أغرب تجربة علمية لم تسمع بها من قبل

خلّيني أقولكم شي صدم меня فعلاً...

ثلاثة علماء فيزياء في جامعة أوسلو كانوا يتكلمون في عشاء عمل عادي، ولحد جا واحد وقال: إيش لو نحاول نقطع الفوتون بنص؟

فكرة بسيطة صح؟ الفوتون هو جزيء من الضوء. يعني نظن إني أقدر أقصه وأاخذ نصين صغيرين منه.

المشكلة إن الفوتونات هي جسيمات "أولية" — يعني ما تتكون من شي أصغر منها. ما تقدر تقطعها مثل ما تقطع ذرة أو جزيء أكبر. ما عندها "داخل" أصلاً.

بس العلماء فضوليين: وش بي يصير لو سويت "قص" للفوتون؟ مثل ما تستخدم مصراع لتقطيع جزء من موجة ضوئية؟

وهنا بدأت الغرابة

لما تقطع جزء من الفوتون، يصير شي غير متوقع أبداً.

بدل ما تطلع معك نصين تالفين من الضوء، أنت تفجّر فوتونات جديدة!

أعرف، أنا كذا قرأت الجملة ذي ثلاث مرات.

الورقة العلمية (منشورة في مجلة Physical Review Letters لو تبي تتخصص) تقول إنه بقطع جزء من الفوتون، أنت "بتعطي موجود أصلا" فوتونات جديدة — حتى لو أغمضت المصراع ببطء.

الصورة اللي تخيلتها هي وحش الهيدرا من الأساطير — تقطع لها راس، وiergrowback مكانه zwei. بس هالمرة الهيدرا مصنوعة من الضوء والقواعد ما تنطبق.

ليش الفوتونات أغرب مما نظن

السبب؟

الفوتونات ليست متناظرة. طرف منها عنده "ذيل لا نهائي" — تخيل موجة تمشي للأبد في اتجاه واحد. هذا الفوتون.

بسبب هذا اللاتماثل، مكان القطع مهم جداً. الفوتون مو كرة منتظمة تنتظر التقسيم.

العلماء بنو نموذج مبسط عشان يفهمون الموضوع — جسيم واحد يتحرك باتجاه واحد مع استقطاب واحد، ورايح يمر بمصراع يشبه المرآة يقطعه وهو ماشي.

وش طلع؟

جزء كان فراغ كامل — ولا شي. الجزء الثاني كان فوتون كامل متكامل. ولا الاثنان يتذكرون إنهم كانوا جزء من شي أكبر.

ولا واحد منهم يشوف إنه "مقطوع"! الاثنين يبدون وكأنهم كيان كامل. بس الفوتون أعاد توزيع نفسه بطريقة ما.

ليش محد سأل هالسؤال قبل؟

العلماء أنفسهم تعجبوا: السؤال باين بسيط جداً، بس محد سأله قبل!

وأنا أفهم ليش.

عالم فيزياء مشغول دايماً بمشاريع عملية — تجارب ممكن تقود لاختراقات في الحوسبة الكمومية، أو طرق جديدة لنقل المعلومات، أو فهم تركيب الكون الأساسي.坐在那里问 "هل يمكنني قطع الفوتون بنصف؟" يبدو بسيطاً جداً — almost too simple.

وربما هينا الدرس: أحياناً الأسئلة اللي نظنها بسيطة جداً هي اللي تخبئ أكثر الغرابة في الفيزياء.

وش معنى هالكل؟

خلّيني أكون صريح: هذا كان تمرين نظري بنماذج مثالية. التجارب الحقيقية بتكون أعقد.

بس الفكرة الأساسية — إن قص الفوتون ما يقلل عدده، بل ممكن يزيده — تبدو حقيقية.

العلماء يقولون إن دراسة حالات الفوتونات المقطوعة ممكن تكون أسهل بالفيزياء الكلاسيكية مقارنة بالكمية. بس对我们الباقي المهتمين، الخلاصة أبسط:

الكون أغرب بكثير مما نعطيه حقه.

نظن إننا نفهم الضوء. نعرف الفوتونات من أكثر من قرن. نستخدمها في كل شي من الاتصالات للعلاج الطبي. ومع هذا، يبدو إننا ما نعرف بالكامل وش يصير لو جربنا نقص واحد منها.

الفيزياء ما خلصت تفاجئنا. وأنا شخصياً؟ مو باقي أط resists لما أشوف أسئلة ما خطرت لنا نسألها.

هل سبق وسألت عن شي بدا بسيط جداً لحد إنك قلت لازم أحد جاوب عليه قبل؟ ربما أجمل الاكتشافات مخبأة في أسئلة نستحي نسألها.