قارب في زجاجة
القارب في الزجاجة لا يتمايل على الأمواج: فالزجاج يثبته في وضع واحد. وبطريقة مشابهة تقريبًا، تعامل الكيميائيون مع جزيء يخزن معلومات كمومية. ففي الخارج، كان لفه (spin) يتأرجح من كل تصادم مع المحيط ويفقد المعلومات خلال بضع ميكروثوانٍ. أما داخل الشق بين طبقات البلورة، فعلق الجزيء، وخفتت الاهتزازات، وبقيت المعلومات محفوظة مئة مرة أطول.
السر هو أن البلورة لا تحبس الجزيء فحسب، بل تضغطه قليلًا أيضًا. فالجزيء يشبه شطيرة: ذرة كوبالت محصورة بين حلقتين مسطحتين. والضغط يغير شكل الحلقتين، فيصبح قلب اللف (spin flip) صعبًا. سابقًا كان ينقلب خلال 5 ميكروثوانٍ، أما في البلورة فيستغرق ملي ثانية كاملة. الأمر أشبه بقمة دوارة كانت تتوقف بعد ثانية، وأصبحت الآن تدور لدقيقة ونصف.
تنجح هذه الحيلة لأن الزجاجة لا تعزل القارب فحسب، بل تصبح جزءًا من بنيته. فالجزيء داخل الشق يقف مستقيمًا كجندي في علبة، وكل الجزيئات تصطف في شبكة منتظمة. وهذا يسمح بتجميع أساطيل كاملة من "القوارب" الكمومية في بلورة واحدة. واليوم بالفعل يمكن استخدام هذه التقنية لصنع مصفوفات منتظمة من الخلايا الكمومية، وفي المستقبل لحساسات فائقة الحساسية للمجال المغناطيسي.
الكوبالتوسين هو «الساندويتش» الشهير المكوَّن من حلقتين من السيكلوبنتاديينيل وذرة كوبالت، والذي حصل إرنست أوتو فيشر وجيفري ويلكنسون على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1973 لاكتشاف بنيته. في هذا العمل، يلعب دور الكناري في منجم الفحم: سبينه حساس جدًا للمحيط لدرجة أنه يمكن استعادة تناظر القفص الذي وُضع فيه من الطيف.
فكرة حبس جزيء منفرد في تجويف نانوي وجعله يعمل ككوبيت تذكرنا بـ«مصيدة الذرات» في رواية غريغ إيغان «Quarantine»: هناك تُعزل الحالات الكمومية عن المحيط لاستخدامها في الحساب. لكن في إيغان كان العزل شبه مثالي، بينما هنا الحصر لا يعزل بل يعيد هيكلة الروابط مع المحيط، وهذا هو مصدر الكسب.