الضوء بلّورة في رقاقات الكمبيوتر

لمَ يُعتبر هذا الأمر صعباً؟ تستطيع الذرات بسهولة تشكيل الأجسام الصلبة والسائلة والغازية لأنها حين تحتكّ إحداها بالأخرى تتباعد وتتقارب. وتشكّل عملية التباعد والتقارب هذه البنية الكامنة في المواد كافة. لكن جسيمات الضوء أو الفوتونات لا تتفاعل عادة إحداها مع الأخرى، وفق الدكتور أندرو هوك، بروفسور متخصص في الهندسة الكهربائية في جامعة برينستون والمشرف على الدراسة. لذلك يكمن سر البحث بإرغامها على التفاعل.

يخبر هوك Popular Science: {بنينا ذرة اصطناعية، مستخدمين الكثير من الذرات التي تعمل بتناغم. فنشأ عن ذلك شيء ميكانيكي كمي يُعتبر [بنحو نصف مليمتر] مرئياً وفق المقياس التقليدي}.

في دراستهم، استقرت هذه الذرة الاصطناعية الكبيرة في رقاقة كمبيوتر، وسلّط الباحثون فوتونات موجات صغرية على النظام. فعلقت جسيمات الضوء عندئذٍ في الذرة، ما أرغم الفوتونات على البقاء في مكان واحد. فأجبر ذلك بدوره الفوتونات على التفاعل إحداها مع الأخرى، مشكّلةً بنية منظمة شبيهة بالبلورات (أو مشبك).

ولكن عند تشكّل المشبك، اصطدم الباحثون بتحديين: صعوبة رصد النظام، وبدا الأخير غير مستقر. فما كان باستطاعتهم رؤية الضوء المحتجز في المشبك مباشرة من دون إحداث خلل في النظام بأكمله. لذلك اعتمد الباحثون قياسات غير مباشرة للفوتونات التي تفلتت بغية {رؤية} هذا الحدث. لكن هذه الفوتونات المتفلتة عانت مشكلتها الخاصة. ففيما خرجت، أدت إلى تفكك النظام. وبغية الحفاظ على هذا النظام، كان من الضروري إضافة الفوتونات باستمرار. وعنى ذلك أن النظام كان في حالة تغير مستمرة.

يوضح هوك: {نبرع نحن الباحثين في دراسة التوازنات الإستاتية}. ولكن من الضروري دراسة الظواهر الفيزيائية المتطورة الديناميكية. فعلى الأمد الطويل، قد يمهد البحث الذي أُنجز بواسطة مكونات من كمبيوتر كمي الطريق أمام آلات أكثر تطوراً، وفق هوك.