غزال زیاری: دانشمندان چینی اخیراً برای اولین بار، یک آزمایش ذهنی که نزدیک به یک قرن پیش توسط آلبرت اینشتین پیشنهاد شده بود را به شکلی کامل و وفادارانه بازآفرینی کرده و نشان دادند که جهان کوانتومی رفتاری را از خودش به نمایش میگذارد که اینشتین هرگز آن را بهطور کامل نپذیرفته بود.
“پان جیانوی” که لقب “پدر کوانتوم چین” را یدک میکشد، اخیراً همراه با تیمش در دانشگاه علوم و فناوری چین دستگاهی را ساختند که بهقدری حساس است که میتواند کوچکترین ضربهٔ یک تک فوتون را هم ثبت کند.
ایده اینشتین که اشتباه از آب درآمد
در سال ۱۹۲۷ میلادی بود که اینشتین نسخه اصلاحشدهای از آزمایش مشهور دو شکاف را در کنفرانس تاریخی سولوی بروکسل مطرح کرد و امیدوار بود تا بتواند با اتکا به آن، دیدگاه بور را رد کند. بور اعتقاد داشت که مسیر حرکت یک ذره و الگوی تداخلی موجگونهٔ آن هرگز نمیتوانند بهصورت همزمان مشاهده شوند و اینشتین مخالف آن بود.
حالا پژوهشگران در مقالهای که اخیراً در نشریه Physical Review Letters منتشر شد، تأیید کردند که برداشت بور درست بوده و نمیتوان بهصورت همزمان این دو ویژگی را مشاهده کرد؛ اصلی که مرزهای دانشِ انسانی را تعریف میکند.
داوران این مجله دستیابی به چنین نتیجهای را یک دستاورد مهم در بنیانهای مکانیک کوانتومی توصیف کرده و آن را زیبا و یک تحقق تمامعیارِ آزمایش ذهنی یک قرن پیش نامیدهاند.
پان و تیمش هم در توضیح بیشتر درباره نتیجه نهایی این بررسی تأکید کردهاند که اختلافنظر بین انیشتین و بور، یکلحظهٔ تعیینکننده در تاریخ اولیهٔ مکانیک کوانتومی بوده است.
آزمایش مشهور دو شکاف
در فیزیک کوانتومی، ذراتی مثل فوتون میتوانند هم رفتار ذرهای داشته باشند و هم رفتار موجی. آزمایش مشهور دو شکاف این تناقض را بهخوبی نشان میدهد: وقتی یک فوتون از دو شکاف عبور میکند، روی پرده الگوی تداخل تشکیل میدهد، دقیقاً مثل موجی که همزمان از هر دو شکاف گذشته است.
اینشتین در آن زمان بر این باور بود که فوتونهای عبوری، تلنگر ملایمی به اتم وارد میکنند که بسته به جهت حرکت فوتون متفاوت است و میتواند مسیر هر فوتون را مشخص کند. حالا پژوهشگران میزان محکمیِ دام لیزریِ نگهدارندهٔ اتم روبیدیم را تنظیم کردهاند. وقتی دام لیزری شل بود، اتم حرکت کمی داشت و مسیر فوتون مشخص میشد؛ ولی الگوی تداخل ناپدید میگردید؛ اما وقتی محققان اتم را محکم نگه داشتند، تقریباً بیحرکت شد و با نامعلوم بودن مسیر فوتون، الگوی تداخل دوباره ظاهر شد؛ یعنی دقیقاً طبق پیشبینی بور، مشاهدهٔ یکی، دیگری را از بین میبرد.
گرچه این اولین باری نبود که آزمایشی برای تائید اصل بور انجام میگرفت، اما تیم پان دقیقترین چیدمان ممکن را ایجاد کرد و بدین ترتیب توانست تا صحت ادعای بور و نادرست بودن ادعای اینشتین را ثابت کند. در مقاله دیگری هم به این نکته اشاره شده که با این چیدمان پژوهشی میتوان جنبههای کمتر شناختهشدهٔ دیگری از مکانیک کوانتومی را هم بررسی کند.
حالا دانشمندان میتوانند به لطف این چیدمان پژوهشی به مطالعه نحوه تعامل پیوندهای کوانتومی و واهمدوسی با یکدیگر بپردازند. این موضوعی است که میتواند مسیر را برای کنترل بهتر سامانههای کوانتومی و فناوریهای قابلاعتمادتر هموار کند.
منبع: msn