أثبت الفيزيائيون حداً كمياً للسرعة كان يُشتبه في وجوده منذ فترة طويلة لعملية الترميز

تم مراجعة هذه المقالة ضمن إطار عملية التحرير والسياسات الخاصة بـ Science X. وقد أبرز المحررون الخصائص التالية مع ضمان موثوقية المحتوى:

تم التحقق من صحة الواقع

نشر بعد مراجعة الأقران

مصدر موثوق

تمت المراجعة من حيث القواعد اللغوية والتنسيق

عندما ننتظر ذوبان الجليد عن زجاج سيارة في الشتاء، أو ننتظر برودة مشروب دافئ، فإن المدة التي يستغرقها وصول جسم ما إلى توازن حراري مستقر ومتوازن مع محيطه (التوازن الحراري) تعتمد على عدد كبير من العوامل. ومن بين هذه العوامل مساحة السطح، وخصائص مادة الجسم، وتدفق الهواء.

ومع ذلك، عندما نقترب من المقياس دون الذري الذي تعمل فيه الكيوبتات في الحاسبات الكمّية، تنشط مجموعة قواعد مختلفة. فلا تزال الظروف الخارجية ذات أهمية، ولكن وفقاً لورقة بحثية جديدة نُشرت في مجلة ، فإن الميكاني الكمّية تفرض حداً أساسياً للسرعة على مدى سرعة وصول الأنظمة الكمّية المختلفة إلى التوازن الحراري.

تكمن أهمية هذه النتيجة في كون هذا الحدّ عاماً وشمولياً. فمهما كانت كمية الطاقة المطبّقة، أو مهما تمّ توجيه النظام بقوة أكبر، لا يمكن إجبار العملية على الحدوث بسرعة أكبر.

البحث عن حد سرعة كوني

منذ سنوات، لاحظ الفيزيائيون دلائل على هذا الحدّ البلانكي في الموصلات الفائقة والأنظمة الكمّية، ما جعلهم يشكّون في وجود حدّ عالمي للسرعة. ومع ذلك، كان ينقص إثبات رياضي عام يكشف عن وجود مثل هذا الحدّ.

في هذه النقطة، يظهر باولو أبيوسو وزملاؤه من الأكاديمية النمساوية للعلوم على المسرح.

قام الباحثون بصياغة إطار رياضي عام يتعامل مع الترميل (الانتشار الحراري) على أنه عملية يمكنها إيصال أنظمة كمومية مختلفة إلى حالاتها الحرارية المقابلة. واستخدموا نظرية المعلومات الكمومية لحساب مدى سرعة إمكانية حدوث ذلك تحت قوانين ميكاني الكم.

ولتحقيق التدليل الملموس على نتائجها، طبّق الفريق معادلاته على نموذج نظري لجسيمات كمّية متفاعلة، ودرَس سلوكها بشكل رياضي.

حد سرعة لا يمكن كسره

فما الذي أسفرت عنه كل هذه الحسابات العددية ونظرية التجريد؟

أظهر الفريق أن الفريق قد حدّد سرعة قصوى أثناء انتقال الأنظمة الكمومية المختلفة إلى التوازن الحراري في ميكاني الكم. وقد اكتشف أن هذه السرعة القصوى تتحدد بناءً على درجة الحرارة والثابتين الأساسيين للطبيعة، وهما ثابت بلانك المُختزل وثابت بولتزمان.

“إذن، ينبع هذا الحد من الملاحظة القائلة بأن جهاز التبريد بالامتزاز لا يمكنه انتهاك حد هايزنبرغ [الحد الأساسي الدقيق بمدى إمكانية قياس الخصائص الكمومية بشكل دقيق]،” كما يكتب مؤلفو الدراسة.

وهذا يعني أنه يمكن أن يكون الزمن الأدنى اللازم للوصول إلى التوازن الحراري لدى الأنظمة الكمّية عند درجات حرارة أعلى أقصر، إلا أنه لا يمكنها تجاوز هذا الحد الأساسي للسرعة طالما أنها صالحة للتطبيق. وتؤكد النتائج أن هذا الحد للسرعة يعتمد على درجة الحرارة والميكاني الكمّية، بغض النظر عن مدى تعقيد الوسط المحيط.

ومع ذلك، في درجات الحرارة المنخفضة للغاية، يُحدَّد الحد من فرق الطاقة بين حالتي الطاقة الأدنى لنظام ما.

هذه المقالة ليست مجرد دراسة رياضية ذكية وفقط. إن فهم حدود السرعة الكونية هذه يمكن أن يساعد الباحثين على تطوير تقنيات أفضل، بما في ذلك أجهزة الحوسبة الكمية.

تُؤلف هذه المقالة بجهود بشرية دقيقة من قِبل بول أرنولد، وقام بتحريرها ليزا لوك، وتم التحقق من دقتها ومراجعتها من قِبل روبرت إيغان. تعتمد «ساينس إكس» على دعم قرّائها للحفاظ على صحافة علمية مستقلة. فإذا كانت هذه الأخبار مهمة بالنسبة إليك، فيمكنك التفكير في التبرّع، وخاصة عبر التبرّع الشهري. وكجزء من شكرنا، تحصل على حساب خالٍ من الإعلانات.

باولو أبيوسو وآخرون، إثبات نظري معلوماتي للحد بلانكيان للتوازن الحراري، (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03397-y

بكالوريوس في علم الأحياء من جامعة لندن. منتج أفلام وثائقية لـ “بي بي سي” يتمتع بخبرة دولية. يعمل من جنوب إسبانيا بشكل مستقل.

عرض الملف الشخصي بالكامل →

حاصل على درجة البكالوريوس في تاريخ الفن، والماجستير في الثقافة المادية. محرر سابق في ، وفني طوارئ، ومنسق عمليات نقل الأعضاء. يعمل في التحرير منذ عام 2021 لصالح Science X.

عرض الملف الشخصي الكامل →

حاصل على درجة البكالوريوس في الرياضيات الحيوية، ودرجة الماجستير في الكتابة الإبداعية. سافر كثيراً، ويمتلك آراءً فريدة من نوعها في العلوم واللغة. عرض الملف الشخصي بالكامل →

© 2026 شبكة ساينس إكس

التغذية الراجعة للمحررين