بیگ بنگ: گربه ی خیالی معروف به شرودینگر، گربه‌ای که تا عمل مشاهده صورت نگیرد هم زنده است و هم مرده و یا هیچکدام، که بهترین نمایش از پدیده‌ای در زندگی‌ واقعی‌ بنام اصل برهم نهی می‌باشد.

به گزارش بیگ بنگ، امروزه محققان برای نخستین بار توانستند اصل برهم نهی را در مقیاس ماکروسکوپی ( در حدود ۰.۵۴ متر) به نمایش بگذارند. به گفته ی محققان، این دستاورد، اصل برهم نهی در فواصل و بازه های زمانی‌ زندگی‌ روزمره امکان پذیر است. دانشمندان افزودند: تحقیق اخیر محدودیت‌های فیزیک کوانتوم را محک میزند و با دید عمیق تری باعث تغییر نگرش در خصوص ِ ماهیت واقعیت می شود.

قوانین متغیر فیزیک کوانتوم، جهان را مکانی مبهم و مرموز معرفی‌ می‌کند. یکی‌ از این قوانین عجیب فیزیک کوانتوم بیان می‌کند که در واقع ذرات در حالت‌هایی‌ تحت عنوان برهم نهی قرار دارند. این بدان معنی است که یک ذره در آن‌ واحد میتواند در ۲ وضعیت به طور همزمان حضور داشته باشد. این مفهوم با استفاده از آزمایش فکری گربه ی شرودینگر نشان داده می شود.

اصل برهم نهی بسیار حساس است. ذرات به محض اینکه در یک جهت واحد از حالت نرمال خود خارج میشوند، فروکش کرده و به هدف نمایش تنها یک خروجی از هم گسیخته میشوند. مطالعه ی انجام شده ثابت کرده است که ذرات در مقیاس میکروسکوپی مانند گربه ی شرودینگر عمل میکنند اما حساسیت زیاد این اصل، محققان را از بررسی‌ نمونه هایی در مقیاس بزرگ تر برای این پدیده باز داشته است.

مارک کسویچ، یک محقق فیزیک کوانتوم در دانشگاه اسنتفورد آمریکا، بیان می‌کند که با بررسی‌ حدود اصل برهم نهی و پی‌ بردن به این قضیه که تا چه مقیاسی فیزیک کوانتوم جوابگو است، دانشمندان سرنخ‌هایی‌ برای ارتباط دادن ۲ نظریه ی ظاهراً متفاوت یعنی‌ نظریه فیزیک کوانتوم و نظریه نسبیت عام کشف خواهند کرد. نظریه ی فیزیک کوانتومی با توضیح رفتار همه ی ذرات شناخته شده، کیهان را در کوچکترین مقیاس ِ ممکن تشریح می‌کند، در حالی‌ که تئوری نسبیت عام با تشریح محیط فضا-‌زمان و گرانش به توصیف جهان ما در بزرگترین مقیاس ممکن می‌پردازد. ادغام این دو نظریه، تعریف و درک بهتری از نحوه ی عملکرد کیهان فراهم خواهد ساخت.

امروزه محققان نمونه‌های بزرگتری از اصل برهم نهی مانند گربه ی شرودینگر در مقیاس یک گربه ی واقعی‌ را ارائه داده اند. به گفته ی این دانشمندان، امکان تحقق‌ این امر با استفاده از قوانین فیزیک، بسیار شگفت انگیز است. محققان برای خلق این نمونه ها، از ابرهای بسیار سرد که هر کدام از ۱۰۰،۰۰۰ اتم روبیدیوم تشکیل شده، استفاده می کنند. آنها به کمک شبکه‌ای از پرتو‌های لیزر، این ابرهای اتمی‌ را مانند فواره به سمت بالا کشانده و آنها را وادار به رفتاری شبیه به بسته‌ها‌ی امواج میکنند.

همین که بسته‌های موج به بالا میرسند، پالس‌های لیزر هر کدام از این بسته ها را به ۲ بسته موجی تقسیم می کنند که در هنگام برهم نهی با هم بوده اند. این ۲ بسته موج پس از طی‌ مسافت کوتاهی‌ دوباره با هم ترکیب میشوند؛ محققان با تحلیل ویژگی‌‌های آنها پس از ترکیب، تعیین می کنند که این دو در طی فرایند برهم نهی با هم بوده اند یا خیر. محققان موفق شده اند که برهم نهی را حتی زمانی‌ که این ۲ بسته موج از هم جدا شده اند، تا فاصله ی در حدود ۵۴ سانتی متر برای مدت ۱ ثانیه حفظ کنند.

برای عملی شدن این اصل در مقیاس بزرگ فراهم کردن ۲ شرط الزامیست: ۱-سرمای بسیار زیاد- دمایی‌ کمتر از یک بیلیونیم یک درجه بالای صفر مطلق، کمترین درجه حرارت تئوری موجود ۲- احتیاط در استفاده از نور به منظور کاهش اختلالاتی که ممکن است منجر به از هم گسیختگی و عدم انسجام در این فرآیند شود. دانشمندان تاکید می‌کنند، با اینکه قادرند اصل برهم نهی را برای اتم‌ها اجرا کنند اما نمی توانند این کار را در مقیاس‌های خیلی بزرگ مثلا در مقیاس انسانی‌ انجام دهند. آنها امیدوارند که بتوانند تا سال های آینده مقیاس نمونه های تولیدی را تا بیشتر از ۱۰ متر افزایش دهند. جزئیات بیشتر این تحقیق در تاریخ ۲۴ دسامبر ۲۰۱۵ در مجله ی Nature منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: Live science