انتشار این مقاله


آزمایش یک کریستال، دنیای کوانتوم را دگرگون کرد

آزمایشی که روی کریستالی با ۱۰ بیلیون اتم صورت گرفت، ثابت کرد که اجسام نسبتاً بزرگ نیز از قوانین عجیب کوانتوم پیروی می‌کنند.

دنیای کوانتوم هربار بزرگتر می‌شود!

آزمایشی که روی کریستالی با ۱۰ بیلیون اتم صورت گرفت، ثابت کرد که اجسام نسبتاً بزرگ نیز از قوانین عجیب کوانتوم پیروی می‌کنند. یکی از این قوانین پیچیده بیان می‌کند که: هنگامی که دو جسم در ارتباط بایکدیگرند، تغییر یکی می‌تواند بر دیگری تاثیر گذارد. چیزی که انیشتین به آن spooky action at a distance به معنای عملی شبح وار در یک فاصله اطلاق می‌کند. یکی از تست‌های استاندارد برای اثبات کوانتوم، نظریه‌ی نابرابری بل است. در حقیقت اگر جسمی این نظریه را نقض کند، قوانین کوانتوم به اثبات می‌رسد. بیشتر مواقع ما در این آزمایش از یک جسم (معمولاً فوتون‌های نوری) استفاده می‌کنیم.

Simon Groblacher و همکارانش، آزمایش بل را با شروطی بر روی کریستال‌هایی که از حدود ۱۰ بیلیون اتم ساخته شده‌بودند، انجام دادند که در نتیجه‌ی آن قوانین کوانتوم یک قدم به مقیاس‌های بشریت نزدیکتر شد. آزمایش با دو کریستال سیلیکونی آغاز شد که هر کدام کوچکتر از یک دانه‌ی ماسه بودند. برای کاهش ارتعاشات اضافی، کریستال‌ها را تا دمای صفر درجه سرد، سپس با استفاده از یک لیزر، شکافی در آن‌ها ایجاد کردند. بیشتر فوتون‌های لیزر از کریستال‌ها عبور کردند و تنها حدود یک فوتون در هر ۱۰۰ فوتون، موفق به عبور نشدند که این فوتون‌ها بخشی از انرژی خود را از دست می‌دادند و موجب ارتعاش کریستال‌ها می‌شدند. دانشمندان این آزمایش را حدود یک بیلیون بار انجام دادند! و اطلاعات متفاوتی از میزان ارتعاشات و فوتون‌ها بدست آوردند. ارتباط بین انرژی فوتون‌ها و ارتعاشات کریستال‌ها، به مراتب بیشتر از زمانی است که فرض کنیم این کریستال‌ها از مکانیک کوانتوم پیروی نمی‌کنند. پس این آزمایش، نظریه‌ی نابرابری بل را نقض کرد و نشان داد که سیستم، بیشتر از کوانتوم تبعیت می‌کند.


مقاله‌ی مرتبط: درهم‌تنیدگی کوانتومی در دنیای زیستی: با باکتری شرودینگر آشنا شوید


David Kaiser می‌گوید:

این که ما توانستیم در این آزمایش به جای یک اتم، از جسمی با ۱۰ بیلیون اتم استفاده کنیم، کمی عجیب به نظر می‌رسد. نتایج واقعا نفس گیر بود!

دراین بین، میزان جهش فوتون‌ها بسیار اهمیت دارد، زیرا ما نمی‌دانیم که اجسام تا چه اندازه‌ای باشند تا قوانین کوانتوم بر آن‌ها صدق کند. ما می‌دانیم که تک اتم‌ها از قوانین کوانتوم پیروی می‌کنند. این موضوع نیز روشن است که اجسامی که در زندگی روزانه با آن‌ها سروکار داریم، به اندازه‌ای هستند که از قوانین کوانتوم پیروی نکنند! اما اسجامی که در بین این دو حد قرار می‌گیرند هنوز مبهم‌اند.

Groblacher می‌گوید:

هدف نهایی این است که ببینیم چگونه می‌توان از فیزیک کوانتوم به فیزیک کلاسیک رسید. گرچه دلایلی اساسی وجود دارد که چرا اجسام بزرگ از قوانین کوانتوم پیروی نمی‌کنند. ساختن اجسام بزرگی که از مکانیک کوانتوم پیروی می‌کنند، ممکن است استفاده‌ی کاربردی زیادی داشته باشد. این اجسام می‌توانند در تکنولوژی‌هایی مانند کامپیوترهای کوانتومی و حس‌گرها و ارتباطات استفاده شوند.

صبا قلی پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

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