دو هزار گربه شرودینگر رکورد بزرگترین برهم‌نهی کوانتومی را شکستند

دنیای ماشین های کوانتومی با ذره هایی که می توانند در آن واحد دو حالت داشته و در فواصل طولانی در هم تنیدگی داشته باشند، برای ما که در دنیای فیزیک کلاسیک زندگی می کنیم گیج کننده است. در حالی که مرز بین این دو جهان هنوز به صورت دقیق مشخص نشده، دانشمندان با آزمایشی جدید آنرا از قبل هم مبهم تر کرده اند.

محققان در این پروژه از نسخه پیشرفته آزمایشی به نام «شکاف دوگانه» استفاده کرده‌اند که در دو قرن گذشته بارها و بارها محک خورده است. همین آزمایش شکاف دوگانه باعث شد دانشمندان به طبیعت دو گانه نور به عنوان موج و ذره پی ببرند.

در این آزمایش باریکه نور را روی صفحه‌ای با دو شکاف تابانده و رفتار آن روی یک پرده بررسی می شود. اگر نور تنها از ذره تشکیل شده باشد باید پرتوی روی پرده شکل و ابعاد مشابه شکاف داشته باشد اما رفتار موجی نور باعث می شود نورهای رد شده با هم تداخل پیدا کرده و نوارهایی تاریک روشن روی پرده ایجاد کنند.

آزمایش شکاف دوگانه

نکته عجیب اینجاست که حتی در صورت انجام این آزمایش با فوتون های مجزا همان الگوهای تداخلی روی پرده شکل می بندند. این مفهوم به عنوان برهم نهی (superposition) شناخته می شود که مشهورترین مثال آن «گربه شرودینگر» است. توضیح ابتدایی این مثال این است که گربه ای همراه با منبعی پرتوزا، سیانور و یک چکش درون جعبه قرار داده شده که زنده یا مرده بودن آن مشخص نیست. بنابرین گربه در هر دو حالت درون جعبه قرار دارد تا زمانی که ما آنرا باز کرده و با پی بردن به شرایط گربه این برهم نهی را از بین ببریم.

ظاهرا برهم نهی تنها در محدود کوانتوم اعمال می شود. به عبارت دیگر هرچه ابعاد اشیاء بزرگتر شود، احتمال روی دادن برهم نهی کاهش می یابد، تا جایی که در دنیای ماکروسکوپی ما عملا از بین می رود. حتی برهم نهی گربه شرودینگر هم به فروپاشی یا عدم فروپاشی اتم پرتوزای درون جعبه وابسته است.

گربه شرودینگر

سوال این است که بزرگترین شی تابع قوانین کوانتومی کدام است؟ دانشمندان دانشگاه وین با انجام آزمایش شکاف دوگانه به یافتن پاسخ این سوال نزدیکتر شده اند. تا کنون بزرگترین مولکول هایی که در این آزمایش بکار رفته اند، شامل ۸۰۰ اتم بوده اند اما اتریشی ها اینبار مولکول هایی متشکل از ۲ هزار اتم را در آزمایش مذکور محک زده اند.

این مولکول ها به صورت ویژه به گونه طراحی شده بودند که علی رغم ابعاد بزرگ هنوز هم امکان تاباندن آنها به سوی شکاف دوگانه در قالب پرتوی مولکولی وجود داشته باشد. سنجش نتیجه آزمایش نیازمند طراحی یک تداخل سنج موج-ماده جدید با خط مبنای ۲ متری بود.

نتایج آزمایش حاکی از وجود این مولکول ها در حالت برهم نهی کوانتومی و تداخل با هم در بازه های ۷ میلی ثانیه ای است. این دستاورد مرز بین دنیای ماکروسکوپی و قلمروی کوانتوم را بیش از پیش به هم نزدیک می کند. هدف بعدی این تیم تکرار آزمایش با سوژه های بزرگتر است.

منبع:
New Atlas
برچسب ها

مطالب مرتبط

دانشمندان موفق شدند به دمایی کمتر از حد تعیین شده توسط مکانیک کوانتوم دست یابند

دانشمندان پیش از این در شرایط آزمایشگاهی به دمایی دست یافته بودند که تنها کمی از سردترین دمای تئوریکی (صفر مطلق) بالاتر بود. اما اخیراً محققان آمریکایی «NIST» توانسته اند که رکورد پیشین را جا به جا کنند.یک تیم تحقیقاتی در انستیتو ملی استانداردها و فناوری واقع در کولورادو موفق شدند با بهینه سازی روش های... ادامه مطلب

ایجاد گوی آذرخش مصنوعی در دمای صفر مطلق

گوی آذرخش یکی از زیباترین پدیده های طبیعی است که در قالب کره های نورانی در طول توفان های تندری پدید می آید. فرایند شکل گیری این کره ها تا کنون به صورت یک راز سربسته باقی مانده بود و حالا محققان توانسته اند در شرایط آزمایشگاهی نمونه ای کوچک از آن را تولید کنند.محققان... ادامه مطلب

دانشمندان چینی برای نخستین بار توانستند یک ذره را از زمین به فضا انتقال دهند

اوایل دهه 1990 میلادی، دانشمندان تصور می کردند دورنوردی (تله پورت) بر اساس فیزیک کوانتوم ممکن خواهد بود، اما ابزاری برای تست آن در اختیار نداشتند. از آن زمان تا به امروز، این فرایند به یکی از رویه های عادی در آزمایشگاه های اپتیک کوانتومی بدل شد و حتی سال گذشته، دو تیم به صورت... ادامه مطلب

دانشمندان برای اولین بار موفق به ثبت تصویری از درهم تنیدگی کوانتومی شدند

برای اولین بار در تاریخ، دانشمندان موفق به ثبت یک تصویر از درهم تنیدگی کوانتومی (Quantum entanglement) شدند. در مقاله ای که در مجله Scientific Advances منتشر شده است، دانشمندان دانشگاه گلاسکو اولین تصویر ثبت شده از درهم تنیدگی بل را به اشتراک گذاشتند. این عکس دو فوتون نوری را نشان می دهد که جدا از فاصله... ادامه مطلب

شبیه سازی بیشترین سرعت چرخش در آزمایشگاه

دانشمندان سریع ترین شیء در حال چرخش دنیا را طراحی کردند؛ نوعی دمبل بسیار کوچک که می تواند در هر ثانیه ۶۰ میلیارد بار به دور خود بچرخد و این رقم ۱۰۰ هزار مرتبه سریع تر از تعداد چرخش مته های برقی دندانپزشکی است.محققان دانشگاه های Purdue، Peking، Tsinghua و مرکز نوآوری های مشترک کوانتومی در پکن اظهار... ادامه مطلب

تصادفی ترین عدد دنیا چگونه ساخته می شود؟

واقعیت پیرامون ما و جهان هستی با قوانین و قواعد تصادفی درآمیخته اند و به همین دلیل دانشمندان همواره در تلاش هستند تا از این ویژگی طبیعی، یعنی تصادفی یا غیر قابل پیش بینی بودن، به عنوان ابزاری کاربردی در زندگی روزمره برای تولید عدد تصادفی استفاده کنند.تولید عدد تصادفی به ابزاری به نام «مولد»... ادامه مطلب

نظرات ۱

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود
x