بیگ بنگ: جایزه نوبل فیزیک در سال 2022 به آلن اسپکت (فرانسوی)، جان.اف.کلوزر (آمریکایی) و آنتون زایلینگر (اتریشی) تعلق گرفت که بر روی در هم تنیدگی کوانتومی کار می‌کنند.

در بیانیه هیأت داوران آمده است که این جایزه «برای آزمایش‌ها با فوتون‌های درهم تنیده، اثبات قضیه بل و پیشگامی در علم اطلاعات کوانتومی» به این سه دانشمند اعطا شد. جایزه نوبل به ارزش ۱۰ میلیون کرون سوئد (۹۰۲ هزار و ۳۱۵ دلار) از طرف آکادمی سلطنتی علوم سوئد اعطا می‌شود.

آلن اسپکت، جان کلازر و آنتون زیلینگر با استفاده از آزمایش‌های پیشگامانه، پتانسیل بررسی و کنترل ذراتی را که در حالت‌های درهم‌تنیده هستند، نشان داده‌اند. اتفاقی که برای یک ذره درهم تنیده رخ می‌دهد، تعیین می‌کند که چه اتفاقی برای دیگری بیفتد، حتی اگر این دو ذره بسیار از هم دور باشند روی یکدیگر مستقیما تأثیر بگذارند.

در هم تنیدگی کوانتومی یک پدیده قدیمی و رازآلود با این معنا است که برخی ذرات، مثل ذرات فوتون‌ها و الکترون‌ها، می‌توانند “یک بار” بر یکدیگر اثر متقابل بگذارند ولی همچنان حتی پس از جدایی، کیفیت هایی نظیر چرخش یا قطبی شدگی‌شان 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، پدیده‌ای است که در آن دو ذره به عنوان یک سیستم عمل می‌کنند حتی هنگامی که فاصلۀ زیادی از هم داشته باشند.

اینشتین دریافت که براساس نظریه کوانتومی باید مابین ذراتی که حداقل یکبار با یکدیگر برهمکنش داشته‌اند، نوعی ارتباط اسرارآمیز درونی برقرار شود، به گونه‌ای که اگر ویژگی‌های کوانتومی یکی از این ذرات را تغییر دهیم، مابقی آنها صرف نظر از اینکه در چه فاصله‌ای 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 می‌پذیرد!

“آلن اسپکت” استاد فیزیک ۷۵ ساله فرانسوی، تنظیماتی را برای بستن یک خلاء مهم ایجاد کرده است. او ‌توانست تنظیمات اندازه‌گیری را پس از خروج یک جفت درهم‌تنیده از منبع خود تغییر دهد، بنابراین تنظیماتی که هنگام انتشار وجود داشت، نمی‌توانست روی نتیجه تأثیر بگذارد.

“جان کلازر” فیزیکدان ۷۹ ساله آمریکایی، نیز دستگاهی ساخته است که دو فوتون درهم‌تنیده را همزمان ساطع می‌کند و هر کدام به سمت فیلتری که قطبش آنها را آزمایش می‌کند، روانه می‌شوند. نتیجه نیز نقض آشکار نابرابری بِل و مطابق با پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی بود.

“آنتون زیلینگر” استاد فیزیک ۷۷ ساله دانشگاه وین، نیز در مورد حالت‌های کوانتومی درهم‌تنیده تحقیق کرده است. گروه تحقیقاتی او پدیده‌ای به نام “تِله‌پورت کوانتومی” را نشان داده است که امکان جابجایی حالت کوانتومی از یک ذره به ذره دیگر را در فاصله‌ای دور فراهم می‌کند.

به عبارت دیگر، برندگان جایزه نوبل ۲۰۲۲ در رشته فیزیک، آزمایش‌های پیشگامانه‌ای را با استفاده از حالت‌های کوانتومی درهم‌تنیده انجام دادند که در آن دو ذره حتی زمانی که از هم جدا می‌شوند، مانند یک ذره واحد عمل می‌کنند. کمیته اعطاکننده جوایز نوبل اعلام کرد: «پژوهش این دانشمندان اگر چه جداگانه انجام شده، اما در زمینه کشف پدیده‌های ناشناخته با هم پیوند دارند.»

توسعه ابزارهای آزمایشی برندگان جایزه نوبل فیزیک امسال، پایه و اساس عصر جدیدی از فناوری کوانتومی را بنا نهاده است. موضوع درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌تواند برای توسعه ارتباطات رمزگذاری شده ایمن نیز استفاده شود.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: nobelprize.org