الميكانيك الكمي والكلاسيكي تناقض!

التشابك ﺍﻟﻜﻤﻲ Quantum entanglement ﻫﻮ ﺳﻤﺔ ﻣﻤﻴﺰﺓ لميكانيكا ﺍﻟﻜﻢ تميزه ﻋﻦ ﺍﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜا ﺍﻟﻜﻼﺳﻴﻜﻴﺔ .
الذي يعتبر ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ local realism ﻫﻮ أساسه.





ﻭﻓﻲ ﻭﺭﻗﺔ ﺑﺤﺜﻴﺔ ﺟﺪﻳﺪﺓ، ﺃﻇﻬﺮ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﻮﻥ تناقضًبا بين المبدأئين.

ﺃﻭﻻً ﻳﺠﺐ ﺗﻮﺿﻴﺢ ﻓﻜﺮﺓ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ: اذا كان ﺠﺴﻤين كميين ﻣﺘﺸﺎﺑﻜﻴﻦ ﻭﻓﻲ ﻟﺤﻈﺔ معينة تم ﻗﻴﺎﺱ ﺣﺎﻟﺔ ﺟﺴﻢ ﻣﻨﻬﻤﺎ، فإن حالة الجسم الآخر (المشبوك) ستتغير أيضًا وينتقل هذا التغير بسرعة تفوق سرعة الضوء بين هذين الجسمين .





مثلاً في حالة جسيمين يدوران وبينهما تشابك كمي وقد علم أن محصلة اتجاهي دورانهما يساوي الصفر، وقسنا حالة أحد الجسيمين المتعلقة باتجاه دورانه وتبين أنه يدور وفق محور معين ، فإن هذا القياس سيؤثر على حالة الجسيم الآخر الذي سيدور حتمًا في الاتجاه في المعاكس.

وإن ﺗﺄﺛﺮ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﺑﺬﻟﻚ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ عمليًا ﻳﻨﺎﻓﻲ ﻣﺒﺪﺃ “ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ”، والذي يعني أن الجسم ﻳﺘﺄﺛﺮ ﻓﻘﻂ ﺑﻤﺤﻴﻄﻪ ﺍﻟﻤﺒﺎﺷﺮ .





لقد أمضى الفيزيائيون سنوات عدة في محاولة للإجابة على تساؤل إن كان ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﻣﻨﺎﻓﻲ ﻟﻤﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ؟ ﻭﻫﻞ فعلًا تم نقض ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ؟ ﺃﻭ ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ؟ حيث يعبر معنى الواقعية عن ﺍﻓﺘﺮﺍﺽ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺣﺘﻰ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﻋﺪﻡ ﻣﺮﺍﻗﺒﺘﻪ ﺃﻭ ﺭﺻﺪﻩ.

ﻓﻜﺮﺓ ﺗﻨﺎﻗﺾ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﻣﻊ ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ ﻟﻴﺴﺖ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﻋﻠﻰ ﺍﻹﻃﻼﻕ.





فمنذ فترة طويلة تم الاشتباه أن ﺑﻌﺾ ﺣﺎﻻﺕ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﺗﻨﺎﻗﺾ ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ ﺑﺴﺒﺐ ﻛﻴﻔﻴﺔ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻛﻼ ﺍﻟﺠﺴﻤﺎﻥ ﺍﻟﻤﺘﺸﺎﺑﻜﺎﻥ ﻟﺤﻈﻴﺎً ﻋﻠﻰ ﺑﻌﺾ، واستمر الأمر ﺣﺘﻰ ﻋﺎﻡ 1991 حين ﺃﺛﺒﺖً ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ ﻧﻴﻜﻮﻻﺱ ﺟﻴﺴﻴﻦ Nicolas Gisin كميًا أن حالات التشابك الكمي النقي pure entangled states ﻳﺠﺐ ﺃﻥ ﺗﻨﺎﻗﺾ ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ.





ﻭﻫﺬﺍ ﻣﺎ عرف بﻧﻈﺮﻳﺔ ﺟﻴﺴﻴﻦ Gisin’s theorem .

وﻋﻠﻰ ﺍﻟﺮﻏﻢ ﺃﻥ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﺟﻴﺴﻴﻦ ﺗﻮﺻﻒ ﺣﺎﻻﺕ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﺍﻟﻨﻘﻲ ﻓﻘط،ﺇﻻ أنه ﻣﻊ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﻣﺪ ﻣﻌﻈﻢ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﻧﻈﺮﻳﺘﻪ ﻟﻮﺻﻒ ﺑﻌﺾ أنواع ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻂ mixed entangled states .
ﻋﻠﻤﺎً ﺄﻥ ﻣﻌﻈﻢ ﺣﺎﻻﺕ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﻫﻲ ﺣﺎﻻﺕ ﻣﺨﺘﻠﻄﺔ ؛ ﺑﻤﻌﻨﻰ ﺃﻧﻬﺎ ﻣﻜﻮﻧﺔ ﻣﻦ ﺩﻣﺞ ﻟﻌﺪﺓ ﺃﻧﻮﺍﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﺤﺎﻻﺕ ﺍﻟﻨﻘﻴﺔ .

ﻓﻲ ﻭﺭﻗﺔ ﺑﺤﺜﻴﺔ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﻣﻘﺪﻣﺔ ﻣﻦ ﻣﺆﺳﺴﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺼﻴﻦ ﻭﺳﻨﻐﺎﻓﻮﺭﺍ ﺳﻴﺘﻢ ﻧﺸﺮﻫﺎ ﻓﻲ ﺻﺤﻒ Nature scientific reports سنثبت ﺃﻥ ﻛﻞ ﺣﺎﻻﺕ ﺍﻟﺘﺸﺎﺑﻚ ﺍﻟﻜﻤﻲ”ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻄﺔ ” ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﺒﻊ ﺧﺎﺻﻴﺔ ﺗﻮﺟﻴﻪ معينة ﻳﺠﺐ ﺃﻥ ﺗﻨﺎﻗﺾ ﻣﺒﺪﺃ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺤﻠﻴﺔ.





وﻫﺬﻩ ﺍﻟﺤﺎﻻﺕ ﺍﻟﻤﻌﻴﻨﺔ ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﺗﺤﺴﻦ ﻣﻦ ﻓﻬﻤﻨﺎ ﻟﻠﻌﻼﻗﺎﺕ الكمية ﻭﺗﺒﺴﻂ ﺗﻄﺒﻴﻖ ﺑﻌﺾ ﺑﺮﻭﺗﻮﻛﻮﻻﺕ ﺍﻟﻤﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺍﻟﻜﻤﻴﺔ .





ﻳﻘﻮﻝ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ ﺷﻴﻦ Chen ﻭ ﻫﻮ ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻲ ﻣﻦ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻧﺎﻧﻜﺎﻱ ﺑﺎﻟﻴﺎﺑﺎﻥ “ﺗﺤﺴﻴﻨﻨﺎ ﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺟﻴﺴﻴﻦ ﺗﻌﺪ ﺃﻭﻝ ﻣﺮﺓ ﺗﻌﻤﻢ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﻣﻦ ﻭﺻﻒ ﺣﺎﻻﺕ ﻧﻘﻴﺔ ﻟﺤﺎﻻﺕ ﻣﺨﺘﻠﻄﺔ، ﻭ ﺗﺘﻀﻤّﻦ ﺃﻳﻀﺎًﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺍﻷﺻﻠﻴﺔ ﻟﺠﻴﺴﻴﻦ ﻛﺤﺎﻟﺔ ﺷﺎﺫﺓ .”