أحدث الأخبار مع #الفيزياءالكمومية،
جريدة الوطن
منذ 5 أيام
- علوم
- جريدة الوطن
تحويل الضوء إلى مادة فائقة الصلابة
في عالمنا اليوم، نعرف 3 حالات تقليدية للمادة، وهي الصلبة التي لها شكل ثابت، مثل الجليد أو المعادن، والسائلة التي تتدفق بحرية، مثل الماء، والغازية مثل الهواء، الذي ينتشر لملء أي فراغ. وهناك كذلك حالات مثل البلازما، والتي توجد في الشمس، وتتكون من جسيمات مشحونة كهربائيا. مادة فائقة الصلابة لكن في عالم الفيزياء الكمومية، تظهر حالات أغرب، مثلا يمكن أن تجمع «المادة فائقة الصلابة» بين خصائص الصلب والسائل معا. هذه المادة، يمكنها أن تتصرف مثل الصلب والسائل في نفس الوقت، وهي حالة كمومية غريبة من المادة تمتلك بنية صلبة مثل البلورة، لكنها في نفس الوقت تتدفق بسلاسة مثل السائل من دون أي احتكاك. تخيل صفّا من قطرات الماء يمكنه أن يتحرك بسلاسة، لكن المسافة بين القطرات لا تتغير أبدا، هذا شيء مستحيل في عالمنا العادي، لكنه ممكن في العالم الكمومي. ويقول عالم الفيزياء الذرية والبصرية، إياكوبو كاروسوتو، من جامعة ترينتو في إيطاليا في تصريح رسمي حصلت الجزيرة نت على نسخة منه: «هذه القطرات قادرة على التدفق عبر عائق من دون التعرض لاضطرابات، مع الحفاظ على ترتيبها المكاني ومسافتها المتبادلة من دون تغيير كما يحدث في المواد الصلبة البلورية». ولم تكن المواد الصلبة الفائقة تُصنع سابقا إلا من الذرات، لكن فريقا يقوده علماء من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا نجح الآن في صنع مادة صلبة فائقة باستخدام الفوتونات لأول مرة. الضوء وحركاته الضوء هو طاقة نقية، وليس مادة، لذلك فهو لا يتصرف عادة مثل الصلب أو السائل، لكن العلماء استخدموا حيلة فيزيائية ذكية لجعل الضوء يتصرف مثل المادة، بحسب الدراسة التي نشرت في الدورية المرموقة «نيتشر». الخطوة الأولى كانت جعل الضوء «يلتصق» بالمادة، وحتى يصبح الضوء أقرب إلى المادة، يجب دمجه مع جسيمات مادية. وللقيام بذلك، استخدم العلماء حزمة ضوئية مركزة (ليزر) وتم توجيهها على مادة خاصة تُعرف باسم زرنيخيد الغاليوم، وهو مركب من عناصر الغاليوم والزرنيخ. عند اصطدام الضوء بالمادة، بدأ بالتفاعل مع الإلكترونات داخل المادة، مما أدى إلى ظهور جسيمات شبه مادية تُسمى البولاريتونات، وللتقريب فقط يمكن تصور أنها جسيمات «هجينة» جزء من الضوء وجزء من المادة. بعد ذلك، دفع العلماء بالبولاريتونات، عبر عمليات توجيه معقدة لتسلك سلوك المواد فائقة الصلابة. واصطلاح «شبه مادية» يشير إلى نوع غير معتاد من المادة يسميه العلماء أشباه الجسيمات، ولفهم الفكرة تخيل مثلا موجة تشجيع يصنعها الجمهور في أحد الملاعب، هذه الموجة ليست مجرد شخص واحد يتحرك، بل إن الحركة الجماعية للجمهور تخلق «موجة» تبدو وكأنها كيان مستقل يتحرك من تلقاء نفسه. وبالمثل، تنشأ أشباه الجسيمات من الحركات المنسقة أو التفاعلات بين العديد من الجسيمات داخل المادة، فتتصرف الإضطرابات بطريقة تجعلها تبدو كما لو كانت كيانات مستقلة، رغم أنها ليست جسيمات أساسية في الواقع، مثل البروتونات أو الإلكترونات. تطبيقات واعدة وللتأكد من نجاح التجربة، أجرى العلماء بعض الاختبارات المهمة مثل قياس كثافة المادة الناتجة ووجدوا أنها تتوزع في شكل قمتين كبيرتين مع فجوة بينهما، وهو دليل على وجود مادة فائقة الصلابة، كما استخدموا تقنيات أخرى لقياس الحالة الكمومية للنظام، ووجدوا أن الترتيب الكمومي بقي ثابتا عبر النظام بأكمله، وهذا يؤكد أن المادة كانت بالفعل فائقة الصلابة. ويُمثل هذا الابتكار تقدما في فيزياء الكم، حيث يفتح تحويل الضوء إلى حالة صلبة فائقة بهذه الطريقة آفاقا لتقنيات ضوئية جديدة، مثل تطوير أجهزة الليزر والأجهزة البصرية من الجيل التالي ذات الأداء المُحسّن والوظائف الجديدة، كما يمكن أن يساعد ذلك على استكشاف أعمق لطبيعة المادة والضوء في العالم الكمومي. وبشكل عام، تتميز المواد فائقة الصلابة بخصائص كمية فريدة يُمكن تسخيرها لتطوير «كيوبتات» أكثر استقرارا وكفاءة، وهي الوحدات الأساسية للحواسيب الكمومية. ويمكن للمواد فائقة الصلابة كذلك أن تساعد في تطوير أجهزة قياس دقيقة، حيث إن حساسية المواد الصلبة الفائقة للمحفزات الخارجية تجعلها مثاليةً لإنشاء مستشعرات عالية الدقة، ويمكن لهذه المستشعرات أن تُحدث ثورة في المجالات التي تتطلب قياسات دقيقة، بما في ذلك الفيزياء الفلكية وتكنولوجيا النانو.
يمرس
١٥-٠٦-٢٠٢٥
- علوم
- يمرس
معهد وايزمان تدميره أفقد إسرائيل مكاسب كثيرة
معهد وايزمان للعلوم في رحوفوت #إسرائيل: هو واحد من أبرز المراكز البحثية في العالم، تأسس عام 1934 على يد حاييم وايزمان، أول رئيس لإسرائيل، ويركز المعهد على الأبحاث المتقدمة في الفيزياء، الكيمياء، الرياضيات، علوم الحاسوب، الذكاء الاصطناعي، والبيولوجيا، ويُعد مركزًا للدراسات العليا فقط. ارتبط بستة حائزين على جائزة نوبل وثلاثة فائزين بجائزة تورينج، مما يعكس دوره الريادي في العلوم. أهمية المعهد: - البحث العلمي: يقود أبحاثا رائدة في الذكاء الاصطناعي، الفيزياء الكمومية، علم الأعصاب، وعلاج السرطان، مع إسهامات في تقنيات تخصيب اليورانيوم وإنتاج الماء الثقيل للأغراض النووية. - الدعم العسكري: يساهم في تطوير تقنيات الجيش الإسرائيلي، مثل أنظمة الرصد، الطائرات بدون طيار، والأسلحة الذكية، مما يجعله هدفًا استراتيجيًا. - البرنامج النووي: لعب دورًا تاريخيًا في دعم البرنامج النووي الإسرائيلي، مما يعزز أهميته الأمنية. - الاقتصاد والابتكار: يحقق إيرادات كبيرة من براءات الاختراع ويتلقى تمويلًا حكوميًا ودوليًا، مع ميزانية ضخمة تدعم أبحاثه. استهدافه من إيران: تعرض المعهد لهجوم صاروخي إيراني تسبب في أضرار كبيرة وحريق بمبنى يضم مختبرات، مع تقارير عن إصابات ومحاصرة أشخاص تحت الأنقاض. يأتي الهجوم في سياق تصاعد التوترات بعد إعلان إيران حيازتها وثائق سرية عن البرنامج النووي الإسرائيلي، ويُعد الاستهداف ضربة استراتيجية تهدف إلى إضعاف التفوق التكنولوجي والعسكري الإسرائيلي
الجزيرة
١٦-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- الجزيرة
العلماء يتمكنون من تحويل الضوء إلى مادة فائقة الصلابة
في عالمنا اليوم، نعرف 3 حالات تقليدية للمادة، وهي الصلبة التي لها شكل ثابت، مثل الجليد أو المعادن، والسائلة التي تتدفق بحرية، مثل الماء، والغازية مثل الهواء، الذي ينتشر لملء أي فراغ. وهناك كذلك حالات مثل البلازما، والتي توجد في الشمس، وتتكون من جسيمات مشحونة كهربائيا. مادة فائقة الصلابة لكن في عالم الفيزياء الكمومية، تظهر حالات أغرب، مثلا يمكن أن تجمع "المادة فائقة الصلابة" بين خصائص الصلب والسائل معا. هذه المادة، يمكنها أن تتصرف مثل الصلب والسائل في نفس الوقت، هذه هي المادة فائقة الصلابة، وهي حالة كمومية غريبة من المادة تمتلك بنية صلبة مثل البلورة، لكنها في نفس الوقت تتدفق بسلاسة مثل السائل من دون أي احتكاك. تخيل صفّا من قطرات الماء يمكنه أن يتحرك بسلاسة، لكن المسافة بين القطرات لا تتغير أبدا، هذا شيء مستحيل في عالمنا العادي، لكنه ممكن في العالم الكمومي. ويقول عالم الفيزياء الذرية والبصرية، إياكوبو كاروسوتو، من جامعة ترينتو في إيطاليا في تصريح رسمي حصلت الجزيرة نت على نسخة منه: "هذه القطرات قادرة على التدفق عبر عائق من دون التعرض لاضطرابات، مع الحفاظ على ترتيبها المكاني ومسافتها المتبادلة من دون تغيير كما يحدث في المواد الصلبة البلورية". وفي إنجاز علمي مذهل، تمكن علماء إيطاليون من تحويل الضوء نفسه إلى مادة فائقة الصلابة، ويمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطورات كبيرة في الفيزياء الكمومية والتقنيات المستقبلية. ولم تكن المواد الصلبة الفائقة تُصنع سابقا إلا من الذرات، لكن الفريق الذي يقوده علماء من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا نجح الآن في صنع مادة صلبة فائقة باستخدام الفوتونات لأول مرة. الضوء وحركاته الضوء هو طاقة نقية، وليس مادة، لذلك فهو لا يتصرف عادة مثل الصلب أو السائل، لكن العلماء استخدموا حيلة فيزيائية ذكية لجعل الضوء يتصرف مثل المادة، بحسب الدراسة التي نشرت في الدورية المرموقة "نيتشر". الخطوة الأولى كانت جعل الضوء "يلتصق" بالمادة، وحتى يصبح الضوء أقرب إلى المادة، يجب دمجه مع جسيمات مادية. وللقيام بذلك، استخدم العلماء حزمة ضوئية مركزة (ليزر) وتم توجيهها على مادة خاصة تُعرف باسم زرنيخيد الغاليوم، وهو مركب من عناصر الغاليوم والزرنيخ. عند اصطدام الضوء بالمادة، بدأ بالتفاعل مع الإلكترونات داخل المادة، مما أدى إلى ظهور جسيمات شبه مادية تُسمى البولاريتونات، وللتقريب يمكن تصور أنها جسيمات "هجينة" جزء من الضوء وجزء من المادة. واصطلاح "شبه مادية" يشير إلى نوع غير معتاد من المادة يسميه العلماء أشباه الجسيمات، ولفهم الفكرة تخيل أنك تلعب مع أصدقائك في حوض سباحة، وعندما تحرك يدك في الماء، ترى تموجات صغيرة تتحرك عبر سطح الماء، هذه التموجات ليست أشياء مادية بحد ذاتها، لكنها تتصرف كأنها كائنات مستقلة تتحرك عبر الماء. وبنفس الطريقة، تكون أشباه الجسيمات، فهي ظواهر تحدث داخل المواد الصلبة، حيث تتحرك الطاقة أو الاضطرابات بطريقة تجعلها تبدو كأنها جسيمات حقيقية، رغم أنها ليست جسيمات مستقلة مثل الإلكترونات أو البروتونات. تطبيقات واعدة وللتأكد من نجاح التجربة، أجرى العلماء بعض الاختبارات المهمة مثل قياس كثافة المادة الناتجة ووجدوا أنها تتوزع في شكل قمتين كبيرتين مع فجوة بينهما، وهو دليل على وجود مادة فائقة الصلابة، كما استخدموا تقنيات أخرى لقياس الحالة الكمومية للنظام، ووجدوا أن الترتيب الكمومي بقي ثابتا عبر النظام بأكمله، وهذا يؤكد أن المادة كانت بالفعل فائقة الصلابة. ويُمثل هذا الابتكار الحديث تقدما كبيرا في فيزياء الكم، حيث يفتح تحويل الضوء إلى حالة صلبة فائقة آفاقا لتقنيات ضوئية جديدة، مثل أجهزة الليزر والأجهزة البصرية من الجيل التالي ذات الأداء المُحسّن والوظائف الجديدة، كما يمكن أن يساعد ذلك على استكشاف أعمق لطبيعة المادة والضوء في العالم الكمومي. إلى جانب ذلك، تتميز المواد الصلبة الفائقة بخصائص كمية فريدة يُمكن تسخيرها لتطوير "كيوبتات" أكثر استقرارا وكفاءة، وهي الوحدات الأساسية للحواسيب الكمومية. ويمكن للمواد فائقة الصلابة كذلك أن تساعد في تطوير أجهزة قياس دقيقة، حيث إن حساسية المواد الصلبة الفائقة للمحفزات الخارجية تجعلها مثاليةً لإنشاء مستشعرات عالية الدقة، ويمكن لهذه المستشعرات أن تُحدث ثورة في المجالات التي تتطلب قياسات دقيقة، بما في ذلك الفيزياء الفلكية وتكنولوجيا النانو.
صدى البلد
٠٧-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- صدى البلد
إنجاز علمي غير مسبوق.. تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة
في تطور ملحوظ، نجح الباحثون في تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة لأول مرة، مما مهد الطريق أمام رؤى جديدة حول الحالات الكمومية غير العادية للمادة. يمثل هذا الإنجاز علامة فارقة مهمة في مجال فيزياء المادة المكثفة. قال ديميتريوس تريبوجورجوس من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا: "لقد حولنا الضوء إلى مادة صلبة هذا رائع جدًا". ويعتمد هذا الإنجاز على عمل سابق قامت به زميلتها العالمة في المركز الوطني للبحوث العلمية دانييل سانفيتو، التي أثبتت منذ أكثر من عقد من الزمان أن الضوء يمكن أن يتصرف مثل السائل. ومع ذلك، فقد ذهب تريبوجيورغوس وسانفيتو وفريقهما إلى أبعد من ذلك من خلال إنشاء ما أطلقوا عليه "مادة صلبة فائقة" كمية. الضوء يصبح كميًا المواد الصلبة الفائقة هي مواد فريدة من نوعها ذات لزوجة صفرية وبنية تشبه البلورات التقليدية، مثل تلك الموجودة في ملح الطعام. وعلى عكس المواد النموذجية، التي تتصرف وفقًا لقوانين الفيزياء المألوفة، توجد المواد الصلبة الفائقة بشكل أساسي في عالم الكم، وفقًا لما ذكره موقع نيوساينتيست. حتى الآن، لم يكن من الممكن الحصول على مثل هذه المواد إلا في تجارب خاضعة للرقابة تتضمن ذرات مبردة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية - وهي الظروف التي تصبح فيها التأثيرات الكمومية بارزة وقابلة للملاحظة. وقد انحرفت التجربة الأخيرة عن الأساليب السابقة من خلال استخدام أشباه الموصلات المعروفة باسم زرنيخيد الجاليوم والألومنيوم بدلاً من الذرات شديدة البرودة. وجه الباحثون ليزرًا إلى قطعة ذات نمط محدد من أشباه الموصلات، والتي تتميز بخطوط ضيقة. أدى هذا التفاعل بين الضوء وأشباه الموصلات إلى تكوين جسيمات هجينة تسمى البولاريتونات. لعب نمط الخطوط دورًا حاسمًا من خلال تقييد كيفية تحرك هذه الجسيمات شبه الجسيمية ومستويات طاقتها، مما مكن البولاريتونات في النهاية من الاندماج في حالة فائقة الصلابة. واجه الفريق تحديًا كبيرًا لتعزيز نتائجهم: فقد احتاجوا إلى قياس ما يكفي من خصائص هذه المادة الصلبة الفائقة المتكونة حديثًا بدقة، وتقديم دليل على أنها أظهرت حقًا خصائص كل من المادة الصلبة والسائلة بدون لزوجة. سلط سانفيتو الضوء على تعقيد المهمة، مشيرًا إلى أنه لم يتم إنشاء مادة صلبة فائقة مصنوعة من الضوء أو التحقق من صحتها تجريبياً من قبل. مادة صلبة فائقة من أشعة الليزر أكد ألبرتو براماتي من جامعة السوربون في فرنسا أيضًا على أهمية الدراسة، مشيرًا إلى أنها تساهم في فهم أوسع لكيفية تغيير المادة الكمومية لحالاتها من خلال انتقال الطور. وفي حين أظهر الفريق بشكل مقنع أنهم أنتجوا مادة صلبة فائقة، أقر براماتي بأن هناك حاجة إلى قياسات وتحليلات إضافية لفهم خصائصها بشكل كامل. أعرب تريبوجورجوس عن تفاؤله بشأن فرص البحث المستقبلية التي تنطوي على المواد الصلبة الفائقة القائمة على الضوء. واقترح أن هذه الأشكال من المادة قد تكون أكثر قابلية للإدارة من تلك التي يتم توليدها من الذرات. يمكن أن تؤدي هذه الخاصية إلى استكشاف أعمق للحالات الجديدة وغير المتوقعة للمادة والتطبيقات العملية في تكنولوجيا الكم. مع استمرار تطور مجال الفيزياء الكمومية، فإن إنشاء مادة صلبة فائقة القائمة على الضوء يمثل بداية مثيرة للباحثين. مع وجود الكثير لاكتشافه حول سلوك هذه الحالة الجديدة من المادة، يحرص العلماء على الخوض بشكل أعمق في الفروق الدقيقة الخاصة بها، مما قد يؤدي إلى اكتشاف تطبيقات رائدة في السنوات القادمة. المصدر: interestingengineering
الوفد
٠٢-٠٣-٢٠٢٥
- ترفيه
- الوفد
ملكة الدنمارك ماري تخطف الأنظار بفستان من البايت المميز
أبهرت الملكة ماري ملكة الدنمارك الحضور خلال حفل العشاء الذي استضافته مساء الجمعة في قصر كريستيانسبورج، احتفاءً بالفن والثقافة الدنماركية. واختارت الملكة ماري، البالغة من العمر 52 عامًا، لهذا الحدث فستانًا ورديًا لامعًا مزخرفًا بالترتر، تميز بتفاصيل متقنة من الخرز الفضي والكريستال الشفاف على شكل زهور، مما منحها إطلالة ساحرة وأنيقة. ولإضفاء المزيد من الفخامة على مظهرها، أكملت الملكة ماري إطلالتها بتاج مرصع بالجواهر، إلى جانب أقراط عتيقة وخاتم ألماس بارز. الشعر البني للملكة كان ينسدل بأناقة بعيدًا عن وجهها، بينما اختارت مكياجًا طبيعيًا يتناغم مع طابع الأمسية. وصل الملكة ماري إلى الحفل برفقة زوجها، الملك فريدريك، الذي ظهر في بدلة رسمية أنيقة باللون الأسود، ليكمل الثنائي مظهرًا ملكيًا متكاملاً يعكس التنسيق المثالي بينهما. الحفل شهد أيضًا حضور الملكة مارغريت، التي تنازلت عن العرش لصالح ابنها، الملك فريدريك العاشر، في يناير الماضي. اختارت الملكة مارغريت ثوبًا ملكيًا من الساتان الأزرق، تزينه تفاصيل من الدانتيل الأسود على الجزء العلوي والأكمام. كما ارتدت تاجًا لامعًا وعقدًا فضيًا فاخرًا، مما أضاف لمسة من الأناقة المترفة التي تليق بمقامها. وكانت هذه الأمسية جزءًا من أسبوع حافل للملكة ماري، التي شاركت أيضًا في حفل توزيع جوائز "EliteForsk" في كوبنهاجن يوم الثلاثاء، وهو حدث يهدف إلى تكريم الباحثين الذين قدموا مساهمات بارزة في مختلف مجالات العلوم. وفي هذا السياق، تم تكريم أبحاث علمية في مجالات متنوعة مثل الفيزياء الكمومية، سم الثعابين، والخصوبة. يُمنح كل فائز في هذه الجوائز منحة مالية تصل إلى 1.2 مليون كرونة دانمركية، بالإضافة إلى دعم إضافي لمرافق الأبحاث الخاصة بهم. وقد حضر الحفل الملكي أيضًا قداسًا في الكنيسة بمناسبة الذكرى الثالثة لغزو أوكرانيا، مما يعكس التزام العائلة المالكة بقضايا المجتمع والعالم. الملكة ماري وصية عرش الدنمارك تولت ملكة الدنمارك ماري منصب الوصي على العرش خلال فترة غياب زوجها الملك فريدريك عن الدولة، وذلك بعد تعرض والدة زوجها لسقوط قوي ونقلها إلى المستشفى. ويشغل منصب الوصي على العرش الشخص الذي يحكم الدولة عندما يكون الملك عاجزاً عن القيام بواجباته. وهذه هي المرة الأولى التي تشتغل فيها الملكة ماري - وهي أم لأربعة أطفال - مكان زوجها، لكنها عملت سابقاً في منصب الوصي على العرش خلال حكم الملكة مارغريتا. وقال بيان صادر عن القصر الملكي الدنماركي: الملكة مارجريتا تتمتع بروح عالية وهي بصحة جيد في هذه الظروف، لكنها ستظل في إجازة مرضية لفترة طويلة. وفي فترة سابقة من العام الماضي، تم تعيين ابن الملكة الكبير الأمير كريستيان في منصب وصي العرش، عندما كان الملك خارج البلاد.
