ملخصات الأبحاث

محاكاة للحقول الكمية لفهم ديناميكيات نسيج الزمان المكاني المنحني

.C. Viermann et al

  • Published online:

تشير معظم النماذج الكونية إلى أن اللحظات الأولى في عمر الكون اتسمت بتمدد سريع للفضاء، يعزز ما يُعرف بالتموجات الكمية أو بتقلب حالة الفراغ (وهو تغيُّر وقتي لمستويات الطاقة في الفراغ). غير أنَّ توصيف الديناميكيات المترتبة على ذلك، وحل ما يرتبط بها من ألغاز في علم الكونيات يتطلَّب فهم طبيعة الحقول الكمية بالنموذج القياسي والمادة المظلمة في نسيج الزمان المكاني المنحني، غير أنه حتى توصيف مختزل يعتمد على قياسات زمنية مفصلة لنسيج الزمان المكاني للدلالة على أن هذه الحقول الكمية سُلمية يُشكِّل تحديًا نظريًا. ومن هنا، يمكن أن تسفر المحاكاة للحقول الكمية عن رؤى متعمقة في هذا الصدد.

لذا، في هذا البحث المنشور، يستعرض الفريق البحثي محاكاة لهذه الحقول الكمية السُلمية في منظومة ثنائية الأبعاد من متكثفات بوز-أينشتاين، تتسم بمصيدة ذرية قابلة للتشكيل، وبقدرة على التحكم في قوة التفاعلات لتنفيذ نماذج منظومات الحقول تلك. ويبرهن الفريق البحثي بوضوح على إمكانية تحقق أنسجة زمان مكاني منحنية، ذات انحناءات موجبة وسالبة، من خلال انتشار حزمة موجية، ورصد إنتاج أزواج الجسيمات المؤلفة من جسيم وجسيم مضاد، في تمدد محكم للفضاء خاضع لقانون الأسس، وذلك باستخدام تذبذبات «ساخاروف» لاستخلاص المعلومات المتعلقة بالسعة الموجية والطور في الحالة الناتجة. وتتفق القيم المقاسة التي يسفر عنها الباحثون مع تنبؤات تحليلية خاصة بانحناءات مختلفة في الزمان والمكان.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحاكاة تُعد معيارًا مرجعيًا يُحتكم إليه في عمليات المحاكاة المماثلة. ومن ثم، تؤسس لفئة من منظومات محاكاة الحقول الكمية. ومن المتوقع في المستقبل أن يتيح التطوير المباشر لهذه المحاكاة سبر أغوار منظومات غير مُستكشَفة، تفسح المجال لمزيد من الرؤى المتعمقة عن ديناميكيات الحقول الكمية النسبية.