٦٫٧ زوال الترابط الكمي

الصفحة الرئيسية ／ ٦. المجال الكمي (V5.05)

أولًا المشاهدات والسؤال الجوهري

تستطيع الأنظمة الصغيرة أن تتراكب وتتداخل، بينما تتبع الأنظمة الكبيرة غالبًا مسارًا واحدًا يبدو كلاسيكيًا. يكوّن إلكترون أو فوتون منفرد خطوط تداخل دقيقة في تجربة الشقين، لكن الغبار الدافئ أو الجزيئات الكبيرة يمحو هذه الخطوط سريعًا. حتى البتات الكمومية فائقة التوصيل تفقد التباين حين يزداد اقترانها بالوسط. لذلك يبرز السؤال: إذا كانت القوانين واحدة، فلماذا يبدو العالم الماكروسكوبي كلاسيكيًا؟

ثانيًا قراءة نظرية خيوط الطاقة، ثلاث آليات تُضعف الترابط

وفق نظرية خيوط الطاقة، يتقدّم الكيان الكمي داخل بحر الطاقة حاملًا غلافًا للترابط تُسلَّم محتوياته من موضع إلى آخر. يحدث زوال الترابط عندما يقترن هذا الغلاف بالوسط، فتتسرّب بنية الطور إلى الخارج وتبهت ملامحها.

• اقتران الوسط يكتب أثر المسار في مواضع شتى. التصادمات والبعثرة مع الغاز أو الإشعاع أو الشبكة البلورية تسجّل اختلاف المسارات في درجات حرية عديدة، فيتوزّع نمط الطور على عناصر دقيقة من بحر الطاقة ويتحوّل إلى ذاكرة مبعثرة.
• ضوضاء التوتّر الخلفية تُشعّث نمط الطور. بحر الطاقة غير ساكن، وضوضاء التوتّر المنتشرة تدفع فروق الطور بين المسارات مع الزمن، فتتفكك الرسوم المنتظمة ويصبح الغلاف أقل حدّة وأكثر غلظًا.
• الوسط ينتقي الممرات الأكثر ثباتًا للقراءة. مع التفاعل الطويل لا تبقى إلا الاتجاهات والتوزّعات الأقل حساسية للوسط، وهي حالات المؤشّر التي تماثل ممرات ذات اضطراب أدنى وتبدو كمسارات كلاسيكية.

المحصّلة واضحة. لا حاجة إلى مراقب. فقد تسرّبت معلومات الطور إلى الوسط، ولم يعد في الجزء المحلي إلا إحصاء مخلوط، فتغيب أنماط التداخل عن الرصد. هكذا يظهر الكلاسيكي من قلب الكمي.

ثالثًا أمثلة من المختبر إلى الحدود المتقدّمة

• الشقان مع الغاز أو الإشعاع الحراري. رفع الضغط أو الحرارة قرب المسارين يخفض تباين الخطوط وفق علاقة منظّمة تجمع الضغط والحرارة وفارق المسار، لأن أحداث البعثرة تضع بطاقة المسار في حالات الجسيمات والفوتونات المحيطة فتتسرّب بنية الطور.
• تداخل الجزيئات الكبيرة والانبعاث الذاتي. فوليرين سي ٦٠ وجزيئات عضوية أكبر تُظهر التداخل في فراغ عال وحرارة منخفضة، لكن عند التسخين تحمل الإشعاعات الحرارية الصادرة من الجزيء معلومات الطور إلى الوسط فيضعف التباين.
• زمن الترابط في البتات الكمومية واستعادته بالإيكو. في أنظمة فائقة التوصيل أو أنظمة اللفّ المغزلي تحدّ الاسترخاءات وفقدان الطور زمن الترابط، بينما تعيد تسلسلات الإيكو وفكّ الاقتران الديناميكي جزءًا من نظام الطور فتظهر الخطوط من جديد. يثبت ذلك أن زوال الترابط انتشار للمعلومات بسبب الاقتران، لا اختفاء للنظام نفسه.
• ممحاة كمية. إذا حمل أحد مكوّنات الوسط معلومات المسار، فإن محو هذه المعلومات أو جمعها من غير تمييز يعيد التداخل في العيّنات الشرطية، ما يدل على أنّ ظهور الخطوط أو اختفاءها يتوقّف على إمكان قراءة معلومات الطور.
• نوافذ في البصريات الميكانيكية والأنظمة الحية. رنانات ميكانيكية مجهرية مبردة قرب الحالة الأساسية تحافظ على ترابط قصير العمر، كما تُبقي مجمّعات التركيب الضوئي جيوبًا صغيرة من الترابط في بيئات دافئة رطبة. يمكن هندسة الترابط بالتحكم في الاقتران وضوضاء الخلفية.

رابعًا بصمات رصدية تدل على تبلّد الطور

• هبوط منظّم في وضوح الخطوط مع ازدياد الضغط والحرارة وفارق المسار وحجم الجسيم.
• وهن الغلاف وارتداده في متواليات القياس النبضي من نوع الإيكو.
• عودة الخطوط أو غيابها في الإحصاء الشرطي بعد وضع بطاقة المسار أو محوها انتقائيًا.
• اختلاف اعتماد الزاوية في معدلات زوال الترابط بين ضوضاء متساوية الخواص وضوضاء توجيهية.

خامسًا إجابات مختصرة عن التباسات شائعة

• زوال الترابط لا يعني فقدان طاقة. إنه بالأساس تصدير وانتشار لمعلومات الطور، وقد تبقى الطاقة شبه ثابتة.
• لا يشترط وجود مراقب. كل اقتران قابل للتسجيل مع الوسط يوزّع معلومات الطور سواء وُجد مراقب أم لا.
• يفسّر اختفاء التراكب وظهور حالات المؤشّر، لكنه لا يغني عن آليات الجهاز التي تحوّل الفروق الصغيرة إلى نتيجة قابلة للقراءة، مثل الاقتران والإغلاق والذاكرة.
• من حيث المبدأ يمكن عكسه بجمع كل سجلات الوسط وعكس أثرها، لكن عمليًا تتوزّع هذه السجلات على درجات حرية هائلة، فيبقى العكس محدودًا كما تُظهره تجارب الإيكو والممحاة.

سادسًا خلاصة

لا تغيّر عملية زوال الترابط قوانين الكمّ، بل تكشف أن تدفّق معلومات الطور من الغلاف المحلي إلى بحر الطاقة والوسط يُسوي أنماط التراكب محليًا. ضوضاء التوتّر الخلفية والاقترانات المتعددة تدفع الأنظمة نحو ممرات أقل حساسية للوسط. جملة جامعة. الكمي في كل مكان، والكلاسيكي هو هيئة ظهوره بعد زوال الترابط.