الكمّ بأعداد حقيقية

لطالما ارتبط أحد العناصر الرياضية بنظرية ميكانيكا الكمّ، ولكن قد لا يكون هذا حتمياً، بعدما أظهر فريق من الفيزيائيين إمكانية صياغة النظرية باستخدام الأعداد الحقيقية بدلاً من الأعداد التخيلية، مع الحفاظ على النتائج نفسها التي تقدمها ميكانيكا الكمّ التقليدية.أجرى الدراسة باحثون من جامعة هاينريش هاينه دوسلدورف في ألمانيا، بالتعاون مع مركز الفضاء الألماني، حيث أعادوا النظر في إحدى الأفكار الأساسية التي تعتمد عليها الصياغة الرياضية للنظرية. تصف ميكانيكا الكمّ سلوك المادة في أصغر مستوياتها، إذ تختلف القوانين عن عالمنا اليومي، فالجسيمات الصغيرة جداً يمكن أن تتصرف كموجات، وتعبر حواجز تبدو غير ممكنة، كما يمكن أن ترتبط ببعضها بطرق غير مألوفة.ومنذ ظهور ميكانيكا الكمّ في بدايات القرن العشرين، أصبحت من أكثر النظريات نجاحاً في الفيزياء. إذ ساعدت في تفسير ظواهر مثل تجربة الشق المزدوج والنفق الكمّي، كما أصبحت أساساً لتقنيات حديثة مثل الحواسيب والاتصالات الكمومية.وعلى مدى سنوات طويلة، اعتمدت النظرية على الأعداد المركبة، التي تجمع بين الأعداد العادية وما يعرف بالأجزاء التخيلية، لأنها تساعد العلماء على وصف الحالات الكمومية وحساب تطورها. لكن ظل الجدل قائماً حول ما إذا كانت هذه الأعداد جزءاً ضرورياً من طبيعة العالم الكمومي أم مجرد وسيلة رياضية فعالة.وأشارت دراسة سابقة إلى ضرورة استخدام الأعداد المركبة وفق المبادئ المعروفة لميكانيكا الكمّ، وهو ما دعمته تجارب لاحقة. إلا أن الباحثين توصلوا إلى أن النتيجة تعتمد على الطريقة المستخدمة لوصف الأنظمة الكمومية.واقترح الباحثون صياغة بديلة تسمح باستخدام الأعداد الحقيقية فقط، مع بقاء التنبؤات التجريبية مطابقة تماماً للنظرية التقليدية، فهذا يعني أن الأعداد التخيلية ليست ضرورية بشكل أساسي في ميكانيكا الكمّ، ويمكن من حيث المبدأ استبدالها بصيغ تعتمد على الأعداد الحقيقية.