التعالق – أكبر لغز في الفيزياء

"التعالق – أكبر لغز في الفيزياء" لأمير أكزيل

يستعرض كتاب "التعالق – أكبر لغز في الفيزياء" للكاتب أمير أكزيل (ترجمة: عنان علي الشهاوي، مراجعة: مصطفى إبراهيم فهمي) ظاهرة التشابك الكمومي (Quantum Entanglement)، وهي إحدى أغرب الظواهر في الفيزياء الحديثة التي تتحدى الحدس البشري والمفاهيم الكلاسيكية عن السببية والزمان والمكان. يُعتبر الكتاب رحلة تاريخية وعلمية لفهم هذه الظاهرة، بدءًا من التنبؤات النظرية وصولًا إلى التجارب العملية التي أثبتت وجودها.

أبرز محاور الكتاب :

التعريف بالتعالق الكمومي:
ظاهرة تَربط بين جسيمين أو أكثر بحيث يصبحان جزءًا من نظام واحد، حتى لو افترضنا وجودهما على مسافات شاسعة (مثل طرفي الكون). أي أن قياس حالة أحد الجسيمين يُحدد تلقائيًا حالة الآخر، دون انتقال معلومات تقليدي بسرعة تتجاوز سرعة الضوء. يُناقش الكتاب كيف أثار هذا الأمر جدلًا بين أينشتاين (الذي وصفها بـ"الفعل الشبحي عن بُعد") وعلماء ميكانيكا الكم مثل نيلز بور.
التطور التاريخي للنظرية:
- تجربة توماس يانج: لدراسة الطبيعة المزدوجة للضوء (جسيمات وموجات).
- ثابت بلانك: كأساس لفكرة الكمّات المنفصلة.
- مدرسة كوبنهاجن: وتفسيرها الاحتمالي لميكانيكا الكم بقيادة بور وهايزنبرغ.
- معادلة شرودنغر: ودورها في وصف الحالات الكمومية.
- تجربة قطة شرودنغر الشهيرة: لشرح المفارقات الكمومية.
التجارب الحاسمة:
- فرضية جون بل (Bell's Theorem): التي وضعت معايير رياضية لاختبار صحة التعالق.
- تجارب ألان أسبكت (Alain Aspect): في الثمانينيات، والتي أكدت انتهاك "عدم المساواة لبل"، مما أثبت أن التعالق الكمومي حقيقي ولا يتوافق مع النظريات الكلاسيكية.
- تجربة الكيلومترات العشرة: لاختبار التعالق عبر مسافات طويلة.
التحديات الفلسفية والعلمية:
- السببية وسرعة الضوء: كيف يتعارض التعالق مع المبدأ النسبي الذي يحدد سرعة الضوء كحد أقصى لنقل المعلومات؟ يُناقش الكتاب إشكالية "الفعل عن بُعد" وعلاقتها بالنسبية.
- التأثير على مفاهيم الواقع: هل الواقع موضوعي أم يعتمد على القياس؟
التطبيقات المستقبلية:
- الحوسبة الكمومية: استخدام التعالق لإنشاء حواسيب فائقة السرعة.
- التشفير الكمومي: أنظمة اتصالات غير قابلة للاختراق.
- النقل الكمومي: نقل حالات كمومية بين جسيمات بعيدة.

أهمية الكتاب:

يُقدّم الكتاب شرحًا مبسطًا لغير المتخصصين، مع تركيز على القصص الإنسانية للعلماء الذين كرسوا حياتهم لفك هذا اللغز، مثل أينشتاين، وبور، وهايزنبرغ، وبل، وأسبكت. كما يربط بين المفاهيم النظرية والتجارب العملية، مما يجعله مدخلًا ممتازًا لفهم أحدث التطورات في فيزياء الكم.

التحديات التي لا تزال قائمة:

رغم الإثباتات التجريبية، لا يزال الجدل قائمًا حول تفسير الظاهرة، مثل:

هل هناك "متغيرات خفية" لم تُكتشف بعد؟
كيف تتوافق مع نظرية النسبية العامة؟
ما مدى إمكانية استخدامها عمليًا دون قيود؟

المرجعية:
الكتاب صادر عن المركز القومي للترجمة، ويقع في 266 صفحة، مع فهرس تفصيلي لفصوله العشرين التي تغطي تاريخ الفيزياء الكمومية من بداياتها حتى القرن الحادي والعشرين