تمكن العلماء من تحقيق تقدم كبير في فهم نمط وبنية الاضطراب، وهي ظاهرة طبيعية تُلاحظ في العديد من الأنظمة الفيزيائية، مثل حركة المياه، وتيارات المحيطات، والتفاعلات الكيميائية، وتدفق الدم، وتشكل السحب العاصفة، وأعمدة الدخان، وحتى بلازما النجوم، وفقًا لما نشرته شبكة "سي إن إن" الأمريكية.
طبيعة التدفق المضطرب
يتميز التدفق المضطرب بالفوضى وعدم الانتظام، حيث تتولد دوامات كبيرة تتفتت تدريجيًا إلى دوامات أصغر.
وعلى مدى عقود، سعى الفيزيائيون إلى دراسة هذه الظاهرة المعقدة من خلال النمذجة الرياضية والمحاكاة باستخدام الحواسيب المتقدمة.
التحديات في نمذجة الاضطراب
على الرغم من التطورات الهائلة في الحوسبة، فإن المحاكاة الدقيقة للتدفقات المضطربة لا تزال تمثل تحديًا كبيرًا، حتى مع أقوى الحواسيب العملاقة، إذ إن فهم هذه الظاهرة بدقة ظل بعيد المنال لأكثر من 200 عام، ما دفع العلماء إلى البحث عن طرق جديدة وأكثر كفاءة لتحليلها.
استخدام الحوسبة الكمية لفهم الاضطراب
في خطوة ثورية، طوّر فريق دولي من العلماء منهجية جديدة لمحاكاة الاضطراب مستوحاة من تقنيات الحوسبة الكمية.
وقد وُثِّقَت نتائج هذا البحث في دراسة نُشرت بتاريخ 29 يناير/كانون الثاني في مجلة "Science Advances"، إذ أظهرت هذه المقاربة إمكانيات واعدة في تحسين الفهم العلمي لهذه الظاهرة المعقدة.
التطبيقات العملية للاكتشاف الجديد
وفقًا لنك غورينوف، الباحث في قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد والمؤلف الرئيسي للدراسة، فإن القدرة على نمذجة الاضطراب بدقة يمكن أن تُحدث ثورة في العديد من المجالات العلمية والهندسية. من بين التطبيقات المحتملة:
- تحسين تصميم الطائرات والمركبات لتقليل استهلاك الوقود وزيادة الكفاءة.
- تطوير مراوح وأجهزة ديناميكية هوائية أكثر كفاءة.
- تعزيز تصميم القلوب الاصطناعية لتحسين الأداء الطبي.
- تحسين دقة التوقعات الجوية عبر فهم أفضل لحركة الهواء والسحب.
تقنيات تبسيط العمليات الحسابية
من جانبه، أوضح جيمس بيتي، الباحث في جامعة برينستون، أن الفريق تمكن من تسريع الحسابات المعقدة اللازمة لفهم الاضطراب من خلال تمثيل البيانات المتعددة المتغيرات بطريقة أكثر بساطة، ما يسهل تحليلها ومعالجتها بفعالية أكبر.
يُمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو فهم أعمق لظاهرة الاضطراب وتأثيراتها في مختلف المجالات.
ومع استمرار البحث والتطوير، من المتوقع أن تُحدث هذه الاكتشافات نقلة نوعية في تطبيقات الهندسة والعلوم الفيزيائية، ما يفتح آفاقًا جديدة لتحسين التكنولوجيا والاستفادة منها بشكل أوسع.
