دالة الموجة الكمومية للكون قد تكون غير قابلة للمعرفة

أظهر الفيزيائيون أن دالة الموجة التي تصف الحالة الكمومية للكون بأكمله لا يمكن تحديدها من خلال أي تجربة، حتى من مجموعة محدودة من الاحتمالات. يجادل الباحثان إيدي كيمينغ تشن وروديريش تومولكا بأن هذا يكشف حدًا أساسيًا في الفيزياء الكمومية. عملهما يتحدى الافتراضات حول المعرفة التجريبية في علم الكونيات.

في الفيزياء الكمومية، يُوصف الأجسام مثل الإلكترونات بواسطة دوال موجة تشفر حالاتها، مما يسمح بتوقع نتائج التجارب. توسيع ذلك إلى الكون، كما اقترح شخصيات مثل ستيفن هوكينغ، يعني أن الكون نفسه لديه دالة موجة. ومع ذلك، أظهر إيدي كيمينغ تشن في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وروديريش تومولكا في جامعة توبينغن في ألمانيا أن هذه الدالة الموجية العالمية تبقى غير قابلة للوصول. تعتمد إثباتهما على الميكانيكا الإحصائية الكمومية وتعقيد دالة الموجة الهائل، الذي يشمل أعدادًا هائلة من المعاملات أو حالات أبعاد عالية. بدءًا من مجموعة من دوال الموجة المحتملة للكون، حسب الباحثون أن أي قياس مسموح به كميًا لا يوفر معلومات كافية لتحديد الصحيحة. «دالة الموجة للكون مثل سر كوني تحالف الفيزياء للحفاظ عليه»، يشرح تشن. «يمكننا معرفة الكثير جدًا عن سلوك الكون، لكننا نبقى غير متأكدين أساسًا من الحالة الكمومية التي هو فيها». يضيف تومولكا: «أي قياس مسموح به وفق قواعد الميكانيكا الكمومية سيعطينا معلومات محدودة جدًا عن دالة الموجة للكون. من المستحيل تحديد دالة الموجة للكون بدقة مفيدة». يبني هذا الاكتشاف على نماذج نظرية سابقة لكنه يؤكد دور الملاحظات، التي تجاهلها العمل السابق. يشير جي بي مانشاك في جامعة كاليفورنيا إيرفاين إلى تشابهات مع القيود في النسبية العامة ويلاحظ أن النظرية الكمومية لم تُصمم للمقاييس الكونية. يرى شيلدون غولدشتاين في جامعة راتجرز دالة الموجة كأداة نظرية؛ قد ينتج مرشحون متعددون نتائج مشابهة في الحسابات، مما يخفف المشكلة. فلسفيًا، يحذر النتيجة من الوضعية الصارمة، حيث تُرفض البيانات غير القابلة للاختبار. «توجد أشياء معينة فعليًا هناك في الواقع، لكننا لا نستطيع قياسها»، يقول تومولكا. ترى إيميلي أدلامه في جامعة تشابمان أنها دعم لتفسيرات كمومية تركز على وجهات نظر المراقب بدلاً من واقع موضوعي واحد. يظهر الدراسة في British Journal for the Philosophy of Science (DOI: 10.1086/740609). يخططان تشن وتومولكا لتطبيق رؤاهم على أنظمة كبيرة النطاق أصغر باستخدام تقنيات مثل التصوير الشبحي.

مقالات ذات صلة

اكتشف فريق دولي من الباحثين أن الأنظمة الكمومية يمكن أن تبدو وكأنها بلا ذاكرة من منظور معين، بينما تحتفظ بالذاكرة من منظور آخر. ويكشف هذا الاكتشاف، القائم على صورتي شرودنغر وهايزنبرغ، عن تأثيرات ذاكرة خفية في الديناميكيات الكمومية، مما قد يؤثر على تصميم التقنيات الكمومية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

توصل فريق دولي من علماء الفيزياء إلى أن نماذج انهيار الكم، التي يحتمل ارتباطها بالجاذبية، تُدخل حالة من عدم اليقين المتناهي في الصغر على الزمن نفسه. ويضع هذا اكتشافاً حداً أساسياً لدقة الساعات، على الرغم من أن هذا التأثير يظل أقل بكثير من مستويات الرصد الحالية. يستكشف البحث، الذي نُشر في دورية Physical Review Research، الروابط بين ميكانيكا الكم والجاذبية.

اكتشف باحثون من جامعة ويتواترسراند في جنوب إفريقيا وجامعة هوتشو هياكل طوبولوجية خفية في فوتونات متشابكة، تصل إلى 48 بعداً. وتنبثق هذه الأنماط من الزخم الزاوي المداري للضوء المنتج عبر التحويل الهابط البارامتري التلقائي. وتشير النتائج، التي نُشرت في دورية Nature Communications، إلى طرق جديدة لترميز المعلومات الكمية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

تحليل جديد لملاحظات الطاقة المظلمة يشير إلى أن الكون قد ينهار في انكماش كبير بعد التمدد لمدة 11 مليار سنة أخرى. يتنبأ نموذج الفيزيائي في جامعة كورنيل هنري تاي، المستند إلى بيانات من استطلاعات رئيسية، بعمر إجمالي يبلغ حوالي 33 مليار سنة للكون. هذا يتحدى الآراء المتجذرة منذ زمن طويل حول التمدد اللانهائي.

حدد باحثون في جامعة نانجينغ حالة كمومية جديدة للمادة في مادة كربونية رقيقة، حيث لا تكون الإلكترونات ثنائية الأبعاد بالكامل ولا ثلاثية الأبعاد بالكامل. وقد ظهر هذا الاكتشاف، الذي أُطلق عليه اسم تأثير هول الشاذ عابر الأبعاد، بشكل غير متوقع أثناء تجارب في مجالات مغناطيسية. وأكد لي وانغ وفريقه هذه الظاهرة بعد عام من التحليل.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

حقق فريق دولي من الباحثين إنجازاً بارزاً في مجال الاتصالات الكمومية من خلال نقل حالة استقطاب فوتون واحد آنياً بين نقطتين كموميتين منفصلتين عبر رابط مفتوح بطول 270 متراً. وتُظهر التجربة، التي أُجريت في جامعة سابينزا في روما، الإمكانات المتاحة لاستخدام المرحلات الكمومية في شبكات الكم المستقبلية، وقد نُشرت النتائج في دورية Nature Communications.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

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