في هدوء مختبر حيث تومض الليزر مثل نبضات قلب بعيدة وتُبرد الذرات نحو السكون، يتعلم الفيزيائيون التعامل مع الزمن ليس مجرد مقياس، بل كمادة. في هذا الهدوء المدروس، يمكن إقناع المادة بأن تتشكل في أنماط لا توجد في الطوب والروابط، بل في الإيقاع نفسه. تبدأ الفكرة المألوفة للبلورة — وهي هيكل متكرر في الفضاء — في التراخي، ويظهر شيء أكثر غموضًا.
تشير دراسة نظرية حديثة إلى أنه تحت الظروف المناسبة، يمكن أن تتنظم الذرات فائقة البرودة الخاضعة لدوافع خارجية مؤقتة بدقة في نمط مويري ثنائي الأبعاد يتشكل من الزمن. بدلاً من تكديس طبقات من المادة الفيزيائية بزاوية طفيفة، كما في أنظمة المويري التقليدية، يقترح الباحثون تكديس الاهتزازات — الترددات المتداخلة التي تتداخل وتنتج هيكلًا أكبر متكرر في إطار زمني مكاني مشترك.
تستند الفكرة إلى مفهوم البلورات الزمنية، التي تم اقتراحها لأول مرة في العقد الماضي وتم تحقيقها لاحقًا تجريبيًا. تظهر البلورات الزمنية حركة تتكرر دوريًا دون استهلاك الطاقة بالطريقة التي تفعلها الأنظمة العادية. إنها تكسر تناظر نقل الزمن، مما يعني أن سلوكها يدور في نمط مستقر حتى في غياب إدخال الطاقة المستمر بعد الظروف الدافعة الأولية.
في النظام المتوقع حديثًا، سيتم حصر آلاف الذرات المتفاعلة في فخ سلس وخضوعها لعدة دوافع دورية. مع تداخل هذه الدوافع، يمكن أن يظهر نمط تداخل شبيه بالمويري في الحركة الجماعية للذرات. سيتصرف الهيكل الناتج بشكل فعال مثل شبكة ثنائية الأبعاد — ليست محفورة في الفضاء الفيزيائي، بل مشفرة في توقيت وطور اهتزازات الذرات.
عندما قام الباحثون بمحاكاة مثل هذا الإعداد، وجدوا أن النظام يمكن أن يدعم السيولة الفائقة داخل هذه الشبكة الزمنية. تُعرف السوائل الفائقة بقدرتها على التدفق دون احتكاك داخلي، وهي حالة من المادة تُلاحظ عادة في البيئات فائقة البرودة مثل الهيليوم السائل أو تكثيف بوز-أينشتاين الذري. في البلورة الزمنية المويرية المتوقعة، ستظهر مناطق من التدفق المتماسك حيث تتزامن الذرات عبر الشبكة الزمنية المصممة، تتحرك جماعيًا في حالة كمومية خالية من الاحتكاك.
لا يزال العمل نظريًا، لكنه يحدد الظروف التجريبية التي يمكن اختبارها في مختبرات الذرات الباردة المتقدمة. تستخدم هذه المرافق بالفعل مجالات ليزر وفخاخ مغناطيسية للتلاعب بسحب الذرات بدقة استثنائية. من خلال ضبط الترددات وقوة التفاعل، قد يتمكن العلماء من إعادة إنشاء الدوافع الزمنية المتراكبة المطلوبة لإنتاج الهيكل المويري المتوقع.
إذا تم تحقيقها، يمكن أن توسع هذه الأنظمة من فهم كيفية ظهور التناظر والتماسك في المادة الكمومية. قد تقدم أيضًا منصات جديدة لاستكشاف المحاكاة الكمومية والتحكم، حيث يتم برمجة مراحل المادة من خلال التوقيت بدلاً من التصنيع الفيزيائي. بدلاً من نحت شبكة في السيليكون أو تكديس أوراق رقيقة من الذرات، سيقوم الباحثون بنحت النظام من خلال الإيقاع.
تقترح الاقتراحات أن البلورية لا يجب أن تنتمي فقط إلى الفضاء. بموجب القواعد الكمومية، يمكن أن تخلق الدورية في الزمن هياكل ذات معنى مثل تلك المبنية من الذرات في شبكات صلبة. من هذه الناحية، تصبح الحدود بين الحركة والمادة أقل وضوحًا.
في الوقت الحالي، تبقى النتائج كتنبوء في انتظار التأكيد التجريبي. يواصل الفيزيائيون تحسين نماذجهم وتحديد المعلمات القابلة للتطبيق في المختبر. ما إذا كانت البلورة الزمنية المويرية السائلة ستظهر في الممارسة العملية لا يزال غير مؤكد، لكن الإطار النظري يشير إلى تقاطعات جديدة للتناظر والزمن والتدفق الجماعي.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي المرئيات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي وتعمل كتمثيلات مفاهيمية.
المصادر (أسماء وسائل الإعلام فقط) Phys.org Nature Physics Physical Review Letters Science New Scientist
نُشر بواسطة Banx Network. هذا المقال جزء من برنامج الوسائط اللامركزية من Banx، مدعومًا برمز BXE على شبكة XRP Ledger.
