الكشف عن شكل الفوتون لأول مرة في التاريخ
تاريخ النشر: 24th, November 2024 GMT
24 نوفمبر، 2024
بغداد/المسلة: أعلن فريق بحثي من جامعة برمنغهام البريطانية عن إنجاز علمي جديد يتمثل في الكشف عن الشكل الافتراضي للفوتون، حزمة الضوء التي تحمل الطاقة، لأول مرة في تاريخ الفيزياء. الدراسة التي نُشرت في دورية “فيزيكال ريفيو ليترز” أظهرت تفاصيل غير مسبوقة عن كيفية انبعاث الفوتونات من الذرات والجزيئات وتفاعلها مع محيطها.
الفوتونات، التي تتحرك بسرعة الضوء، ليست كيانات معزولة، بل تتأثر بالبيئة المحيطة مثل التجاويف أو البنية النانوية. وقد طور العلماء منظومة رياضية جديدة أطلقوا عليها اسم “شبه الوضع”، مكنت من تقديم وصف بصري للفوتونات عبر تصويرها كقطع صغيرة تتفاعل مع محيطها.
إنجاز بصري غير مسبوق
نتيجة لهذا النموذج، قدم العلماء صورة جديدة تمثل الشكل الافتراضي للفوتون، وهو إنجاز وصفه الباحث الرئيسي، بنجامين يوين، بأنه الأول من نوعه في تاريخ الفيزياء. الصورة تعكس خصائص الفوتون، مثل اللون والاتجاه واحتمالات الوجود، التي تتحدد بناءً على تفاعله مع بيئته المحيطة.
هذا التطور العلمي يفتح آفاقًا جديدة في مجالات متعددة، مثل الاتصالات الآمنة، تصميم تقنيات نانوية متقدمة، وفهم التفاعلات الكيميائية على المستوى الجزيئي. فهم سلوك الفوتونات بدقة يمكن أن يسهم في تطوير تقنيات طبية وكيميائية حديثة، مما يعزز أهميتها في أبحاث الفيزياء الكمومية وعلم المواد.
المسلة – متابعة – وكالات
النص الذي يتضمن اسم الكاتب او الجهة او الوكالة، لايعبّر بالضرورة عن وجهة نظر المسلة، والمصدر هو المسؤول عن المحتوى. ومسؤولية المسلة هو في نقل الأخبار بحيادية، والدفاع عن حرية الرأي بأعلى مستوياتها.
About Post Author AdminSee author's posts
المصدر: المسلة
إقرأ أيضاً:
علماء الفيزياء الكمومية يبتكرون فضاء مكونا من 37 بُعدا
الدنمارك – قام الباحثون بإنشاء جزيئات ضوء تحضر فعليا في 37 بُعدا في وقت واحد، وذلك للتأكد من صواب فرضية متطرفة من المفارقة الكمومية الشهيرة. وتم وصف التجربة في مجلة Science Advances .
قال تشنغهاو ليو من الجامعة التقنية الدنماركية إن هذه التجربة أظهرت أن الفيزياء الكمومية تختلف عن الفيزياء الكلاسيكية أكثر مما يعتقد الكثير منا. ربما حتى بعد 100 عام من اكتشافها، ما زلنا نرى قمة الجبل الجليدي فقط.
ركز ليو وزملاؤه على حالة غرينبرجر-هورن-زايلينجر (GHZ) التي تسمح بأن تبقى الجزيئات الكمومية متشابكة على مسافات كبيرة لأكثر من 30 عاما. في أبسط فرضية من GHZ ترتبط ثلاث جزيئات بتشابك كمومي، بصفته علاقة خاصة تمكننا من معرفة شيء عن جزيء واحد من خلال التفاعل مع جزيئين آخرين.
أراد ليو وزملاؤه إنشاء فرضية أكثر تطرفا من هذه المفارقة الكمومية. على وجه الخصوص، أرادوا اكتشاف حالات للفوتونات، أو جزيئات الضوء التي تختلف سلوكياتها في تجربة GHZ إلى حد بعيد عن سلوك الجزيئات الكلاسيكية البحتة.
وأظهرت الحسابات أن الفوتونات يجب أن تكون في حالات كمومية معقدة لدرجة أنها تبدو وكأنها تحضر في 37 بُعدا. تماما كما يمكن تحديد موقعنا في أي لحظة بالنسبة إلى ثلاثة أبعاد مكانية وبُعد زمني واحد، يمكن وصف حالة كل فوتون بواسطة 37 صفة.
اختبر الباحثون هذه الفكرة عن طريق تحويل النسخة متعددة الأبعاد من حالة GHZ إلى سلسلة من نبضات الضوء شديدة التماسك، أي متساوية للغاية في اللون وطول الموجة، والتي يمكنهم التحكم بها.
وقال ليو: “إن الحالة المشفرة بالضوء وقياسها يتم التحكم فيهما بنفس الرياضيات التي تقوم عليها الفيزياء الكمومية. وبالتالي، يمكن أن تُنتج تجربتنا بعضا من أكثر التأثيرات شذوذا في العالم الكمومي”.
وأضاف أن هذا النوع من “النمذجة الكمومية” معقد للغاية من الناحية التقنية ويتطلب أجهزة مستقرة للغاية ومعايرة بدقة عالية.
وقال البروفيسور أوتفريد غونه من جامعة “زيغن” في ألمانيا إن هذه النتيجة يمكن أن تظل ذات صلة بعد مئة عام”. وأضاف أن البحث الجديد مفيد في فهم كيفية استخدام الحالات الكمومية للضوء والذرات في معالجة المعلومات، وعلى سبيل المثال، في الحوسبة الكمومية.
وأكد ليو أن الأبحاث المستقبلية ستركز على كيفية تسريع الحسابات عن طريق تشفير المعلومات في حالات كمومية مشابهة لتلك التي تم الحصول عليها في هذه التجربة ذات الـ 37 بُعدا.
المصدر: Naukatv.ru
غرامي 2025.. هل أخطأت سابرينا كاربنتر في أدائها على المسرح؟