وجد هوتا ، لدهشته ، أن تسلسلًا بسيطًا للأحداث يمكن ، في الواقع ، أن يحفز الفراغ الكمومي على أن يصبح سالبًا – التخلي عن الطاقة التي لم يكن لديها على ما يبدو. قال: “في البداية اعتقدت أنني كنت مخطئًا ، فقمت بالحساب مرة أخرى ، وراجعت منطقتي. لكن لم أجد أي عيب.
تنشأ المشكلة من الطبيعة الغريبة للفراغ الكمومي ، وهو نوع غريب من العدم يقترب بشكل خطير من تشابه شيء ما. يمنع مبدأ عدم اليقين أي نظام كمي من الاستقرار في حالة هادئة تمامًا من صفر طاقة تمامًا. نتيجة لذلك ، حتى الفراغ يجب أن يتشقق دائمًا مع التقلبات في الحقول الكمومية التي تملأه. هذه التقلبات التي لا تنتهي تضفي على كل مجال حدًا أدنى من الطاقة ، والمعروفة باسم طاقة نقطة الصفر. يقول الفيزيائيون أن النظام الذي يحتوي على الحد الأدنى من الطاقة يكون في الحالة الأرضية. النظام في حالته الأرضية يشبه إلى حد ما سيارة متوقفة في شوارع دنفر. على الرغم من ارتفاعها عن مستوى سطح البحر ، إلا أنها لا يمكن أن تنخفض.
رسم توضيحي: مجلة كوانتا
ومع ذلك ، يبدو أن Hotta وجدت مرآبًا تحت الأرض. لفتح البوابة ، أدرك أنه كان عليه فقط استغلال التشابك الجوهري في طقطقة المجال الكمومي.
لا يمكن استخدام تقلبات الفراغ المستمرة لتشغيل آلة دائمة الحركة ، على سبيل المثال ، لأن التقلبات في موقع معين عشوائية تمامًا. إذا تخيلت توصيل بطارية كمومية خيالية بالفراغ ، فإن نصف التقلبات ستشحن الجهاز بينما النصف الآخر سوف يستنزفها.
لكن الحقول الكمومية متشابكة – تميل التقلبات في بقعة ما إلى مطابقة التقلبات في بقعة أخرى. في عام 2008 ، نشر هوتا ورقة بحثية توضح كيف يمكن لاثنين من علماء الفيزياء ، أليس وبوب ، استغلال هذه الارتباطات لسحب الطاقة من الحالة الأرضية المحيطة ببوب. يذهب المخطط إلى شيء مثل هذا:
يجد بوب نفسه في حاجة إلى الطاقة – فهو يريد شحن تلك البطارية الكمومية الخيالية – ولكن كل ما يمكنه الوصول إليه هو مساحة فارغة. لحسن الحظ ، يمتلك صديقه أليس مختبرًا فيزيائيًا مجهزًا بالكامل في مكان بعيد. تقيس أليس المجال في مختبرها ، وتضخ الطاقة فيه وتتعرف على تقلباته. تقوم هذه التجربة بإخراج المجال الكلي من الحالة الأرضية ، ولكن بقدر ما يستطيع بوب أن يخبرنا ، فإن فراغه يظل في حالة الحد الأدنى من الطاقة ، متذبذبًا عشوائيًا.
ولكن بعد ذلك ، ترسل أليس رسالة إلى بوب النتائج التي توصلت إليها حول الفراغ المحيط بموقعها ، وتخبر بوب بشكل أساسي بموعد توصيل بطاريته. بعد أن يقرأ بوب رسالتها ، يمكنه استخدام المعرفة المكتشفة حديثًا لإعداد تجربة تستخرج الطاقة من الفراغ – حتى الكمية التي حققتها أليس.
قال إدواردو مارتن مارتينيز ، عالم الفيزياء النظرية في جامعة واترلو ومعهد بيريميتر الذي عمل في إحدى التجارب الجديدة: “تسمح هذه المعلومات لبوب ، إذا أردت ، أن يضبط وقت التقلبات”. (وأضاف أن فكرة التوقيت مجازية أكثر من كونها حرفية ، بسبب الطبيعة المجردة للحقول الكمية).
لا يستطيع بوب استخراج طاقة أكثر مما وضعته أليس ، لذلك يتم الحفاظ على الطاقة. وهو يفتقر إلى المعرفة اللازمة لاستخراج الطاقة حتى وصول نص أليس ، لذلك لا ينتقل أي تأثير أسرع من الضوء. لا ينتهك البروتوكول أي مبادئ مادية مقدسة.
