إنجاز جديد للإنترنت الكمومي: النجاح في إجراء عملية نقل كمومي لمسافة بلغت 7 كم

إنجاز جديد للإنترنت الكمومي: النجاح في إجراء عملية نقل كمومي لمسافة بلغت 7 كم

خرجت مؤخراً تقنية النقل الكمومي (Quantum teleportation) من المختبر إلى العالم الحقيقي بعد نجاح فريقين مستقلين من العلماء في إرسال معلومات كمومية على امتداد عدة كيلومترات من شبكات الألياف البصرية في مدينة كالجاري الكندية ومدينة هيفي الصينية. تثبت التجربتان أن النقل الكمومي ليس حقيقياً…

للمرة الأولى: العلماء يمثلون بشكل مرئي سلوكاً كمومياً للإلكترونات ذات الطاقة العالية

للمرة الأولى: العلماء يمثلون بشكل مرئي سلوكاً كمومياً للإلكترونات ذات الطاقة العالية

مجهر المسح النفقي STM المستخدم في حقن الإلكترونات إلى سطح سيليكوني - جامعة بيرمنغهام. حقوق الصورة : Michelle Tennison تمكن العلماء للمرة الأولى من تحديد طريقة لتمثيل سلوك الإلكترونات الكمومي على سطح بشكل مرئي، وتعد هذه النتائج خطوة واعدة نحو الأمام باتجاه التمكن من السيطرة والتحكم…

ما فائدة الفيزياء النظرية؟

ما فائدة الفيزياء النظرية؟

لا داعي لتكون عالماً حتى تتحمس بشأن التطورات في الفيزياء النظرية، فاكتشافات من قبيل الموجات الثقالية gravitational waves وبوزون هيغز Higgs boson يمكن أن تلهمك للتعجّب حول جمال هذا الكون المعقد مهما قلّ فهمك لها حقاً. لكن يسأل بعض الناس دوماً عن سبب وجوب الاهتمام بالتطورات العلمية…

ما هي الغرافيتونات؟ ولماذا لا يمكننا رؤيتها؟

ما هي الغرافيتونات؟ ولماذا لا يمكننا رؤيتها؟

الغرافيتونات (Gravitons) هي جسيمات صغيرة تحمل "قوة" الجاذبية. وهي ما يعيدك إلى سطح الأرض عندما تقفز. إذاً لماذا لم يسبق لنا رؤيتها، ولم هي معقدة جداً لدرجة إننا بحاجة إلى نظرية الأوتار (string theory) لفهمها؟  الفوتونات، الغلونات والغرافيتونات ينبعث الضوء إلينا على…

فيزياء الجسيمات الأولية: الجزء الثاني

فيزياء الجسيمات الأولية: الجزء الثاني

في الجزء الأول من هذا المقال قمنا بمراجعة الجسيمات الأولية والقوى التي تشعر بها. وسوف نقوم الآن باكتشاف بعض الألغاز حول فيزياء الجسيمات والتي لا تزال مفتوحة.  فيزياء النيوترينو تعد "فيزياء النيوترينو" (Neutrino physics) أحد أكثر المجالات إثارةً في فيزياء الجسيمات…

اشتقاق جديد للنسبة باي يربط فيزياء الكم و الرياضيات البحتة

اشتقاق جديد للنسبة باي يربط فيزياء الكم و الرياضيات البحتة

نشر الرياضي الأنجليزي جون واليس John Wallis في عام 1655 كتابًا اشتق فيه صيغة لثابت باي تتمثل في حاصل ضرب متسلسلات لانهائية من النسب، وجد الآن باحثون من جامعة روتشستر في اكتشاف مفاجئ نفس الصيغة في حسابات ميكانيكا الكم لمستويات الطاقة لذرة الهيدروجين.  يقول فيزيائي الجسيمات كارل…

هل سيفسر

هل سيفسر "مبدأ النقاوة " سبب وجود الكمومية؟

"يعترينا الخجل ونحن نفاضل بين عظمة منجزات الكمومية" فنحن لا نعرف كيف تحدث أو "لماذا توجد الكمومية أصلًا".  جون ويلر John Wheeler، صحيفة نيويورك تايمز، 12/1/ 2000.  حلم جوليو تشيريبيلا بصفته طالبًا بأن يكون مؤلفًا موسيقيًا، أحدًا يمكنه أن يسبغ الموسيقا…

الحوسبة الكمومية وإمكانياتها الهائلة

الحوسبة الكمومية وإمكانياتها الهائلة

 موجة دي D-Wave إن الشيء الوحيد المعروف للجميع حول ميكانيكا الكم هو الغرابة الأسطورية التي تتمتع بها، حيث أن المبادئ الأساسية التي تحكمها تبدو غريبةً على الكون الذي نعيش فيه. كالتراكب Superposition، والذي يمكن للأجسام فيه أن تكون في حالتين في آنٍ واحد، على سبيل المثال،…

ما هي مخططات فاينمان؟ وكيف تُستخدم؟

ما هي مخططات فاينمان؟ وكيف تُستخدم؟

تُعتبر مخططات فاينمان طريقةً للبقاء على المسار، فالفيزيائيون ليسوا عباقرة أو أي شيء آخر، وغالبا ما يضلون بسهولة كبيرة. عندما تحاول حساب احتمالية تفاعل محدد لجسيم ما، فإنك ستجد نفسك تقوم بإضافة كل موقع وكمية حركة (زخم) محتملين لكل جسيم موجود في الدراسة. وأكثر من ذلك، فعندما يوجد عدة…

عملاق الفيزياء النظرية سسكايند يضع معادلة قد توحد النسبية العامة وميكانيكا الكم!

عملاق الفيزياء النظرية سسكايند يضع معادلة قد توحد النسبية العامة وميكانيكا الكم!

إنّ حقيقة عمل أفضل نظريتين موجودتين لتفسير الكون -النسبية العامة وميكانيكا الكم- بشكلٍ مثالي كلٌ لوحدها قاد إلى واحدة من أكبر معضلات الفيزياء في يومنا هذا، فحالما تبدأ محاولة الجمع بينهما تتوقف الرياضيات عن العمل. مؤخراً توصل عالم فيزياء نظرية من جامعة ستانفورد إلى معادلة جديدة تقترح…

لماذا ميكانيكا الكم مهمة؟

لماذا ميكانيكا الكم مهمة؟

مع نهاية القرن التاسع عشر اعتقد الناس أنّ معرفتنا العلمية في الفيزياء قد اقتربت من الكمال. حيث وصفت النظريات الرائعة كل الظواهر الطبيعية التي رصدها العلماء ولم يتبقى سوى ترتيب بعض التفاصيل الصغيرة، لكن خلال العقود القليلة التالية بدأت مؤشرات مثيرة للقلق بالظهور داخل النظرية. فقد…

أول حاسوب كمومي قابل لإعادة البرمجة

أول حاسوب كمومي قابل لإعادة البرمجة

يستخدم فخ الأيونات ذو الأربعة أقطاب في محاصرة سلسلة خطية من الأيونات الذرية من أجل معالجة المعلومات الكمومية.  المصدر: Emily Edwards وفقًا لدراسة جديدة، اخترع العلماء أول حاسب آلي كمومي قابل للبرمجة وإعادة البرمجة. ويمكن أن توصلنا هذه التقنية إلى حقبة الحوسبة الكمومية التي طال…

حل لغز كبير من ألغاز ميكانيكا الكم!

حل لغز كبير من ألغاز ميكانيكا الكم!

تمكن فريق دولي من العلماء الذين يدرسون الفيزياء فائقة السرعة من حل أحد ألغاز ميكانيكا الكم، ووجدوا أن مفعول النفق الكمي (quantum tunneling) عبارة عن عملية لحظية. وقد تقود هذه النظرية الجديدة إلى الحصول على مكونات إلكترونية أصغر وأكثر سرعة، حيث يلعب النفق الكمي دوراً رئيسياً فيها.…

كوكتيل النيوترينو: لماذا تتواجد المادة بكميات أكبر من المادة المضادة في كوننا؟

كوكتيل النيوترينو: لماذا تتواجد المادة بكميات أكبر من المادة المضادة في كوننا؟

  النيوترينوهات (Neutrinos) عبارة عن مزيج محير من ثلاث نكهات، وثلاث كتل. ويسعى علماء الفيزياء دوماً لقياس هذه الكميات بأعلى دقة ممكنة. بالنسبة للنيوترينو، فالسفر يُغير حياته. عندما يُنهي واحد من هذه الجسيمات الصغيرة رحلته، التي تمتد 500 ميل من مصدر النيوترينو الموجود في مختبر…

اكتشاف صيغة تقليدية لحساب العدد باي في ذرات الهيدروجين

اكتشاف صيغة تقليدية لحساب العدد باي في ذرات الهيدروجين

  اكتشف العلماءَ لأولِ مرةٍ صيغةً تقليديةً لحساب العدد باي Pi في عالم الفيزياء الكمومية. والعدد باي هو نسبة محيط الدائرة إلى قطرها، وله أهمية بالغة في الرياضيات البحتة. لكن الجديد أن العلماء وجدوه "مُندسًّا" في عالم الفيزياء، حيث يستخدمه ميكانيك الكم في مقارنة سويات…

بماذا قد تفيدنا

بماذا قد تفيدنا "الغرابة الكمومية"؟

على مدى القرن الماضي، أمضى علماء الفيزياء وقتهم في دراسة خصائص فيزياء الكم الغريبة، وهم الآن يحاولون تسخير تلك الخصائص لفائدتنا. أحد الأمثلة البارزة هو أن التراكب الكموميّ (quantum superposition) (والمعروف أيضًا بالترابط الكموميّ quantum coherence) -وهي الخاصية التي تتيح للجسم أن…

خطوة نحو رصد فيزياء الكم في الحياة الواقعية

خطوة نحو رصد فيزياء الكم في الحياة الواقعية

تصور فني لغشاء مرافق لحزمة ليزر. يجعل النمط الدوري الجهاز عالي الانعكاسية، بينما تسمح الحبال الرقيقة بالتشتت الميكانيكي عالي الانخفاض. حقوق الصورة: Felix Fricke تتصرف الأجسام الصغيرة كالإلكترونات والذرات وفقاً لنظرية الكم، مع آثار كمية كالتراكب والتشابك والانتقال الآني. أحد أكثر…

الفيزياء الكمية وعلاقتها بنظرية الألعاب: الإلكترونات وسرب الأسماك!

الفيزياء الكمية وعلاقتها بنظرية الألعاب: الإلكترونات وسرب الأسماك!

نظرية الألعاب (Game theory) هي قسم من الرياضيات يدرس قدرة المجموعات على حلّ المسائل المعقدة؛ أما معادلة شرودينجر (Schrödinger equation) فهي المعادلة الأساسية في ميكانيك الكم - قسم الفيزياء الذي يركّز على دراسة الجسيمات الأصغر في الكون. وبناءً على ذلك لا يوجد سبب يدفع للتفكير…

نقاط بسيطة حول فيزياء الكم

نقاط بسيطة حول فيزياء الكم

الضوء كطبيعة موجية ومادية حقوق الصورة: Fabrizio Carbone/EPFL ستة أشياء عليك معرفتها عن فيزياء الكم جرت العادة على تهويل الفيزياء الكمية منذ بداياتها، إنها ضرب من الغرابة ويمكن أن تبدو غير بديهية، حتى بالنسبة للفيزيائيين الذين يتعاملون معها يومياً . لكنها ليست عصية على الإدراك، إذا…

جدل حول تفسيرات (بوم) لميكانيكا الكم

جدل حول تفسيرات (بوم) لميكانيكا الكم

أظهر بعض علماء الفيزياء في كندا-بعد دراسة كيفية انتقال الفوتونات في شق مزدوج- أن بعض الفوتونات تنتقل في مسارات غريبة تتحدى قوانين الفيزياء. لكن وبعد التدقيق في البحث تبيّن أن سلوك هذه الفوتونات المارقة يمكن تفسيره عن طريق مبدأ التشابك الكمي (quantum entanglement). ويجدر بالذكر أن…