گربۀ شرودینگر مرده و زنده در دو جعبه بصورت همزمان

بیگ بنگ: اگر مکانیک کوانتومی یک نماد داشته باشد، قطعا آن گربه ی شرودینگر است. در حال حاضر آزمایش ذهنی مشهور گربه شرودینگر برای اینکه بتواند یک سیستم پیچیده تر که بتازگی ایجاد شده را توضیح دهد بروزرسانی شد: در واقع یک سیستم جداگانه متشکل از فوتون های در هم تنیده که در یک برهم نهی کوانتومی دوگانه قرار دارند.

schrodinger-cat-two-boxesبه گزارش بیگ بنگ، محققان توسط این سیستم میتوانند حالت های کوانتومی پیچیده را دستکاری کنند(اداره یا کنترل کنند) و این اکتشاف کاربردهایی در کامپیوتر و ارتباطات از راه دور دارد. اما تکلیف گربه چه می شود؟ گربه شرودینگر پدیده ی عجیب برهم نهی کوانتومی رو توضیح می دهد. در آزمایش ذهنی گربه شرودینگر، گربه داخل یه جعبه محصور شده که داخل این جعبه یک نوع سم وجود دارد که با فرایند مکانیک کوانتومی عمل دوگانه فعال می شود. مثل اینکه بگوییم کلید کوانتوم روشن یا خاموش شود؛ اما تا قبل از عمل مشاهده ی گربه، این فرایند در حالت برهم نهی قرار دارد یعنی همه ی حالتهای ممکن ِ گربه در حالت زنده -مرده وجود دارد.

حالت گربه به مکانیک کوانتوم بستگی دارد یعنی گربه نه مرده است و نه زنده بلکه هم زنده است و هم مرده، بنابراین گربه کوانتومی در وضعیت برهم نهی دو حالته قرار دارد. برای ساخت سیستم جدید محققان دانشگاه ییل از ویژگی دیگر فیزیک کوانتوم که در هم تنیدگی نام دارد، استفاده کردند. ذره ی درهم تنیده را نمیتوان به طور مستقل توصیف کرد و اگر ذراتی که در هم تنیده شده اند را از هم جدا کنیم فارغ از فاصله مثل یک سیستم واحد عمل می کنند. وقتی خصوصیت یک ذره شناسایی شود، سیستم به طور آنی فرو می ریزد، اما هیچ اطلاعاتی منتقل نمی شود و در این حالت با نسبیت نیز مخالفت نمی کند.

PW-2016-05-27-catsتیم مربوطه برای ایجاد حالت گربه کوانتومی در هم تنیده یک موج خاص بکار برد. آنها از دو عدد حفره استفاده کردند(میکروویوهای با تکنولوژی بالا) این حفره ها توسط یک ابرجریان(جریان الکتریکی بدون اتلاف) به هم متصل شدند که باعث می شد فوتون های دو حفره در حالت در هم تنیدگی کوانتومی قرار گیرند. در این حالت گربه در دو جعبه به حالت زنده _مرده در یک زمان قرار گرفت. فوتون های یک حفره در وضعیت برهم نهی قرار گرفتند و محققان به داخل حفره بعدی نگاه کردند. به گفته ی دانشمندان وضعیت گربه در هم تنیده میتواند توسط بیش از ۸۰ درصد فوتونها باز سازی شود؛ اما محققان معتقدند که سیستم های بزرگتری برای این کار باید ساخته شود.

ساخت چنین سیستم بزرگی یک دستاورد بزرگ دیگر محسوب می شود. وضعیت های کوانتومی ماکروسکوپی به هم پیوسته که ویژگی های کوانتومی را در مقیاس بزرگ روزانه نشان می دهند، میتوانند در تکنولوژی ها مورد استفاده قرار گیرند. لیزر و ابررساناها مثالهایی از این سیستم ها هستند. به گفته ی محققان این نوع وضعیت اولین قدم در ایجاد عملکرد منطقی مورد نیاز برای برنامه های کوانتومی است، برای همین پیشبرد این سیستم ما را یک قدم به ایجاد کامپیوترهای کوانتومی نزدیکتر می کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Science منتشر شده است.

ترجمه: خدیجه فخرایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: iflscience.com

image_pdfimage_print
(19 نفر , میانگین : 4٫95 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=50597
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

۱۳ پاسخ‌ها

  1. ابراهیم گفت:

    سلام و خسته نباشید
    ضمن تشکر از مطالبی که میزارید یه پیشنهاد داشتم . در صورت امکان یه مقدار مطالب رو بیشتر باز کنید تا مثلا مسیله گربه شرودینگر برای خواننده عامی مثل من حد اقل کمی ملموس باشه تا بر اساس اون بتونم خبر علمی رو درک کنم.

  2. Mostafa گفت:

    من بارها و بارها مقالات مرتبط با گربه ی شرودینگر را مطالعه کردم ولی هر بار گیج تر شدم. یعنی کسی نیست این موضوع رو واضح و شفاف منتقل کنه که ماهم متوجه بشیم؟

  3. عرفان گفت:

    خیلی ساده بخوام توضیح بدم یعنی تا قبل نگاه کردن به داخل جعبه از وضعیت گربه خبر نداریم که زنده هست یا مرده اما وقتی میخوایم خبر دار بشیم همون لحظه مکانیسم وارد عمل میشه و گربه رو میکشه و ما میبینیم که گربه مرده!

  4. خدیجه گفت:

    اونطور که من سرچ کردم و فهمیدم تو هر حفره ریز موجهایی وجود داره که توسط میدان الکتریکی داخل حفره میتونه در دو جهت حرکت کنه یعنی در واقع دو حالت داره همون بر هم نهی دو حالته رو داره
    حالا اینا میان دو حفره رو با یک ابر جریان بهم وصل میکنن که فوتونهای تو حفره باهم گره بخورن بعدش دیدن خصوصیت و رفتاری که ذرات یه حفره نشون میده توسط بیش از ۸۰ درصد فوتونهای حفره مقابل انجام میشه

  5. خدیجه فخرایی گفت:

    در مورد خود آزمایش گربه شرودینگر هم قضیه اینه که شرودینگر برای اینکه بتونه خاصیت بر هم نهی (superposition)کوانتومی رو توضیح بده این آزمایش فرضی رو ارائه میده تا بفهمونه ذرات زیر اتمی تا قبل ازینکه اندازه گیری بشن تمام حالات ممکنی که میتونن داشته باشن رو دارن
    یعنی مثلا فوتونها تا قبل ازینکه با ابزاری بخوایم ببینیمشون هم ذره ان و هم موج . این ابزار آزمایشه که اونارو محدود به ذره یا موج میکنه
    امیدوارم متوجه شده باشین

  6. خدیجه فخرایی گفت:

    آره دقیقا
    نوع نگاه کردن یا همون ابزار اندازه گیری تعیین میکنه اون ذرات چه طور باشن ولی تا قبل از اندازه گیری اونا در تمام حالتهای ممکن وجود دارن

  7. ahmad گفت:

    پس آیا می توان نتیجه گرفت که آگاهی است که ذرات احتمالی را از حالت بلاتکلیفی خارج میکند ؟

    • Omid گفت:

      درسته
      ولی دقیقا همینجاست که فیزیکدان ها گیج میشن و نمیخوان این موضوع رو قبول کنن
      چون مجبور میشن مسائل فلسفی و مسائل مربوط به عرفان رو هم بپذیرن

      حتی جان ویلر هم با اینکه به این موضوع اشاره کرده بود که ذهن و مشاهده کننده توانایی خلق عالم را دارد
      ولی اصطلاح “آگاهی” را به کار نمیبرد و بار دیگر گفت که ذهن نمیتواند بدون تماس مستقیم تغییری در چیزی ایجاد کند . که این یک تناقض در گفته هاش هست
      یه جورایی همه ی دانشمندا از این مسائل فرار میکنن

  8. سمیر الله وردی گفت:

    «سعی داشتم ایده ی نظریه ی اطلاعات را به عنوان مبنای هستی بپذیرم که به عبارتِ “اشیای ناشی از بیت” برخوردم.» جهان و تمام چیزهایی که شامل می شود («اشیا») احتمالأ از هزاران انتخابِ بله-خیر برای اندازه گیری («بیت ها») ناشی می شوند. نیلز بور بیشتر عمرش با این سوال دست و پنجه نرم کرد که اعمالِ اندازه گیری (یا «ثبت») چگونه بر واقعیت تأثیر می گذارد.

    این ثبت است – چه به وسیله ی فرد، چه دستگاه، چه یک تکه میکا (هر چیزی که بتواند یک رکورد را حفظ کند) – که بالقوگی را به حقیقت تبدیل می کند. فقط به مقدار کمی از ساختار بور استفاده کردم تا بیان کنم که هرگز این چیز عجیب یعنی کوانتوم را درک نمی کنیم، مگر اینکه در ابتدا درک کنیم اطلاعات چگونه واقعیت را می سازد. اطلاعات فقط دانش ما در مورد جهان نیست، اطلاعات جهان را تشکیل می دهد.»

    – جان ویلر –

  9. زینب گفت:

    میشه یک کم واضح تر توضیح بدین؟ من گیج شدم.

  10. سیاوش گفت:

    دستگاههای ثبات چه جوری شکل می گیرند بدین شکل هرکسی میتونه خالق باشه اون ثبات اولیه کی میتونه باشه یاچه مشخصاتی داره

پاسخ دهید

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