الفيزياء

المواد الضوئية هي منصة ناشئة لاستكشاف المادة الكمومية وديناميكيات الكم، إذ قدم تطوير شفافية ريدبيرج المستحثة كهرومغناطيسيًا طريقًا واضحًا لتفاعلات قوية بين الفوتونات الضوئية الفردية.

تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية والتواصل الكمومي من التقنيات الوليدة، فمن غير المحتمل أن يكون أي من هذا البحث ذا فائدة عملية لسنوات عديدة قادمة، لكن المخاطر الجيوسياسية للتكنولوجيا الكمومية كبيرة

يستفيد الاتصال الكمي من قوانين فيزياء الكم لحماية البيانات، حيث تسمح هذه القوانين للجسيمات، مثل فوتونات الضوء لنقل البيانات على طول الكابلات الضوئية، وذلك بأخذ حالة من التراكب؛ مما يعني أنها يمكن أن تمثل مجموعات متعددة من 1 و 0 في وقت واحد.

البطاريات الكمومية، هي تقنية غريبة يمكنها توفير طاقة فورية، ومن خلال الاستفادة من خاصية غريبة لميكانيكا الكم تسمى التشابك يمكن للبطاريات الكمومية إعادة الشحن نظريًا في ومضة، إذ تم إحراز تقدم نحو جعلها حقيقة واقعة.

أصبحت تأثيرات التداخل الكمي (QIEs)، التي توفر فرصًا فريدة للضبط الدقيق لنقل الشحنة من خلال لبنات البناء الجزيئي عن طريق التداخل الكمي البناء أو المدمر هو مجالًا ناشئًا في الإلكترونيات أحادية الجزيء.

إن الإلكتروليتات السائلة المستخدمة في بطاريات (Li-ion) قابلة للاشتعال وتتحلل ببطء لتشكل واجهة إلكتروليت صلبة (SEI) تستهلك الليثيوم بشكل لا رجعة فيه

تخزين الطاقة هو مطلب رئيسي للتقنيات الناشئة القابلة للارتداء، حيث يتضمن التقدم الأخير في هذا الاتجاه تطوير البطاريات والمكثفات القائمة على الألياف وحتى بعض الأمثلة على هذه الألياف المدمجة في المنسوجات النموذجية.

المواد النانوية هي مواد مثيرة للاهتمام بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الفائقة والقابلة للتعديل مقارنة بالمواد السائبة، حيث يمكن تصنيف المواد النانوية وفقًا لحجمها وشكلها وتكوينها وأصلها.

جذبت الهياكل غير المتجانسة القائمة على المواد ثنائية الأبعاد اهتمامًا شديدًا في العقود الأخيرة؛ بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية غير العادية والقابلة للضبط والتي يمكن تحويلها إلى تطبيقات هندسية واعدة تتراوح من الإلكترونيات والضوئيات والصوتيات إلى استعادة الطاقة.

الساعات الذرية هي بالفعل أكثر الساعات دقة في الحفاظ على الوقت في العالم، لكن علماء الفيزياء يعملون على تصميم جديد يمكن أن يجعلها أكثر دقة بمقدار 50 مرة من أفضل التصاميم الحالية.

تتمثل إحدى السمات الرئيسية للموائع الفائقة في وجود عيوب طوبولوجية مع الدوران الكمي، تُعرف هذه الكائنات بالدوامات الكمومية وتُظهر سلوكًا هيدروديناميكيًا

بعبارات أبسط تستلزم الملاحة في المركبة الفضائية تحديد مكان المركبة الفضائية وإبقائها في مسارها إلى الوجهة المرغوبة، لكن الأمر ليس سهلاً مثل مجرد الانتقال من النقطة أ وهي الأرض إلى النقطة ب وهي كوكب أو جسم آخر في النظام الشمسي.

القفزات الكمية ليست فورية وعشوائية حقًا، حيث إنهم قادرون على القيام بذلك فقط لأن القفزة الكمية ليست فورية وعشوائية حقًا، فبدلاً من ذلك، تأخذ القفزات الكمية نفس المسار بين مستويي الطاقة في كل مرة، لذلك من الممكن التنبؤ بكيفية إعادتها.

الفمتوثانية هي وحدة زمنية في النظام الدولي للوحدات ( SI ) تساوي 1 1،000،000،000،000،000 من الثانية، أي واحد كوادريليون أو واحد على مليون من المليار من الثانية.

يمكن أن تساعد الحسابات الجديدة لكيفية تضخم الذرات عند تسخينها في جعل الجيل التالي من الساعات الذرية أكثر دقة بعشر مرات.

المغناطيس فائق التوصيل عبارة عن مغناطيس كهربائي مصنوع من ملفات من الأسلاك فائقة التوصيل، حيث يجب تبريدها إلى درجات حرارة شديدة البرودة أثناء التشغيل.

المادة المظلمة هي لغز ابتلي بالباحثين لعقود، إذ يمثل هذا الجوهر المجهول 85٪ من كل المادة في الكون، وعلى الرغم من إمكانية ملاحظة آثاره، إلا أنه لم يتم اكتشافه بشكل مباشر، ويتعاون خبراء لحل هذا اللغز الطويل الأمد عن طريق إرسال ساعات ذرية إلى الفضاء.

فيزياء الجسيمات هي دراسة تفاعلات الجسيمات الأولية عند الطاقات العالية، إذ أنه بينما يدرس علم الكون الفيزيائي الكون ككيان مادي واحد، ويشار أحيانًا إلى الواجهة بين هذين المجالين باسم علم الكونيات الجسيم

بينما تنشأ عناصر الكمبيوتر الكمومي الطوبولوجي في عالم رياضي بحت، فقد تشير التجارب في أنظمة القاعة الكمية الكسرية إلى إمكانية إنشاء هذه العناصر في العالم الحقيقي

نظرًا لأن الجسيمات الأولية الشائعة الأخرى، مثل الإلكترونات أو النيوترينوات أو البوزونات الضعيفة خفيفة جدًا أو نادرة جدًا عند مقارنتها بالنواة الذرية، فإنه يمكن إهمال مساهمتها الكتلية في الكتلة الكلية للكون المرئي

يمكن التحكم في النقاط الكمومية بدقة للقيام بجميع أنواع الأشياء المفيدة، حيث تخبر الفيزياء على أنه إذا إذا كان هناك طاقة ذرية، فيمكن إثارة ذلك، حيث يمكن رفع إلكترون بداخلها إلى مستوى طاقة أعلى، وعندما يعود الإلكترون إلى مستوى أدنى تصدر الذرة فوتونًا من الضوء بنفس الطاقة التي امتصتها الذرة في الأصل.

النسبية الخاصة هي نظرية فيزيائية تستند إلى مبدأ النسبية لأينشتاين والتي تنص على أن جميع قوانين الفيزياء بما في ذلك، على سبيل المثال، الكهرومغناطيسية والبصريات والديناميكا الحرارية وما إلى ذلك

الظواهر الكمومية العيانية هي عمليات توضح التحركات الكمية على المستوى العياني، وليس على المفهوم الذري حيث تنتشر التأثيرات الكمومية؛ وتكون أشهر الأمثلة على الظواهر الكمية العيانية هي السيولة الفائقة والموصلية الفائقة

ابتكر باحثون في وحدة ديناميكيات الكم في معهد أوكيناوا لجامعة الدراسات العليا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) طريقة جديدة؛ تسمى اكتشاف شحنة الصورة لاكتشاف تحولات الإلكترونات إلى الحالات الكمومية

في قلب الداروينية الكمومية تكمن الفكرة الزلقة للقياس، وعملية صنع الملاحظة، ويقال إنه زلق، فقط لأن علماء الفيزياء افترضوا بسذاجة أن القياسات هي الشكل الوحيد للملاحظات.

يستخدم توزيع المفاتيح الكمومية الميزات الفريدة للأنظمة الميكانيكية الكمومية لتوليد وتوزيع مواد المفاتيح المشفرة باستخدام تقنية الأغراض الخاصة، ويستخدم التشفير الكمي نفس مبادئ الفيزياء والتكنولوجيا المماثلة للتواصل عبر رابط اتصالات مخصصة.

الفكرة الأساسية التي يقوم عليها الراديو الكمي، هي أنه عندما يتفاعل نظام كمي مع جهاز قياس، فإن وظائف الموجة الخاصة بهما تصبح متشابكة بحيث يتوقف النظام الكمي الأصلي عن الوجود ككيان مستقل.

المغناطيس النانوي هو نظام دون ميكرومتر يقدم ترتيبًا مغناطيسيًا تلقائيًا عند صفر مجال مغناطيسي مطبق؛ حيث يمنع الحجم الصغير للمغناطيسات النانوية تكوين المجالات المغناطيسية.

الملاقط الضوئية هي أدوات علمية تستخدم شعاع ليزر شديد التركيز لاحتجاز وتحريك الأجسام الصغيرة مثل الخلايا والذرات والجسيمات النانوية والقطرات بطريقة تشبه الملاقط.

في الفيزياء الوسيطة، السلك الكمومي هو عبارة عن سلك قابل لتوصيل الكهرباء حيث تعمل التأثيرات الكمومية بالتأثير على ميزات النقل؛ حيث تظهر مثل هذه التأثيرات في أبعاد النانومتر، لذلك يشار إليها أيضًا باسم الأسلاك النانوية.