أن في نظام مدفوع بقوة ومتفاعل بقوة، يمكن للتماسك متعدد الأجسام إيقاف امتصاص الطاقة بوضوح. هذا يتعارض مع حدسنا الكلاسيكي ويكشف عن استقرار رائع متجذر في الميكانيكا الكمية». لاختبار المتانة، أدخل الفريق عشوائية في تسلسل الدفع، مما أخل بالتوطين بسرعة. استؤنفت انتشار الزخم، وزادت امتصاص الطاقة بدون حد، مما يؤكد الدور الأساسي للتماسك الكمي. هذا الاكتشاف، المنشور في Science (2025؛ 389 (6761): 716)، له دلالات محتملة لتقنيات الكم. منع التسخين يظل تحدياً رئيسياً لمحاكيات الكم وحواسيبها، التي تعتمد على الحفاظ على حالات دقيقة ضد الازدواجية. «توفر هذه التجربة طريقة دقيقة و قابلة للتعديل بدرجة عالية لاستكشاف كيف يمكن لأنظمة الكم مقاومة سحب الفوضى»، قال غو. دعم العمل صندوق العلوم النمساوي FWF، ووكالة تعزيز البحث النمساوية FFG، والاتحاد الأوروبي.

مقالات ذات صلة

ابتكر فيزيائيون نموذجًا بسيطًا للكون باستخدام ذرات فائقة البرودة لاستكشاف ما إذا كان الزمن ينشأ من تأثيرات كمومية بدلاً من وجوده بشكل مستقل. ويقدم هذا العمل، الذي قاده باحثون في جامعة برمنغهام، دعمًا تجريبيًا جديدًا لأفكار تتردد في الأوساط العلمية منذ عقود.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

طور فريق بحثي دولي إطاراً رياضياً واحداً يفسر السلوك الإيقاعي غير المعتاد لنبضات الليزر التنفسية. ويوحد هذا الإنجاز، لأول مرة، نظامين منفصلين سابقاً لديناميكيات الليزر.

رصد فيزيائيون من تعاونية "ستار" (STAR) جسيمات تنبثق مباشرة من الفراغ أثناء تصادمات بروتونية عالية الطاقة في مختبر بروكهافن الوطني. وتوفر التجربة أدلة قوية على أن الكتلة يمكن أن تنشأ من تقلبات الفراغ، كما تنبأت نظرية الديناميكا اللونية الكمية. وقد احتفظت أزواج الكوارك-ضد الكوارك التي تحولت إلى جسيمات حقيقية بتلازمات مغزلية تعود جذورها إلى الفراغ.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

قام باحثون في فنلندا بقياس إشارة طاقة أصغر من «زيبيتو جول» واحد باستخدام مسعر حراري جديد. يفتح هذا الإنجاز آفاقاً لتحسين الحوسبة الكمية والبحث عن المادة المظلمة.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض