ساخت هولوگرام کوانتومی از ذرات منفرد نور

بیگ بنگ: تا همین اواخر، دانشمندان تصور نمیکردند که این کار قابل انجام باشد آنها فکر میکردند که قوانین بنیادی فیزیک مانع آن میشود. اما یک گروه مصمم از دانشمندان دانشگاه ورشو اینک ناممکن را انجام داده اند. آنها یک هولوگرام از یک ذره منفرد نور ساختند. این دستاورد طلوعی به عصر هولوگرافی کوانتومی است که به دانشمندان مسیر جدیدی به پدیده های کوانتومی را نشان خواهد داد.

87545هولوگرام های کوانتومی

برخلاف عکسبرداری، هولوگرافی ساختاری سه بعدی از اجسام را دوباره خلق میکند، و به ما تصویر ۳D میدهد.این تکنیک از چیزی به نام مداخله کلاسیک استفاده میکندکه مربوط به وقتی است که دو موج با هم برخورد دارند و یک موج جدید را تشکیل میدهند. اما مداخله کلاسیک توسط فوتون ها غیرممکن است، به خاطر اینکه وضعیت آنها (خاصیت امواج) دائما در حال تغییر و نوسان هستند.

بنابراین فیزیکدانان دانشگاه ورشو سعی کردند با استفاده از تداخل کوانتومی، که در آنها توابع موجی فوتون ها(که مجبور به انجام شدن با احتمال وجود ذرات در یک حالت خاص است) تعامل دارند به هولوگرام های کوانتومی ذائقه ای از طعم مخصوص خودشان را بدهند. تابع موج مفهومی بنیادی در مکانیک کوانتومی و هسته ی اصلی، معادله ی موج شرودینگر است. بعنوان مثال تابع موج در دستان یک فیزیکدان، میتواند قابل قیاس با بتونه در دستان یک مجسمه ساز باشد، وقتی که استادانه شکل گیرد، میتواند برای شکل دادن یک سیستم ِ ذره ای کوانتومی استفاده شود.

thebirthofquپس چرا فوتون ها؟

دو تن از محققان بنام های رادوسلاو چراپکیویچ و مایکل جاچورا، زمانی که رفتار جفت فوتون ها را فیلم برداری میکردند متوجه چیزی به نام تداخل دو فوتون شدند. در تداخل دو فوتون، جفت فوتون ها قابل تمییز، وقتی که وارد یک شکافننده نور میشوند(که یک اشعه نور را تقسیم میکند) به صورت تصادفی عمل میکنند. اما فوتون های غیر قابل تمییز تداخل کوانتومی ِ که بر روی رفتار آنها تاثیر میگذارد را نشان می دهند. و در این صورت جفت ها همیشه یا گسیل شده یا منعکس می شوند.

چراپکیویچ گفت: با دنبال کردن این آزمایش، این پرسش را مطرح کردیم که تداخل کوانتومی -دو فوتونی- میتواند بطور مشابه بعنوان تداخل کلاسیک در هولوگرافی به منظور استفاده فوتون های معلوم برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد فوتون های ناشناخته استفاده شود؟ بررسی ها ما را به یک نتیجه شگفت انگیز رساند: نتیجه این شد که وقتی در دو فوتون تداخل کوانتومی رخ می دهد، میدان این تداخل به شکل ِ امواج آنها بستگی دارد (یک سطح فرضی که در حال پیوستن به همه نقاط هم جوار با فاز یکسان است)

1-thebirthofquدرک مکانیک کوانتومی

این آزمایش پیامدهای بزرگی برای فهم ما از قوانین بنیادی مکانیک کوانتومی ارائه کرد، رشته ای از فیزیک که دانشمندان را برای بیش از یک قرن گیج کرده است. این رشته به دانشمندان فرصت میدهد که اطلاعات با ارزشی در مورد حالت یک تابع موج فوتون بدست آورند. جاچورا گفت: این آزمایش یکی از نخستین آزمایش هایی هست که به ما فرصت ِ مشاهده مستقیم یکی از پارامترهای اصلی تابع موج فوتون- حالت اش- را با نزدیک کردن یک پله ای به فهم چیزی که تابع موج واقعی است را میدهد.

محققان امیدوارند که این روش برای ساخت هولوگرام های کوانتومی پیچیده تر به کار رود و ممکن است پیشرفت هایی برای علوم بنیادی و برنامه های کاربردی در دنیای واقعی داشته باشد. کونارد باناسزک یکی از محققان این آزمایش گفت: «همه ی فیزیکدانان در ابتدا باید این وسیله جدید را بشناسند. احتمال دارد که برنامه های کاربردی هولوگرافی کوانتومی برای چند دهه بعد هم به ظهور نرسد اما چیزی که از آن مطمئن هستم این است که این دستاورد بسیار شگفت انگیز خواهند بود.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Nature Photonics منتشر شده است.

ترجمه: ریحانه مرکزی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: techinsider.io

جزئیات بیشتر: phys.org

image_pdfimage_print
(9 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=53288
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *