بناءُ جزيءٍ عِملاقٍ مِن ذَرتين فَقط

استمع على ساوندكلاود 🎧

بِدايةٌ جديدةٌ مِن البدايات الكثيرةِ لِلحواسِب الكميّة، فكرةٌ مُبتكرةٌ ربما تَكون تطبيقاتُها في مجال الحواسيب أكثر بكثيرٍ من المتوقع. بابٌ جديدٌ تفتحهُ الفيزياءُ لتطِلَّ على عالمِ الحواسيب الإلكترونية، وبرهانٌ جديدٌ على أهميّةِ الفيزياء بالنِسبَة لِجميع المجالات وتقنياتها.

تمكّنَ عالِمانِ فيزيائيان مِنَ المَعهَدِ الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا مِن تشكيلِ جُزيءٍ ثُنائيّ الذَرة بِحجمِ البكتيريا، مُثبتين بذلك صِحّةَ فَرضيّةٍ سابقةٍ تنبأت بوجود هذه الجُزيئات.

يُقدَّرُ حَجمُ الجُسيمات ثنائية الذرّات (مثل H2H2 أوO2O2) بِأقلَ مِن 1 نانومتر. لكن يصفُ العالِمان Johannes Deiglmayr و Heiner Sabmannshausen في ورقتِهِما البَحثيّة الّتي نشرتها مجلة “Physical Review Letters” كيفَ تمكّنا مِن تشكيل جُزيئاتٍ ثنائية الذرّات بِحجمِ 1 ميكرومتر فقط _ أي ضِعف حجم الجزيء الثنائي التقليدي بنحو 1000 مرة – مُعتمدينَ على ذرّاتٍ غير مألوفة تجذِبُ بَعضَها البَعض بِشكلٍ ضَعيف. [1]

يُظهر الشكلُ التالي ذرَّتا سيزيوم في أعلى درجات حالة ريدبيرج، تشكّلان جزيئًا برابطةٍ ضعيفةٍ بطول حوالي 1 ميكرو متر.

أظهر بحثٌ سابِق إمكانيةَ الحُصولِ على جُزيئاتٍ عِملاقة ثُنائيّة الذرات إذا ما أُثيرَتِ الذرّات حتى تصِلَ إلى حالةٍ تُدعى حالةُ رايدبيرج“Rydberg Stat” ، حيثُ يقفِزُ الإلكترون في المَدارِ الأخير للذرّة إلى وضعيةٍ كموميّةٍ أعلى تَسمَحُ لهُ بالحركةِ على بُعدِ مسافةٍ أطول حول نواةِ الذّرة. أما في هذا البحثِ الجديدِ، فقد قامَ العالِمانِ بِتَبريدِ ذرتَين من عُنصرِ السيزيوم إلى دَرجَةِ حرارةٍ مُنخفِضةٍ جدًا تُقارِبُ الصِّفرَ المُطلق، ثم عَمِلا على ربطِ هذه الذرّات مع بعضها عن طريق إثارَةِ جُزءٍ صَغيرٍ مِنها باستخدامِ الليزر، ثُمَّ سلّطا على الذرّات نبضةً ليزريَةً أُخرى ولكِن هذهِ المَرّة بِكميّةِ طاقةٍ مُنخفِضةٍ أكثر مِنَ المرّةِ السَابِقة بِحيث تكون هذه النبضةُ كافيَةً فقط ِلنقلِ الذَرّات إلى حَالَةِ رايدبيرج من أجل تشكيلِ الجزيء العِملاق. ولِلتأكُدِ مِن نَجاحِ العَمليّة، حاوَلَ العالِمانِ رصدَ الأيونات الناتِجة عن تفكّك الذرّات الّتي خسرت جزءًا من طاقتها للانتقال إلى حالة رايدبيرج بعد النبضة الليزرية الثانية. [1]

يعتقدُ الفيزيائيون أنَّ هذهِ التَجربةَ قد تُساهمُ في تطويرِ الحواسِبِ الكميّةِ الّتي تَستَخدِمُ الذَرّات كبِتّاتٍ كميّةٍ. يقول العالِم Deiglmary : "لم يَكُن واضحاً من قبل ما إذا كان هذا هو جزيءٌ فِعلاً أم لا، كُنّا نعتقدُ بأنهما مجرّدُ ذرّتين متجاورتين لا علاقةََ تربطهما، أو على الأقل لو كانت هنالك علاقةٌ تربِطُهما فَهيَ أضعَفُ من أن تُشكّلَ جُزيئًا". [1]

وبناءً على ما سبق، توقّعَ العالمُ James Shaffer من جامعةِ أوكلاهوما في نورمان بأنَّ هذه التجربةَ سوفَ تُساعدُ الناسَ في محاولاتهم لتصميمِ تجارب تستخدم هذه الأنواعَ من التقنياتِ التي تعتمدُ على ارتباط ذرة-ذرة في علوم البصَريّاتِ الكُموميّةِ وتطبيقاتٍ أُخرى في المعلوماتِ الكموميةِ.[2]

المصادر:

[1] هنا

[2] هنا