پارادوکس های کوانتومی

بیگ بنگ: يك گروه از فيزيك‌دانان آزمايشگاه‌هاي انستيتوي ملي استاندارد و تكنولوژي در بولدر كلرادو كه كريس مونرو و ديويد واينلند هدايت آن‌ها را بر عهده داشتند، تك اتمي از بريليوم را به طور همزمان در دو مكان نشاندند، نخست، سامانه‌ي ليزي هوشمندي را ترتيب دادند كه اشيائي با اسپين مختلف را از هم جدا مي‌كرد. وقتي ليزرها به اتمي با اسپين بالا ضربه‌ مي‌زدند، آنها را در يك جهت مثلاً به سمت چپ كمي هل مي‌دادند. وقتي به اتمي با اسپين رو به پايين ضربه‌ مي‌زدند، در جهت مخالف كمي به سمت راست هل مي‌دادند. سپس اين فيزيك‌دان‌ها تك اتمي را گرفتند، آن‌را به دقت از محيط اطرافش ايزوله كردند و آن را با ليزرها و امواج راديويي بمباران كردند تا به يك حالت برهم‌نهي برود. اتم نهايتاً همزمان هم در حالت اسپين بالا و هم اسپين پايين، يعني هم صفر و هم يك قرار داشت. آنها سپس سيستم تفكيك‌كننده‌ي ليزري را روشن كردند. با اطمينان كامل از اينكه روي همان اتم كه در يك لحظه در هر دو حالت اسپيني بالا و پايين قرار دارد، كار مي‌كنند. اتم به طور همزمان به سمت‌هاي راست و چپ حركت كرد!!!

حالت اسپين بالاي اتم به سمت چپ و حالت اتم با اسپين پايين به سمت راست رفت

تك اتم برليوم در آن واحد در دو مكان قرار داشت. يك اتم كلاسيك نامرئي هرگز نمي‌تواند همزمان هم صفر و هم يك باشد. اما داده‌هاي گروه كلرادو حاكي از آن بود كه اتم آنها به طور همزمان در دو مكان كه 80 نانومتر كامل يعني حدود 10 واحد اتمي از هم فاصله داشتند، قرار گرفتند. اتم در يك حالت (شگرف) برهم‌نهي قرار گرفت.

جالب است بدانيد اين وضع حتي هنگامي‌كه فقط يكي از دو مسير را به اين سامانه مجهز مي‌كنيد هم رخ مي‌دهد. اگر الكتروني را به سمت تداخل‌سنج بفرستيد و الكترون مسير B كه مجهز به مسيرخوان است را انتخاب كند، ليزر مسير الكترون را آشكار مي‌سازد و به اين ترتيب يك بيت اطلاعات راجع به آنكه كدام مسير را انتخاب كرده به دست مي‌آوريد. اگر الكترون مسير A را انتخاب كند كه هيچ ابزاري براي تشخيص در آن قرار نداده‌ايد. باز هم عدم كليك‌كردن آشكارساز به شما مي‌گويد كه الكترون از مسير B عبور نكرده است. بلكه مسير A را برگزيده. پس هرچند چيزي از مقابل باريكه‌ي ليزري عبور نكرده، اما باز هم يك بيت اطلاعات دريافت كرده‌ايد. مسيرخوان تعبيه‌شده در مسير B برهم‌نهي را از بين برد هرچند ليزر هرگز دستش به الكترون نرسيد. هرچه باشد مسير A را انتخاب كرده نه B‌ را.

ادامه دارد »»»

منبع: کتاب کشف رمز عالم، مقدمه‌ای بر نظریه‌ی اطلاعات کوانتومی، نوشته‌ی چارلز سیف، ترجمه‌ی دکتر میثم تهرانی

قسمت یازدهم