اليكم الان تجربة برية تكشف أن الأجسام الكمومية تخضع للجاذبية: ScienceAlert والان إلى التفاصيل من المصدر بتوقيت بيروت_ beiruttime
ميكانيكا الكم وآينشتاين النسبية العامة اشرح كيف يعمل الكون عند أصغر وأكبر المقاييس، على التوالي.
ميكانيكا الكم كشفت الطبيعة الاحتمالية للجسيمات الأساسية، في حين تصف النسبية العامة لأينشتاين كيف يتم تشويه نسيج الزمكان بالكتلة والطاقة لإنتاج الجاذبية. ونتيجة لذلك، لدينا أشباه الموصلات و نظام تحديد المواقع.
ومع ذلك، يتم توحيد هذه النظريات الناجحة بشكل لا يصدق ولكن المنفصلة في نظرية واحدة “نظرية كل شيء” قد يكون التحدي الأكبر للفيزياء الحديثة (مثل توحيد الزيت والخل في صلصة لذيذة باستخدام الخردل).
الآن، قدم الفيزيائيون أول دليل تجريبي مباشر أن المجال الكمي يتأثر بحجر الزاوية في نظرية الجاذبية، والذي يسمى مبدأ التكافؤ.
“هذه ورقة بحثية فريدة من نوعها، بمعنى أنها تجمع بين تجربة صعبة وتفسير نظري بعيد المدى، حول أحد أهم الأسئلة الأساسية في الفيزياء: كيف يمكن توحيد الجاذبية (الموصوفة في نظرية النسبية لأينشتاين) ونظرية الكم في فهم واحد للكون.” يسأل المؤلف الرئيسي للدراسة رون فولمان، عالم فيزياء الكم في جامعة بن غوريون في النقب في إسرائيل.
“لقد استعصت هاتان الركيزتان للفيزياء الحديثة حتى الآن على جميع المحاولات الرامية إلى وضع إطار نظري موحد، ولكن هذه التجربة المعقدة تعطي المزيد من التلميحات حول كيفية تحقيق هذا التوحيد.”
يمثل الشكل (أ) ما قد يسميه أينشتاين تجربة جدانكن، أو تجربة فكرية، توضح بالتفصيل نطاق هذا العمل: لإثبات أن مبدأ التكافؤ يؤثر على الأجسام الكمومية. ويوضح الشكل (ب) تحقيق التجربة الفكرية. (دوبكوفسكي وآخرون، تقدم العلوم، 2026)ينص مبدأ التكافؤ على أنه في حالة السقوط الحر، يجب أن تبدو الجاذبية وكأنها تختفي. لذلك فإن الشخص الذي يسقط سقوطًا حرًا في المصعد سيختبر انعدام الوزن، وهو مبدأ تعتمد عليه وكالة ناسا لتدريب رواد الفضاء على متن مصعدها الذي يحاكي الجاذبية الصغرى، ويغوص في الأنف.القيء المذنب.’
على الرغم من أن هذا المبدأ قد صمد مع الكيانات العيانية – بما في ذلك بعض رواد الفضاء غير الطوعيين – لم يكن من المؤكد كيف ستتفاعل الأجسام الكمومية، بسبب ميلها الفطري للعمل كموجات، وبالتالي السفر عبر أكثر من مسار واحد، بدلاً من مجرد “الأسفل”.
يتطلب هذا الاكتشاف الأول من نوعه جهازًا تجريبيًا هو الأول من نوعه. طور الباحثون نسخة جديدة من جهاز يسمى مقياس التداخل، والذي يُستخدم بشكل شائع في مختلف العلوم لقياس كيفية تداخل الموجات مع بعضها البعض – أو كيفية تداخل قممها وقيعانها.
يسمون مقياس التداخل الكمي غاليليو (QGI).
الإعداد التجريبي. (أو دوبكوفسكي)يستخدم إعداد QGI شريحة ذرية لتوليد مجال مغناطيسي، مما يسمح للباحثين بالاحتفاظ بسحابة مبردة مكونة من حوالي 20000 ذرة روبيديوم والتعامل معها.
عن طريق تبريد الذرات إلى ما يقرب من الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية، أو -459.67 درجة فهرنهايت)، قام الباحثون بتحويل الذرات إلى مكثف بوز-آينشتاين (BEC)، وهو نوع غريب من المادة تتوقف فيه الذرات عن التصرف مثل الذرات الفردية وتبدأ في التصرف كجسيم موحد.
الشريحة الذرية المستخدمة في هذا البحث. في التجربة، تم وضعه رأسًا على عقب وتم التلاعب بالذرات على مسافة حوالي 100 ميكرومتر (كسور البوصة) تحت سطحه. (جامعة بن غوريون في النقب)سمح QGI للباحثين بالقيام بشيء جديد من خلال التلاعب بالقدرة الذرية الكمومية.
في المجال الكمي، الذرات والجسيمات الأخرى تنتقل مثل الموجات، في “الحزم الموجية“.
باستخدام QGI، قام الباحثون بتقسيم الحزمة الموجية المرتبطة بـ BEC بحيث يمكن أن تتخذ مسارين. في أحد المسارات بقيت الحزمة الموجية “في حالة سكون في الإطار النيوتوني“، خاضعًا لقوة رفع مغناطيسية تتعارض تمامًا مع الجاذبية، مما أبقاه ثابتًا بالنسبة إلى المختبر والأرض.
على طول المسار الآخر، كانت الحزمة الموجية في حالة سقوط حر، أو “في حالة سكون في إطار أينشتاين الذي يسقط بحريةوهذا يعني أن الباحثين استخدموا نبضًا مغناطيسيًا لإطلاق هذه الحزمة الموجية إلى الأعلى، ثم تركها تسقط بحرية تحت الجاذبية في مسار باليستي، مثل مذنب القيء الكمي.
استخدم الباحثون بعد ذلك نبضًا مغناطيسيًا متطابقًا لمحو اختلافات السرعة بين حزمتي الموجات، مما يسمح لهما بالتداخل أو التداخل، وبالتالي إظهار أي تغييرات ناتجة بين مرحلتيهما، أو اصطفاف قممهما وقيعانهما.
أنتج هذا النتيجة المرجوة: يتوافق التحول مع التوقعات، مما يدل على أن مبدأ التكافؤ صحيح في عالم الكم.
ومع ذلك، يؤكد الباحثون أن هذه النتيجة لا تمثل التوحيد المنشود بين ميكانيكا الكم والجاذبية، كما أنها ليست دليلاً على أن الجاذبية كمومية.
ومع ذلك، فإن هذا العمل يمهد الطريق لمزيد من الاستكشاف.
على سبيل المثال، قد تؤدي القدرات الكتلية الأعلى لمؤشر QGI إلى اختبار فرضية جامحة ذكرت للتو: وهي أن الجاذبية يمكن أن تعمل ككمات.
بدلًا من أن تكون مجالًا سلسًا ومستمرًا أو منحنى في النسيج، يمكن توزيع الجاذبية في حزم منفصلة من الطاقة تسمى ينجذب – بالطريقة التي تنتقل بها جزيئات الطاقة الكهرومغناطيسية (الضوء) في كميات تسمى الفوتونات.
متعلق ب: قد يكون لدينا بالفعل التلميحات الأولى عن الجاذبية الكمومية – الاختباء على مرأى من الجميع
وكما قال فلاتكو فيدرال، أستاذ علوم المعلومات الكمومية بجامعة أكسفورد وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: يخلص:
“تدفع هذه التجربة ميكانيكا الكم إلى واحدة من أكثر حدودها إثارة للاهتمام، ألا وهي الجاذبية، وتبين أن تنبؤاتها صحيحة مرة أخرى.”
وقد نشر هذا البحث في تقدم العلوم.
تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة مايكل ايرفينغ وتم تحريره بواسطة مايكل ايرفينغ. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا اكتشفت خطأً، يرجى اعلامنا.
المصدر الأصلي: www.sciencealert.com — للاطلاع على المادة الأصلية.
تجربة برية تكشف أن الأجسام الكمومية تخضع للجاذبية sciencealert
المزيد من التفاصيل - اضغط هنا
بتوقيت بيروت_ beiruttime تجربة برية تكشف أن الأجسام الكمومية تخضع للجاذبية
كانت هذه تفاصيل تجربة برية تكشف أن الأجسام الكمومية تخضع للجاذبية: ScienceAlert نرجوا بأن نكون قد وفقنا بإعطائك التفاصيل والمعلومات الكامله .
وننوه بأن الموضوع الأصلي قد تم نشرة ومتواجد على بتوقيت بيروت_ beiruttime و قام فريق العمل في برسبي نيوز بالتاكد منه او ربما تم التعديل علية او قد يكون تم نقله بالكامل اوالاقتباس ويمكنك قراءة الموضوع من مصدره الاساسي.