نظرية «السود عيونه ياولا».. بعد نوبل تفسير التشابك الكمي بلغة المصريين
منحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022 لكل من: «آلان أسبكت، جون إف. كلوزر، وأنطون زيلينجر» لتجاربهم في التشابك الكمّي، والريادة في علم المعلومات الكمومية.
أجرى العلماء تجارب رائدة باستخدام حالات كمومية متشابكة، حيث يتصرف جسيمان كوحدة واحدة حتى عند فصلهما.
لقد مهدت نتائجهم الطريق لتكنولوجيا جديدة تعتمد على المعلومات الكمومية، وبدأت العديد من التطبيقات تظهر لهذه التجارب في ميكانيكا الكم تشمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية، والشبكات الكمية.
التشابك الكمي بلسان المصريين
نشر أحد مستخدمي مواقع التواصل الاجتماعي يشرح ظاهرة التشابك الكمي بشكل ساخر مبسط للعوام، حيث كتب «حاتم فتحي علي» يقول: "بحاول أفهم التشابك الكمي المتعلق بجائزة نوبل في الفيزياء السنادي رغم أنه موضوع مش جديد.. اللي فهمته بالهجايص إنك لو ولفت جسيمين مع بعض بغض النظر عن المسافة بينهم بحيث لو جسيم في مصر قال السود عيونه يقوم زميله المتولف اللي في المريخ أو مجرة تانيه أصلا يقول يا ولا".
اقرأ أيضًا: بطلة مصرية تعود من الموت بمعجزة.. توقف قلبها أثناء التمرين
وكتب أحد المستخدمين الآخرين ويدعى «شادي عبد الحافظ» صاحب صيدليات، في شرح جاد وأعمق تبسيطًا للنظرية يقول: "ألف مليون مبروك للثلاثي المرح جون إف. كلاوسر، وأنطون سايلينجر، وآليه أسبيه لحصولهم على جايزة نوبل في الفيزياء 2022 عن إنجازاتهم في نطاق ميكانيكا الكم، أو خلينا نقول: كتتويج لحوالي مائة عام من العمل على إثبات أن ألبرت أينشتين، أشقى أشقية الفيزياء، كان على خطأ!".
وأضاف: "عشان نفهم ليه خلينا نبدأ بتجربة بسيطة، أنت صحيت من النوم لقيت نفسك قاعد على كرسي وفي غرفة بيضاء مغلقة تماما، فيه طاولة قدّامك، عليها جنيه مصري معدني واحد فقط، في الجدار فوق فيه سماعة وجنبها شاشة، بيطلع منها صوت بيقول لك: أهلا بك، لقد أخطأت كثيرًا في حياتك وأنا هنا لأخلصك من ذنوبك، سنلعب معًا لعبة، في الغرفة المجاورة يجلس صديقك الأنتيم، وأمامه جنيه مصري واحد، كل المطلوب منك ومنه أن تقوما بلف الجنيه للأعلى، ثم حينما يقع الجنيه على الطاولة سيسجل قراءة، إما (ملك) أو (كتابة)، ستنجو من اللعبة إن حصل لمرة واحدة فقط واتفقت قراءة العملة بينك وبين صديقك، الشاشة ستعرض نتيجة صديقك بعد كل لفه، أمامك 45 دقيقة".
واستكمل: "يا سلام، دا الموضوع طلع بسيط وشكلك هتهرب من العقاب بتاع فيلم SAW ده، يللا ارفع الجنيه في السما، هوب النتيجة عندك "ملك" وعنده "كتابة"، عادي عادي دي أول مرة، طيب نجرب تاني مرة؟ هوب، أنت كتابة وهو ملك، عادي برضه دا لسه أول دقيقة مخلصتش، لكن عارف امت هيدب في قلبك الرعب؟ بعد أول خمسين محاولة لما تكتشف إن فيه شيء غريب بيحصل، شيء غريب جدا، لأنك في كل مرة بتحصل على نتيجة، صاحبك في الغرفة المجاورة يحصل على عكسها، وطبعا إحنا عارفين آخر المشهد ده بيحصل إيه!!".
وواصل: "شيء غير طبيعي في حياتنا العادية، أن فيه حاجتين يتأثروا ببعض فورًا بدون أي رابط، لكن في ميكانيكا الكم ده عادي، واسمه التشابك الكمّي Quantum entanglement".
وأضاف: "لو جبنا جسيمين متشابكين كميًا، حطينا واحد في غرفة والتاني في غرفة جنبها، بعدين عملنا قراءة للف الجسيم الأول ولقيناه تحت، هنا احنا متأكدين اننا لو عملنا قراءة للف الجسيم التاني هنلاقي اللف بتاعه فوق".
يعني إيه لف Spin
يقول شادي: "في عالم ميكانيكا الكم، لما نعطي تشبيه فهو دايمًا خاطئ، ببساطه لأنه لا يشبه عالمنا أو حتى ما يمكن أن ندركه أو نفهمه، اللف هو أحد خصائص الجسيمات، زي ما انت مثلا من خصائصك أنك بتاكل وأن لك دورة دموية وأنك بتضحك، اللف يا أما يكون لف لفوق أو لف لتحت".
وأشار: "الأغرب من ده أن التشابك الكمي هيجصل مهما كانت المسافة بين الغرفتين، يعني مثلا لو قرأنا لف الجسيم الأول في مصر، فاحنا في نفس اللحظة، نفس اللحظة، هنقرأ لف الجسيم التاني عكسه في سهول سيبيريا، بل أننا لو حطينا جسيم هنا على الأرض وآخر في نهاية المجرة، برضه هيحصل التشابك الكمّي! "
واستطرد: "ده هو التأثير المخيف Spooky Action عبر مسافات ده؟ ألبرت أينشتين بالضبط سماه كده، وقال أن ده بيخرق ما أسماه المحلية Locality، وباختصار احنا عارفين أن نظرية أينشتين بتقول أن لا يمكن لتأثير أن يتم بأسرع من سرعة الضوء، لكن التشابك الكمي أهوه بيحصل بشكل لحظي".
هل أخطأ آينشتاين؟
يشرح شادي:
"هنا ألبرت أينشتين قال لك لأ، استنّى يا عم الحج، فيه متغيرات خفية Hidden variables في الموضوع ده، يعني ايه؟ يعني حاجه احنا منعرفهاش، يعني الراجل اللي عامل اللعبة كان مظبط العملات بطريقة ما عشان تمشي بالترتيب اللي هو عاوزه، يعني الالكترون وهو رايح كان واخد في جيبه ورقة فيها معلومات عن رفيقه، وبالتالي كل اللي عمله أنه فتح الورقة ومشى بالترتيب المتفق عليه مسبقا".
"الموضوع عامل زي ما يكون فيه صندوقين مغلقين متعرفش ايه جواهم أبدا، كل واحد منهم فيه فردة جزمة من نفس النوع، انت سافرت للباهامز وفتحت الصندوق لقيت الفردة الشمال، كده انت عارف بشكل لحظي أن الصندوق اللي في مصر فيه الفردة اليمين".
"في الستينيات من القرن الفائت، يطلع الفيزيائي العبقري والطالب المجتهد جون ستيوارت بيل بمبرهنة Bell's theorem بتقول أننا ممكن نعمل تجربة نقدر من خلالها نتأكد أن كان ميكانيكا الكم فيها متغيرات خفية، ولا هيّا اللي بطبعها غاية في العجب".
"هنا نوصل لرواد جايزة نوبل السنادي، اللي بدأو من السبعينيات يحولوا مبرهنة بيل لتجارب على الأرض، تجربة ورا تجربة، وفي كل مرة تتحسن التجربة عن اللي قبلها ونسد خرم فيها Loophole، وفي كل مرة تظهر النتيجة: لا توجد متغيرات خفية، ميكانيكا الكم كده".
"آخر التجارب دي حصلت من كم سنة بس، ووقتها تواصلت مع مورجان ميتشل، أستاذ في البصريات الكمية في معهد العلوم الضوئية في مدينة برشلونة، وكان اسمها The Big Bell Test، واستمتعت جدا بالتعرف عليها".
"الأمر لم يتوقف فقط عن التجارب دي، لكن حصلت ثورة من التمانينات في ميكانيكا الكم، ثورة كانت النواة للحواسيب الكمية، والتشفير الكمي، وغيرها من النطاقات اللي أسهم فيها علماء نوبل لهذا العام، وهتكون نقلة تقنية عظيمة".
"يعني في الآخر كده، هل أينشتين كان على خطأ فعلًا؟
أيوة، بس مش عشان ميكانيكا الكم صح أو خطأ، لكن عشان حاول يحط الكونتم في حلّة واحدة مع الفيزيا الكلاسيكية، لأنه لا يمكن تفسير عالم الكوانتم بلغة الفيزياء الكلاسيكية، أو زي ما بيقول جون ستيوارت بيل: بالنسبة لي، المشكلة الحقيقية مع نظرية الكم هي التعارض الواضح بين معادلاتها الصارمة والنظرية النسبية، ربما لا يتطلب إجراء تركيب حقيقي بين النظريتين مجرد تطورات تقنية، بل تجديد جذري في المفاهيم".
"أيوة يعني فيه ايه طيب والتأثير ده بيحصل ليه؟ التشابك الكمي هو، بحسب بعض العلماء، أغرب شيء في الفيزياء كلها، لسه المحاولات شغاله لفهمه".
