يمانيون:
2025-04-24@13:47:30 GMT

علماء ألمان يكتشفون طريقة ثورية لربط الصوت بالضوء

تاريخ النشر: 28th, December 2024 GMT

علماء ألمان يكتشفون طريقة ثورية لربط الصوت بالضوء

يمانيون/ منوعات وضع علماء في الفيزياء، في بحث علمي جديد، نظرية لطريقة جريئة لتشابك جسيمين من نوعين مختلفين للغاية، وهما وحدة الضوء أو الفوتون مع الفونون، وهو المعادل الكمّي لموجة الصوت.

وأطلق علماء الفيزياء تشانغ لونغ تشو، وكلاوديو جينس، وبيرجيت ستيلر، من معهد ماكس بلانك لعلم الضوء في ألمانيا، على نظامهم الجديد المقترح اسم “التشابك البصري الصوتي”.

ويمثل هذا الابتكار نظامًا هجينًا يستخدم جسيمين أساسيين مختلفين للغاية، ما يؤسس لشكل من أشكال التشابك المقاوم بشكل فريد للضوضاء الخارجية، وهي واحدة من أكبر المشاكل التي تواجه تكنولوجيا الكم، ما يجعلها خطوة مهمة نحو أجهزة كمية أكثر قوة، حسبما ذكر موقع “ساينس أليرت” العلمي.

ونقل الموقع العلمي، عن العلماء، أن التشابك الكمّي له تطبيقات واعدة في مجال الاتصالات الكمومية عالية السرعة والحوسبة الكمومية، إذ أن الفيزياء الفريدة التي تحدد الجسيمات المعزولة والمتشابكة قبل وبعد قياسها تجعلها مثالية لمجموعة من الاستخدامات، من التشفير إلى الخوارزميات عالية السرعة.

ولكن الحالة الكمومية الدقيقة المطلوبة لهذه العمليات يمكن كسرها بسهولة، وهي المشكلة التي حدت من تحقيقها في التطبيقات العملية.

ويعمل العلماء على حل هذه المشكلة، ببعض المسارات الواعدة، التي تقلل الأبعاد الأعلى من تأثير الضوضاء المتدهورة، كما تفعل إضافة المزيد من الجسيمات إلى النظام المتشابك.

ومن المرجح جدًا أن يتضمن الحل العملي أكثر من مسار واحد، لذا فكلما زادت الخيارات المتاحة لدينا، زادت احتمالية العثور على التركيبة الصحيحة.

ويتضمن المسار، الذي حقق فيه تشو وزملاؤه، إقران الفوتونات ليس بفوتونات أخرى، بل بـ”جسيم” من انتشار مختلف تمامًا وهو الصوت، وهو مايصعب تحقيقه، لأن الفوتونات والفونونات تنتقل بسرعات مختلفة ولديها مستويات طاقة مختلفة.

وأظهر الباحثون كيف يمكن تشابك الجسيمات، من خلال الاستفادة من عملية تسمى “تشتت بريلون”، حيث يتم تشتيت الضوء بواسطة موجات من اهتزازات الصوت الناتجة عن الحرارة بين الذرات في المادة.

وفي نظام الحالة الصلبة المقترح، سيقوم الباحثون بنبض ضوء الليزر والموجات الصوتية في موجه ضوئي نشط “بريلون” في الحالة الصلبة على الشريحة، مصمم لتحفيز تشتت بريلون، فعندما تنتقل الموجتان على طول نفس البنية الفوتونية، ينتقل الفونون بسرعة أبطأ بكثير، ما يؤدي إلى التشتت الذي يمكن أن يتشابك مع الجسيمات التي تحمل مستويات طاقة مختلفة بشكل كبير، ما يجعل هذا أكثر إثارة للاهتمام هو أنه يمكن تحقيقه في درجات حرارة أعلى من طرق التشابك القياسية، مما يؤدي إلى إخراج التشابك من المنطقة المبردة وتقليل الحاجة إلى معدات متخصصة باهظة الثمن.

ويقول الباحثون إن “الأمر يتطلب المزيد من التحقيق والتجريب، لكنها نتيجة واعدة”.

وبيّن العلماء أن “حقيقة أن النظام يعمل عبر نطاق ترددي كبير، من الأوضاع البصرية والصوتية، تجلب احتمالًا جديدًا للتشابك مع الأوضاع المستمرة، ذات الإمكانات الكبيرة للتطبيقات في الحوسبة الكمومية، والتخزين الكمومي، والقياس الكمومي، والنقل الآني الكمي، والاتصالات الكمومية بمساعدة التشابك، واستكشاف الحدود بين العالمين الكلاسيكي والكمي”.

المصدر: يمانيون

إقرأ أيضاً:

دواء شائع للسكري قد يكون سلاحا ضد نوع مميت من السرطان

إنجلترا – أظهرت دراسة جديدة أن دواء رخيصا وشائعا لعلاج السكري قد يوفر حماية غير متوقعة من نوع مميت وخطير من السرطان.

وتوصل فريق من الباحثين في جامعة كامبريدج إلى نتائج واعدة تشير إلى أن دواء الميتفورمين، الذي يستخدم على نطاق واسع لعلاج مرض السكري، قد يمتلك تأثيرا وقائيا ضد أحد أخطر أشكال سرطان الدم.

وفي الدراسة، فحص الباحثون تأثير الميتفورمين في الوقاية من سرطان الدم النخاعي الحاد (AML)، وهو نوع من سرطان الدم يسبب وفاة نحو 80% من المصابين به خلال سنوات قليلة من التشخيص.

وقد أظهرت التجارب على الفئران وعلى الأنسجة البشرية أن هذا الدواء يساعد في تقليل نمو الخلايا السرطانية المرتبطة بطفرة في جين يسمى DNMT3A. ويعتقد أن هذه الطفرة الجينية مسؤولة عن نحو 1 من كل 6 حالات من مرض سرطان الدم النخاعي الحاد.

ثم فحص الباحثون السجلات الصحية لأكثر من 400 ألف شخص، ووجدوا أن المرضى الذين تناولوا الميتفورمين كانوا أقل عرضة لتطور التغيرات الجينية المرتبطة بالإصابة بسرطان الدم، ما يدعم نتائجهم.

وتعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة في مجال البحث الطبي، إذ يمكن أن تمثل وسيلة منخفضة التكلفة للوقاية من هذا النوع القاتل من السرطان.

وقال البروفيسور جورج فاسيليو، الذي قاد الدراسة، إن علاج سرطان الدم يمثل تحديا أكبر مقارنة بالسرطانات الصلبة مثل سرطان الثدي، حيث يفتقر إلى الأورام التي يمكن استئصالها جراحيا. وفي حالات سرطان الدم، يركز الأطباء على تحديد الأشخاص الأكثر عرضة للخطر باستخدام العلاجات الطبية للحد من تطور المرض.

وفي تعليقها على الدراسة، قالت الدكتورة روبينا أحمد، مديرة الأبحاث في مؤسسة “سرطان الدم في المملكة المتحدة”، إن النتائج قد تتيح في المستقبل استخدام الميتفورمين كعلاج منخفض التكلفة لعلاج السرطان، نظرا لتاريخه الطويل من الأمان وسهولة توفيره.

ومن جانبها، أكدت تانيا هولاندز من المؤسسة ذاتها، على أهمية إجراء مزيد من التجارب السريرية على المرضى لتأكيد هذه النتائج في الحالات الحقيقية.

وأعلن الباحثون عن خططهم لإجراء تجارب سريرية قريبا على المرضى الذين يعانون من تغيرات في جين DNMT3A، والذين يعتقد أنهم أكثر عرضة للإصابة بسرطان الدم النخاعي الحاد.

نشرت الدراسة في مجلة Nature.

المصدر: ديلي ميل

مقالات مشابهة

  • “Insta360 X5”: كاميرا ثورية لعشاق المغامرة والتصوير بزاوية 360 درجة
  • العلماء يكتشفون لونا جديدا لم ير من قبل مطلقًا
  • علماء الأحياء يطورون طريقة لرؤية ألوان جديدة غير موجودة في الطبيعة!
  • إسطنبول: المدينة التي حملت أكثر من 135 اسمًا عبر التاريخ
  • دراسة جديدة تربط بين الطقس الحار وأمراض القلب
  • هاتف إكس 200 برو من فيفو.. تجربة تصوير ثورية قد تغير موازين المنافسة في 2025
  • أسعار البيض تحلّق في أوروبا... من هي الدولة التي تدفع أكثر من غيرها؟
  • دواء شائع للسكري قد يكون سلاحا ضد نوع مميت من السرطان
  • علماء يكتشفون آلات موسيقية صُنعت من عظام بشرية في تكساس!
  • بقيادة باحث مصري.. علماء هارفرد يكتشفون ضوءا حلزونيا مثل الأعاصير