Screenshot-2022-01-28-134357

يزعم فريق من العلماء أنهم تمكنوا من تحقيق التشابك الكمي بين بت كمّي -كيوبت- فائق التوصيل والحيوان المعروف باسم «دب الماء» أو «بطيء الخطو» (tardigrade)، ومن ثم الانتقال بعالم الكم المجمد الدقيق المتحكم به جيدًا إلى نظام حيوي ساخن ورطب.

ومع ذلك، فإن النتائج الموضحة في هذا المقال ليست مؤكدة، ويناقش العديد من الباحثين فكرة أن حيوانات دب الماء لم تكن متشابكة بالمعنى المفهوم.

كتب دوجلاس ناتلسون، أستاذ الفيزياء بجامعة رايس: «لا أعرف مدى جدية المؤلفين في هذا الأمر، فقد تكون مجرد مزحة. لكن تجدر الإشارة إلى أن العلماء لم يحققوا تشابكًا بين دب الماء وكيوبت بطريقة هادفة، فهذه ليست بيولوجيا كمومية».

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2022-01-28-134330.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-112853" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2022-01-28-134330.jpg" alt="" width="1014" height="413" /></a>

يحدث التشابك الكمي عندما يرتبط جسيمان أو أكثر بطريقة تجعل الصفات الأساسية التي تتشاركها -مثل المكان أو الزخم أو الاستقطاب- مترابطة.

لنأخذ مثالًا بسيطًا بعيدًا عن عالم الكم: إذا وجدت قفازًا أيمن في جيبك، فستستنتج منطقيًا أن القفاز الآخر يناسب يدك اليسرى حتمًا، إذن فإن معرفتك بأحد زوجي القفاز يخبرك معلومة مؤكدة عن الزوج الآخر، وهذه المعلومات ليست عشوائية.

يحدث التشابك الكمي أساسًا في الأنظمة الكمومية بطبيعتها بعد تصادم الجسيمات، أو تفاعلها. ومع أن ألبرت أينشتاين لم يكن مقتنعًا بهذه الفرضية، فقد بيّن الفيزيائيون لاحقًا أن توليد التشابك ليس بالأمر العسير.

نجح العلماء في تحقيق التشابك الكمي بين أجسام كبيرة الحجم نسبيًا. إذ حققوا تشابك الأيونات الجزيئية، والجسيمات النانوية الأكبر، وقطع الألماس الدقيقة.

هذه الأنظمة صغيرة للغاية، وغالبًا ما تكون شديدة البرودة ومنظمة جيدًا، لذا يسهل حدوث التشابك الكمي بينها، أما حيوانات دب الماء، حتى في حالتها المجمدة المنيعة، فهي مجموعة كبيرة نسبيًا من الجزيئات البيولوجية المجمدة والفوضوية.

وفقًا للنسخة الأولية من البحث، استخدم الباحثون نوعًا من دب الماء يُسمى (Ramazzottius varieornatus)، ووضعوه في حالة سبات جافة. ثم بردوه حتى 10 مللي كلفن فوق الصفر المطلق، ووضعوه تحت ضغط منخفض للغاية، نحو 0.000006 مللي بار فقط.

بعد ذلك ، أجرى الفريق مجموعة من التجارب إذ حاولوا إنجاز التشابك الكمي بين حيوانات دب الماء واثنين من الكيوبتات فائقة التوصيل، ولاحظوا الاقتران بينها.

بعد نحو 420 ساعة من التجارب، سخّن الباحثون حيوانات دب الماء، وعادت للحركة طبيعيًا.

لكن رغم العناوين المثيرة، يشير عدد من المتخصصين إلى أن هذا ليس تشابكًا كميًّا حقيقيًا، أو أنه على الأقل لا يمثل سابقةً في عالم الكم.

كتب الفيزيائي بن بروباكر: «إن الكيوبتات هي دارات كهربائية، ووضع دب الماء بجانبها يؤثر فيها عبر قوانين الكهرومغناطيسية المعروفة منذ 150 عامًا. وضع ذرة من الغبار بجوار كيوبت سيكون له تأثير مماثل».

إذن فهو ليس تشابكًا لدب الماء بالمعنى الكمي للكلمة. في الواقع، إذا سألت أي متخصص عن رأيه في التجربة، فسيجيب بأن ذلك إما تفاعل كلاسيكي -غير كمي- بين كيوبت ودب الماء، وإما أنه ليس تفاعلًا أصلًا، وأن الباحثين فقط وضعوا حيوان دب الماء شديد البرودة منخفض الضغط قرب كيوبت.

تبيّن الدراسة رقمًا قياسيًا جديدًا للظروف التي يستطيع هذا الكائن العجيب تحملها، وربما كان ذلك الأمر الأكثر إثارة للاهتمام في الدراسة. بخلاف ذلك، تنتظر النتائج مراجعة الأقران للتحقق من صحة هذه الادعاءات. لكن حتى الآن، ليس لدينا دليل كاف على تحقيق تشابك كمي لكائن حي للمرة الأولى.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=102981">تسجيل التشابك الكمي على مقاييس تعتبر كبيرة نسبيًا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=111461">طريقة جديدة للحوسبة الكمومية أكثر كفاءة بنسبة 2500% </a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=110197">ثورة في عالم المجهر الكمومي</a>

ترجمة: آدم العابد

تدقيق: يمنى عيسى

<a href="https://www.sciencealert.com/physicists-claim-they-ve-entangled-a-tardigrade-with-qubits-but-did-they?fbclid=IwAR2hSF7ikfM04tMonDRHVk62pD8c23sG7wRGlVtpsI0hNZva1t4wpIQNfzY">المصدر</a>

هل نجح العلماء في تحقيق التشابك الكمي على الحيوانات؟

111861012_nrao20in05_borisov_artistimpression_sd-1024x576-1

المذنب برناردينيلي- بيرنشتاين (BB) -أكبر المذنبات التي تمكنت التلسكوبات من رصدها على الإطلاق- يحوم الآن بالقرب من نظامنا الشمسي وسنشاهده وهو يحلق بالقرب من مدار زحل. وقد أظهرت التحاليل الجديدة للبيانات المجمعة عن هذا المذنب شيئًا مفاجئًا.

بالاستناد إلى القراءات التي سجلها القمر الصناعي الاستقصائي للكواكب الخارجية المارة (TESS) بين عامي 2018 و 2020، اكتشف الباحثون أن BB قد كان نشيطًا منذ وقت سبق توقعات العلماء، وأبعد عن الشمس مما كان قد قدره الباحثون.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2022-02-04-141549.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-113152" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2022-02-04-141549.jpg" alt="" width="1020" height="407" /></a>

ينشط المذنب عندما يتعرض سطحه الجليدي إلى أشعة الشمس، ما يحول الجليد إلى بخار ويطلق الغبار والحصى المحبوس.

يمكن أن تكون هالة المذنب، مفيدة لعلماء الفلك في تحديد ما يتكون منه مذنب معين بدقة.

بالنسبة إلى المذنب BB فهو ما يزال بعيدًا عن مرحلة تسامي المياه. وحسب أبحاث دارت حول مذنبات بنفس البعد عن الشمس، بدا أن الهالك الناشئة مدفوعة بتدفق بطيء لأول أكسيد الكربون.

يقول عالم الفلك توني فارنهام من جامعة ماريلاند (UMD): «إن هذه الملاحظات تدفعنا حثيثًا إلى اكتشاف مذنبات أبعد بكثير من التي نعرفها».

كانت هناك حاجة إلى طبقات من الصور الذكية لاكتشاف هالة المذنب BB وكان على الباحثين الجمع بين لقطات متعددة من TESS، تلك التي تستخدم مقاطع عرضية طويلة مدة 28 يومًا، مع محاذاة موضع المذنب في كل مرة لإلقاء نظرة أدق عليه.

قطر المذنب البالغ نحو 100 كيلومتر، وبعده عن الشمس عند نشاطه هما أهم الدلائل على وجود أول أكسيد الكربون. في الواقع، بناءً على ما نعرفه عن أول أكسيد الكربون، فمن المحتمل أن BB كان ينتج هالةً قبل أن يظهر في مرأى تلسكوباتنا.

يقول فارنهام: «نحن نفترض نشاط المذنب BB على الأرجح في أماكن أبعد، لكننا لم نشاهده قبل ذلك».

وأضاف: «ما لا نعرفه إلى حدود اللحظة، هل هناك نقطة توقف حيث يمكننا البدء في رؤية هذه المذنبات قبل نشاطها».

بتكرار تقنية تكديس الصور لأجرام من حزام كايبر، تمكن الباحثون من التأكد من أن أساليبهم كانت سليمة بالفعل وأن النشاط الذي رصدوه حول BB لم يكن مجرد تأثير ضبابي ناتج عن وضع عدة صور بعضها على بعض.

كل هذه الحسابات والملاحظات الدقيقة مفيدة لعلماء الفلك في تحديد مصدر المذنبات، ومنه تتبع تاريخ نظامنا الشمسي. هذا بالتأكيد هو الحال بالنسبة للمذنب BB، الذي ما يزال يحظى باهتمام كبير من الخبراء.

ومع ازدياد قوة تلسكوباتنا ومجساتنا، سنستمر في اكتشاف المذنبات، سواء كان ذلك بالعثور على أندر أنواع المذنبات في الفضاء، أو العثور على مذنبات بتركيبات كيميائية بعيدة كل البعد عن المعتاد.

يقول فارنهام: «هذه مجرد بداية؛ يراقب TESS أشياءً لم تُكتشف بعد، وهذا اختبار لما سنتمكن من العثور عليه في المستقبل».

وأضاف: «لدينا القدرة، فور رؤية هذا المذنب، على العودة عبر الزمن بالصور والعثور عليه في أثناء تواجده على مسافات أبعد من الشمس».

نُشر البحث في مجلة Planetary Science Journal.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=110011">مذنب ضخم للغاية قادم من حدود المنظومة شمسية قد يكون أكبر مذنب رصد في التاريخ</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=96378">إيجاد عنصر أساسي للحياة على مذنب</a>

ترجمة: آدم عابد

تدقيق: حسام التهامي

<a href="https://www.sciencealert.com/the-largest-comet-we-ve-ever-seen-has-revealed-a-surprise-for-researchers">المصدر</a>

رصد أكبر مذنب في التاريخ يحمل العديد من المفاجآت العلمية

في مجرة تبعد 250 مليون سنة ضوئية، وتسمى AGC 114905، لم يتمكن علماء الفلك من العثور على أي أثر للمادة المظلمة، حتى بعد 40 ساعة من المراقبة الدقيقة والتحاليل المتتالية، وقد زاد هذا الاكتشاف الجديد من حيرتنا تجاه المجرات الخالية من المادة المظلمة.

إن النتيجة -التي ستُنشر في الملاحظات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية والمتاحة على خادم ما قبل الطباعة arXiv- تؤيد نظرية المجرات التي تفتقر على نحو غامض إلى المادة المظلمة، على الرغم من أنها محورية في نماذجنا الخاصة بتطور المجرات.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/AGC-114905-Javier-Roman-Mancera-Pina-NOVA-e1638885893524.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-113224" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/AGC-114905-Javier-Roman-Mancera-Pina-NOVA-e1638885893524.jpg" alt="" width="800" height="800" /></a>

قال عالم الفلك بافيل مانسيرا بينيا من جامعة جرونينجن وأسترون في هولندا: «هذا بالطبع ما فكرنا به، ونأمله، لأنه يؤكد قياساتنا السابقة».

وأضاف: «إن المشكلة حاليًا أن النظرية تتنبأ بوجود مادة مظلمة في AGC 114905، ولكن ملاحظاتنا تقول أن تلك المادة المظلمة غير موجودة. في الواقع، الفرق بين النظرية والملاحظة يزداد اتساعًا باستمرار».

المادة المظلمة هي واحدة من أكبر ألغاز الكون. لا نعرف ماهيتها لأننا لا نستطيع رصدها مباشرةً، ولكننا نعلم أن هنالك كتلة تسبب مجموعة من التأثيرات في الكون لا يمكن تفسيرها بالمادة الطبيعية وحدها.

النجوم، مثلًا، تدور حول مجراتها بسرعة أعلى مما يمكن تفسيره من طريق مجال الجاذبية للمادة العادية. والطريقة التي ينحني بها مسار الضوء في أثناء انتقاله عبر حقول الجاذبية الهائلة في الفضاء بين المجرات هي طريقة مختلفة.

يعتقد علماء الفلك أن المادة المظلمة تساعد على تكوين المجرات. هنالك شبكة من المادة المظلمة غير المرئية تمتد عبر الكون، والجاذبية التي تولدها تساعد المادة العادية على التجمع في مجرات. ووفقًا لنماذجنا، تساعد المادة المظلمة أيضًا هذه المجرات على التماسك معًا، فهي إذن عامل من عوامل الارتباط الكوني.

لكن علماء الفلك وجدوا ما يدل على وجود مجرات دون مادة مظلمة في السنوات الأخيرة، ما يتعارض مع اعتقادنا عن كيفية وجود الكون. لذلك، عندما وجد مانسيرا بينيا وزملاؤه ست مجرات تبدو خالية من المادة المظلمة، كما وُصف في بحثهم عام 2019، قرروا إلقاء نظرة فاحصة.

AGC 114905 هي ما نسميه بالمجرة القزم الفائقة الانتشار. إنها بحجم مجرة درب التبانة، ولكنها أقل إضاءة بكثير، وتحتوي على عدد أقل بكثير من النجوم (أقل بنحو ألف مرة)، ونظرًا إلى أن لديها القليل جدًا من المادة الطبيعية، يُعتقد أن هذه المجرات يجب أن تتماسك معًا بوساطة المادة المظلمة.

لذلك ألقى الباحثون نظرة فاحصة على AGC 114905 باستخدام نظام NRAO الكبير جدًا في نيو مكسيكو، وحصلوا على ما مجموعه 40 ساعة من بيانات المراقبة بدقة مكانية أعلى بكثير من المعتاد. بعد ذلك، رسموا بعناية منحنى دوران المجرة (السرعة المدارية للأجسام في المجرة، بدلالة المسافة التي تفصلها عن مركز المجرة).

وهذه إحدى أكثر الطرق شيوعًا لحساب كمية المادة المظلمة في المجرة، يمكن تفسير الأجسام التي تدور في مدار سريع جدًا عن طريق إضافة المادة المظلمة، ويؤثر مقدار المادة المظلمة في السرعة المدارية الإضافية.

لكن منحنى الدوران لمجرة AGC 114905 لا يحتاج إلى وجود المادة المظلمة، ويمكن تفسيره ببساطة بوساطة كمية المادة العادية وحدها. هذا يعني أن كمية المادة المظلمة في هذه المجرة تبدو ضئيلة.

ويمثل هذا مشكلة كبيرة لأنه لا يبدو أن أيًا من تفسيرات الافتقار إلى المادة المظلمة مناسب. أحد هذه التفسيرات هو أن هنالك مجرة ضخمة قريبة قد تكون جردت AGC 114905 من مادتها المظلمة، كما يبدو في حالة مجرة أخرى اكتُشفت ولا تحتوي على مادة مظلمة، DF4.

قال مانسيرا بينيا: «لكن لا يوجد شيء من هذا». «وفي إطار تكون المجرات الأكثر شهرة، هنالك ما يسمى بنموذج المادة المظلمة الباردة، سيتعين علينا تقديم قيم متغيرات تتجاوز المجال المعتاد. أيضًا، مع ديناميكيات نيوتن المعدلة (نظرية بديلة للمادة المظلمة الباردة)، لا يمكننا إعادة إنتاج حركات الغاز داخل المجرة».

في حالات المجرات الأخرى التي تحتوي على كميات غير طبيعية من المادة المظلمة، يمكن أن نكون ببساطة قد أخطأنا في تقدير المسافات. قال الباحثون إن المسافة إلى AGC 114905 مقيدة جيدًا.

يعترف الباحثون أنه من الممكن أن تكون زاوية الملاحظة المقدرة خاطئة، وهو ما قد يمكن من تفسير النقص الواضح في المادة المظلمة، ولكنهم قالوا إن مثل هذا النقص يحتاج إلى هامش خطأ ضخم جدًا.

إضافةً إلى ذلك، أظهرت جميع المجرات الست من دراساتهم الأولية سلوكًا مشابهًا في مجموعة من الانحناءات المختلفة. وقال الباحثون إن هذا يشير إلى أن السلوك ليس نتيجة خطأ منهجي. إنهم يجرون حاليًا متابعة مفصلة لمجرة ثانية فائقة الانتشار لمحاولة الوصول إلى عمقها.

قد تترك هذه النتائج إذا تأكدت آثارًا مهمة جدًا في مدى فهمنا لتطور المجرات.

وكتب الباحثون: «لقد عززنا ووضحنا النتائج السابقة حول الطبيعة والديناميكيات المذهلة للمجرات فائقة الانتشار والغنية بالغاز. ومع ذلك، ما يزال أصلها ومساراتها التطورية الدقيقة لغزًا كبيرًا».

أظهر العمل الحالي أيضًا أن المجرات فائقة الانتشار والغنية بالغاز هي مجموعة واعدة لدراسة المادة المظلمة، إذ يمكنها توفير أدلة هامة لفهم طبيعتها.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=52458">وجد العلماء مجرةً دون أي مادة مظلمة تقريبًا.. إليك ما يعنيه ذلك</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=96037">توصل علماء الفلك إلى حل لغز المادة المظلمة، محتفظين بنماذج تكون المجرات</a>

ترجمة: آدم عابد

تدقيق: حسام التهامي

مراجعة: حسين جرود

<a href="https://www.sciencealert.com/even-40-hours-of-observation-could-detect-no-trace-of-dark-matter-in-this-ghostly-galaxy">المصدر</a>

آدم العابد

الأعمال

هل نجح العلماء في تحقيق التشابك الكمي على الحيوانات؟

رصد أكبر مذنب في التاريخ يحمل العديد من المفاجآت العلمية

بعد رصد دام 40 ساعة، اكتشاف مجرة شبحية لا تحتوي على المادة المظلمة

هل سيكون الويب 3.0 مستقبل شبكة الإنترنت العالمية؟ إليكم كيف يعمل؟