واقعیت کوانتومی – قسمت اول

بیگ بنگ: در سال ۱۹۳۵ اینشتین، پودولسکی و روزن ادعا کردند که نظریه کوانتوم ناقص است. آنها این پرسش که آیا این نظریه می تواند به طریقی کامل شود یا خیر را باز گذاشته بودند و تنها اظهار کردند که چنین کاری باید در اصل ممکن باشد؛ با این حال به نظر می رسید که ساده ترین راه برای تکمیل این نظریه و حفظ علیت و قطعیت اش، شکلی از متغیر های پنهان را طلب میکند.

1441414به گزارش سایت بیگ بنگ، اینشتین از چنین دیدگاهی تنها در می سال ۱۹۲۷ استفاده کرده بود، اصلاحی برای نظریه ی کوانتوم که توصیف ِ ذره ای و موجی کلاسیک را با یکدیگر ترکیب میکرد، این در حالی بود که تابع موج شرودینگر نقش “میدان راهنمایی” را برای ذرات نقطه ای و واقعی فیزیک به عهده داشت. در این دیدگاه، تابع موج مسئول تمام تاثیرات موج گونه، نظیر انکسار و تداخل است، اما این ذرات هستند که تمامیت فیزیکی خود را حفظ می کنند. به جای امواج یا ذرات، آنطور که تفسیر کپنهاگی بیان میکرد، نسخه ی متغیر های پنهان اینشتین از نظریه ی کوانتوم شامل امواج و ذرات نیز می شد.

اما اینیشتین اشتیاق خود را نسبت به این دیدگاه طی چند هفته فرمول نویسی از دست داد، میدان راهنمای شرودینگر قادر بود تاثیرات غیر موضعی “شبح وار” را توضیح دهد. مدتی بعد در اکتبر همان سال، هنگامی که فیزیکدان دوبروی “راه حل دوگانه ی” خود را در پنجمین کنفرانس سولوی ارائه داد، اینشتین این دیدگاه را کنار گذاشته بود و در هنگام ارائه ی دوبروی فقط ساکت به وی می نگریست.

ترازهای انرژی یک الکترون در یک اتم شامل حالت پایه (Ground state) و حالت‌های برانگیخته (Excited states). الکترون در حالت پایه با دریافت انرژی می‌تواند به حالت برانگیخته جهش کند.

ترازهای انرژی یک الکترون در یک اتم شامل حالت پایه (Ground state) و حالت‌های برانگیخته (Excited states). الکترون در حالت پایه با دریافت انرژی می‌تواند به حالت برانگیخته جهش کند.

این تجربه شاید اینشتین را به این نتیجه هدایت کرد که عقیده ی اولیه ی او مبنی بر اینکه نظریه کوانتوم می تواند از طریق ترکیب مستقیم تری از مفاهیم کلاسیک امواج و ذرات کامل شود گمراه کننده بود. وی متعاقبا این ایده را بیان کرد که یک نظریه کامل تنها می تواند از تجدید نظری بنیادی تر ساختار یابد. یکی از آن ایده ها نظریه ی میدان واحد بود، تحقیقی که بیشتر انرژی ذهنی اینشتین را در دهه های آخر عمرش به خود اختصاص داد.

اسپین های کوانتا

اسپین های کوانتا

بوهم در کتابش “نظریه کوانتوم” پاسخ به مباحثه ی پارادوکس (EPR) را به نفع تفسیر کپنهاگی پذیرفته  بود. او نوشت: در حقیقت انتقاد از پارادوکس (EPR) کاملا ناموجه بود و براساس فرضیاتی مطرح شده بود که لزوما از ابتدا با نظریه ی کوانتومی تناقض داشتند. بوهم در توصیف خود از مباحثه ی (EPR) یک آزمایش فکری را طرح کرد، او مولکولی شامل دو اتم در یک حالت کوانتومی را در نظر گرفت که در آن کل تکانه زاویه ای اسپین الکترون صفر است یک مثال ساده مولکول هیدروژن است. H2 با دو الکترون دارای دو جفت اسپین در پایین ترین حالت الکتریکی (حالت پایه خود).

فرض کنید این مولکول در فرایندی شکسته شود که تکانه زاویه ای کل حفظ شده و دو جز اتمی معادل تولید گردد مولکول هیدروژن به دو اتم هیدروژن تقسیم می شود، این اتمها از یکدیگر جدا می شوند اما جهت اسپین های الکتروها در هر یک از اتم ها متضاد باقی می مانند یکی با اسپین بالا و دیگری با اسپین پایین.

بنابراین اسپین های این اتم هم بسته هستند. اندازه گیزی اسپین یک اتم (اتمA) در یک چارچوب آزمایشگاهی دلخواه به ما اجازه ی پیش بینی قطعی جهت اسپین اتم B در همان چارچوب را می دهد. ممکن است وسوسه شویم این طور نتیجه گیری کنیم که اینها ماهیت حالت کوانتومی مولکول اولیه و روش شکست مولکول هستند که اسپین های دو اتم را تعیین میکنند. اتم های مذکور با اسپین هایی ناشناخته ولی متضاد از یکدیگر دور میشوند و اندازه گیری فقط میتواند به ما بگوید این جهت ها به چه صورت هستند، اما این چیزی نیست که نظریه کوانتوم در این موقعیت شرح می دهد.

ادامه دارد »»»»

منبع: برگرفته از کتاب داستان کوانتوم/ نوشته: جیم باگوت

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 4٫50 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=29267
آرین خوشرنگ

آرین خوشرنگ

نویسنده این مطلب: آرین خوشرنگ - دانشجوی رشته مکانیک - علاقمند به هوافضا، نجوم و فیزیک میباشد و در زمینه نگارش مقاله با وب سایت بیگ بنگ همکاری می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۲ پاسخ‌ها

  1. بردیا گفت:

    مقاله خوبی بود. آقای خوشرنگ منتظر باقیشم هستیم.
    یه پیشنهاد دارم برای سایت
    به نظر خیلی خوب می شد اگر مخاطب ها از یه راه ارتباطی به غیر از قسمت نظرات برای ارتباط با نویسنده ها برخوردار می بودند.

  2. hamed hamed گفت:

    خیلی ممنون از اینکه به مطالب بنیادین پرداختید.چه خوب میشود اگر در قسمتهای پیش رو به نامساوی بل نیز بپردازید.از متن خوبی که به زبان ساده تهیه کردید لذت میبرم،منتظر ادامه مطلب هستم.

پاسخ دهید

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