هل سبق لك أن تساءلت عن أكبر لغز في الفيزياء الحديثة؟ ربما يكون الاختلاف بين النسبية العامة والميكانيكا الكمومية هو الإجابة! 🧠 هذا اللغز يُحير العلماء منذ عقود. ولكن، هل هناك حلول؟ بالتأكيد! بعض النظريات تُقدم إجابات محتملة، لكن الأدلة التجريبية قليلة. 🧑‍🔬 هنا يأتي دور مشروع “SUPREME-GQ” الذي يُموّله معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة الجديدة. سليم شاهريار، من جامعة نورث وسترن، يسعى لجمع بيانات دقيقة حول الجاذبية الكمية، لتُنهي هذه المعضلة مرة واحدة وإلى الأبد! 🚀

التجربة معقدة بعض الشيء، لكنها مهمة! ⚙️ ستُستخدم منصة فضائية مُجهزة بمستشعر متشابك كمومياً ونظم تحديد مواقع دقيقة. دعنا نلقي نظرة على مبدأ التكافؤ، أحد أهم مبادئ النسبية العامة.

ينص مبدأ التكافؤ على أن الجاذبية والتسارع متماثلان. هذا المبدأ هو ركيزة النسبية العامة، حيث تُعامل الجاذبية كمنحنى في الزمكان، وليس قوةً أساسية. لكن، بعض نظريات الجاذبية الكمومية تُشير إلى أن هذا التكافؤ قد لا ينطبق على نطاقات دقيقة جدًا، حيث تسود ميكانيكا الكم. 🤔

يُستخدم معامل أوتفوس لوصف هذا الاختلاف. وهو يُوضِّحُ مدى التقارب بين الكتلة الجاذبية والكتلة القصورية. في النسبية العامة، يجب أن تكونا متساويتين. لكن، في عالم ميكانيكا الكم، بعض نظريات الجاذبية الكمومية تُشير إلى اختلافٍ بينهما، مُمثّلًا بقيمة غير صفريّة لمعامل أوتفوس. 🧐

تم اختبار معامل أوتفوس حتى 10^-15 باستخدام تجربة MICROSCOPE. وقدم الباحثون في عام 2022 تقريرًا يُعتبر أحدث قياس دقيق لمعامل أوتفوس حتى الآن. 📈 لكن، كانت مقاييس التسارع التقليدية المستخدمة في MICROSCOPE غير دقيقة بما يكفي لقياس مستوى 10^-18 المُتوقع من بعض النظريات، مثل نظرية الأوتار.

يدخل الدكتور شاهريار وفريقه الآن إلى الصورة. يهدفون إلى تطوير منصة فضائية تستخدم مقاييس التداخل الذرية لتحديد قيمة المعامل إلى 10^-20، لإثبات أو دحض بعض نظريات الجاذبية الكمية. 🔭 وإحدى الخطوات المهمة هي فهم كيفية استخدام التشابك الكمومي في مقاييس التداخل الذرية (AIs). يستخدمون الليزر لتقسيم شعاع من الذرات إلى مسارات منفصلة، وتهدف التجارب إلى مراقبة سلوكها، لمعرفة هل تتأثر بالجاذبية بشكلٍ مختلف في هذه النطاقات الصغيرة. 🔬

في هذا السياق، طورت مجموعة الدكتور شاهريار “بروتوكول الضغط الصوتي العام” للحفاظ على الحالة المتشابكة الكمومية لفترات طويلة. سيُتيح هذا إجراء قياسات دقيقة لاختلافات بين الحالتين، مما قد يؤدي إلى قياس دقيق للغاية لمعامل أوتفوس. 🚀

التكنولوجيا المُطورة، والمعروفة باسم “مُداخل مُضطرب ذريّ لقطة شرودينغر” (SCAI)، يمكن استخدامها في تطبيقات أرضية أيضًا. ستكون أكثر دقةً بألوفٍ من المرات من مُسارعّات أو مُقاييس دورانٍ نموذجيّة. 🧠

هناك قدرٌ هائلٌ من العمل ليتم إنجازه، لكن هذه الخطوات تُمثل خطوةً مهمةً نحو فهم أكبر لغز في الفيزياء الحديثة. 🧐

المصادر:
ناسا – قياس فائق الدقة لظاهرة التكافؤ في الجاذبية الكمومية بواسطة الأقمار الصناعية
يوتاه – علماء يجرون اختبارات للجاذبية الكمومية
يوتاه – نهج جديد قد يكشف عن العلاقة بين الجاذبية والميكانيكا الكمومية
يوتاه – ما هي الجاذبية الكمومية الحلقية؟
المصدر الأصلي