فهم الاضطراب في الأنظمة الفيزيائية

حقق العلماء إنجازات ملحوظة في فهم ظاهرة الاضطراب، وهي ظاهرة طبيعية تُلاحظ في العديد من الأنظمة الفيزيائية مثل حركة المياه، تيارات المحيطات، التفاعلات الكيميائية، تدفق الدم، تشكيل السحب العاصفة، أعمدة الدخان، وحتى بلازما النجوم. هذا ما أفاد به تقرير نشرته شبكة "سي إن إن" الأمريكية.

ما هو الاضطراب؟

يتميز الاضطراب بطبيعته الفوضوية وعدم الانتظام، حيث تتكون دوامات كبيرة تنقسم تدريجياً إلى دوامات أصغر. خلال العقود الماضية، بذل الفيزيائيون جهوداً كبيرة لدراسة هذه الظاهرة المعقدة، مستخدمين النمذجة الرياضية والمحاكاة عبر الحواسيب المتقدمة.

التحديات التي تواجه العلماء

رغم التقدم الكبير في تكنولوجيا الحوسبة، لا تزال المحاكاة الدقيقة للتدفقات المضطربة تُمثل تحدياً كبيراً، حتى مع أقوى الحواسيب العملاقة. لقد ظل فهم هذه الظاهرة بدقة بعيد المنال لأكثر من 200 عام، مما دفع العلماء للبحث عن طرق جديدة وأكثر كفاءة لتحليلها.

الحوسبة الكمية وتطوير الفهم

في خطوة ثورية، طور فريق دولي من العلماء منهجية جديدة لمحاكاة الاضطراب مستلهمة من تقنيات الحوسبة الكمية. وقد تم توثيق نتائج هذا البحث في دراسة نشرت بتاريخ 29 يناير/كانون الثاني في مجلة "Science Advances"، حيث أظهرت هذه المقاربة إمكانيات واعدة لتحسين الفهم العلمي لهذه الظاهرة المعقدة.
السلة المتسخة الحلقة 41

التطبيقات العملية لهذه الاكتشافات

وفقاً للباحث نك غورينوف من قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد، فإن القدرة على نمذجة الاضطراب بدقة يمكن أن تُحدث ثورة في العديد من المجالات العلمية والهندسية. ومن بين التطبيقات المحتملة:

• تحسين تصميم الطائرات والمركبات لتقليل استهلاك الوقود وزيادة الكفاءة.
• تطوير مراوح وأجهزة ديناميكية هوائية أكثر كفاءة.
• تحسين تصميم القلوب الاصطناعية لتعزيز الأداء الطبي.
• زيادة دقة التوقعات الجوية عبر فهم أفضل لحركة الهواء والسحب.

تسهيل العمليات الحسابية

في هذا السياق، أشار جيمس بيتي، الباحث في جامعة برينستون، إلى أن الفريق تمكن من تسريع الحسابات المعقدة اللازمة لفهم الاضطراب من خلال تبسيط تمثيل البيانات المتعددة المتغيرات، مما يسهل تحليلها ومعالجتها بفعالية أكبر.

يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو فهم أعمق لظاهرة الاضطراب وتأثيراتها في مختلف المجالات. مع استمرار البحث والتطوير، من المتوقع أن تُحدث هذه الاكتشافات نقلة نوعية في تطبيقات الهندسة والعلوم الفيزيائية، ما يفتح آفاقًا جديدة لتحسين التكنولوجيا واستغلالها بشكل أوسع.