فيزيائيون يتمكنون لأول مرة من قياس الفراغ حرفيا

كان قياس طيف الامواج الدقيقة التي تشكل مساحة فارغة، بالنسبة لبعض علماء الفيزياء، هدفاً لعقود من الزمن، لكن لم يجد اي احد منهم الطريقة الجيدة لفعل ذلك.

استخدم علماء الفيزياء من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا (ETH) في زيورخ (Zurich) وبطريقة ذكية الليزر لفهم الطبيعة الكمومية للفراغ، ووضعوا علامة فارقة في محاولاتنا لقياس العدم المطلق.

الكون هو في الاساس وعر. كقطعة قماش جديدة لم يُرسم عليها بعد، هناك بنية لواقع اجرد والذي يمكننا اكتشافه.

ما نأخذه لفراغ تام للمادة والاشعاع هو مجال لا حصر له من الاحتمالات التي تنشأ منها الجسيمات. في الواقع ، هناك مجال لكل جسيم عنصري ، فقط في انتظار الطاقة الكافية لتحديد الملامح الرئيسية لوجوده.
كل هذه الجسيمات مقيدة بقاعدة غريبة – فكلما زادت بعض الاحتمالات ، يتعين على الآخرين تقليصها. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون الجسيم في موقع محدد ، ولكن سيكون له زخم غامض. أو العكس.

مبدأ عدم اليقين هذا لا ينطبق فقط على الجزيئات. الأمر ينطبق على الحقل الشاغر نفسه.
بالوقوف إلى الخلف ، تبدو لوحة هذا الفنان ناعمة بشكل ملحوظ. وبالمثل ، على مدى فترة زمنية ممتدة ، فإن متوسط ​​كمية الطاقة في حجم مساحة فارغة إلى صفر.
لكن مع تركيزنا ، في أي لحظة من الأوقات ، أصبحنا أقل يقينًا بشأن مقدار الطاقة التي سنجدها ، مما ينتج عنه مجموعة من الاحتمالات. عادة ما نفكر في هذا النسج بشكل عشوائي. ولكن هناك ارتباطات يمكن أن تخبرنا بشيء أو اثنين عن طبيعة هذا التموج.

تقول الفيزيائية إيلينا كريستينا بينيا تشيلموس من معهد إلكترونتيوم للإلكترونيات في ETH زيورخ: ( تقلبات الفراغ في الحقل الكهرومغناطيسي لها عواقب واضحة للعيان ، ومن بين أمور أخرى ، تكون مسؤولة عن حقيقة أن الذرة يمكن أن تنبعث منها تلقائيًا )
لقياس معظم الأشياء ، تحتاج إلى إنشاء نقطة انطلاق. لسوء الحظ بالنسبة لشيء موجود بالفعل في أدنى حالة طاقة له ، يشبه إلى حد ما قياس قوة لكمة من قبضة غير متحركة.
الجسيمات الافتراضية – الأشباح القصيرة للجزيئات المحتملة التي بالكاد توجد حالات عدم يقين في أحد الحقول – هي أيضًا مفتاح لفهم كيف تتبخر الثقوب السوداء ببطء مع مرور الوقت من خلال إشعاع هوكينج.

في المستقبل ، سنحتاج إلى المزيد من الحيل مثل هذه إذا أردنا أن نفهم النسيج الذي يرسمه الكون.

ترجمة وتصميــم : Hussein Al-Noaimie
تدقيق ونشــر : Jazmine A. Al-Kazzaz
المصــدر : هنـــــا

Comments

comments