57dd9e27b930bc2bb86b99b16917fe24_XL


آزمایشی برای تایید امکان اثرگذاری متقابل ذرات از فاصله بسیار دور؛ نظریه‌ای که اینیشتین آن را قبول نداشت

دانشمندان در دانشگاه دلف هلند در جدیدترین تحقیق خود گزارش داده‌اند که آزمایش طراحی شده توسط آن‌ها یکی از اساسی‌ترین ادعاهای علم کوانتوم را ثابت می‌کند. علم کوانتوم ادعا دارد که اشیائی که حتی فاصله بسیار زیادی از هم دارند نیز می‌توانند بر یکدیگر تاثیر بگذارند، ادعایی که حتی اینیشتین نیز آن را رد کرده بود.

در جدیدترین تحقیق صورت گرفته توسط دانشمندان در دانشگاه دلف هلند، یکی از پایه‌های فیزیک استاندارد به چالش کشیده شده است. این محققان دریافته‌اند که اشیایی که حتی فاصله زیادی از هم دارند نیز می‌توانند بر یکدیگر تاثیر بگذارند، این در حالی است که فیزیک کلاسیک مدعی است تنها اشیای در فاصله‌ی کم از شی مورد نظر می‌توانند بر روی آن تاثیر بگذارند.

این تحقیق که در چهارشنبه‌ی گذشته در نشریه‌ی Nature به چاپ رسیده است یکی از نظریه‌های علم کوانتوم را که توسط اینیشتین رد شده بود، تایید کرده است. او این موضوع را که اجسام دارای فاصله‌ی بسیار زیاد نیز می‌توانند بر هم تاثیر بگذارند،  رد کرده و گفته بود که نمی‌تواند چنین رفتار عجیب و تصادفی را قبول کند.

اینیشتین این ادعا را که تحت نظر گرفتن یک ذره می‌تواند به صورت آنی دیگر ذره‌ها را صرف‌نظر از فاصله‌ی آن‌ها تحت تاثیر قرار دهد، نمی‌پذیرفت و آن را نامعقول می‌دانست. او از این نظریه که موارد مبهم زیادی داشت، ناراضی بود و آن را نادرست می‌دانست.

اما از حوالی سال ۱۹۷۰ میلادی چند آزمایش این شک را بوجود آوردند که ممکن است دو ماده‌ای که قبلا در تعامل با یکدیگر بودند حتی اگر فاصله‌ای به بزرگی جهان هستی از هم بگیرند نیز می‌توانند بر یکدیگر تاثیر بگذارند.

این تحقیق جدید توسط تیمی از دانشمندان از هلند، انگلیس و اسپانیا و به رهبری رونالد هنسون از موسسه‌ی علوم نانوی کاولی در دانشگاه دلف، صورت گرفته است و یکی از قوی‌ترین آزمایش‌هایی است که از مهم‌ترین بنیان‌های علم کوانتوم پشتیبانی کرده و آن را تایید می‌کند. این نظریه می‌گوید جهان از ذرات زیراتمی تشکیل شده است. این ذرات یک خاصیت ویژه دارند و آن این است که تا زمانی که مشاهده نشده باشند نمی‌توانند نظمی به خود بگیرند. دکتر هنسون در این باره می‌گوید:

این آزمایش‌ها از سال‌های ۱۹۷۰ در حال انجام هستند اما هیچ گاه کلیت نداشته و نیاز به فرض‌های ساده‌ساز داشتند اما آزمایش ما بدون هیچ فرضی، تاثیرگذاری از فاصله‌ی زیاد را تایید می‌کند.

22quantum1 master675

دانشمندان مدعی هستند که تمامی متغیرهایی را که براساس فیزیک کلاسیک می‌توان توجیهی برای آن یافت، حذف کرده‌اند

این دانشمندان مدعی هستند که تمامی متغیرهایی را که براساس فیزیک کلاسیک می‌توان توجیهی برای آن یافت، حذف کرده‌اند. محققان دانشگاه دلف توانسته‌اند دو الکترون که فاصله‌ای معادل ۱.۳ کیلومتر از هم قرار دارند را درگیر کرده و حتی اطلاعاتی بین آن دو به اشتراک بگذارند. از اصطلاح درگیر شدن یا تعامل، زمانی در علم فیزیک استفاده می‌شود که یک ذره را نتوان بدون توجه به رفتار ذره‌ای تاثیرگذار بر آن تشریح کرد.

این محققان دو الماس را در دو نقطه از دانشگاه دلف به صورت قطری برای ایجاد بیشترین فاصله‌ی ممکن قرار دادند. هر الماس دارای محل کوچکی برای به دام افتادن یک الکترون است که دارای مشخصه‌ای خاص با نام چرخش یا اسپین است. پالس‌هایی از اشعه‌های مایکرو ویو و انرژی لیزری برای اندازه‌گیری اسپین الکترون‌ها مورد استفاده قرار گرفت.

این فاصله تضمین می‌کرد که اطلاعات از راه‌های معمولی و شناخته‌شده در طی انجام اندازه‌گیری منتقل نخواهند شد. دیوید کایسر-فیزیکدان  دانشگاه MIT که البته نقشی در این تحقیق نداشته است در این خصوص می‌گوید:

به اعتقاد من این آزمایش یک آزمایش هوشمندانه و زیبا است که مکانیک کوانتوم را به جلو خواهد برد.

دکتر کایسر که در حال کار با گروه دیگری از فیزیکدان‌ها است که خود را برای انجام آزمایشی سخت در سال آینده برای اندازه‌گیری نور تابیده شده از جهان ما آماده می‌کنند، می‌گوید که تمامی شک‌های علمی با آزمایش محققان در دانشگاه دلف، رفع نشده است.

این آزمایش در دنیایی تخیلی و عجیب و غریب انجام می‌گیرد. بنابر قوانین مکانیک کوانتوم، ذرات تا زمانی که مشاهده یا اندازه‌گیری نشده‌اند، شکل منظمی به خود نخواهند گرفت. تا آن زمان این ذرات می‌توانند به طور همزمان در دو یا چند محل حضور داشته باشند. اگر در هر یک از این محل‌ها ذره دیده شده یا اندازه‌گیری شود به نوعی در آن محل به دام می‌افتد.

حالا این قوانین و فیزیک کوانتوم نقشی بزرگ در صنعت و فناوری‌های مدرن ایفا می‌کنند. برای مثال این علم، پایه و اساس کامپیوترهای مدرن و لیزرها است. لئونارد سوسکایند، فیزیکدان نظری در این خصوص می‌گوید:

آن چه که شگفت‌انگیر به نظر می‌رسد این است که حالا دانشمندان در تلاش برای تغییر سیستم‌های کوانتومی و دستکاری آن‌ها هستند و آزمایشاتی را انجام می‌دهند که زمانی که من شروع به کار کردم فکر کردن در مورد آن‌ها نیز احمقانه بود. آزمایش‌هایی که ابتدا در تفکر افراد بودند ابتدا به تحقق پیوسته و سپس به یک کار عادی تبدیل شدند. این واقعا شگفت‌انگیز است.

هر چند این آزمایش اثباتی کامل و بدون نقص برای نظریه‌ی بنیادین در مکانیک کوانتوم نیست اما قدمی رو به جلو در استفاده‌ای کاربردی از این علم در قالبی با نام اینترنت کوانتوم است. در حال حاضر امنیت اینترنت و تجارت الکترونیک با چالشی جدی با نام کامپیوترهای قدرتمند روبرو است چرا که به راحتی می‌توانند از پس یافتن رمز عددی یا رمزهای مشابه با پردازش سریع تمامی حالت‌های ممکن، برآیند.

22quantum2 articleLarge

این آزمایش اثباتی کامل و بدون نقص برای نظریه‌ی بنیادین در مکانیک کوانتوم نیست اما قدمی رو به جلو است.

محققانی همانند دکتر هانسون، در نظر دارند تا شبکه‌ای مخابراتی از زنجیره‌ای از ذرات به هم پیوسته ایجاد کنند و این زنجیره سرتاسر جهان را فرا بگیرد. این شبکه امکان به اشتراک‌گذاری داده‌ها را با امنیت بالا فراهم کرده و هرگونه حمله‌ای به این سیستم را سریعا مشخص می‌کند.

برای برخی فیزیکدان‌ها، با این که آزمایش جدید، خود را به عنوان آزمایشی بی‌نقص مطرح می‌کند، مشکل را به صورت کامل حل شده نمی‌دانند. دکتر کایسر در این مورد می‌گوید:

این آزمایش دو عدد از سه نقص موجود را برطرف کرده است اما یکی از این نقص‌ها همچنان پابرجا است. من اعتقاد دارم که علم کوانتوم توجیهی برای پدیده‌ها در طبیعت است اما ما تا این لحظه نتوانسته‌ایم این علم را کامل کنیم.

یک مشکل احتمالی که دکتر کایسر عنوان کرده این است که سیستم الکترونی مورد استفاده که محققان برای ایجاد حالت تصادفی در آزمایش خود مورد استفاده قرار داده‌اند ممکن است به نوعی تصادفی نبوده و از قبل تعیین شده باشد و این مشکل طوری باشد که نتوان به راحتی آن را تشخیص داد، به این معنا که طبق گفته‌ی اینیشتین ممکن است نتیجه نیز به نوعی از قبل تعیین شده باشد.

به این دلیل موسسه علوم طبیعی با تشکیل تیمی متشکل از دکتر کایسر و دکتر آرلان هوت که هر دو از دانشگاه MIT هستند، در تلاش است تا با روشی جدید، از استقلال کامل پارامترهای مهم در اندازه‌گیری اطمینان حاصل کند.

در این آزمایش که سال ۲۰۱۶ صورت خواهد گرفت، تیم محققان نور را از سمت‌های مختلف جهان اطراف دریافت خواهند کرد و در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ با دریافت نور از اجرامی که بیشترین فاصله ممکن را از هم دارند، بررسی خواهند کرد که آیا ذرات موجود در این دو محل بر هم اثر گذاشته‌اند یا خیر، ذراتی که بیشترین فصله‌ی ممکن را از هم دارند.

منبع : سایت زومیت
230
مطـالــب مرتـبــــط را بخوانید