رئيس مجلس الإدارة
طارق لطفى
رئيس التحرير
أحمد أيوب
>
- رئيس الاقتصاديةيشهد توقيع عقد تكنوبوند المصري السعودي لإنتاج الكلادينج
- تعرف على التيسيرات المقدمة للمتقدمين للالتحاق بكلية الشرطة
- رئيس الوزراء يتابع ترتيبات عقد مؤتمر الهوية الوطنية بمكتبة الإسكندرية
- وزيرة الإسكان تأمر بإزالة مخالفات بناء بالساحل الشمالي
- التعليم: 183 يومًا للدراسة بالعام الجديد لزيادة وقت التعلم
تقطيع جسيم الضوء .. لعدد لانهائي من الفوتونات!
راودت علماء الفيزياء مؤخرًا تصورات عما سيحدث إذا حاولنا تقطيع -أو تقسيم الفوتون (جسيم أو موجة الضوء) -واكتشفوا سلوكًا غير متوقع قد يُغير نظرتنا للجسيمات.
أظهرت تجربة، قام فيها الباحثون بمحاكاة تقسيم فوتون بواسطة مصراع تحت ظروف مختلفة، أن الفوتون المُقَطَّع يمكن أن يؤدي إلى مزيج معقد من صفر إلى عدد لا نهائي من الفوتونات، مما يثير تساؤلات كبيرة حول طبيعة تفاعلات الجسيمات. الفوتونات عبارة عن حزم ضوئية أولية، لا تتكون من أي شيء آخر. فماذا تعني محاولة تقطيع الفوتون؟ قد يكون ذلك ممكنًا بفضل ازدواجية الموجة والجسيم، وهي مبدأ أساسي في ميكانيكا الكم (فيزياء الجسيمات متناهية الصغر).
وفقًا لازدواجية الموجة والجسيم، فإن الفوتون ليس جسيمًا فحسب، بل هو أيضًا موجة. بحسابات نظرية، درس الباحثون ما سيحدث إذا مررنا هذا الفوتون عبر مصراع وأغلقناه أثناء مروره، ما يؤدي فعليًا إلى قطع الجزء الخلفي من موجة الفوتون.
قال يوهانس سكار، المؤلف المشارك في الدراسة وأستاذ الفيزياء النظرية بجامعة أوسلو، لموقع livescience: "معظم الفيزيائيين يتوقعون احتمالًا لعدم وجود أي فوتونات، واحتمالًا آخر لوجود فوتون واحد متبقٍ بعد هذه العملية. وهذا صحيح تقريبًا، ولكنه ليس صحيحًا تمامًا."
يُثير هذا جانبًا آخر غريبًا من ميكانيكا الكم: طبيعتها الاحتمالية. فالجسيمات موجودة كسحابة من الاحتمالات تمتد إلى ما لا نهاية.
وفي دراسة سكار وزملائه، التي قبلت نشرها مجلةPhysical Review Letters، وجدوا أن ذلك يُنشئ مزيجًا معقدًا من حالات الفوتون، منها حالة تحتوي على عدد لا نهائي من الفوتونات.
لكلٍ من هذه الحالات احتمال يعتمد على سرعة قطع الفوتون. ويصبح العدد المتوقع للفوتونات لانهائيًا فقط إذا أُغلق المصراع بسرعة لانهائية. وبالنسبة لسرعات المصراع الواقعية، فوجود ألف فوتون أمر مستبعد للغاية.
قال سكار: "عند القياس من جانب واحد من المصراع، سيبدو الأمر وكأنه حالة فوتون واحد. أما من الجانب الآخر، فسيبدو وكأنه حالة فراغ -أي لا وجود للفوتونات. وهذا غريب للغاية لأن الحالة الفعلية هي هذا المزيج من الصفر إلى اللانهاية."
أوضح سكار أنهم ما زالوا يدرسون كامل نطاق هذه التداعيات، وهم الآن بصدد دراسة كيفية تطبيق هذه العملية على جسيمات كمومية أخرى، مثل الإلكترونات.
اترك تعليق