محاكاة ثورية تكشف إمكانية 'خلق' الضوء من العدم

وكالات – صقر الجديان
أعاد فريق من العلماء في جامعة أكسفورد تخيّل الفراغ، وحاكوا رقميا إمكانية توليد الضوء من العدم، مستندين إلى واحدة من أغرب تنبؤات فيزياء الكم: أن الفراغ ليس خاليا تماما.
وفي دراسة جديدة، أجرى العلماء محاكاة حاسوبية متقدمة أظهرت كيف يمكن لأشعة ليزر فائقة القوة أن 'تزعزع' الفراغ الكمي، وتستحث ظواهر حقيقية مثل إنتاج الضوء، من دون الحاجة إلى ذرات أو مادة فيزيائية.
وخلافا لما تفترضه الفيزياء الكلاسيكية، التي تعتبر الفراغ مساحة خالية بالكامل، تكشف فيزياء الكم أن الفراغ مليء بجسيمات افتراضية عابرة—خاصة أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات تظهر وتختفي بسرعة فائقة.
وعندما تتفاعل هذه الجسيمات مع طاقة قوية كفاية، يمكنها أن تنتج تأثيرات ملموسة. وهو ما حاول فريق جامعة أكسفورد محاكاته بدقة، باستخدام برنامج متقدم يسمى OSIRIS.
وركّز الفريق على ظاهرة نظرية تعرف بـ'اختلاط الموجات الرباعية في الفراغ'، حيث يمكن لحزم ضوء ليزرية متقاطعة أن تثير الجسيمات الافتراضية في الفراغ، وتدفعها لتوليد ضوء جديد (دون أن تمر عبر أي مادة).
وتضمنت المحاكاة استخدام أشعة ليزر بقوة بيتاواط (أي مليون مليار واط)، وهي من أقوى الحزم الضوئية التي يمكن تصورها، تعادل طاقة تشغيل 10 تريليونات مصباح كهربائي.
وأظهرت النتائج أن أشعة الليزر قادرة، عبر الفراغ الكمي، على تغيير اتجاهها، والاختلاط، بل وإنتاج ضوء جديد تماما.
وتمثل أحد أبرز النتائج في ازدواجية الانكسار في الفراغ، وهي ظاهرة شبيهة بما يحدث عندما يمر الضوء في بلورات معينة وينقسم إلى مسارين.
وفي هذه الحالة، أدى تأثير الليزر على الجسيمات الافتراضية إلى تشويه 'نسيج' الفراغ ذاته، وتغيير استقطاب الضوء كما لو كان يمر عبر بلورة غير مرئية.
وإذا أمكن لاحقا تكرار هذه النتائج في تجارب حقيقية، فقد تمهد لفهم أعمق لطبيعة الفراغ والطاقة المظلمة وبنية الزمكان، بل وربما تقنيات جديدة للتحكم بالضوء.
لكن هذه التأثيرات الكمومية شديدة الدقة، وتتطلب ليزرات قوية جدا قد تبخّر معظم المواد. لذا، تظل المحاكاة أداة أساسية لتحديد الشروط المثلى قبل الشروع في تجارب حقيقية عالية التكلفة والمخاطر.
ويأمل فريق البحث في مواصلة تطوير نماذجهم لاختبار أشكال جديدة من النبضات الليزرية، واكتشاف طرق أخرى 'لإنتاج شيء من لا شيء'.
وهذه المحاكاة ليست فقط اختبارا نظريا، بل خارطة طريق نحو تجارب قد تغيّر فهمنا للفراغ والضوء، وحتى طبيعة الواقع.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

صحيفة الخليج

منذ 17 ساعات

• صحيفة الخليج

محاكاة رقمية لتوليد الضوء من العدم

أعاد فريق من العلماء في جامعة أكسفورد تخيّل الفراغ، وحاكوا رقمياً إمكانية توليد الضوء من العدم، مستندين إلى واحدة من أغرب تنبّؤات فيزياء الكمّ وهي أن الفراغ ليس خالياً تماماً. وفي دراسة جديدة، أجرى العلماء محاكاة حاسوبية متقدمة أظهرت كيف يمكن لأشعة ليزر فائقة القوة أن «تزعزع» الفراغ الكمّي، وتستحث ظواهر حقيقية مثل إنتاج الضوء، من دون الحاجة إلى ذرات أو مادة فيزيائية. وخلافاً لما تفترضه الفيزياء الكلاسيكية، التي تعتبر الفراغ مساحة خالية بالكامل، تكشف فيزياء الكمّ أن الفراغ ممتلئ بجسيمات افتراضية عابرة—خاصة أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات تظهر وتختفي بسرعة فائقة. وعندما تتفاعل هذه الجسيمات مع طاقة قوية كفاية، يمكنها أن تنتج تأثيرات ملموسة. وهو ما حاول فريق جامعة أكسفورد محاكاته بدقة، باستخدام برنامج متقدم يسمى OSIRIS. وركّز الفريق على ظاهرة نظرية تعرف بـ «اختلاط الموجات الرباعية في الفراغ»، حيث يمكن لحزم ضوء ليزرية متقاطعة أن تثير الجسيمات الافتراضية في الفراغ، وتدفعها لتوليد ضوء جديد (دون أن تمر عبر أي مادة). وتضمنت المحاكاة استخدام أشعة ليزر بقوة بيتاواط (أي مليون مليار واط)، وهي من أقوى الحزم الضوئية التي يمكن تصورها، تعادل طاقة تشغيل 10 تريليونات مصباح كهربائي. وأظهرت النتائج أن أشعة الليزر قادرة، عبر الفراغ الكمّي، على تغيير اتجاهها، والاختلاط، بل وإنتاج ضوء جديد تماماً. وتمثل إحدى أبرز النتائج، في ازدواجية الانكسار في الفراغ، وهي ظاهرة شبيهة بما يحدث عندما يمر الضوء في بلورات معينة وينقسم إلى مسارين. وفي هذه الحالة، أدى تأثير الليزر على الجسيمات الافتراضية إلى تشويه «نسيج» الفراغ ذاته، وتغيير استقطاب الضوء كما لو كان يمر عبر بلورة غير مرئية. وإذا أمكن لاحقاً تكرار هذه النتائج في تجارب حقيقية، فقد تمهد لفهم أعمق لطبيعة الفراغ والطاقة المظلمة وبنية الزمكان.

العين الإخبارية

منذ يوم واحد

• العين الإخبارية

علماء الفيزياء يقتربون من اكتشاف «قوة خامسة» في قلب الذرات

أعلن فريق دولي من العلماء من ألمانيا وسويسرا وأستراليا عن مؤشرات محتملة لوجود "قوة خامسة" للطبيعة، تتفاعل داخل نوى الذرات بطريقة لم ترصدها النماذج التقليدية. وكما هو معروف، تُفسّر جميع الظواهر الفيزيائية من خلال أربع قوى أساسية: الجاذبية، الكهرومغناطيسية، والقوتان النوويتان القوية والضعيفة. لكن هذا الاكتشاف الجديد يفتح الباب لاحتمال وجود قوة خامسة غير معروفة، تتوسط بين الجسيمات الذرية مثل الإلكترونات والنيوترونات، عبر ما يُعرف بـ"جسيم يوكاوا" الافتراضي. وبخلاف الدراسات السابقة التي ركزت على آثار هذه القوة المفترضة على نطاق كوني، ركّز الباحثون في هذا البحث على ما يحدث في مدارات الإلكترونات حول نوى أربعة أنواع مختلفة من نظائر الكالسيوم. عندما يُمنح الإلكترون طاقة إضافية، ينتقل مؤقتًا إلى مدار أعلى، في عملية تُعرف بالانتقال الذري. وتوقيت هذا الانتقال يتأثر ببنية النواة، والتي تختلف من نظير إلى آخر بسبب عدد النيوترونات. ومن خلال رسم ما يُعرف بـ"مخطط كينغ" الذي يربط بين هذه الاختلافات، يمكن رصد أي انحراف غير متوقع عن النموذج القياسي للفيزياء. وقد أظهرت القياسات التي أجراها الفريق باستخدام خمسة نظائر من الكالسيوم، وفي حالتين شحنيتين مختلفتين، وجود انحرافات طفيفة لا يمكن تفسيرها بالكامل بالفيزياء المعروفة، ما يترك احتمالاً لوجود تأثير ضعيف ناتج عن قوة غير معروفة، يُحتمل أن تكون ناتجة عن جسيم وسيط كتلته تقع بين 10 و10 ملايين إلكترون فولت. ورغم أن هذه المؤشرات لا ترقى بعد إلى مستوى الإثبات العلمي، فإن الباحثين أكدوا أن الانحراف في البيانات يرجع إلى عامل وحيد على الأرجح، ما يُعزز فرضية وجود قوة جديدة. ويقول الباحثون إن الأمر يتطلب مزيدًا من التجارب الدقيقة وتحسين الحسابات للتأكد من أن ما رُصد لا يُمكن تفسيره إلا عبر قوة خامسة محتملة، وهو ما قد يشكّل خطوة فارقة في فهمنا للكون ولما يدور في أعماق المادة. aXA6IDgyLjIxLjIyMC4xOTMg جزيرة ام اند امز FI

صقر الجديان

منذ 3 أيام

• صقر الجديان

محاكاة ثورية تكشف إمكانية 'خلق' الضوء من العدم

وكالات – صقر الجديان أعاد فريق من العلماء في جامعة أكسفورد تخيّل الفراغ، وحاكوا رقميا إمكانية توليد الضوء من العدم، مستندين إلى واحدة من أغرب تنبؤات فيزياء الكم: أن الفراغ ليس خاليا تماما. وفي دراسة جديدة، أجرى العلماء محاكاة حاسوبية متقدمة أظهرت كيف يمكن لأشعة ليزر فائقة القوة أن 'تزعزع' الفراغ الكمي، وتستحث ظواهر حقيقية مثل إنتاج الضوء، من دون الحاجة إلى ذرات أو مادة فيزيائية. وخلافا لما تفترضه الفيزياء الكلاسيكية، التي تعتبر الفراغ مساحة خالية بالكامل، تكشف فيزياء الكم أن الفراغ مليء بجسيمات افتراضية عابرة—خاصة أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات تظهر وتختفي بسرعة فائقة. وعندما تتفاعل هذه الجسيمات مع طاقة قوية كفاية، يمكنها أن تنتج تأثيرات ملموسة. وهو ما حاول فريق جامعة أكسفورد محاكاته بدقة، باستخدام برنامج متقدم يسمى OSIRIS. وركّز الفريق على ظاهرة نظرية تعرف بـ'اختلاط الموجات الرباعية في الفراغ'، حيث يمكن لحزم ضوء ليزرية متقاطعة أن تثير الجسيمات الافتراضية في الفراغ، وتدفعها لتوليد ضوء جديد (دون أن تمر عبر أي مادة). وتضمنت المحاكاة استخدام أشعة ليزر بقوة بيتاواط (أي مليون مليار واط)، وهي من أقوى الحزم الضوئية التي يمكن تصورها، تعادل طاقة تشغيل 10 تريليونات مصباح كهربائي. وأظهرت النتائج أن أشعة الليزر قادرة، عبر الفراغ الكمي، على تغيير اتجاهها، والاختلاط، بل وإنتاج ضوء جديد تماما. وتمثل أحد أبرز النتائج في ازدواجية الانكسار في الفراغ، وهي ظاهرة شبيهة بما يحدث عندما يمر الضوء في بلورات معينة وينقسم إلى مسارين. وفي هذه الحالة، أدى تأثير الليزر على الجسيمات الافتراضية إلى تشويه 'نسيج' الفراغ ذاته، وتغيير استقطاب الضوء كما لو كان يمر عبر بلورة غير مرئية. وإذا أمكن لاحقا تكرار هذه النتائج في تجارب حقيقية، فقد تمهد لفهم أعمق لطبيعة الفراغ والطاقة المظلمة وبنية الزمكان، بل وربما تقنيات جديدة للتحكم بالضوء. لكن هذه التأثيرات الكمومية شديدة الدقة، وتتطلب ليزرات قوية جدا قد تبخّر معظم المواد. لذا، تظل المحاكاة أداة أساسية لتحديد الشروط المثلى قبل الشروع في تجارب حقيقية عالية التكلفة والمخاطر. ويأمل فريق البحث في مواصلة تطوير نماذجهم لاختبار أشكال جديدة من النبضات الليزرية، واكتشاف طرق أخرى 'لإنتاج شيء من لا شيء'. وهذه المحاكاة ليست فقط اختبارا نظريا، بل خارطة طريق نحو تجارب قد تغيّر فهمنا للفراغ والضوء، وحتى طبيعة الواقع.