للمرة الأولى: اكتشاف وجود أعاصير كمية

مقالات ذات صلة

اكتشاف كميات هائلة من الذهب في مصر

صور: ما سر كمية الذهب الكبيرة التي تم اكتشافها على طريق مكة؟

للمرة الأولى: فتح المجال أمام الطالبات لدراسة البكالوريوس بالبترول

أفادت الجمعية الفلكية بجدة أنه تم مؤخراً اكتشاف تجريبي لأول مرة لوجود الأعاصير الكمية، وهي دوامات إلكترونية في فضاء الزخم، مما يعد تطوراً ثورياً في مجال فيزياء الكم.

وقالت الجمعية في منشور لها عبر صفحتها الخاصة على موقع فيسبوك، إن هذا الاكتشاف يمثل طفرة كبيرة في فهمنا للفيزياء الدقيقة، كما أنه قد يحدث تحولاً في تقنيات الكم المستقبلية.

وأشارت إلى أن هذا الاكتشاف الحديث قد أكد صحة نظرية عمرها 8 سنوات، ما قد يساهم في تغيير قواعد اللعبة في تكنولوجيا الكم.

وأوضحت فبكية جدة أنه في الفيزياء التقليدية، تتجسد الأعاصير في شكل دوامات من الهواء أو الماء، حيث تحدث الحركة في فضاء الموقع.

وتابعت أنه في فيزياء الكم، تتصرف الإلكترونات بشكل مختلف، حيث تتشكل دوامات في فضاء الزخم، وهو الفضاء الذي يتم تحديد حركة الإلكترونات فيه بواسطة الطاقة والاتجاه بدلاً من الموقع المكاني.

وأكملت الجمعية أن هذه الدوامات تنشأ نتيجة الزخم الزاوي المداري، الذي يشير إلى الحركة الدورانية للإلكترونات حول النواة الذرية.

وأكملت أن العلماء قد لاحظوا هذه الظاهرة في مادة زرنيد التنتالوم شبه المعادن الكمي TaAs، المعروفة بخصائصها الإلكترونية الفريدة.

ولفتت فلكية جدة إلى أنه بدلاً من التحرك في مسارات مستقيمة، تقوم الإلكترونات في TaAs بتشكيل دوامات معقدة في فضاء الزخم، مما يوفر فهماً جديداً لسلوك الإلكترونات على المستوى الكمي.

ونوهت إلى أنه من أجل رصد هذه الأعاصير، استخدم الفريق تقنية مطياف الانبعاث الضوئي ذو التحليل الزاوي ARPES، التي تعتمد على التأثير الكهروضوئي الذي اكتشفه آينشتاين من خلال دمج هذه التقنية مع التصوير المقطعي الكمي.

وأردفت الجمعية إن العلماء قاموا بإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للزخم الزاوي المداري للإلكترونات، لافتة إلى أن هذا النهج قد كشف عن أنماط دوامية تشبه الأعاصير في فضاء الزخم.

وبينت أنه بذلك الاكتشاف، أكد الفريق التجريبي التنبؤ النظري الذي قدمه رودريش موسنر في عام 2017، مما يثبت أن هذه الدوامات الإلكترونية هي ظاهرة حقيقية، وليست مجرد تنبؤات رياضية.

وأكدت فلكية جدة أنه يمكن أن يكون لهذا الاكتشاف تأثير كبير على المجالات الناشئة، مثل المدارات، وهي تقنية قد تحدث ثورة في نقل البيانات باستخدام الحركة المدارية للإلكترونات بدلاً من شحنها، مما يجعل عمليات النقل أكثر كفاءة، وأقل فقداناً للطاقة، مردفة إن هذا قد يساهم في تطوير حوسبة أسرع وأكثر استدامة.

وأضافت أنه بفضل خصائصه الفريدة، فإن زرنيد التنتالوم يعتبر مرشحاً قوياً للجيل القادم من مكونات الكم، مع تطبيقات محتملة في الحوسبة الكمومية والمواد المتقدمة والأجهزة ذات الكفاءة العالية في استهلاك الطاقة.