Oscillations_Guiding_Soundwaves

تخيل مجموعة من الأشخاص جالسين في دائرة، وعندما يبدأ أحدهم الحديث، لا يسمعه إلا شخص واحد فقط. هذا بالضبط ما حققه العلماء باستخدام جهاز يعمل بالطريقة ذاتها، إذ تنتقل الموجات الصوتية في اتجاه واحد فقط.

يتكون الجهاز -الذي ابتكره باحثون من معهد زيورخ والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان- من تجويف على شكل قرص يحتوي ثلاثة منافذ متباعدة بتساو، بحيث يمكن لكل منفذ إرسال أو استقبال الصوت.

في حالة الخمول، يكون الصوت الذي يرسل من المنفذ الأول مسموعًا بالدرجة ذاتها عند المنفذين الثاني والثالث، في حين تعود الموجات الصوتية إلى المنفذ الأول بوصفها صدى. في الحالة النشطة، يسمع المنفذ الثاني فقط الصوت الصادر عن المنفذ الأول.

تكمن الحيلة في ضخ الهواء بسرعة وكثافة محددة داخل التجويف، ما يسمح للموجات الصوتية بالتزامن في نمط متكرر. هذا لا يوجه الموجات الصوتية في اتجاه واحد فحسب، بل يزيد أيضًا من طاقتها حتى لا تتبدد أو تتشتت في اتجاهات متعددة.

يقول العلماء إن هذه الطريقة قد تؤثر في تصميم تقنيات الاتصال المستقبلية، إذ يمكن إنتاج مواد جديدة تتلاعب ليس فقط في طبيعة الموجات الصوتية، بل أيضًا في الموجات الكهرومغناطيسية.

يضيف الباحث نيكولا نوراي: مفهوم انتشار الموجات غير المتبادلة والمحفزة بالقدرة على تعويض الخسائر هو نتيجة مهمة يمكن نقلها إلى أنظمة أخرى.

في الأنظمة العادية، تكون الموجات الصوتية تبادلية، ما يعني أن الموجات تتذبذب بسهولة في الاتجاهين. في بعض الحالات، قد يكون من المفيد جعل الصوت غير متبادل، مثلما يحدث في تقنيات قمع الضوضاء. عام 2014، طور باحثون في جامعة تكساس جهازًا دائريًا يستخدم مراوح صغيرة لنفخ الهواء عبر حلقة رنانة، إذ تصبح الموجات الصوتية غير متبادلة ولا يمكن سماعها إلا من منفذ واحد فقط.

تكمن المشكلة في تلاشي الصوت في أثناء انتقاله، ما يؤدي إلى ضعف الموجات عند وصولها إلى الوجهة. لذلك، بدأ الفريق بمنع الموجات الصوتية من فقدان طاقتها في أثناء انتقالها في اتجاه واحد.

ذلك بإدخال الهواء المتدفق إلى التجويف من المركز، ما يسبب إصدار صوت صفير. ما ينتج تذبذبات ذاتية الاستدامة داخل التجويف. بضبط هذه التذبذبات لتتناسب مع تردد الموجات الصوتية الداخلة، يمكن للموجات أن تكتسب الطاقة، ما يمنعها من التلاشي.

أُنشئ الجهاز واختُبر بإرسال موجة صوتية بتردد 800 هرتز من مصدر واحد وقياسها عند وصولها إلى المنفذين الآخرين. ثبت أن الموجات لم تضعف، بل كانت أقوى مما كانت عليه عند البث، ولم تُرصد أي موجات صوتية عند المنفذ الثالث، ما يدل على نجاح التجربة.

جدير بالذكر أن فكرة استخدام التذبذبات لتعزيز الموجات الصوتية بدأت من فكرة تقليصها. التذبذبات التي تتفاعل مع الموجات الصوتية قد تكون ضارة لبعض الأنظمة، مثل محركات الطائرات، أدرك الباحثون إمكانية استغلال هذه الظاهرة لتحقيق فائدة علمية.

يقول الفريق إن الجهاز قد يساعد العلماء على دراسة تذبذب الموجات والتلاعب بها، ويمكن استخدام المفهوم العام لتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية لتحسين أنظمة الرادار أو الاتصالات.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a8%d9%84%d9%88%d8%b1%d8%a9-%d9%85%d8%b0%d9%87%d9%84%d8%a9-%d9%82%d8%af-%d8%aa%d8%ad%d9%81%d8%b8-%d8%a7%d9%84%d8%ac%d9%8a%d9%86%d9%88%d9%85-%d8%a7%d9%84%d8%a8%d8%b4%d8%b1%d9%8a-%d8%af%d8%a7%d8%ae/">بلورة مذهلة قد تحفظ الجينوم البشري داخلها لمليارات السنين</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%aa%d9%82%d8%b1%d9%8a%d8%b1-%d9%84%d9%84%d8%a3%d9%85%d9%85-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%aa%d8%ad%d8%af%d8%a9-%d9%8a%d8%af%d8%b9%d9%88-%d9%84%d8%a7%d8%b9%d8%aa%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%d8%b0%d9%83/">تقرير للأمم المتحدة يدعو لاعتبار الذكاء الاصطناعي خطرًا مثله كمثل التغير المناخي!</a>

ترجمة: محمد أشرف الشرقاوي

تدقيق: مؤمن محمد حلمي

<a href="https://www.sciencealert.com/physicists-generated-sound-waves-that-travel-in-one-direction-only?fbclid=IwY2xjawGWx2NleHRuA2FlbQIxMQABHWSwdsPtayjwoS4NqL6tke0D8lDyVO54sYNZkHrgHDtDXGAIpq6TC9GHJA_aem_GJCEaZLfWRxutboVvr108w">المصدر</a>

نجح علماء الفيزياء في توليد موجات صوتية تتحرك في اتجاه واحد فقط

V7eZMbKu5eDF4HSCdh3XNd

أعلنت شركة OpenAI في منتصف أكتوبر 2024 عن إطلاق النسخة الأولية من تطبيق ChatGPT لنظام Windows، وذلك بعد إصدار نسخة لأجهزة Mac في مايو 2024. ويقتصر استخدام التطبيق حاليًا على المشتركين في باقات Plus، Team، Enterprise، وEdu، وبوسع المستخدمين تحميله مجانًا من متجر مايكروسوفت.

ترى OpenAI في هذه النسخة مرحلة بيتا من اختبار البرامج، إذ كتبت على صفحة التطبيق في متجر مايكروسوفت: «هذه نسخة أولية، ونخطط لتوفير التجربة الكاملة للمستخدمين لاحقًا هذا العام».

ومن المثير للاهتمام أن التطبيق قد صُنِّف على أنه (T) أي موجه للمراهقين فما فوق، مع إنه ليس بلعبة فيديو.

عند فتح التطبيق، يُطلب من المستخدم تسجيل الدخول إلى حساب مدفوع، وتتشابه واجهته إلى حد كبير مع واجهة نسخة المتصفح. ويمكن استخدام عدة نماذج داخل التطبيق مثل GPT-4o، وGPT-4o with Canvas، و01-preview، و01-mini، وGPT-4o mini، وGPT-4. وبوسعه أيضًا توليد الصور باستخدام DALL-E 3 أو تحليل الملفات والصور التي يرفعها المستخدم.

بإمكان المستخدمين الذين يعملون على نظام Windows 11 فتح نافذة صغيرة للتطبيق بسرعة باستخدام اختصار Alt + Space، ما يتيح طرح الأسئلة السريعة في أي وقت. وكما في نسخة المتصفح، تُنفَّذ عمليات المعالجة على خوادم الشركة، ما يتطلب اتصالًا بالإنترنت.

لذلك يُنصح المستخدم بأخذ الاحتياطات اللازمة كما هو الحال دائمًا، وكأن شخصًا ما يراقبه، وألا يعتمد على ChatGPT بوصفه مصدرًا موثوقًا لاتخاذ القرارات المهمة، خاصةً أن GPT-4o قد يُقَدِّم أحيانًا ما يرغب المستخدم بسماعه، سواء أكان ذلك صحيحًا أم لا، فكما تشير OpenAI في تنويه أسفل نافذة التطبيق: «قد يرتكب ChatGPT أخطاء».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/إصدار-gpt-4o-الجديد/">شات جي بي تي الجديد قادر على تحليل ما يراه ويسمعه</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/شركة-openai-تؤجل-إطلاق-تشات-جي-بي-تي-5-للتأكد-م/">شركة OpenAI تؤجل إطلاق تشات جي بي تي 5 للتأكد من معايير السلامة</a>

ترجمة: محمد الشرقاوي

تدقيق: مؤمن محمد حلمي

مراجعة: محمد حسان عجك

<a href="https://arstechnica.com/ai/2024/10/openai-releases-chatgpt-app-for-windows/">المصدر</a>

شات جي بي تي يدخل عالم الويندوز: تجربة ذكاء اصطناعي بين يديك

6TMpiqFXtACBs4XjZgEH8E

نعلم أن الثقوب السوداء موجودة بالفعل، لكن ماذا لو كانت طبيعة هذه الثقوب السوداء مختلفة كليًا؟

يستعرض بحث جديد يتناول فكرة بديلة عن ماهية الثقوب السوداء، مشيرًا إلى أنها قد تكون مختلفة تمامًا عن تصورنا التقليدي لها. الثقوب السوداء مصادر هائلة للجاذبية، كما تنبَّأت بها نظرية "النسبية العامة" لأينشتاين، وتتميز بوجود منطقة خارجية تدعى أفق الحدث، وهي الحد الذي لا يمكن لأي شيء حتى الضوء الهروب منه. إضافةً إلى ذلك، من المتوقع أن الثقوب السوداء تحتوي على نقطة ذات كثافة لا نهائية تعرف بالتفرد، حيث تنهار قوانين الفيزياء المعروفة، ولا يصبح لأي شيء معنى.

لكن هذا التصور التقليدي تغير مع ظهور ما يعرف ب "مفارقة معلومات الثقب الأسود". إذا كان للثقب الأسود كتلة (وهو يمتلك الكثير منها)، إذًا وفق القانون الأول للديناميكا الحرارية يجب أن تكون له درجة حرارة، لذا، وفقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، فلا بد أن يشع حرارة. لقد أثبت ستيفن هوكينج أن الثقوب السوداء لا بد أن تصدر إشعاعًا -يُطلق عليه الآن إشعاع هوكينج- الذي يتشكل عند حدود الثقب الأسود.

قال عالم الفيزياء الفلكية الفرنسي جين بيير لوميني في مقالة عام 2016: «حينها أشار هوكينج إلى مفارقة، فإذا كان الثقب الأسود يتبخر، فإن جزءًا من المعلومات التي يحتويها تكون قد ضاعت إلى الأبد». وأضاف لوميني: «إن المعلومات التي تحتويها الإشعاعات الحرارية المنبعثة من الثقب الأسود تتحلل، فهي لا تلخص المعلومات المتعلقة بالمادة التي ابتلعها الثقب الأسود سابقًا. إن المعلومات تُفقَد بطريقة تجعلها غير قابلة للاسترجاع وهذا ما يتعارض مع أحد المُسلَّمات الخاصة بمبادئ ميكانيكا الكم. وفقًا لمعادلة شرودنجر، لا يمكن للأنظمة الفيزيائية التي تتغير بمرور الوقت إنشاء المعلومات أو تدميرها، وهي الخاصية المعروفة باسم (الوحدة)».

قد عمل علماء الفيزياء باستمرار منذ أن وصف كارل شوارزشيلد لأول مرة "الثقب الأسود غير الدوار" في عام 1915 من أجل حل هذه المشاكل.

في حين أننا نعلم أن هناك أجسامًا تشبه الثقوب السوداء، اقترح بعض علماء الفيزياء تفسيرًا بديلًا لماهية هذه الأجسام. إحدى هذه التفسيرات تقول أنها ليست حقيقةً الثقوب السوداء التي تنبأت بها معادلات أينشتاين (مع أن فكرة الثقوب السوداء تسبق أينشتاين بأكثر من 100 عام)، ولكنها أجسام فائقة الاكتناز يطلق عليها "النجوم المتجمدة".

أوضح رامي بروستين، أستاذ الفيزياء في جامعة بن جوريون في إسرائيل، لموقع لايف ساينس: «النجوم المتجمدة تحاكي الثقوب السوداء، فهي أجسام فلكية فائقة الصغر خالية من التفردات، وتفتقر إلى الأفق، ولكنها مع ذلك يمكن أن تحاكي جميع الخصائص التي يمكن ملاحظتها للثقوب السوداء». وتابع: «إذا كانت موجودة بالفعل، فإنها تشير إلى الحاجة إلى تعديل نظرية النسبية العامة لأينشتاين تعديلًا كبيرًا وجوهريًا».

إحدى الطرق التي حاول فيها علماء الفيزياء تفسير كيفية منع التفردات -وهي مناطق ذات كثافة لا نهائية داخل ثقب أسود- هي أن عدم اليقين الكمي يمنع هذا الانهيار. باختصار، ينص مبدأ عدم اليقين لهايزنبرج على أنه كلما زادت معرفتك بموقع الجسيم، قلت معرفتك بزخمه. فعندما تُجبر المادة على دخول الثقب الأسود في نقطة واحدة، فإن الجسيمات ستقاوم الضغط في نقطة محددة وتُوَلِّد نوعًا من "الضغط الكمي" الذي يندفع إلى الخارج ويمنع التفرد.

في حين أن النجوم المتجمدة تبدو مشابهة إلى حد كبير للثقوب السوداء التي نرصدها ونستنتجها عندما ننظر إلى مجرتنا والكون الواسع، لكنها تختلف من نواحٍ عديدة.

يشرح الفريق في ورقتهم البحثية: «يعتمد نموذج البوليمر على فكرة مفادها أن الجزء الداخلي لأي جسم منتظم يجب أن يكون في حالة غير كلاسيكية تمامًا ليحاكي بنجاح ثقبًا أسودًا، الذي تنص عليه فكرة أن عدم اليقين الذي يمنع انهيار المادة إلى نقطة تفرد، بنفس الطريقة التي تكون بها ذرة الهيدروجين الكمومية مستقرة ضد الانهيار، الحالة غير الكلاسيكية تمامًا تعادل الحصول على أقصى كثافة إنتروبيا، ما يؤدي بدوره إلى أقصى ضغط شعاعي إيجابي لحالة كثافة ذات طاقة ثابتة. يهدف نموذج النجم المتجمد إلى محاكاة خصائص هذه الحالة الكمومية من حيث الهندسة الكلاسيكية، التي تقلب اتجاه الضغط الشعاعي من أقصى اتجاه موجب إلى أقصى قيمة سالبة».

هذا الاقتراح البديل المبني على نظرية الأوتار الذي عُبر عنه رياضيا في الورقة البحثية، من شأنه أن يصف ثقباً أسوداً مشابهاً للثقوب السوداء التي نعرفها، من حيث الإشعاع الحراري والانتروبيا، ولكن من دون التفردات المرتبطة بها التي تسبب الكثير من الصداع. الفكرة البديلة تقترح أيضًا أن النجوم المجمدة تمتلك جدار حماية في حالة شديدة الاستثارة تحميهم من الانهيار. والأمر الأكثر أهمية، أنه يمكن ملاحظة الاختلافات عن طريق اكتشافات موجات الجاذبية في المستقبل عبر تصادم الثقوب السوداء.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%aa%d9%84%d8%b3%d9%83%d9%88%d8%a8-%d8%ac%d9%8a%d9%85%d8%b3-%d9%88%d9%8a%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d9%81%d8%b6%d8%a7%d8%a6%d9%8a-%d9%8a%d8%a4%d9%83%d8%af-%d9%85%d9%82%d8%aa%d9%84-%d9%85%d8%ac%d8%b1/?fbclid=IwZXh0bgNhZW0CMTEAAR1CtqqL4Kh2BRFn7fhu2aAlbQ5W4hYXX31o1YM5pIj3MREt_7YPpbr8qrU_aem_P38aLhf9gID0f-gH0dNSeg#google_vignette">تلسكوب جيمس ويب الفضائي يؤكد "مقتل" مجرة بعيدة بواسطة ثقب أسود!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%85%d9%86%d8%b7%d9%82%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d8%b3%d9%82%d9%88%d8%b7-%d8%a7%d9%84%d8%ab%d9%82%d9%88%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%b3%d9%88%d8%af%d8%a7%d8%a1/">آينشتاين محقّ مرة أخرى! اكتشاف منطقة غريبة حول ثقب أسود، فما هي؟</a>

ترجمة: محمد الشرقاوي

تدقيق: بسام موسى

مراجعة: باسل حميدي

<a href="https://www.iflscience.com/are-black-holes-really-frozen-stars-new-paper-suggests-they-might-be-76063">المصدر</a>

دراسة جديدة تقترح أن الثقوب السوداء قد تكون نجومًا متجمدة

quantumcomputerunit-790x400-1

يوجد المعالج الكمي داخل كل حاسوب كمّي، ولكن التكنولوجيا التي يقوم عليها المعالج الكمّي تختلف جذريًا عن نظيرتها في الحواسيب التقليدية.

إن إحدى المكونات الأساسية للحاسوب الكمّي هي وحدة المعالجة الكمومية (QPU). بدلًا من وحدة القياس (بت) القائمة على النظام الثنائي في الحواسيب التقليدية، يعتمد الحاسوب الكمّي على البتات الكمومية والتي يشار إليها بالاختصار كيوبت. وهي جزيئات دون ذرية يمكنها استخدام خصائص ميكانيكا الكم التي تمكّنها من معالجة كميات ضخمة من البيانات.

يعالج المعالج الكمَّي الكيوبتات لينفذ المهام المطلوبة، إذ إنه يشبه وحدة المعالجة المركزية (CPU) للحواسيب التقليدية، التي تجري الحسابات باستخدام المعلومات المخزنة في البتات الثنائية في حالتيها الصفر والواحد.

على عكس المعالجات التقليدية، تستخدم المعالجات الكمومية بوابات كمومية لمعالجة ال(كيوبتات) وإجراء العمليات الحسابية.

تختلف البوابات الكمومية في جوهرها عن البوابات المنطقية الثنائية، إذ إنها مُصمَّمة للاستفادة من خصائص ميكانكيا الكم التي تمكن الحواسيب الكمية من القيام بعدد مهول من العمليات الحسابية في وقت أقل بكثير من نظيرتها التقليدية.

ما من بنى أو معايير محددة متبعة في تصميم وحدة المعالجة الكمومية وتطويرها، إذ إن المعالج الكمّي الواحد قد يعمل بطريقة مختلفة كليًا عن نظيره الآخر.
نظرًا للاختلافات الكبيرة بين تلك البنى، من الصعب المقارنة بين هذه المعالجات الكمومية من ناحية الأداء والقدرات.
<h3>كيف تعمل المعالجات الكمومية؟</h3>
ما يزال تطوير المعالجات الكمومية يواجه الكثير من التحديات. ولكي يتمكن المعالج الكمي من الحفاظ على الدقة والفاعلية، يجب عليه الحفاظ على إتزان الكيوبت وإنشاء نظام فعال لرصد الأخطاء وتصحيحها، وبذلك يمكن تطوير حواسيب كمومية قادرة على القيام بعمليات حسابية ضخمة على نطاق واسع وبدقة.

إن جزءًا من المشكلة هو أن الكيوبتات بطبيعتها هشة وغير متزنة ومن السهل أن تتأثر بالعوامل الخارجية. من إحدى الطرق التي يُلجئ إليها للحفاظ على اتزان الكيوبتات هي استخدام مجالات مغناطيسية عالية الطاقة أو بتجميد الكيوبتات إلى ما يقارب الصفر المطلق.

يجري العمل حاليًا على تطوير أساليب تقنية للتنبوء بالتغيرات المفاجئة غير المرغوب فيها التي تؤثر على حالة الكيوبتات إضافة إلى أساليب أخرى معنية بالتعامل مع المؤثرات الخارجية.

تجعل هذه التحديات المعالجات الكمومية تقنيات حساسة للغاية لأبسط التأثيرات الخارجية، إذ إن أقل إهتزاز قد يعطل العملية الحسابية التي يقوم بها المعالج الكمي ما يعني أنها ليست مناسبة بعد للتطبيقات خارج بيئة المختبر.

لا يمكن تطبيق الخوارزميات التقليدية في فيزياء الكم، لذلك تستخدم المعالجات الكمومية خورازميات كمومية تمكنها من استغلال الخصائص الكمية وذلك لمعالجة البيانات بطريقة أسرع وأكثر كفاءة من نظيرتها في المعالجات التقليدية.

مع أن المعالجات الكمومية قادرة على إجراء عمليات حسابية معقدة وعصية حتى على أقوى الحواسيب العملاقة، تظل الحواسيب الكمية عاجزةً عن حل نوع من المشكلات وهي المشكلات غير القابلة للحل أساسًا.

إن عملية تطوير وحدة المعالجة الكمومية تشبه إلى حد كبير بدايات تطوير وحدة المعالجة التقليدية، ومع وجود مجموعات متنوعة من بنيات وحدات المعالجة الكمية، فمن المرجح أن تُوحد في تصميم قياسي واحد مع تحسين التكنولوجيا وتطورها في السنوات القادمة.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%82%d8%b7%d8%a7%d8%b1-%d9%87%d8%a7%d9%8a%d8%a8%d8%b1%d9%84%d9%88%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%b5%d9%8a%d9%86%d9%8a-%d9%81%d8%a7%d8%a6%d9%82-%d8%a7%d9%84%d8%b3%d8%b1%d8%b9%d8%a9-%d9%8a%d8%ac%d8%aa%d8%a7/">قطار هايبرلوب الصيني فائق السرعة يجتاز اختبارًا جديدًا ويحقق ثورة في عالم المواصلات</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%85%d8%a7%d8%b0%d8%a7-%d9%84%d9%88-%d8%aa%d9%85%d9%83%d9%86-%d8%a7%d9%84%d9%81%d8%b7%d8%b1-%d9%85%d9%86-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%b4%d9%8a%d8%9f-%d8%aa%d8%ac%d8%b1%d8%a8%d8%a9-%d8%b9%d9%84%d9%85%d9%8a/">ماذا لو تمكن الفطر من المشي؟ تجربة علمية جديدة بتركيب روبوت على فطر</a>

المترجم: محمد الشرقاوي

المدقق: نور حمود

مراجعة: باسل حميدي

<a href="https://www.livescience.com/technology/computing/what-is-a-quantum-processing-unit-qpu">المصدر</a>

محمد الشرقاوي

الأعمال

نجح علماء الفيزياء في توليد موجات صوتية تتحرك في اتجاه واحد فقط

شات جي بي تي يدخل عالم الويندوز: تجربة ذكاء اصطناعي بين يديك

دراسة جديدة تقترح أن الثقوب السوداء قد تكون نجومًا متجمدة

ما هي وحدة المعالجة الكمومية QPU؟