منحت جائزة نوبل الفيزياء للعام 2016 الثلاثاء الى البريطانيين الثلاثة ديفيد ثاوليس وف. دانكن هولداين وج. مايكل كوستيرليتس لابحاثهم حول المادة "الغريبة" التي يتوقع ان يكون لها تطبيقات في مجال صناعة الحواسيب الفائقة القوة.

وقالت مؤسسة نوبل ان ابحاث العلماء الثلاثة "اتاحت احراز تقدم في الفهم النظري للاسرار الغامضة للمادة، وفتحت آفاقا جديدة في تطوير مواد مبتكرة".

وكوفئ هؤلاء العلماء الثلاثة على "اكتشافاتهم النظرية في تحول اطوار المادة".

ورأت المؤسسة ان "الفائزين هذه السنة فتحوا الطريق الى عالم مجهول تمر فيه المادة باطوار غريبة، وقد استخدموا الوسائل الرياضية المتقدمة لدراسة المراحل او الاطوار غير المعتادة للمادة، مثل الموصلات الفائقة، والاجسام ذات الميوعة الفائقة، والاشرطة المغناطيسية الدقيقة".

وقال لوران ليفي استاذ الفيزياء في جامعة غرونوبل الفرنسية ان اكتشافات هؤلاء العلماء "احدثت ثورة في المفاهيم، فقد ادخلوا افكارا جديدة في الفيزياء ادت الى تحقيق كم كبير من الاكتشافات الجديدة".

- الحواسيب الكمية -

ويبلغ ثاوليس من العمر 82 عاما، وهو ولد في اسكتلندا، ويعمل استاذا في جامعة سياتل في واشنطن، وقد حصل على نصف قيمة الجائزة، اي اربعة ملايين كورونة سويدية (417 الف يورو).

اما النصف الآخر فيتقاسمه هولداين (65 عاما) المولود في لندن، وهو استاذ في جامعة برينستون في نيوجيرزي في الولايات المتحدة، وكوستيرليتس المولود ايضا في اسكتلندا العام 1942، والاستاذ في جامعة براون في ولاية رود آيلاند الاميركية.

وقال دانكن هولداين بعد الاعلان عن الجائزة "معظم الاكتشافات الكبرى تجري بهذا الشكل: تهبط عليك الفكرة ويحالفك الحظ في ادراك انها مهمة".

واضاف "يكون الامر مدهشا لدرجة انه يتطلب وقتا لاستيعابه".

وعمل ثاوليس وهولداين وكوسترليتس على دراسة "العوازل الطوبولوجية" وهي اشكال من المادة تتسع فيها الابحاث العلمية في السنوات العشر الاخيرة.

وهذه المواد التي تتميز بخاصيات الموصل الفائق والمائع الفائق، او الاثنين معا، من شأنها ان تفتح آفاقا واسعة في تصميم الحواسيب الكمية.

ومنذ سنوات، تعمل شركات المعلوماتية والمختبرات البحثية على تصميم الحواسيب الكمية، التي ستكون اسرع بكثير من الحواسيب الموجودة حاليا، لانها ستكون قادرة على توظيف خاصيات مدهشة للجزيئات تتيح الافلات من قواعد الفيزياء الكلاسيكية.

فالحواسيب الحالية تعمل على اساس الوحدة الاصغر لتخزين المعلومة "بت" والتي تكون، بحسب قواعد العد الثنائي، اما صفرا واما واحدا.

اما الحواسيب الكمية، فهي تستخدم "البت الكمي" الذي يمكن ان يكون له قيم مختلفة في وقت واحد.

ومن شأن ذلك ان يقلص بشكل كبير الوقت المطلوب لأي مهمة أو عملية حسابية.

- فك الرموز السرية -

من العقبات امام تصميم هذه الحواسيب انها تكون سريعة العطب، فالمطلوب ان تعزل كل الجزيئات عن التأثيرات الخارجية للحفاظ على الخاصية الكمية، وهذا يتطلب تدابير دقيقة منها تأمين درجات متدنية من الحرارة، وغرفا معزولة لا تصلها الموجات المغناطيسية.

وهنا تأتي اهمية "العوازل الطوبولوجية"، اذ انها تحافظ على خاصياتها في الظروف الغريبة، مثل البرد الشديد.

وكان العالم الهولندي اندريه غيم اول من عزل واحدة من هذه المواد، الغرافين، في العام 2004، ونال بفضل ذلك جائزة نوبل العام 2010 الى جانب الروسي البريطاني كونستانتين نوفوسيلوف.

بعد ذلك بعشر سنوات، توصل فريق من الباحثين الاوروبيين الى تصميم مادة "جرمانين" القريبة من مادة "غرافين".

ومادة "جرمانين" ليست موجودة في الطبيعة، بخلاف "غرافين" الموجودة في مادة الغرافيت التي تصنع منها اقلام الرصاص.

وتبدي الحكومات اهتماما كبيرا بالحواسيب الكمية على امل ان تكون قادرة على الكشف السريع عن اي رمز سري يحمي بيانات سرية مصرفية او طبية او دفاعية او تجارية.

واظهرت وثائق كشفها المستشار السابق لوكالة الاميركية للامن القومي ادوارد سنودن انها كانت تسعى الى تصميم حاسوب كمي لهذه الغايات.

وكانت جائزة العام 2015 من نصيب الياباني تاكاكي كاجيتا والكندي ارثر ب. ماكدونالد لاعمالهما حول النيوترينو وهي جزيئات اساسية في فهم الكون وتكوينه.

وجائزة الفيزياء هي الثانية التي تمنح من بين جوائز نوبل بعد جائزة الطب التي كانت الاثنين من نصيب الياباني يوشينوري اوسومي، لابحاثه عن الالتهام الذاتي التي ادت دورا حاسما في فهم تجدد الخلايا وردة فعل الجسم على الجوع والالتهابات.

وسيكون الموعد التالي مع جائزة الكيمياء الاربعاء، تليها جائزة السلام الجمعة، والاقتصاد الثلاثاء ويختتم الموسم بجائزة الاداب في الثالث عشر من تشرين الاول/اكتوبر.