يبدو أن  بلورات الزمن، وهي أحد أغرب اكتشافات العلم التي ظهرت مؤخراً، قد أخذت مكانا محوريا لدى الجيش الأمريكي حيث حصلت على تمويل هام في إطار برنامج جديد لوزارة الدفاع الأمريكية عن طريق مكتب العلوم الدفاعية المتقدمة التابع للجيش (ما يسمى بوكالة DARPA).


darpa-funding-time-crystals-research


 بلورات الزمن (أو الوقت) لم تكن موجودة إلا على الورق، وهي حالة نظرية للمادة لم يتمكن العديد من أشهر علماء الفيزياء من معرفة كيفية الوصول إليها من الرياضيات المعقدة إلى المختبر. و شكل اكتشاف هذه الحالة الجديدة للمادة القصة الفيزيائية الأكثر شعبية العام الماضي.
 بالتالي، ليس من السهل الحصول على هذه البلورات الغريبة. فهي أنظمة ذرية ذات قوة نبض منتظمة، مثل حقل كهربائي. و بنفس الطريقة التي يتم بها ترتيب الذرات بشكل دوري في الفضاء لتشكيل بلورة، يمكن أيضًا ترتيبها دوريًا في الزمان لتكوين بلورة زمنية. يمكن لهذه الأخيرة أن تتأرجح في نمط متكرر و مستقر ما يعني أنه يمكن استخدامها كساعة ذرية فائقة الدقة، أو لقياس حساسية الأشياء بدقة متناهية و حتى استخدامها في تطبيقات أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟


 إلى غاية 2016، حين تمكن باحثون من جامعة كاليفورنيا الأمريكية من تصحيح المشاكل النظرية في الأعمال السابقة، و وضع طريقة لتشكيل بلورات الوقت، لكن دون الكشف عن التفاصيل التي أدت بهم إلى ذلك الإنجاز المذهل. أكثر من ذلك، وجد هؤلاء العلماء أن النظام يحمل المزيد من الغرابة، إذ أن وضع البلورة الزمنية على تردد معين، لا يعني بالضرورة استجابتها على نفس التردد. مثلا، تمرير نبضة ليزر داخل البلورة الزمنية كل عشر ثوان، لن يأرجحها إلا كل 20 أو 30 ثانية.


time crystal darpa
 DARPA :مفهوم بلورات الزمن - المصدر



 أحسن طريقة لشرح المفهوم هو تخيل شخصين يحملان حبلا كلّ من طرفه، مع شخص ثالث يقفز عليه في الوسط. في كل مرة يقوم الشخصان بتدوير أذرعهما، يدور الحبل مرة واحدة و يقفز الشخص الثالث أيضا مرة واحدة. لكن مع بلورات الزمن  سيكون الأمر كما لو أن الشخصين يقومان بتدوير ذراعيهما ثلاث مرات، لكن الحبل لا يدور إلا مرة واحدة، وبالتالي يكون على الشخص الثالث القفز مرة واحدة فقط.


 واستخدم الباحثون من جامعة كاليفورنيا سلسلة من 10 أيونات من الإيتربيوم (ytterbium) ذات إلكترونات متشابكة، ثم قاموا بتمرير إثنين من نبضات الليزر عبر السلسلة ما جعل الأيونات تدور في نمط متكرر. و أهم خلاصة في التجربة هو أن عدد دورات الأيونات كان يساوي ضعفي نبضة الليزر.

 بلورات الزمن هي حالة جديدة للمادة تثير الحيرة، لكن المُحيّر أكثر هو سبب اهتمام الجيش الأمريكي بها. مع العلم أن الفيزيائيين أنفسهم لا يعرفون التأثيرات الكاملة أو التطبيقات الممكنة لهذه البلورات إلى حد الآن؟


 المصدر: DARPAPhysical Review Letters | Gizmodo


إرسال تعليق Blogger

 
Top