تعتمد التقنيات المستقبلية بشكل كبير على المواد ذات الأداء العالي والخصائص غير المسبوقة التي تستند إلى فيزياء الكم. في قلب هذه الثورة تكمن دراسة المادة على المستوى المجهري، وهو جوهر الفيزياء الكمومية. في القرن الماضي، أدى استكشاف الذرات والإلكترونات والفوتونات داخل المواد إلى ظهور الترانزستورات، وفي النهاية إلى الحوسبة الحديثة.
مفاهيم جديدة في الفيزياء الكمومية
ما زالت الظواهر الكمومية الجديدة التي تتحدى النماذج المألوفة تكتشف اليوم. تشير الدراسات الحديثة إلى إمكانية ظهور هندسة ضمن مواد معينة عند ملاحظة أعداد هائلة من الجسيمات. تبدو هذه الهندسة وكأنها تشوه مسارات الإلكترونات في هذه المواد، تمامًا كما ينحني مسار الضوء بفعل الجاذبية في نظرية أينشتاين.
تعرف هذه الهندسة بمصطلح “المقياس الكمومي”، وهي تعكس انحناء الفضاء الكمومي الذي تتحرك فيه الإلكترونات. تلعب دورًا حاسمًا في العديد من الظواهر على المستوى المجهري للمادة، ومع ذلك لا يزال اكتشاف وجودها وآثارها تحديًا كبيرًا.
من النظرية إلى الملاحظة
يرجع تاريخ مفهوم المقياس الكمومي إلى حوالي 20 عامًا، لكنه كان يُعتبر لفترة طويلة مجرد بناء نظري. فقط في السنوات الأخيرة بدأ العلماء في استكشاف آثاره الملموسة على خصائص المواد.
بفضل الأعمال الحديثة، تمكن الفريق الذي يقوده باحثون من جامعة جنيف بالتعاون مع جامعة ساليرنو من اكتشاف المقياس الكمومي عند الواجهة بين أكسيدين هما سترونتيوم تيتانات ولانثانوم ألومينات، وهما من المواد الكمومية المعروفة.
يمكن الكشف عن وجوده من خلال ملاحظة كيفية تشوه مسارات الإلكترونات تحت تأثير المقياس الكمومي والحقول المغناطيسية المكثفة المطبقة على المواد الصلبة.
فتح آفاق جديدة للتكنولوجيا المستقبلية
يتيح رصد هذا الظاهرة إمكانية توصيف الخصائص البصرية والإلكترونية والنقلية للمادة بدقة أكبر. كما يظهر فريق البحث أن المقياس الكمومي هو خاصية جوهرية للعديد من المواد، خلافًا للاعتقادات السابقة.
تفتح هذه الاكتشافات آفاقًا جديدة لاستكشاف واستغلال الهندسة الكمومية في مجموعة واسعة من المواد، مع تأثيرات كبيرة على الإلكترونيات المستقبلية التي تعمل بترددات تيراهيرتز، بالإضافة إلى الموصلية الفائقة وتفاعلات الضوء مع المادة.
الخاتمة
في الختام، يمكن القول إن هذه الاكتشافات في الفيزياء الكمومية تقدم فرصًا غير مسبوقة لتطوير مواد ذات خصائص فريدة يمكن أن تغير مستقبل التكنولوجيا بشكل جذري. من خلال فهم المقياس الكمومي وتأثيراته، يمكن للبشرية الاستفادة من إمكانيات جديدة في مجالات الإلكترونيات والاتصالات والمواد المتقدمة، مما يفتح الباب أمام ثورة تكنولوجية جديدة.
