بیگ بنگ: وقتی از درهم تنیدگی کوانتومی سخن می گوییم، شاید شگفتی های دنیای فیزیک برایمان نمایان می شود. بعنوان مثال منظور از درهم تنیدگی کوانتومی”دو ذره فوتونی ” است که هرگز در یک زمان وجود نداشته اند” اما امکان برقراری ارتباط با یکدیگر را دارند. یعنی “ارتباط دو ذره فوتون از ورای زمان” یعنی مدتی پس از نابودی اولی، دومی به وجود آمده و هرگز همزمان در دنیا نبوده اند. اما داستان چیست؟

photons1

در هم تنیدگی کوانتومی یک پدیده قدیمی و رازآلود با این معنا است که برخی ذرات، مثل ذرات فوتون ها و الکترون ها، می توانند “یک بار” بر یکدیگر اثر متقابل بگذارند ولی همچنان حتی پس از جدایی، کیفیت هایی نظیر چرخش یا قطبی شدگی شان مشترک باشد و “با تغییر حالت یکی، دیگری نیز تغییر کند.”در مكانيك كوانتومي، درهم‌تنيدگي يكي از رفتارهاي عجيب ذرات است كه در آن قوانين فيزيك كلاسيك شكسته مي‌شوند و رويدادهاي ناممكن به وقوع مي‌پيوندند. درهم‌تنیدگی که اینشتین از آن با عنوان “عمل شبح‌وار در یک فاصله” یاد می‌کند، پدیده‌یی است که در آن دو ذره به عنوان یک سیستم عمل می‌کنند حتی هنگامی که توسط فواصل عظیم از هم جدا شده باشند.

اما داستان درهم تنیدگی در سال 1935 میلادی شروع شد، زمانی که نکته فوق العاده عجیبی در مورد نظریه کوانتومی توجه آلبرت اینشتین را جلب کرد، نکته ای که چند سالی از فرمول بندی نوین نظریه کوانتومی می گذشت همچنان از نگاه تیزبین فیزیکدان ها پوشیده مانده بود. اینشتین دریافت که براساس نظریه کوانتومی باید مابین ذراتی که حداقل یکبار با یکدیگر برهم کنش داشته اند، نوعی ارتباط اسرارآمیز درونی برقرار شود، به گونه ای که اگر ویژگی های کوانتومی یکی از این ذرات را تغییر دهیم، مابقی آنها صرف نظر از اینکه در چه فاصله ای از ذره اول قرار گرفته اند- و مثلا یک متر با ذره مزبور فاصله دارند یا یک میلیارد سال نوری- بلافاصله و بطور آنی از این تغییر ، تاثیر می پذیرد!

این پیش بینی نظریه کوانتومی به حدی عجیب و غریب بود که حتی خود اینشتین هم که بنیان گذاران فیزیک کوانتومی بود به هیچ وجه نتوانست بپذیرد و آن را ناشی از ناکامل بودن نظریه کوانتومی می دانست چرا که او معتقد بود اساسا هیچ کنش و ارتباطی مابین ذرات جهان نمی توانست با سرعتی بیش از سرعت نور برقرار شود. به همین دلیل هم اینشتین در همان سال مقاله مشترکی با دو فیزیکدان دیگر به نام های بوریس پودولسکی و ناتان روزن منتشر کرد و در آن مقاله ضمن اعلام نظر خود مبنی بر وجود مشکل در نظریه کوانتومی، نظریه دیگری بنام « نظریه متغیرهای نهانی موضعی» بعنوان جایگزین نظریه کوانتومی ارائه داد. این نظریه به گونه ای تدیون شده بود که تمامی پیش بینی های نظریه کوانتومی را عینا البته بدون در نظر گرفتن رابطه آنی و لحظه ای بین ذرات ، نتیجه می داد.

اما براستی کدامیک از این دو نظریه قابل پذیرش بودند؟ نظریه مطرح شده در مقاله مشترک اینشتین- پودولسکی – روزن که بطور مخفف مقاله EPR نامیده می شود یا نظریه کوانتومی- که اروین شرودینگر ، فیزیکدان برجسته اتریشی اصطلاحا آن را « در هم تنیدگی کوانتومی» نامیده بود- دلالت داشت؟ در این مطالعه، پارادوکس EPR فرموله شد، آزمایشی فکری که در تلاش بود ناکامل بودن تئوری مکانیک کوانتومی را نشان دهد. در این مقاله آمده بود:”بنابراین ما مجبوریم چنین نتیجه گیری کنیم که توصیف مکانیک کوانتومی از واقعیت فیزیکی توابع موج، غیرکامل می باشد.”

با این حال نه تنها واژه درهم تنیدگی توسط این سه دانشمند ساخته و پیشنهاد نشده بود بلکه ایشان خواص ویژه این وضعیت را نیز تعمیم نداده بودند. پس از انتشار مقاله EPR، اروین شرودینگر برای نخستین بار در نامه‌ای که برای اینشتین می نویسد از واژه درهم‌تنیدگی برای توصیف بستگی دو ذره که موقتا با یکدیگر در اندرکنش بوده و سپس جدا شده اند استفاده کرد. شرودینگر اهمیت EPR را در آن میدید که انحراف مکانیک کوانتومی از موازین ذهن کلاسیک نشان می داد. وی همچون اینشتین با مفهوم درهم تنیدگی مخالف بود چرا که آشکارا نظریه نسبیت را که در آن سرعت نور، بیشینه سرعت انتقال اطلاعات بود را به چالش می کشید. اینشتین بعدها درهم تنیدگی را تاثیر از فاصله شبح وار نامید و به این ترتیب آن را به سخره گرفت.

کلید پاسخ این سوال مهم را یک فیزیکدان ایرلندی به نام جان بل در سال 1964 میلادی پیدا کرد. جان بل توانست رابطه ای ریاضی را که بعدها به نام « نامساوی بل » شهرت یافت، پیدا کند. که می توانست مابین پیش بینی های این دو نظریه رقیب یعنی نظریه کوانتومی و نظریه متغیرهای نهانی موضعی را در آزمایشات خاصی نشان دهد. براین اساس اگر فیزیکدان ها موفق می شدند در آزمایشات خود، نقض نامساوی بل را مشاهده کنند، این به معنای صحت نظریه کوانتومی و وجود پدید اسرار آمیز در هم تنیدگی کوانتومی بود و در غیر این صورت، حق با اینشتین بود و هیچ ارتباطی با سرعتی فراتر از سرعت نور مابین ذرات وجود نداشت.

eG93djUwMTI=_o_alain-aspect-einstein-et-les-rvolutions-quantiquesآلن اسپکت با آزمایش تاریخی خود در سال 1982 وجود درهم تنیدگی کوانتومی و ارتباط اسرارآمیز درونی مابین ذرات کوانتومی را بطور تجربی نشان داد.

این مناقشه طولانی سرانجام در سال 1972 با پیروزی نظریه کوانتومی به پایان رسید. در این سال، دو فیزیکدان به نامهای استوارت فریدمن و جان کلاورز در دانشگاه برکلی آمریکا موفق شدند با اندازه گیری قطبش فوتون هایی که قبلا با یکدیگر برهم کنش داشته اند، نقض نامساوی بل و در نتیجه وجود پدیده اسرارآمیز در هم تنیدگی کوانتومی برای اولین بار به طور تجربی مشاهده کنند. ده سال بعد از آزمایش فریدمن – کلاورز، در سال 1982 یک فیزیکدان فرانسوی بنام آلن اسپکت با افزایش دقت این آزمایش، وجود پدیده در هم تنیدگی کوانتومی را باز هم با قطعیت بالاتری تایید کرد. در سال 2008 نیز فیزکدانان دانشگاه ژنو در سوئیس به رهبری نیکولاس گیسین با انجام آزمایشی توانستند صراحتا نشان دهند که ارتباط مابین ذرات در هم تنیده حداقل با سرعتی ده هزار برابر سریعتر از سرعت نور صورت می گیرد!

اما شگفتی های پدیده در هم تنیدگی کوانتومی به همین جا ختم نمی شود چرا که برخی فیزیکدان ها معتقدند که این ارتباط آنی و درونی اسرارآمیز نه تنها در فواصل مکانی بلکه حتی مابین لحظات مختلف در بعد زمان هم مابین گذشته و آینده عمل می کند و این به معنای ارتباط آنی دو لحظه مختلف زمانی با همدیگر است! علاوه بر این، امروزه فیزکدان ها حتی کاربردهای حیرت انگیز متعددی را نیز برای این پدیده اسرارآمیز پیدا کرده اند، کاربردهای نظیر مخابرات کوانتومی، کامپیوترهای فوق سریع کوانتومی ، رمز نگاری غیر قابل نفوذ کوانتومی و غیره… کابردهایی که براساس پدیده حیرت انگیز در هم تنیدگی کوانتومی، فناوری بشر را در قرن بیست و یکم دگرگون خواهد کرد.

مطالعه بیشتر در : Quantum entanglement , EPR paradox

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

46 دیدگاه

  1. ببینید با توجه به این نوع فزیک و امکاناتی که این نظریه به ما داده که در اغاز ان هستیم بسرعت باور نکردنی در اینده با استفاده از قدرت استاتیک و باردار کردن ذرات و فزیک کوانتم ابزاری راخواهد ساخت که در کسری از لحظه هر نوع وسیله و هر چیزی را که احساس نیاز کند را با ان وسیله توسط چیدن اتم ها بسازیم که مثل جادو کران میگوید بشو و میشود و بزودی خبر خواهیم یافت که دانشمندان موفق به ساخت اتم در مقادیر نامحدود در کسری از ثانیه شده اند که این اغاز دست یابی به توانایی هایی فوق بشری و خدا گونه خواهد بود تقریبا هیچ قدرت و نیرویی نمیتواند مثل کوانتم والکترو استاتیک نسل بشر را پیشببرد

  2. حواس موجودات برای درک جرم طراحی شده و علم اسمشو گذاشته ماده…بنابر این وقتی نور قابلیت درک کردنو داره پس فوتون ماده است و جرم دارد

  3. مشکل دیدگاه انیشتین این بود که برای جرم مقدار حقیقی قائل است اما تمامی سیستم ذرات در کائنات دارای جرم مختلط هستند کا ذرات با جرم موهومی وظیفه تبادل اطلاعات با بیش از سرعت نور را دارا هستند بی آن که نسبیت نقض شود.

  4. چقدر زیبا و ترسناک. چقدر انسان موجود برتر و بزرگیه خدایا شکرت ک منو انسان آفریدی و چقدر خدا بزرگتره….جالبه هرچی بیشتر پیش میریم بیشتر میخایم خدارو توی این علم ها پیدا کنیم و کشفش کنیم خب این توی ذات انسانه!بنظرم هیچ وقت نمیشه حقیقت خدارو فهمید اما شایدم بشه ینی خدا خودش هدفش از افرینش ما این بوده چمیدونم!اما بهرحال ذات خدا نباید قابل اثبات باشه چون نباید برای وجودش دلیلی باشه چون معلول میشه خب! خدایا خودت هدایتم کن مخم سوت کشید😅ممنون از نویسنده مطلب بهتر از سایتای دیگه بود!

  5. hadi-hr
    در مقالاتی که در مورد درهم تنیدگی کوانتومی خوندم این مقاله روشن تر از بقیه توضیح داده با سپاس از نویسنده مقاله
    ذره ای با ذره ای همساز شد
    از وجود آن یکی آن دیگری دمساز شد
    این همان رویای عشقی است ماندگار
    کز یکی در دیگری ماند یادگار
    (هادی)

  6. عذر می خوام امکانش هس اطلاعات کاملتری از روش در هم تنیده کردن فوتون ها و در واقع روش ازاد کردنشون به حالت اولیه بذارین؟خیلی دنبال جوابش گشتم ممنون میشم کمکم کنین

    1. سلام
      آیا به پاسخ سوالتون رسیدین به من هم بگین در به در دنبالشم.
      ممنون میشم.

  7. علم هست نه فلسفه ربطی به مردن نداره و ازفعلا داریم تو شبیه باز ی زندگی میکنیم همه واقعی هم تخیل کاربراش نمیدونم شاید خدا باشه
    دانلود کتاب: زمان، مکان، جهان واقعی و جهان مجازی تو سایت پیداش کن

  8. ????????
    یک نفر به من کمک کنه ?? من باید قبل از مرگ و نابودیم بفهمم این جهان چیست . ?? دارم دیوووونه میشم . دارم دیوووونه میشم
    16 سال دارم . سال پیش از شدت فکر و خیال مجبور شدم مدرسه را ترک کنم . من دارم متلاشی میشم . این جهان چیست ؟؟ زمان و مکان وجود داره ؟ یا همه ی زمان ها و همه ی مکان ها روی هم هستند و در یک …. نمی تونم توصیف کنم ??? من از این همه ابهام دارم دیوونه میشم .

    1. “…دو ذره به عنوان یک سیستم (واحد) عمل می‌کنند، حتی هنگامی که توسط فواصل عظیم از هم جدا شده باشند…”
      انگار عشق رو تعریف کرده.

    2. ساده و در عین حال پیچیده هس..هستی بزرگتر از چیزی هس ک بتونیم تجسمش کنیم

  9. نميدونم چقدر ديدگاهم درسته
    ولي معتقدم
    ما نميتونيم هرگز درك درستي از رفتار چيزي يا شيئي يا ذره اي داشته باشيم كه خودمون از اون درست نشده ايم
    همه ميدونيم كه فوتون ذره ايست بدون جرم
    و باقيه ذرات در تمام عالم از ريسمان هاي انرژي بگير تا ذره بنيادي و بزرگ تر از اون ها الكترون ها و بزرگ تر اتم ها و بزرگ تر موكلول ها و انسان ها و … همه و همه جرم داريم
    داراااي جرم هستيم
    مغز ما از تيرلياردها الكترون جرم دارم تشكيل شده چطور ميتونه درك درستي از فوتون بي جرم كه سرعتش نور به ما بده ؟
    خب فوتون دچار درهمتندگي ميشه يك فوتون در همين لحظه قطبشش تغير ميكنه و اين تغير اني در ١٢ ميليارد سال نوري فاصله به فوتوني ديگه در يك لحظه انتقال پيدا ميكنه
    اما ما اين تغير رو الان شايد حس نكنيم
    براي حس اون بايد ١٢ ميليارد سال با سرعت نور حركت كنيم( كه هر ديقه طي مسافت با سرعت نور برفرض اين كه بتونيم يك هفته براي ما طول ميكشه ديگه ١٢ مليارد سال حركت با سرعت نور شايد ترليارد ها سال براي اطرافيان ما كه حركت عادي دارند بگذره )
    حركت كنيم تا اون تغير رو ببينيم
    اما دو فتون در همون لحطه به طور اني تغير كردند
    به نظر من چون ما داراي جرم هستيم و در نتيجه مادي محسوب ميشيم نميتونيم درك درستي از دنياي غير ماده كه فتون ها هستند رفتارشون سرعت انتقالشون زمان چجوري براشون ميگذره و … داشته باشيم

    1. بر اساس فیزیک کوانتم اگر ذره ای بتونه با سرعت نور حرکت کنه، زمان براش متوقف میشه. برای فوتون این حالت اتفاق می افته.

      1. مفهوم زمان برحسب سرعته نه شتاب بنابراین ممکنه سریع باشه و یا کند چه برای متحرک و چه برای ناظر پس سکون وجود نخواهد داشت یا دیر ویازود مفاهیم تیوری و یا عملی ماده است فقط بر حجم جسم تاثیر دارد و جرم سنگین یا سبک میشود

    2. طبق نظریه کوانتومی اگر جسمی با سرعت نور حرکت کنه جرم ان به بی نهایت میل می کند نه صفر

    3. نور ذره ی بدون جرم در حالت سکون است و با توجه به انرژی که داره و هم ارزی ماده انرژی میشه براش جرمی معادل انرژی آن در نظر گرفت

  10. سلام
    من بعده مطاله زياد فهميدم كه علم كوانتوم حالا حالا حا قابل دسرسي نيست
    اگه وارد علم كوانتوم بشيم ميفهميم كه به ما داره ميفهمونه كه ما ميتوانيم در زمان ومكان سفر كنيم يعني ما ميتوانيم سرعتي درست كنيم كه خيلي بيشتر از سرعت نور هست و ميتواند مارو انقدر ريز كند (ريز تر از يك ملكول) كه ما وارد يك مكان وزماني بشيم كه هيچ چيز برامون وجود نداشته باشه و اگر اين عمل اتفاق بيوفته ما انسان ها عبدي و جاودانه ميشيم ولي در زمان و مكان نامعلوم (يعني در همه زمان ها و مكان ها وجود داريم ولي چون سرعتمون انقد زياده كه قابل رعيت نيستيم )
    دسرسي به همچين سرعتي شايد الان قابل دسرسي نباشد ولي در اينده خواهد شد
    اگر به علم كوانتوم دسرسي پيداكنيم ميتوانيم به زمان سفر كنيم .

    1. سلام
      من متعجبم که شما با اینکه ادعا میکنید خیلی مطالعه کرده اید اما چنین خطاهای املایی افتضاحی دارید

    1. طبق فرمول معروف اینشتین E=mc^2 جرم و انرژی هم ارز و قابل تبدیل به هم اند و میتوان گفت دیگر قانون پایستگی جرم یا قانون پایستگی انرژی به تنهایی معنا ندارد و در عوض قانون پایستگی جرم-انرژی وجود دارد

  11. اول باید دید ایا این فقط مربوط به قطبیت و چرخشه یا در چیزهای دیگه ای هم اثر داره بعد باید دید ایا وقتی ذره ی دوم با یک ذره ی سوم واکنش می کنه ایا ذره ی اول هم به ذره ی سوم اثر می گذاره یا نه یعنی این ثر به شکل یک پل منتقا میشه یا نه

  12. ایا نمیشه به این نتیجه گیری برسیم که بنا به قاعده اندازه گیری واختلال واصل عدم قطیعت اگه ما درکل جهان فقط دوچیز خوب وبد داشته باشیم انگاه یک نیرو باعث اختلال میشه که دراین صورت ماهمیشه مجبوریم یک نتیجه احتمالاتی راقبول کنیم یعنی قطعیت ویقین کامل حاصل نمیشه واگه بشه اصول درست زیرسوال میره…یعنی یک نیروی بزرگ داره این هستی رو باقطعیت کامل اداره میکنه که برای ما مفهومی احتمالاتی داره…..یا اینکه هرچقد جلومیریم احتمالاتم بیشترمیشه….میشه نتیجه گرفت فقط یک قدرت واحده که میتونه این همه احتمالات فرابشری رو کنترل کنه…یک قدرت تفکراتی درست…

  13. برام سواله که آیا میشه گفت این ارتباط بین دو ماهیت فیزیکی از طریق یک بعد فراتر انجام میشه؟

  14. فیزیک مدرن برای بیان یک حقیقت مجهول ترین وپیچیده تر زبان را انتخاب کرده.

  15. سلام خسته نباشید
    شما در این پست تاریچه در هم تنیدگی رو توضیح دادین لطفا یک پست در رابطه با توضیح درهم تنیدگی بزارین

  16. درهم تنیدگی در زمان بسیار عجیب تر از مکان است و سوال های فراوانی را به دنبال خواهد داشت. ای کاش راجع به این موضوع نیز مطلبی می گذاشتید.

    1. با سلام خدمت شما
      درهم تنیدگی کوانتومی ،این اعجاب کوانتوم که اثبات می کند طبیعت از ماورای طبیعت و تخیل نیز پیشی گرفته و عجیب تر است در ورای فضا-زمان روی می دند،بصورت انی.چیزی بنام درهم تنیدگی زمان و در هم تنیدگی مکان معنی ندارد.

  17. سلام یه سوال دارم که فک کنم مربوطه به این بحث
    سرعت اثر کردن نیروی گرانش چقدره ؟

    1. با سلام
      برد نیروی گرانش ،بینهایت است و سرعت اثرکردن این نیرو طبق امواج گرانشی ،سرعت نور می باشد.همانطور که اینشتین گفته اگر به عنوان مثال خورشید را برداریم،تاثیرگرانشی ان بلافاصله نخواهد بودو با سرعت نور این تاثیر را بر منظومه شمسی و زمین خواهد گذاشت.

  18. به نظر من همین در هم تنیدگی کوانتومی ثابت میکنه که تا الی الابد ( بی نهایت سال دیگه ) علم خیلی خیلی خیلی … پیشرفت میکنه ولی محاله ممکنه هیچ فرمول و قاعده و قانون کلی در مورد جهان هستی کشف بشه . وقتی خدا تاس میندازه یعنی یه ذره از 10 میلیارد سال پیش مربوط میشه و ارتباط پیدا میکنه به مثلا یه ذره موجود در 10 میلیارد سال بعد ( !!! ) و اتفاقا هرچی علم جلوتر میره و به قوانین بنیادی تر دست پیدا میکنه این قوانین حاکم بر دانش (( احتمالات )) و مسائل مربوط به اون داره پررنگ تر و پررنگ تر میشه و دیگه واقعا نمیشه در مورد هیچ چیزی با قاطعیت و به طور یقینی صحبت کرد ! . کما اینکه اصل عدم قطعیت ورنر هایزنبرگ هم داره همین رو میگه . ولی این مسئله رو میشه تا بی نهایت تعمیم داد و اونجاست که قضیه خیلی خیلی خیلی … جالب و حقیقتا عجیب غریب میشه !! . این مثالی رو که یکی از فبزیک دان های کوانتوم زده به اندازه سر سوزن از این بی نهایت شگفتی و عجیب و غریب بودن رو بیان میکنه که : مثلا این لیوان آبی رو که ما داریم میخوریم همون آبی بوده که از گلوی ناپلئون بناپارت پایین رفته !!! .

  19. هر یک از ایندو فوتون میتوانند در دو طرف افق کیهانی نیز حضور داشته و بطور آنی در ارتباط باشند! پس سر یک دو راهی قرار میگیریم. یعنی سرعتی فراتر از سرعت نور وجود دارد یا فضا (زمانی) وجود ندارد! یعنی نکند که اساسا جدا دانستن ذرات جهان از هم یک توهم است! با پذیرش دومی، پی میبریم که واقعیت نداریم و واقعیت چیزی ماورای فضازمان است. چیزی که خود فضازمان را نیز افریده است و به تعریف و تولید آنها میپردازد. آن حقیقت اصیل میتواند مثلا خدا باشد که همه ی کیهان ما را افریده و لذا کیهان ما در برابر وجود او وجود ندارد. و تنها اوست که باید وجود داشته باشد. این دیدگاه، هولوگرام بودن جهان رو پیش میکشه و به نوعی ثبات سرعت نور هم نگه میداره! یعنی اگه بپذیریم که این spooky action”ارتباط شبح وار” بمعنی انتقال اطلاعات نیست بلکه ارتباطی بدون نیاز به مکان و حتی زمان است….. بهر حال هر چی هست احتمالا زیر سر ماهیت فضا زمانه؛ خلاصه یه کاسه ای باید زیر نیم کاسَش باشه. اما بازوان ستبر فیزیک ما (نسبیت عام و کوانتوم) تا وقتی متحد نشن؛ در برابر وزنه ی بس عظیم فضازمان همچنان درمانده و ملولند. یا شایدم ایندو نظریات درستی نباشن، لازمه یه نظریه ابر غول بیاد وسط!!!

  20. ده هزار برابر سریعتر از سرعت نور یعنی به جای 300 هزار کیلومتر بر ثانیه 3 میلیارد کیلومتر بر ثانیه یعنی حدودا فاصله بین خورشید تا اورانوس ( یه خورده هم بیشتر ! ) در عرض یک ثانیه طی بشه ! .