مواضيع علمية

شفرات المعلومات الدفينة في الثقب الأسود

قد يجد الفيزيائيون طريقة “لفك” شفرات المعلومات الدفينة في الثقب الأسود

الثقوب السوداء هي وحوش الجاذبية ، تخبرنا الفيزياء الحديثة أنه بعد استهلاك الثقب ،لابد أن تُفقد المعلومات المتعلقة بهذا الأمر إلى الأبد.

لكن ظهرت تجربة جديدة تشير إلى أنه قد يكون هناك طريقة لاستخدام ميكانيكا الكم لاكتساب نظرة ثاقبة داخل الثقب الأسود.

وقال كيفن لاندسمان 

“وهو طالب دراسات عليا في الفيزياء في معهد الكم المشترك (JQI) بجامعة ماريلاند في كوليدج بارك ،

“في الفيزياء الكمية ، لا يمكن أن تُفقد المعلومات”.

“بدلاً من ذلك ، يمكن أن تكون المعلومات مخفية أو مخلوطة” بين جزيئات دون الذرية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا.

أظهر لاندسمان وشركاؤه المشاركون أنهم يستطيعون قياس وقت وسرعة تدافع المعلومات داخل نموذج مبسط من الثقب

الأسود مما يوفر نظرة خاطفة محتملة على الكيانات التي لا يمكن اختراقها.

اظهرت النتائج التي في المجلة الطبيعة انه يمكن أن تساعد أيضا في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكم.  

ان الثقوب السوداء كثيفة بشكل لا نهائي ، كائنات صغيرة بلا حدود تتشكل من انهيار نجم ميت ،

 بسبب جاذبيتها الضخمة ، فإنها تمتص المواد المحيطة بها ، حتي الضوء لا يسلم منها والتي تختفي وراء ما يعرف باسم أفق الحدث الخاص بهم – النقطة الماضية

التي لا يمكن لأي شيء ، بما في ذلك الضوء ، الهروب منه.

وفي سبعينيات القرن الماضي ، أثبت عالم الفيزياء النظري الشهير

“ستيفن هوكينج”

أن الثقوب السوداء يمكن أن تنكمش على مدى حياتها. وفقًا لقوانين الميكانيكا الكمومية –

فالقواعد التي تملي سلوك الجسيمات

دون الذرية على نطاقات صغيرة – تبرز أزواج من الجسيمات تلقائيًا خارج حدث الثقب الأسود.

ثم تقع إحدى هذه الجسيمات في الثقب الأسود بينما يتم دفع الآخر للخارج ،

مما يسرق مجموعة صغيرة من الطاقة في هذه

العملية.

وعلى مدى فترات زمنية طويلة للغاية ، يتم سرقة ما يكفي من الطاقة لتبخر الثقب الأسود ،

وهي عملية تعرف باسم إشعاع

هوكينج.

ولكن هناك لغزًا يختبئ في قلب الثقب الأسود الكثيف.

حيث تخبرنا ميكانيكا الكم إن المعلومات المتعلقة بالجسيم – كتلته ودرجة حرارته وما إلى ذلك – لا يمكن تدميرها أبدًا.

حيث تنص قواعد النسبية في وقت واحد على أن الجسيم الذي تخطى أفق حدث الثقب الأسود

قد انضم إلى سحق كثيف

بلا حدود في مركز الثقب الأسود ، مما يعني أنه لا يمكن استرداد أي معلومات حوله مرة أخرى.

ان محاولات حل هذه المتطلبات المادية غير المتوافقة لم تنجح حتى الآن.

علماء النظريات الذين عملوا على هذه المشكلة في تجربتهم الجديدة ،

يقول “لاندسمان وزملاؤه كيفية التخفيف من هذه المشكلة باستخدام الجسيم الذي يحلق في الخارج في زوج من إشعاع

هوكينج.

نظرًا لأنها متشابكة مع شريكها المتعثر ، مما يعني أن حالتها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بحالة شريكها ،

فإن قياس خصائص أحدهما

يمكن أن يوفر تفاصيل مهمة عن الآخر”.

وقال نورمان ياو ، الفيزيائي بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، وعضو الفريق ، في بيان:

“يمكن للمرء استعادة المعلومات التي أُسقطت في الثقب الأسود عن طريق إجراء عملية حسابية

ضخمة على هذه الجسيمات

المنتهية”.

تحتوي كل الجسيمات الموجودة داخل الثقب الأسود على معلوماتها الكم ميكانيكياً “المخفوقة”.

أي أن معلوماتهم قد تم خلطها بطريقة فوضوية بطريقة تجعل من المستحيل تخليصها.

لكن الجسيمات المتشابكة التي يتم خلطها في هذا النظام يمكن أن تنقل المعلومات إلى شريكه.

وللقيام بهذا من أجل ثقب أسود في موج | mwg الحقيقي معقد بشكل ميؤوس منه (والى جانب ذلك ،

يصعب الوصول إلى الثقوب

السوداء في مختبرات الفيزياء). لذا ، قامت المجموعة بإنشاء حساب كمومي قام بإجراء عمليات حسابية باستخدام بتات الكم

المتشابكة ، أو الوحدة الأساسية للمعلومات المستخدمة في الحوسبة الكمومية.

ثم قاموا بإعداد نموذج بسيط باستخدام ثلاث نوى ذرية لعنصر الإيتربيوم ، والتي كانت جميعها متشابكة مع بعضها البعض.

وباستخدام الفيزياء الخارجية الأخرى ، كان الفيزيائيون قادرين على معرفة متى أصبحت الجسيمات في نظام الجسيمات الثلاثة

مخلوط ويمكنهم قياس مدى اندفاعهم.

والأهم من ذلك ، أظهرت حساباتهم أن الجسيمات كانت مخلوطة مع بعضها البعض على وجه التحديد وليس مع جزيئات أخرى

في البيئة ، كما قال رفائيل بوسو ، الفيزيائي النظري لجامعة كاليفورنيا في بيركلي.

وأضاف “إنه إنجاز رائع”. “اتضح أن التمييز بين أي من هذه الأشياء يحدث بالفعل لنظام الكم لديك يمثل مشكلة صعبة للغاية”.

وقال بوسو إن النتائج تظهر كيف أن دراسات الثقوب السوداء تؤدي إلى تجارب يمكن أن تستكشف التفاصيل الدقيقة في ميكانيكا

الكم ، والتي يمكن أن تصبح مفيدة في تطوير آليات الحوسبة الكمومية في المستقبل.

ترجمة محمد رفعت

المصدر

الوسوم

mohamed

Mohamed 24 Years ,From Egypt Software Engineering , Businessman

اترك رد

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق
التخطي إلى شريط الأدوات