لاحظ الفيزيائيون وبعد طول إنتظار تداخلات كمومية بين مجموعة من الالكترونات المتشابكة وحتى فترة وجيزة كان هذا التداخل نظريًا بحتًا ولكن في الوقت الراهن تم مشاهدة حصوله بالفعل على أرض الواقع عن طريق اذكى كريستال للتبريد فائق التوصيل ووضعه تحت ضغطٍ عالٍ جدًا.
تفتح هذه التجربة المشوقة الابواب لإحياء معرفتنا عن العالم الكمي الغريب ومن المحتمل ايضًا ان تُستخدَم في التكنالوجيا المستقبلية.
لاحظ باحثون ان بعض مجاميع الالكترونات المتشابكة لا تشبه الإرتباط المتعارف عليه للالكترونات المتشابكة إذ ان مجاميع الإلكترونات الرباعية المتشابكة تتشاطر نفس الحالة ذات الترتيب المعقد الذي كان يُعتقَد انه يوجد فقط في الكرستال فائق التوصيل.
قاد الدراسة باحثون من (École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL في سويسرا إذ استخدموا كميات هائلة من النيوترونات لتحليل سلوك الالكترونات في شبكة من الإسترونتيوم النحاس ووضعه تحت ضغطٍ عالٍ جدًا.
يُعَد الإسترونتيوم النحاسي من افضل الموصلات الكهربائية لان بامكانه الانزلاق خلال المواد بمقاومة تساوي الصفر وفي درجة حرارة واطئة جدًا.
ترتبط الإلكترونات بما يدعى بالارتباط النحاسي، وهو التأثير الكمي الذي يسبب انشطار في جزء من الالكترون المسؤول عن تجاذب الايونات الموجبة المحيطة بها.
ازواج النحاس هي الالكترونات المتشابكة مما يعني أنه حتى في حال كانت مفصولة بمسافةٍ ما فان تم إجبار أحدها لتبني صفة معينة يؤدي على الفور الى كشف صفة مقابلة في شريكها.
إن تداخل كهذا معروفٌ في الفيزياء بمشاكل الجسم المتعددة ولا يمكن تمثيلها بسهولةٍ ابدًا . من شأن هذه المشكلة ان تصبح معقدة وسخيفة وذلك عندما نضيف غرابة الكم الى مشكلة معقدة بالفعل في تداخلات كثيرة.
وإن تمثيل كيف تتصرف الالكترونات المتشابكة تحت الظروف المعقدة هو نفس الإستنتاج الذي تم التوصل إليه في عام 1982 عن طريق الفيزيائيين النظريين بي سريرام شانتري (B. Sriram Shantry) وبيل سوثيرلاند (Bill Sutherland).
قال هينريك رونوو (Henrik Rønnow) أحد الباحثين في هذه التجربة العلمية ان فيزيائية الاجسام المتعددة الكمية تسبب تحديًا وذلك عندما تصل النظرية الى توصلٍ بسيطٍ في كيفية التعامل معها.
بينما بإمكان نظرية شانتري وسوثيرلاند ان تُطبَق في هذا البحث الجديد الا أن اعمالنا توصلت بالفعل الى مجموعة ارقام من التوقعات لوصف تغييرات الطور في المواد ذات التوصيل العالي ولا نعلم حتى الآن أيًا منها هو الصحيح.
وبين العديد من الإحتمالات، هناك إحتمالٌ يبين ان دوران الإلكترون بامكانه ان يؤدي الى تشابك مجاميع من الالكترونات الى رباعيات بدلًا من ثنائيات وهذا ما يسمى “plaquette singlet”.
وsinglet هو بالضبط ما توصل إليه الباحثون في هذه الدراسة. إذ لاحظوا ان وضع إلكترونات وفي ضغط جوي يبلغ حوالي 21,500، تم ملاحظة أن الإلكترونات في المواد فائقة التبريد قد شكلت مجاميعًا رباعية.
وقد قال رونو ان هذه طريقة جديدة لتغير الطور الكمي، فبينما هناك عدة نظريات بشأن هذا الموضوع الى أنه لم يتم اختبار أيًا منها مختبريًا.”
بما انه هناك العديد من المواد التي تستخدم كأشباه الموصلات وذلك بسبب مراحل التغيير الفريدة من نوعها التي تمتلكها والتغيير بين التوصيل والعزل في الظروف المتغيرة. تغيير غريب جديد في الطور كهذا يمكن ان يستخدم في التكنولوجيا المستقبلية وكل هذا سنراه بالمستقبل.
بالنسبة للفيزيائيين فإنه في الحقيقة نظرية فيزيائية معقدة ذات نتيجة من شأنها ان تساعدنا كثيرًا في فهم الغرابة وغرابة عالم الكم.
ترجمة: Ali Habeeb
تدقيق: Tabarek A. Abdulabbas
تصميم: Murtaza Jabbar
المصدر: هنا
الباحثون العراقيون Iraqi Researchers
