آزمایش‌ها اثرات بُعد چهارم را نشان دادند

بیگ بنگ: با سِیر و سفر در قسمت‌های دیگر جهان، سر و کار داشتن با سه بُعد فیزیکی و یک بُعد اضافی زمان برایمان نمود پیدا می کند، اما دو تیم از دانشمندان نشان دادند که بُعد فضایی چهارم می تواند در ورایِ محدودیت‌های بالا و پایین، چپ و راست و عقب و جلو وجود داشته باشد. شاید انتظار دارید که این موضوع، قوانین فیزیک را به چالش می کشد، اما آزمایش‌های انجام شده تا حدی نظری و بسیار پیچیده‌اند و مکانیک کوانتومی را هم در بر می گیرند.

به گزارش بیگ بنگ، محققانی از اروپا و آمریکا با کنار هم قرار دادن دو وضعیت دوبعدی توانستند بعد فضایی چهارم را که به «اثر کوانتومی هال» معروف است، بدست آورند. این اثر یکی از روش‌های خاص محدودسازی و اندازه‌گیری الکترون‌هاست. «مایکل رچمن» محقق آمریکایی دانشگاه ایالتی آمریکا گفت: «به لحاظ فیزیکی، ما فاقد سیستم فضایی چهار بُعدی هستیم، اما امکان دستیابی به فیزیک کوانتومی هال با استفاده از سیستمی با ابعاد پایین‌تر وجود دارد زیرا سیستمی با ابعاد بالاتر در پیچیدگی ساختار کدگذاری شده است. شاید ویژگی‌های فیزیکی جدیدی در ابعاد بالاتر نمایان شود و ما بتوانیم دستگاه‌هایی طراحی کنیم که از این ابعاد بهره ببرند.»

به عبارت دیگر، همانطور که یک جسم سه بعدی سایه‌ای دو بعدی ایجاد می کند، دانشمندان نیز توانسته‌اند سایه‌ای سه بُعدی مشاهده کنند که یک جسم چهار بُعدی آن را ایجاد کرده است؛ حتی اگر خود جسم چهار بُعدی برای ما قابل مشاهده نباشد. این عامل می تواند به یافته‌های جدیدی در مباحث بنیادی علم منجر گردد. به پاس چند محاسبه پیشرفته که موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۶ شد، ما می دانیم که “اثر کوانتومی هال” به وجود بُعد فضایی چهارم اشاره می کند. این آزمایشات جدید به ما تصویری از اثراتی می دهند که این بُعد چهارم می تواند وجود داشته باشد.

در آزمایش‌های تیم اروپایی، اتم‌ها تا دمای صفر مطلق سرد شدند و از طریق لیرز در شبکه‌ای دو بُعدی قرار گرفتند. این تیم با افزودن لیزرهای بیشتر توانست یک پمپ بار کوانتومی را برای برانگیختن اتم‌های محبوس اجرا کند و آنها را به حرکت و تکاپو در بیاورد. تغییرات اندک در حرکت اتم‌ها که محققان مشاهده‌اش کردند، با اثر کوانتومی هال چهار بُعدی مطابقت داشتند. به این ترتیب، این احتمال قوت می گیرد که امکان ارزیابی بُعد فضایی چهارم نیز تاحدی وجود دارد. در آزمایش محققان آمریکایی‌ نیز از لیزر استفاده شد، اما این بار برای کنترل نور در هنگام جریان آن در قطعه‌ای شیشه. با دستکاری نور به منظور شبیه‌سازی اثر یک میدان الکتریکی بر ذرات باردار، دوباره پیامدهای یک اثر کوانتومی هال چهار بُعدی مشاهده شد.

البته، ما نمی توانیم بطور فیزیکی بر این دنیای چهار بُعدی دسترسی داشته باشیم، اما دانشمندان فکر می کنند مکانیک کوانتومی می تواند تصویری از این بُعد به ما بدهد. پس درک محدود ما از جهان می تواند بهبود یابد. یکی دیگر راه‌های تامل پیرامون آن، این است که خود را شخصیت‌های یک بازی ویدئویی از یک پلتفرم دو بُعدی تصور کنیم و ناگهان در یک بازی سه بُعدی حرکت کنیم. نوع یکسانی از انحراف در این مطالعه نشان داده شده است که بر جهان چهار بُعدی بزرگتری در بیرون دلالت دارد. ما هنوز نمی توانیم سفری به بُعد فضایی چهارم انجام دهیم، اما شواهد بسیاری در اختیار داریم که وجود آن را اثبات می کند.

محققان حالا می خواهند با تکیه بر این مطالعات، نگاهی ژرف‌تر به این مسئله انداخته و ویژگی‌های فیزیکی پیشرفته‌تری را هم مورد بررسی قرار بدهند. «مایکل لوز» یکی از محققان اروپایی در دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیان آلمان گفت: «به نظر من، این دو آزمایش به خوبی یکدیگر را تکمیل می کنند.» یافته‌های حاصل از دو آزمایش در مجله Nature در اینجا و اینجا منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

(12 نفر , میانگین : 4٫75 از 5)
لینک کوتاه مقاله : https://bigbangpage.com/?p=72645
منصور نقی لو

منصور نقی لو

کارشناسی مترجمی زبان انگلیسی. علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فرگشت، اکتساب زبان اول، یادگیری زبان دوم و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۵ پاسخ‌ها

  1. ماکان گفت:

    ممنون واقعن زیبا بود.
    شاید روزی ما انسانها بتونیم با استفاده از مکانیک کوانتوم سایه ی ابعاد بالاتر رو ببینیم.یعنی وقتی به آسمان خودمون که نگاه میکنیم تصویر و سایه ی ابعاد بالاتر هستی وکیهان رو تو آسمونمون ببینیم.اون موقه هنوز بهش دست پیدا نکردیم ولی اثراتش رو بر دنیای خودمون حس می کنیم.
    آفرینش عجیب و غریب و متحیرکننده هست.
    ما خیلی چیزهارو الان نمیتونیم بهش فکر کنیم ولی میتونیم تصورشون کنیم.
    این تصورات ما هستند که به ما پیشرفت و کمال رو نشون میدن.
    یاعلی موفق باشید.

  2. نگار گفت:

    یک ایده جالب دیگه میتونه این باشه که ما فیزیک یک جهان دوبعدی و حتی یک بعدی رو بازسازی کنیم به عنوان نمونه فیزیک کلاسیک نسبیت و کوانتوم در یک جهان دوبعدی صفحه ای چگونه است؟!!و بعد بفهمیم که آیا موجودات جهان دوبعدی میتوانند جهان سه بعدی را درک بکنند؟!

  3. جواد گفت:

    واقعا عالی بود ممنون

پاسخ دهید

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

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.