اكتشاف حالة كمومية جديدة للمادة تفتح الطريق أمام تقنيات المستقبل

الخميس ٢٢ كانون الثاني ٢٠٢٦

اكتشاف حالة كمومية جديدة للمادة تفتح الطريق أمام تقنيات المستقبل

اكتشف باحثون من جامعة “رايس” في تكساس تحت قيادة (تسيمياو سي) حالة كمومية فريدة للمادة، بمقدورها دمج مجالين رئيسيين في الفيزياء، وهما الحرجية الكمومية والطوبولوجيا الإلكترونية.

قد يشكل هذا الاكتشاف، الذي نُشر في مجلة Nature Physics، أساسا لتطوير أجهزة كمومية جديدة، بما في ذلك أجهزة استشعار فائقة الدقة، وأنظمة حوسبة موفرة للطاقة، ومواد مبتكرة.

وقال الباحث تسيمياو سي، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك: “هذه خطوة أساسية إلى الأمام. وقد أظهر بحثنا أن التأثيرات الكمومية القوية يمكن أن تتفاعل وتخلق خصائص جديدة تمامًا تفتح الطريق لتقنيات المستقبل”.

الحرجية الكمومية والطوبولوجيا
تصف الحرجية الكمومية سلوك الإلكترونات عندما تتأرجح بين مراحل مختلفة، مثل الماء على حافة التجمد أو الغليان. أما الطوبولوجيا في الفيزياء الكمومية فتدرس التكوينات المستقرة لدالة موجية الإلكترونات، التي تظل محفوظة عند تغيير هيكل المادة. وكانت هذه الظواهر تُدرس سابقا بشكل منفصل، إذ وُجدت الطوبولوجيا في مواد ذات تفاعلات ضعيفة، بينما كانت الحرجية تُلاحظ في أنظمة ذات إلكترونات مترابطة بقوة.

واقترح فريق البروفيسور سي نموذجا نظريا يدمج هذين التأثيرين، وأظهر أن التفاعل القوي بين الإلكترونات يمكن أن يحفّز سلوكا طوبولوجيا، مما يخلق حالة هجينة.

وقال لي تشن، طالب الدراسات العليا في جامعة رايس والمشارك في تأليف البحث: “لقد فوجئنا بأن الحرجية الكمومية نفسها يمكن أن تولد تأثيرات طوبولوجية تحت تفاعلات قوية”.

التأكيد التجريبي
أظهر مخطط الطور لمادة CeRu₄Sn₆ كيف تتغير الحالة الكمومية للمادة تحت تأثير الضغط والمجال المغناطيسي. ففي مناطق مختلفة من المخطط تتصرف الإلكترونات بطرق مختلفة، مما يخلق تأثيرات طوبولوجية جديدة وحالات حرجة كمومية قد تكون مفيدة لتقنيات المستقبل.

وأكد الباحثون في الجامعة التقنية في فيينا، تحت قيادة سيلك باشن، النتائج النظرية من خلال دراسة مادة ذات فرميونات ثقيلة، حيث تتصرف الإلكترونات كجسيمات ذات كتلة أكبر بشكل ملحوظ بسبب التفاعلات القوية. وقد تطابق السلوك المرصود مع تنبؤات الفريق النظري، وظهر على المادة علامات تشير إلى حالة كمومية طوبولوجية جديدة.

الإمكانات التقنية
يفتح دمج الحرجية الكمومية والطوبولوجيا آفاقا واسعة لتطوير تقنيات كمومية. فالخصائص الطوبولوجية تمنح النظام مقاومة للاضطرابات الخارجية، بينما تعزز الحرجية التشابك الكمومي، ما يجعل الأنظمة أكثر حساسية وقابلية للتحكم. ويعد ذلك أمرا مهما لتطوير أجهزة الاستشعار، والموصلات الفائقة، وأجهزة الحوسبة منخفضة الطاقة.

وأوضح البروفيسور سي: “تغطي نتائجنا فجوة في فيزياء المادة المكثفة، حيث لا تدمر التفاعلات الإلكترونية القوية الخصائص الطوبولوجية، بل يمكنها إنشاؤها، الأمر الذي يفتح حالة جديدة لها أهمية عملية للتكنولوجيا”.

كيف سيساعد هذا في تطوير مواد جديدة
يسمح الاكتشاف بإجراء بحث منهجي أو تصميم مواد تقع عند نقطة حرجة كمومية وقادرة على تشكيل هياكل طوبولوجية. ويمنح هذا النهج العلماء أداة لتطوير مواد ذات خصائص كمومية قابلة للتنبؤ ومواصفات محسنة للإلكترونيات وأجهزة الاستشعار.

وختم سي قائلا: “إن فهم مكان البحث عن هذه التأثيرات يمنحنا القدرة على الانتقال من النظرية إلى التقنيات الحقيقية القائمة على الفيزياء الكمومية الأساسية”.

المصدر: تاس

شارك الخبر

مباشر مباشر

02:34 pm

وزير العدل عادل نصار بشأن بند المتفجّرات: سيُطرح الموضوع وسنستمع إلى كل الآراء وسأعرض موقفي من إحالة القضية إلى المجلس العدلي وعلى أساس النقاش سيُتّخذ القرار

02:11 pm

انفجار مسيّرة إسرائيلية على سطح مبنى في ميفدون من دون تسجيل إصابات

02:08 pm

رابطة موظفي الإدارة العامة توقّع إتفاقية تعاون وشراكة مع الجامعة الإسلامية في لبنان

02:07 pm

ترمب: لا نتفاوض مع إيران وشيء ما سيحدث قريبًا وطهران لن تمتلك سلاحًا نوويًا أبدًا

01:54 pm

هذا هو المخرج لكامل الأزمات السياسية…بو صعب من مجلس النواب: اتفقنا على عقد اجتماع لتوحيد اقتراح قانون مجلسي النواب والشيوخ

01:12 pm

القاضي الحاج: المجلس الدستوري فسّر مصطلحات مبهمة في قانون العفو ونحن نلتزم بها لأنها متفقة مع النص التشريعي وليست مخالفة له

01:04 pm

الشيباني يصل إلى العقبة

01:04 pm

رئيس المجلس الدستوري طنوس مشلب مستقبلًا مدعي عام التمييز: لا خلاف على قانون العفو وهناك بعض المصطادين بالمياه العكرة

12:59 pm

كركي: الضمان يسدّد 564 مليار ل.ل. للمستشفيات والأطبّاء لمعالجة 7855 مريض مضمون

12:56 pm

وزارة الاقتصاد تحذر محطات الوقود من استخدام مضخات معدلة للغش في الكيل وتدعو لتقديم طلبات لوضع الأختام

12:29 pm

اللجنة الفرعية برئاسة بو صعب تبحث اقتراحات قوانين الانتخابات وإنشاء مجلس الشيوخ

12:10 pm

التحالف: اعتراض وتدمير طائرة مسيرة بمنطقة الرياض

12:04 pm

البساط من قصر بعبدا: قانون حماية المستهلك سيعزّز مواجهة الغلاء والاحتكار عبر رفع الغرامات وتسريع الإجراءات القضائية

11:48 am

غارة استهدفت وادي الحجير لجهة بلدة القنطرة

11:35 am

سمير حسن للمدى: الجيش حافظ على الثوابت الوطنية في مفاوضات تامبا والتسوية في المنطقة أقرب من الحرب

11:33 am

رئيس الجمهورية عرض مع سفير لبنان في الصين العلاقات اللبنانية – الصينية

11:26 am

الزين أمام وفد أوروبي: نطالب بالدعم والتعويضات البيئية والمناخية

11:20 am

المنصوري ومزرعة بيوت السياد عرضة لقصف معاد بالقذائف الثقيلة

11:13 am

التطورات السياسية بحثها عون مع الجميل

11:09 am

موقع “واللا” الإسرائيلي عن مسؤول أمني: نتنياهو وكاتس مصممان على إسقاط النظام الإيراني

11:08 am

توقيف مروّج مخدّرات في عكّار

11:01 am

إخباران جديدان من “الوطني الحر” في حق صدي أمام هيئة مكافحة الفساد

10:26 am

تدابير سير على طريق الشام الدوليّة بسبب أعمال تزفيت

10:21 am

الرئيس عون يستقبل سفير لبنان في الصين

10:18 am

قوة معادية توغلت في اطراف الهبارية وأطلقت رشقات نارية بالتزامن مع أعمال تفتيش

10:16 am

الدفاع الروسية : إسقاط 808 طائرات مسيّرة أوكرانية ليلا

10:15 am

ارتفاع أسعار النفط مع تصاعد التوترات في الشرق الأوسط

10:08 am

الطيران المدني السعودي: عدد من القتلى جراء الهجوم الحوثي على مطار الملك فهد بالدمام

09:35 am

طيران الشرق الأوسط: تعديل مواعيد اقلاع رحلات الشركة الى الدمام وجدة من 26 الحالي ولغاية 3 تشرين الثاني

09:25 am

توغل قوة معادية في اتجاه أطراف الهبارية

09:12 am

الحرس الثوري للجيش الأميركي: المواجهة ستمتد إلى قواعدكم في المنطقة

09:10 am

بعد فرنسا… تظاهرات في اليونان تنديداً بغلاء المعيشة

08:59 am

واشنطن تنفي إخلاء سفاراتها في دول الخليج

08:54 am

كييف وموسكو تتبادلان الهجمات عقب زيارة مبعوث ترامب لروسيا

08:52 am

بري: لبنان لا يحتمل الآن.. وضع البلد دقيق

08:48 am

قصف مدفعي ليلا للمنطقة الواقعة بين بيت ياحون وبرعشيت

08:47 am

ترامب: لا نتفاوض مع إيران في الوقت الراهن

08:41 am

الإمارات ترشح الديبلوماسية لانا نسيبة لمنصب أمين عام الأمم المتحدة

08:33 am

الذهب يواصل التراجع

08:19 am

احصاءات غرفة التحكم للحوادث التي تم التحقيق فيها خلال ل 24 ساعة الماضية: 8حوادث ، قتيلان و 6 جرحى

الأكثر قراءة

وزير العدل عادل نصار بشأن بند المتفجّرات: سيُطرح الموضوع وسنستمع إلى كل الآراء وسأعرض موقفي من إحالة القضية إلى المجلس العدلي وعلى أساس النقاش سيُتّخذ القرار

وزير العدل عادل نصار بشأن بند المتفجّرات: سيُطرح الموضوع وسنستمع إلى كل الآراء وسأعرض موقفي من إحالة القضية إلى المجلس العدلي وعلى أساس النقاش سيُتّخذ القرار

انفجار مسيّرة إسرائيلية على سطح مبنى في ميفدون من دون تسجيل إصابات

انفجار مسيّرة إسرائيلية على سطح مبنى في ميفدون من دون تسجيل إصابات

رابطة موظفي الإدارة العامة توقّع إتفاقية تعاون وشراكة مع الجامعة الإسلامية في لبنان

رابطة موظفي الإدارة العامة توقّع إتفاقية تعاون وشراكة مع الجامعة الإسلامية في لبنان

ترمب: لا نتفاوض مع إيران وشيء ما سيحدث قريبًا وطهران لن تمتلك سلاحًا نوويًا أبدًا

ترمب: لا نتفاوض مع إيران وشيء ما سيحدث قريبًا وطهران لن تمتلك سلاحًا نوويًا أبدًا

هذا هو المخرج لكامل الأزمات السياسية…بو صعب من مجلس النواب: اتفقنا على عقد اجتماع لتوحيد اقتراح قانون مجلسي النواب والشيوخ

هذا هو المخرج لكامل الأزمات السياسية…بو صعب من مجلس النواب: اتفقنا على عقد اجتماع لتوحيد اقتراح قانون مجلسي النواب والشيوخ

القاضي الحاج: المجلس الدستوري فسّر مصطلحات مبهمة في قانون العفو ونحن نلتزم بها لأنها متفقة مع النص التشريعي وليست مخالفة له

القاضي الحاج: المجلس الدستوري فسّر مصطلحات مبهمة في قانون العفو ونحن نلتزم بها لأنها متفقة مع النص التشريعي وليست مخالفة له

الشيباني يصل إلى العقبة

الشيباني يصل إلى العقبة

رئيس المجلس الدستوري طنوس مشلب مستقبلًا مدعي عام التمييز: لا خلاف على قانون العفو وهناك بعض المصطادين بالمياه العكرة

رئيس المجلس الدستوري طنوس مشلب مستقبلًا مدعي عام التمييز: لا خلاف على قانون العفو وهناك بعض المصطادين بالمياه العكرة

كركي: الضمان يسدّد 564 مليار ل.ل. للمستشفيات والأطبّاء لمعالجة 7855 مريض مضمون

كركي: الضمان يسدّد 564 مليار ل.ل. للمستشفيات والأطبّاء لمعالجة 7855 مريض مضمون

وزارة الاقتصاد تحذر محطات الوقود من استخدام مضخات معدلة للغش في الكيل وتدعو لتقديم طلبات لوضع الأختام

وزارة الاقتصاد تحذر محطات الوقود من استخدام مضخات معدلة للغش في الكيل وتدعو لتقديم طلبات لوضع الأختام