نظرية الموجة الموجِّهة تصمد أمام اختبار جديد للنفق الكمومي

تجتاز نظرية دي بروي وبوم، التي ترى أن الجسيمات تسلك مسارات حقيقية توجّهها موجة، اختبارًا جديدًا. فقد خلص تحليل حديث إلى أن تجربة النفق الكمومي المنشورة في مجلة Nature لا تناقض هذه النظرية، شرط احتساب تسريبات الضوء في الجهاز التجريبي.

الجدل حول النفق الكمومي

نشر فريق هولندي بقيادة يان كلارس العام الماضي في Nature تجربة أجريت على الفوتونات، أي حبيبات الضوء. والنفق الكمومي ظاهرة يعبر فيها الجسيم حاجزًا يستحيل اجتيازه في الفيزياء الكلاسيكية، وذلك بفضل موجة متلاشية تتسرب عبر الحاجز. وبحسب ما استُنتج من النتائج، كانت النظرية تتنبأ بسرعة معدومة للفوتونات داخل الحاجز، وهو ما بدا وكأنه يضعها في موقف حرج.

أما التحليل الجديد فيأخذ تسريبات الضوء في التجهيز بالحسبان. وعند احتسابها تعبر المسارات الحاجز فعلًا، وتتوافق تنبؤات النظرية مع المشاهدات.

راكب الأمواج الكمومي

تعود النظرية، المعروفة اختصارًا dBB، إلى مؤتمر سولفاي الخامس عام 1927. ففي ذلك المؤتمر رأت مدرسة كوبنهاغن بقيادة نيلس بور وفيرنر هايزنبرغ وماكس بورن أن العالم عشوائي بطبيعته، بينما دافع ألبرت أينشتاين عن الحتمية الكلاسيكية. واقترح لويس دي بروي طريقًا ثالثًا: للجسيم النقطي مسار حقيقي ومتصل، وتقوده موجة كمومية، كراكب أمواج تحمله الموجة.

ففي تجربة الشقين يمر الجسيم من شق واحد فقط، لكن الموجة تمر من الشقين وتوجّهه. ومع تكرار التجربة بشروط ابتدائية مختلفة تظهر أهداب التداخل إحصائيًا من تلقاء نفسها، ويزول لغز ثنائية الموجة والجسيم. وقد تخلى دي بروي نفسه عن فكرته، ربما خشية التهميش. ثم أعاد ديفيد بوم اكتشافها عام 1952 وبيّن أن اعتراضات مدرسة كوبنهاغن لا أساس لها.

ويرى أنصار dBB أنها الاستكمال الطبيعي للميكانيكا الكمومية، إذ توضح القياس الكمومي وتحل مفارقات مثل قط شرودنغر. ويُظهر التحليل الأخير أن النظرية ما زالت، بعد نحو قرن، قادرة على الصمود أمام التجربة.