الزمن: المفهوم المفضل لدى الجميع لتجاهله حتى الساعة الثانية فجرًا وأنت تتصفح هاتفك بلا هدف. لكن الفيزيائيين، وهم دائمًا المتفوقون في الدراسة، انشغلوا بجعله أكثر غرابة. لقد أخبرتنا نظرية النسبية لأينشتاين بالفعل أن الزمن ليس ثابتًا - فهو يتمدد وينكمش اعتمادًا على السرعة والجاذبية. الآن، تقترح دراسة جديدة أنه عندما تخلط ميكانيكا الكم في الأمر، فإن الزمن نفسه قد يوجد في تراكب، يتدفق أسرع وأبطأ في وقت واحد. شكرًا، يا ميكانيكا الكم.

الورقة البحثية، بعنوان "البصمات الكمومية للزمن الصحيح في الساعات الأيونية البصرية"، نُشرت في 20 أبريل 2026 في مجلة Physical Review Letters. قاد البحث الأستاذ المساعد إيغور بيكوفسكي من معهد ستيفنز للتكنولوجيا، مع فرق تجريبية بقيادة كريستيان سانر من جامعة ولاية كولورادو وديتر لايبفريد من المعهد الوطني للمعايير والتقنية (NIST). ادعاؤهم الجريء؟ نفس التقنية التي تُطوَّر لساعات الجيل القادم وأجهزة الكمبيوتر الكمومية قد تسمح لنا باختبار هذا الجنون فعليًا.

لقد سمعت عن قطة شرودنغر - القطة التي تكون حية وميتة في نفس الوقت حتى تنظر إليها. يقترح الباحثون شيئًا سخيفًا بنفس القدر: ساعة في تراكب كمومي قد تشهد تدفقات زمنية متعددة في وقت واحد، مثل قطة تكون في نفس الوقت قطة صغيرة ومسنة. يقول بيكوفسكي: "يلعب الزمن أدوارًا مختلفة جدًا في نظرية الكم وفي النسبية. ما نُظهره هو أن الجمع بين هذين المفهومين يمكن أن يكشف عن بصمات كمومية خفية لتدفق الزمن لم يعد من الممكن وصفها بالفيزياء الكلاسيكية."

النسبية تعبث بالزمن بالفعل بطرق ملحوظة. ساعة تتحرك بسرعة 10 أمتار في الثانية لمدة 57 مليون سنة ستتأخر عن ساعة ثابتة بحوالي ثانية واحدة - وهي حقيقة أكدتها أجهزة فائقة الدقة مثل ساعات أيون الألومنيوم في NIST. "مفارقة التوأم" تشرح ذلك: توأم يذهب في رحلة عالية السرعة ويعود أصغر سنًا من الذي بقي في المنزل. الدراسة الجديدة تدفع هذا إلى العالم الكمومي، متسائلةً ما إذا كانت ساعة واحدة يمكن أن تدق بمعدلين مختلفين أثناء وجودها في تراكب. تقول نظرية الكم نعم، لكن حتى وقت قريب، كان التأثير خفيًا جدًا بحيث لا يمكن ملاحظته.

ادخل إلى الساعات الأيونية، التي تحبس أيونًا واحدًا (ألومنيوم أو إيتربيوم)، وتبرده إلى قرب الصفر المطلق، وتتحكم في حالاته الكمومية بالليزر. يُظهر تحليل الفريق أن الجمع بين هذه الساعات وتقنيات الحوسبة الكمومية بالأيونات المحبوسة يمكن أن يكشف عن خصائص كمومية خفية للزمن. يقول غابرييل سورسي، طالب دكتوراه في معهد ستيفنز للتكنولوجيا ومؤلف مشارك: "الساعات الذرية أصبحت حساسة جدًا لدرجة أنها تستطيع اكتشاف فروق زمنية صغيرة ناتجة عن مجرد الاهتزازات الحرارية عند درجات حرارة متناهية الصغر. ولكن حتى عند درجة حرارة الصفر المطلق، الحالة الأرضية، سيتأثر معدل الدقات بالمجرد التقلبات الكمومية وحدها."

لكن لماذا نتوقف عند هذا الحد؟ يقترح الباحثون التلاعب بالفراغ نفسه عن طريق إنشاء "حالات مضغوطة"، حيث يتصرف الموضع والسرعة بطرق غريبة. في ظل هذه الظروف، يمكن لساعة واحدة أن تدق أسرع وأبطأ في نفس الوقت بينما تتشابك مع حركتها الكمومية الخاصة. إنها كأن الساعة تمر بأزمة وجودية.

يأمل الفريق في اختبار هذا تجريبيًا. يقول سانر: "لدينا التقنية لتوليد الضغط المطلوب ومسار للوصول إلى دقة الساعة اللازمة في الساعات الأيونية لملاحظة هذه التأثيرات لأول مرة." بيكوفسكي، الذي تشمل أعماله السابقة اكتشاف الجرافيتونات المفردة (الجسيمات الافتراضية التي تحمل الجاذبية)، متحمس للآثار الأوسع: "الفيزياء ما زالت مليئة بالألغاز على المستوى الأساسي. التقنيات الكمومية تعطينا الآن أدوات جديدة لإلقاء الضوء عليها."

لذا، في المرة القادمة التي تتأخر فيها، فقط ألقِ اللوم على التراكب الكمومي. ساعتك كانت في الواقع في الموعد - وأيضًا متأخرة - في نفس الوقت.