کشف راهی برای ردیابی ذرات مشاهده ­نشدۀ کوانتومی

بیگ بنگ: یکی از اصول پایه­‌ای نظریه­ کوانتوم این است که اشیاء کوانتومی بصورت موج یا ذره وجود دارند اما تا زمانی که آنها اندازه­‌گیری نشوند، نمی‌­توانند به این دو شکل در آیند. این موضوع باعث شده است تا شناسایی یا ردیابی اشیاء کوانتومی مشاهده­ نشده غیرممکن به نظر برسد. اما بتازگی فیزیکدانان این مشکل را حل کرده و ثابت کردند ردیابی این ذرات غیرممکن نیست.

به گزارش بیگ بنگ، دیوید آرویدسون شوکور، محقق ارشد این پژوهش و دانشجوی دکتری در آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج فردی بود که قضیه‌­ای در فیزیک به نام “تابع موج” توجه او را به خود جلب کرد. آرویدسون در بیانیه­‌ای خبری اظهار داشت که این قضیه تاکنون بیشتر به عنوان ابزاری در ریاضیات مورد استفاده قرار می‌­گرفته است تا توضیحی برای ذرات کوانتومی. او در ادامه گفت: «به همین دلیل است که ما چالش یافتن راهی برای ردیابی حرکات مرموز ذرات کوانتوم را پذیرفتیم.»

محققان نشان دادند که بجای اندازه‌­گیری شی کوانتومی، می­ توان با بررسی نحوۀ تعاملات جسم کوانتومی با محیط اطراف آن، ذرات مشاهده ­نشدۀ کوانتومی را ردیابی نمود. ذرات در حین حرکت، محیط اطراف خود را “نشانه‌­گذاری´می‌­کنند. هر نشانه یا هم­کنش با محیط، اطلاعاتی را درون ذره کدگذاری می­ کند. بنابراین آرویدسون و همکارانش روشی را ابداع کردند تا این تعاملات نشانه‌­ای را بدون مشاهده­ مستقیم، ردیابی کنند. همچنین محققان در خلال بررسی این نشانه­‌ها دریافتند که می­ توان این اطلاعات را در پایان هر آزمایش کدگشایی کرد. این موضوع به دانشمندان کمک می­ کند تا حرکات ذرات کوانتوم را دنبال کرده و رفتارهای آنها را پیش‌­بینی کنند.

قلمرو ممنوعه

این روش جدید امکان آزمایش پیش‌­بینی­‌های قبلی در مکانیک کوانتوم را فراهم می­ کند. این پیش­‌بینی­‌ها شامل ایده­‌هایی از این دست هستند که یک ذره می­ تواند همزمان در دو مکان مختلف حضور داشته باشد یا نظراتی از قبیل تله‌پاتی که در آن اطلاعات بدون مبادلۀ هیچ ذره­‌ای میان دو نفر منتقل می­‌شود. بنابراین این تحقیقات نه تنها ثابت می ­کند که مسئله‌­ای غیرممکن، به ممکن تبدیل شده است، بلکه می­ تواند امکان اثبات بالقوۀ تله‌پاتی را فراهم کند. مهمتر اینکه شاید این تحقیقات درک ما از ذرات موجی را دستخوش تغییر سازد. پیشتر ذرات موجی به عنوان ابزارهای محاسباتی انتزاعی شناخته می­‌شدند که از آنها برای پیش‌­بینی نتیجۀ آزمایشات کوانتومی استفاده می­ شد اما محققان دریافتند که اطلاعات کدگذاری­ شده در هر ذره­ کوانتومی پس از هر تعامل نشانه‌­ای مستقیما با تابع موج در ارتباط است.

آرویدسون در بیانیۀ خبری خود اظهار داشت: «نتایج آزمایشات ما نشان می­‌دهد “تابع موج” ارتباط نزدیکی با حالت اصلی ذره دارد. بنابراین ما موفق به بررسی قلمرو ممنوعۀ مکانیک کوانتوم یعنی ردیابی ذرات کوانتومی مشاهده­ نشده شدیم.» این تحقیقات می ­تواند به پیشبرد تلاش­‌های دانشمندان در درک حرکات و رفتار ذرات کوانتومی و موجی کمک کند. حقایق بنیادین فیزیک کوانتوم را می ­توان با خیل اطلاعات جدید مورد آزمایش قرار داد و حتی ممکن است اکتشافات بسیاری در انتهای این مسیر منتظر ما باشند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review A منتشر شده است.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

(12 نفر , میانگین : 4٫08 از 5)
لینک کوتاه مقاله : https://bigbangpage.com/?p=72546
رضا کاظمی

رضا کاظمی

دانشجوی کارشناسی مترجمی انگلیسی و علاقمند به مطالب علمی نجومی میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وب سایت بیگ بنگ همکاری می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۳ پاسخ‌ها

  1. سعید گفت:

    یعنی احتمالش هست در آینده اصل عدم قطعیت نقض بشه ؟

  2. عادل گفت:

    احسنت به دیوید آرویدسون شوکور
    واقعا کسی فکرشو میکرد اینقدر ساده و پیش پا افتاده اصل عدم قطعیت رو بشه رد کرد ؟

دیدگاهتان را بنویسید

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

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