للمرة الأولى: علماء يُجرون التصوير الكمومي الشبحي باستخدام ضوء الشمس الطبيعي

نجح علماء صينيون في تحقيق التصوير الكمومي الشبحي بضوء الشمس مصدراً وحيداً للضوء، مفتوحين الطريق أمام أجهزة تصوير كمومية مستقلة لا تحتاج مصادر طاقة كهربائية معقدة.

تحرير
ألمعي · هيئة التحرير
النشر
١٨ مايو ٢٠٢٦
المصدر
ScienceDaily
القراءات
٠
الوقت
قراءة دقيقتين
تصوير فني لأزواج الفوتونات المتشابكة المُولَّدة بضوء الشمس

في تجربة جمعت بين علم الكم وأشعة الشمس، نجح علماء في جامعة شيامن الصينية في تحقيق ما كان يبدو بعيد المنال: إجراء التصوير الكمومي الشبحي باستخدام ضوء الشمس الطبيعي مصدراً وحيداً، دون الحاجة إلى مصادر ضوء ليزر معقدة تعمل بالكهرباء. نُشر البحث في مجلة Advanced Photonics عام 2026، ويُمثّل تحولاً نوعياً في إمكانات التصوير الكمومي العملي.

والتصوير الكمومي الشبحي تقنية فيزيائية مدهشة تعتمد على مبدأ التشابك الكمومي بين زوجين من الفوتونات؛ إذ يمكن استخدام فوتون لم يمسّ الجسم المُصوَّر لإعادة بناء صورته بالكامل، بشرط أن يكون متشابكاً مع فوتون آخر لامس ذلك الجسم. والخطوة الأهم في هذه العملية هي توليد أزواج الفوتونات المترابطة، وهو ما كان يستلزم تقليدياً مصادر ليزر مُتخصصة.

الحل الذي ابتكره الفريق بقيادة وهونغ تشانغ وليشيانغ تشن بسيط في فكرته وعبقري في تطبيقه: يُمرّرون ضوء الشمس الطبيعي عبر ألياف بصرية بلاستيكية متعددة الأوضاع بطول 20 متراً إلى داخل المختبر، ثم يُمررونه عبر بلورة غير خطية خاصة من نوع فوسفات التيتانيل البوتاسيوم الدوري، مما يُحفّز عملية التحويل التلقائي بخفض المعامل وينتج أزواجاً من الفوتونات المتشابكة كمومياً.

والنتائج مقنعة: حقق النظام مستوى وضوح في التصوير بلغ 90.7%، مقارنةً بـ 95.5% لليزر الاعتيادي في ظروف مكافئة. وتمكّن الباحثون من إعادة بناء صورة ثنائية الأبعاد لوجه شبحي بدقة جيدة، مع ثبات الأداء رغم تقلبات ضوء الشمس الطبيعي الحتمية على مدار اليوم.

وتتقاطع هذه التقنية مع طموحات بحثية عربية متنامية في الفوتونيات والاتصالات الكمومية، إذ تعمل مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية «كاكست» في الرياض وجامعة الملك عبدالله «كاوست» على تطوير برامج وطنية في الفوتونيات، فيما تستضيف جامعة قطر مختبراً للاتصالات الكمومية. والأهم أن المنطقة العربية تتميز بمعدلات سطوع شمسي تفوق المعدلات العالمية، إذ يتجاوز الإشعاع الشمسي السنوي في صحاري السعودية والإمارات والجزائر 2200 كيلوواط ساعي لكل متر مربع، وهو ما يجعل المنطقة موقعاً مثالياً لنشر منظومات تصوير كمومية تعمل بالشمس في المراقبة الحدودية، والاستشعار البيئي للصحاري، وحتى الاتصالات الكمومية الفضائية المرتبطة بأقمار «ياه سات» و«ثريا» مستقبلاً.

وتتحدث التطبيقات المحتملة عن نفسها: جهاز تصوير كمومي مستقل تماماً عن الشبكة الكهربائية صالح للمناطق النائية والمناطق المتضررة، ومنصة مصغّرة للاتصالات الكمومية الفضائية تعتمد على الشمس ومصدراً طبيعياً لا ينضب. ويرى الباحثون أن الجمع بين التحسينات في جمع ضوء الشمس وهندسة البلورات والخوارزميات الذكية كفيل بالارتقاء بجودة التصوير وسرعته في الجيل القادم من هذه الأجهزة.

المصدر الأصلي
ScienceDaily
قراءة المقال الأصلي ↗
قصة اليوم · كل صباح

أعجبك التقرير؟ استلم واحداً كل صباح.

قصةٌ تقنية واحدة تستحقّ وقتك، بالعربية. بلا إعلانات، بلا إزعاج.

بلا إعلانات · إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة · بياناتك آمنة

اقرأ أيضًا

المزيد من علوم

توربين هيدروجيني بلا ضاغط من معهد كارلسروه

إنجاز ألماني في توربينات الهيدروجين: 303 ثوانٍ بلا ضاغط ميكانيكي

سجّل معهد كارلسروه الألماني رقماً قياسياً بتشغيل توربين هيدروجيني بلا ضاغط لـ303 ثوانٍ معتمداً موجات الانفجار، مما يُبشّر بتوليد طاقة نظيفة أعلى كفاءة.

ScienceDaily
تجربة فيزياء كمومية تقيس الزمن السالب للفوتون

تجربة كمومية تُثبت أن الفوتونات تقضي زمناً سالباً حقيقياً داخل السحاب الذري

أكد باحثون من جامعة غريفيث الأسترالية بقياسات ضعيفة دقيقة أن الفوتونات تُمضي زمناً سالباً قابلاً للقياس داخل سحاب ذري، مؤكدين أن هذه الظاهرة الكمومية حقيقية لا وهم رياضي.

ScienceDaily
تصوير لوجبة صحية مع مقياس ميزان وتمثيل لتحدي إدارة الوزن

الدماغ مُبرمج لاسترداد الوزن الزائد: لماذا تفشل الحميات على المدى البعيد؟

علماء يُبيّنون أن الدماغ البشري يعامل الوزن السابق كـ«نقطة صواب» ويحفّز الجسم لاسترداده عبر آليات بيولوجية متطورة، مما يُفسّر لماذا تفشل معظم الحميات على المدى البعيد.

ScienceDaily
أعشاب بحرية وطحالب عائمة في المحيط الأطلسي

الذكاء الاصطناعي يرصد انتشاراً مقلقاً للطحالب في محيطات العالم بمعدل 13% سنوياً

تحليل 1.2 مليون صورة فضائية بالذكاء الاصطناعي يكشف تمدداً غير مسبوق للطحالب الكبيرة في المحيطات منذ عقدين، مع تداعيات بيئية واقتصادية خطيرة على السواحل.

ScienceDaily
كوكب المريخ مع تصوير فني للرياح الشمسية تسرق غلافه الجوي

موجات عملاقة تسرق غلاف المريخ الجوي وتُلقيه في الفضاء

بيانات مسبارَي MAVEN وتيانوان-1 تكشف كيف تُولّد الرياح الشمسية موجات ضخمة تنتزع جزيئات الغلاف الجوي لكوكب المريخ، مما يُلقي ضوءاً على لغز تحوّله من كوكب ربما كان صالحاً للحياة.

ScienceDaily
سطح القمر مع ظهور فوهات القطب الجنوبي في الظل الدائم

الزلازل القمرية قد تكشف عن مخزون مياه خفي تحت سطح القمر

باحثون يثبتون أن الموجات الزلزالية يمكنها الكشف عن طبقات الجليد القمري المختبئة في باطن القمر، مما قد يُيسّر إمداد رواد الفضاء بالمياه والوقود في مهمات الاستكشاف القادمة.

ScienceDaily