بیگ بنگ: فیزیکدانان برای نخستین بار موفق شدند زمانی که اتم‌ها در حال ورود به حالت گربه شرودینگر هستند، با جزئیاتی دقیق از آنها فیلمبرداری کنند و نشان دهند حضور همزمان در دو حالت کاملا متفاوت در مقیاس اتمی چگونه‌ است.

oaszbsgaupeh4ois02qqبراساس گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری، محققان با استفاده از تكنيكي جديد توانستند جزئيات اين رويداد را با دقتي برابر 0.3 انگستروم، يا كمتر از پهناي يك اتم، در زماني به كوتاهي 30 ميليونيوم از يك ميلياردم ثانيه ثبت كنند. اين تصاوير زمينه ايجاد اولين فيلم استاپ‌ موشن از حالت گربه‌اي اتم‌ها را فراهم كرد. گربه شرودينگر آزمايشي فيزيكي است كه در سال 1935 توسط فيزيكداني اتريشي به نام اروين شرودينگر مطرح شد كه بر اساس آن گربه‌اي به صورت فرضي درون يك جعبه حاوي مواد منفجره قرار داده مي‌شود كه احتمال انفجار يا منفجر نشدن آنها پس از بسته شدن در جعبه 50-50 است. از آنجايي كه اين جعبه نيز به صورت فرضي ضد‌انفجار است، تا زماني كه در جعبه باز نشود كسي متوجه نمي‌شود كه آيا انفجاري رخ داده و گربه كشته شده‌است يا خير. اين به آن معني است كه گربه به صورت همزمان داراي دو حالت مرده و زنده‌ است.

آنچه اين سناريوي گيج‌كننده فرضي را پيچيده‌تر مي‌كند اين است كه تا زماني كه در اين جعبه فرضي بسته باشد، گربه در حالتي به نام برهم‌نهي قرار دارد، يعني هم مرده‌است و هم زنده زيرا گربه بايد در يكي از اين دو حالت باشد و نمي‌تواند در هيچ‌يك از اين دو حالت نباشد. اگرچه شرودينگر اين فرضيه را با هدف ژرف‌انديشي درباره طبيعت حقيقت در جهان هستي و نمايش عجيب بودن مكانيك كوانتوم مطرح كرده‌ بود، فيزيكدانان در چند دهه بعد دريافتند كه اتم‌ها مي‌توانند نسخه واقعي گربه شرودينگر را به نمايش بگذارند.

فيزيكدانان موسسه ملي فناوري‌ و استاندارد در سال 2005 توانستند با موفقيت حالت گربه شرودينگر را در آزمايشگاه ايجاد كنند، در اين آزمايش 6 اتم همزمان در حالت چرخش رو به بالا و چرخش رو به پايين قرار گرفتند، مانند اينكه اتم‌ها همزمان چرخشي ساعتگرد و پادساعتگرد داشته باشند. اصول اين آزمايش پايه‌هاي ابتدايي کامپیوترهاي كوانتومي را شكل داده و اگرچه فيزيكدانان در قرار دادن اتم‌ها در وضعيت برهم‌نهي تبحر زيادي به دست آورده‌اند، تاكنون كسي موفق به تصويربرداري از اين رويداد نشده‌ بود. براي دستيابي به چنين تصاويري، گروهي از فيزيكدانان دانشگاه استنفورد و شتاب‌ دهنده ملي SLAC يك مولكول دو اتمي از يد ايجاد كردند.

lzngdpr53pexpgkzz3qoدانشمندان اين مولكول را با ليزر هدف گرفتند و ليزر باعث شد مولكول انفجارهاي كوتاه پرانرژي را به خود جذب كند و به اين شكل مولكول به دو نسخه برانگيخته و منفعل تفكيك شد. زماني كه اين مولكول تفكيك شده توسط پرتو ليزري ديگري هدف قرار گرفت، ذرات نور يا همان فوتون‌ها از هر دو نسخه مولكول پراكنده شده و دوباره متراكم شدند تا هولوگرامي از جنس ليزر از اين عمليات ايجاد كنند.

محققان اين آزمايش را بارها و بارها تكرار كردند و توانستند مجموعه‌اي از تصاوير پرتو ايكس را از آن ثبت كنند تا به اين شكل اولين و دقيق‌ترين فيلم پرتو ايكس جهان از مكانيزم داخلي يك مولكول ایجاد شود. فيزيكدانان نه‌ تنها توانستند از رفتار يك مولكول يد در جزئياتي دقيق تصويربرداري كنند، بلكه مي‌گويند تكنيك تصويربرداري كه ايجاد كرده‌اند مي‌تواند در داده‌هاي به دست آمده از آزمايش‌هاي پيشين نيز به كار گرفته شود. جزئیات بیشتر این پژوهش در Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: gizmodo.com

دیدگاهتان را بنویسید

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

2 دیدگاه

  1. با سلام و خسته نباشید و احترام تمام قد به شما که زحمت فراوانی برای ارتقا دانش عاشقان علم میکشید .پیشنهادی داشتم مبنی بر اینکه در مواقعی زحماتی که میکشید به هدر میره. نمونه اش همین مطلبی که در مورد آزمایش فرضی گربه شرودینگر کشیدید با توجه به اینکه تا کنون نظری از طرف کاربران ارائه نشده شاید به این علت باشه که خوانندگان متوجه موضوع نشدند .چون درک نظریه کوانتم واقعا سخته و باید زحمت زیادی بر آن کشید . شما در این مطلب اولا از اصطلاح انفجار در جعبه استفاده کردید که اصلا درست نیست بلکه آزاد شدن ماده سمی در آزمایش مد نظر بوده و نه انفجار. در مورد حالت بر هم نهی توضیحی ندادید و کسی که نداند بر هم نهی چیست اصلا از آزمایش فرضی گربه شرودینگر سر در نمیاورد. کاش این امکان به من داده میشود که در مقاله ای با زبان ساده از آزمایش دو شکاف روی فوتون ها که هم رفتار ذره ای و هم موجی دارند شروع میکردم و سپس به نظریه کپنهاک که حرکت اتمها را یک تابع احتمال میداند میرسیدم و بعد به طور مبسوط آزمایش فرضی شرودینگر را شرح می دادم .. با تشکر از شما

    1. خدا را شکر دست شما دوست عزیز نیست وگرنه کل فیزیک کوانتم را از ابتدا میخواستین شرح دهید. این دوستان نویسنده نیز از بس این موارد را تکرار کردند دیگر از تکرار مکررات حالشان بد می‌شود