هل سمعت من قبل بجسيم فرميون ماجورنا؟
حسناً إنه أمرٌ مهم للغاية، وكما قال لينارد روكنسن Leonid Rokhinson من جامعة بوردو "إن أهمية اكتشاف فرميون ماجورنا بالنسبة لفيزياء المادة المكثفة، يُعادل أهميَة اكتِشافِ بوزون هيغز، بالنسبة لفيزياء الطاقة العالية" و الآن بفضل فيزيائي الأكاديمية الصينية للعلوم فقد اقتربنا خطوة من إثبات وجود جسيمات فرميون ماجورنا.

تبعًا للنموذج القياسيّ، هناك مبدأ فيزيائي مقبول جداً، يقضي بأن كلّ جُسيمٍ، لهُ جسيمٌ مضاد يقابله. وغالباً ما يكون الجسيمان المتضادان، مُنفصلين،متساويين في الكتلة، متعاكسين في الشحنة. وفي بعض الحالات النادرة يمكن أن يكون الجُسيم عديم الكتلة والشُحنة، في هذه الحالة يمكن أن يكون الجسيم ذاته، هو الجسيم المضاد لنفسه. كما في حالة الفوتونات و الجرافيتونات الافتراضية، والجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPS).

تنبأ العُلماء بوجود فرميون ماجورنا نظرياً، قبل 80 عاما، ليكون إحدى هذه الجسيمات النادرة. ولكنه في الحقيقة، يختلف عن تلك الجُسيمات، فهوَ عبارةٌ عن فرميون! الفرميون هو نوعٌ مُعيّن مِنَ الجُسيمات الّتي تَمتَلِك قيمةَ لفٍّ ذاتي (ٍSpin) *غريبة، قيمة كسريّة. للمزيد حول اللّف الذاتي، انقر الرابط هنا

عثر العلماء على الأدلة، التي تدعم وجود فيرمون ماجورنا، في وقت سابق هذا العام. والآن عثر فيزيائيون صينيون على شبهِ جُسيم، يتصرف بشكل مشابه لفرميون ماجورنا المُفترض، وقاموا بتسميته النموذج الأولي لماجورنا (Majorana zero modes). نُشِرت النتائج التي توصلوا إليها في مجلة (Nature Communication).

ما هي فائدةُ هذا الاكتشاف؟
في الوقت الراهن، يُعدُّ الحصول على المعلومات السابقة للبتات الكمومية (qubits)، قبل أن تتبدّل من وضعٍ لآخر، أمرًا في غاية الصعوبة. ودون معرفةِ هذه المعلومات، وتسجيلها، لا يستطيع الحاسب استرجاع أيةِ معلومات. كان هذا الأمر حجر عثرة في وجه الحوسبة الكمومية، ونظراً لخصائصه الفريدة، يمكن أن يكون فرميون ماجورنا، هو الحل الّذي نَبحَث عنه.

يقول روكنسن: " يمكننا تخزين المعلومات من خلال حفظ الشكل النسبي للجسيمات ككل، فإذا تأثّر أي من الجسيمات قليلاً بواسطة قوة محلية، لن يشكل ذلك فرقًا يُذكر، ما لم تكن الضوضاء المحليّة كبيرة كفاية لتغيير البنية الإجمالية لمجموعة من الجسيمات، الأمر الذي يُمكِننا من استرجاع المعلومات بطريقة جديدة تماماً.
قام الفريق الصيني باختبار نموذج ماجورنا الأوليّ في محاكاة كمومية، ووجدوا أن الطريقة التي تمكنوا بِها مِن التحكم به، يُكمن أن تطبَق على نِظام الحاسب الكمي، بل أكثر من ذلك فقد تمكن العلماء من استرجاع المعلومات المشفرة باستخدام نموذج ماجورنا الأولي حتى بعد إضافة مجموعةٍ من الأخطاء و التشويش على النظام .

على بعد خطوة واحدة
تحمل أشباه الجُسيمات بَعضَ خَصائِصِ الجُسيمات، ولكِنها عِبارةٌ عن تجمّعٍ مِن الجسيمات. الهدف الحقيقي لفرميون ماجورنا هو تشكيلُ جسيمٍ واحد، ولكن بما أن النموذج الأوليّ لفرميون ماجورنا، يحمِلُ خصائِص جُسيمٍ واحد ، فهي خطوةٌ في الاتجاه الصحيح .

وبمجرد أن يتمكن العُلماء مِن جَعل البتات الكمية(qubits) مستقرة، ستُصبِح الحواسب الكميّة مُتاحة كما الحواسب العادية، ستكون قُدرَة هذه الحواسيب على مُعالجة البيانات، خارقةً، مما سيُحسّن ويُطوّر تِقنيات الذَكاء الاصطناعي و تطبيقات الواقِع المُعزز و الافتِراضي، الأمر الّذي سيشكل ثورة تكنولوجية هائلة.
في حقيقةِ الأمر، إن الحواسِب الكمومية موجودة بالفعل، ولكنها كبيرة الحجم، ويَتَطلَب الاحتفاظ بها درجات حَرارة مُنخفِضة للغايَة.
فإذا تمكن الفريق الصيني من إجراء اختبار محاكاتهم الحاسوبية، على أرض الواقع، في ظروف تجريبية، فهذا يعني، أننا حصلنا على مُرشّحٍ آخر، يَسلُك سُلوكَ فرميونات ماجورنا، و وسيلة أخرى ِلبناءِ حواسب الكم المستقبلية.

للمزيد حول الفرميونات، اقرأ المقالات :
علماء يؤكدون اكتشاف قريب لجسيمات "فرميونات فايل" في بلورات ثنائي تيلوريد التنغستين هنا
إكتشاف جُسيمات عديمة الكتلة قد تُحدث تغيرات ثوريّة في صناعة الالكترونيات. هنا

المصدر: هنا