در پاییز امسال، در حالی که دوستداران فانتزی در حال غرق شدن در آخرین کتاب از سهگانهی «کتاب گرد و غبار» اثر فیلیپ پولمن هستند، یک دنبالهی هیجانانگیز دیگر در دنیای علم در حال وقوع است. شاید کتاب صوتی آن با صدای مایکل شین روایت نشود، اما داستان آن به همان اندازه جذاب است: فصل بعدی برای «مرکز کوانتوم-ترمودینامیک مریلند»!
همانطور که ماجراهای لایرا سیلورتانگ خوانندگان را برای ۳۰ سال مجذوب خود کرده، اسرار ترمودینامیک کوانتومی نیز فیزیکدانان را مسحور کرده است. این مرکز که در سال ۲۰۲۲ با حمایت بنیاد جان اف. تمپلتون راهاندازی شد، در یک مأموریت به همان اندازه حماسی است: درک این که چگونه دنیای کلاسیک و آشنای ما از قوانین عجیب و شگفتانگیز مکانیک کوانتومی پدیدار میشود.
به این فکر کنید: دنیای ما یک «پیکان زمان» مشخص دارد (تخممرغ شکسته دوباره سالم نمیشود) و همه ما میتوانیم بر سر آنچه مشاهده میکنیم توافق داشته باشیم. اما دنیای کوانتومی برگشتپذیر، شکننده و پر از پدیدههای خارقالعادهای مانند درهمتنیدگی است. چگونه از یکی به دیگری میرسیم؟ این همان معمایی است که این مرکز در تلاش برای حل آن است.
این تیم این موضوع را از زوایای مختلفی بررسی کرده است، از جمله «داروینیسم کوانتومی» و «ناهمدوسی». یکی از جذابترین حوزهها مربوط به «کمیتهای تبادلشده ناسازگار» است. در قلمرو کوانتومی، شما نمیتوانید برخی ویژگیها را همزمان اندازهگیری کنید (مانند موقعیت و تکانه یک ذره). این ناسازگاری، که جوهر فیزیک کوانتومی است، اساساً نحوه تعامل سیستمها با محیط خود و رسیدن به تعادل حرارتی را تغییر میدهد؛ فرآیندی که به تعریف پیکان زمان کمک میکند.
اما نکته جالب اینجاست: به نظر میرسد این ناسازگاری هم جنبههای خاصی از این فرآیند را مختل میکند و هم جنبههای دیگری را تقویت میکند. کدام اثر پیروز میشود؟ این یکی از تنشهای اصلی است که تیم قصد دارد طی سه سال آینده آن را حل کند. آنها همچنین دیدگاه جدیدی را اضافه میکنند: گرانش! این مأموریت اکنون شامل درک این موضوع است که چگونه فضا-زمان همواری که ما تجربه میکنیم، از پایههای کوانتومی خود در کوچکترین مقیاسها پدیدار میشود.
برای مقابله با این چالشهای بزرگ، این مرکز در حال گسترش شخصیتهای داستان خود است. به تیم اصلی شش نظریهپرداز، دو نفر دیگر به همراه دو اولین آزمایشگر مرکز اضافه میشوند. و در یک حرکت زیبا که دو دنیا را به هم پیوند میدهد، آنها اولین مربی نویسندگی خلاق خود را از «خانه نویسندگان خیمنز-پورتر» دانشگاه مریلند به تیم اضافه کردهاند!
این همکاری در بهار ۲۰۲۶ با یک دوره منحصر به فرد «نویسندگی خلاق کوانتوم-استیمپانک» در دانشگاه مریلند به ثمر خواهد نشست. دانشجویان رشتههای فیزیک، علوم انسانی، علوم کامپیوتر و مهندسی مکانیک، ترمودینامیک کوانتومی را مطالعه میکنند، داستانهای علمی-تخیلی میخوانند و داستانهای خود را مینویسند. این ابتکار، با الهام از اینکه چگونه فیزیکدانانی مانند دیوید دویچ بر نویسندگانی مانند پولمن تأثیر گذاشتند، با هدف تنیدن مفاهیم کوانتومی در ادبیات و الهام بخشیدن به نسل جدیدی از متفکران است.
همانطور که تلاش لایرا برای یافتن ذره اسرارآمیز «غبار» داستان او را به پیش میبرد، مرکز کوانتوم-ترمودینامیک مریلند نیز در تعقیب هیجانانگیز خود است. شاید روایت داستان لایرا به پایان برسد، اما ماجراجویی این مرکز تازه آغاز شده است. منتظر اکتشافات جدید در فیزیک، فعالیتهای اجتماعی و داستانهای باورنکردنی باشید.
منبع: Quantum Frontiers