ابتكار تقنية تنقل معلومات دقيقة عن الكواكب والثقوب السوداء

ابتكر باحثون من أستراليا وسنغافورة، تقنية كمية جديدة يمكنها تحسين رؤيتنا للفضاء والكواكب الخارجية والثقوب السوداء باستخدام عدسات المراقبة، من خلال السماح للمعلومات الكمية بالانتقال دون فقدان أي جزء منها.

وعند تطبيق نص برمجي لتصحيح الأخطاء، تمكنت التقنية من الوصول لأطوال موجات لم يكن يمكن الوصول إليها سابقا، وفقا لما ذكر موقع ”ساينس آليرت“.

وبتطوير الأدوات المستخدمة، تسمح التقنية الجديدة بدراسات تفصيلية أكثر للثقوب السوداء والكواكب الخارجية والنظام الشمسي والنجوم البعيدة، من خلال تقديم ضبط أفضل لما يعرف بتقنية ”تداخل موجات الأساس الطويل“.

وتعتمد هذه التقنية على جمع الضوء من تلسكوبات عدة، للحصول على صور يصعب الوصول إليها عادة.

وتستخدم التقنية مصادر موجات الراديو الفضائية من الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والسدم النجمية لتشكيل صورة مفصلة عن بنيتها ونشاطها.

وسمحت التقنية في الأعوام الأخيرة بتصوير النجوم في مركز مجرتنا، وبالتقاط أول صورة لثقب أسود (إم 87)، وبتصوير الثقب الأسود في مركز مجرتنا (إس جي آر).

ولكنها لا تزال محدودة بسبب مشكلات فيزيائية عدة؛ مثل: ضياع المعلومات، والضجة، وحقيقة أن الضوء الملتقط كمي في طبيعته، أي أن البروتونات فيه تكون مترابطة كميّا.

وقالت الدكتورة زيكسين هوانغ، قائدة البحث من جامعة ”ماكواري“ الأسترالية ”تسمح هذه الأنظمة بالتقاط حزم أشعة المايكروويف من المجال المغناطيسي، ولكن يجب أن يحصل تداخل الموجات بثبات خلال جزء من طول الموجة عندما يدخل الضوء“.

وأضافت ”هذا صعب جدا على المسافات الطويلة؛ لأن الأدوات قد تحدث ضجة وتمددا وتقلصا حراريا واهتزازا؛ ما يسبب ضياعا مرتبطا بعناصر العدسات“.

ورأت هوانغ أن ”البحث يهدف إلى الانتقال نحو الترددات العدسية من أشعة المايكروويف، ويمكن تطبيق ذلك على الأشعة تحت الحمراء، إذ إن التقاط تداخل الموجات صعب جدا في ترددات العدسات؛ لأن أسرع الإلكترونات لا يمكنها قياس الحقل الكهربائي لها مباشرة“.

ويمكن التغلب على ذلك من خلال استخدام تقنيات التواصل الكمي، مثل: تقنية استخدام نبضتي ضوء متلازمتين لنقل المعلومات العدسية بين حالتين كميتين؛ ما يسمح بتجاوز ضياع المعلومات والضجيج الحاصل.

ويخطط الباحثون في المرحلة المقبلة لربط الضوء بتقنية التصحيح الكمي للخطأ، وهي تقنية مستخدمة في الحوسبة الكمية لحماية المعلومات من الأخطاء.

ولاختبار نظريتهم، درس الفريق حالة منشأتين ترصدان الضوء من الفضاء، وتفصل بينهما مسافة كبيرة، وكلتا المنشأتين ترصد الإشارات من مصادر فضائية في حالات كمية، وتتخلص من الضجة الكمية وضياع المعلومات.

وتقدم التقنية تطبيقات عديدة ومهمة في مجالات أخرى من علوم الفضاء، فضلا عن تحسين دقة الصور الملتقطة من الفضاء من 3 إلى 5 أعشار المرات.

وبناء على ذلك، يمكن للباحثين تصوير الكواكب الصغيرة حول النجوم، وتفاصيل المجموعة الشمسية، وحول أفق الحدث للثقب الأسود.

وفي المستقبل القريب، قد تستخدم المراصد حول العالم، مثل: مرصد جيمس ويب الفضائي، ومرصد ماجلان الكبير على الأرض، أدوات التصوير بالأشعة تحت الحمراء لتحديد خواص الغلاف الجوي للكواكب الأرضية الخارجية.