يافته جديد فيزيكدانان درمورد چرايي دشواري مشاهده اثرات کوانتومي

[Easy Bug]

پيشتر تصور مي‌شد دليل عدم امکان مشاهده اثرات کوانتومي، وجود پديده «عدم وابستگي» است. اما محققان نشان دادند دشواري‌هاي موجود در سر راه شمارش فوتون‌ها نيز مي‌تواند دليل عدم امکان مشاهده اثرات کوانتومي باشد.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، آيا دنياهاي موازي وجود دارد؟ چگونه مي‌توانيم اين دنياها را بشناسيم؟ اين موضوع يکي از موضوعات بسيار جالبي است که فيزيکدانان در حوزه کوانتوم به‌ دنبال پاسخ آن هستند. محققان دانشگاه‌هاي «کالگري» و «واترلو» در کانادا به ‌همراه پژوهشگران دانشگاه «ژنو» در سوئيس اخيرا مقاله‌اي تحت عنوان «Coarse Graining Makes It Hard to See Micro-Macro Entanglement» در نشريه «Physical Review Letters» به چاپ رساندند. در اين مقاله محققان به تفصيل توضيح مي‌دهند که چرا ما معمولا قادر به ديدن اثرات فيزيکي مکانيک کوانتومي نيستيم.
«کريستوفر سايمون»، از محققان دپارتمان فيزيک و نجوم در دانشگاه «کالگري» مي‌گويد: فيزيک کوانتومي در مقياس‌هاي بسيار کوچک کاملا درست پاسخ مي‌دهد، اما زماني که به مقياس‌هاي بزرگتر پا مي‌گذاريم، شمارش فوتون‌ها تقريبا غير ممکن مي‌شود. ما ثابت کرديم که مشاهده اين اثرات در زندگي روزمره بسيار دشوار است.
همگان مي‌دانند که سيستم‌هاي کوانتومي بسيار شکننده هستند. زماني که يک فوتون با محيط واکنش مي‌دهد، هر اندازه هم که اين برهمکنش کوچک باشد، باز هم ابرموقعيت فوتون از بين مي‌رود. ابرموقعيت يکي از مفاهيم بنيادي در فيزيک کوانتوم است که مي‌گويد سيستم‌ها قادرند به‌ طور خودبه‌خودي در تمام حالت‌هاي ممکن خود وجود داشته باشند. اما اگر محاسبه انجام شود، نتيجه يکي از حالت‌ها به‌ دست خواهد آمد.
اين اثر به «‌عدم وابستگي» شهرت دارد که در دهه‌هاي گذشته به ‌وفور روي آن تحقيق شده است. ايده «عدم وابستگي» توسط «اروين شرودينگر» ارائه شد که به‌ عنوان يکي از بنيان‌گذارن فيزيک کوانتومي شناخته مي‌شود. او اين مفهوم را از پارادوکس گربه در جعبه استخراج کرد؛ در اين پارادوکس گفته مي‌شود که يک گربه درون جعبه هم مي‌تواند مرده باشد و هم زنده.
اما به اعتقاد نويسندگان اين مقاله، تنها «عدم وابستگي» نيست که موجب دشواري مشاهده اثرات کوانتومي مي‌شود. براي مشاهده اثرات کوانتومي به اندازه‌گيري‌هاي بسيار دقيقي نياز است. «سايمون» و همکارانش روي يک مثالي از اين گربه تحقيق کردند؛ براي اين کار از يک حالت کوانتومي ويژه که در آن تعداد بسيار زيادي فوتون درگير است، استفاده شده است. آنها نشان دادند که براي مشاهده طبيعت کوانتومي اين حالت، بايد بتوان تعداد فوتون‌ها را با دقت شمارش کرد. با افزايش تعداد فوتون‌ها اين کار دشوارتر مي‌شود.




منبع : ایسنا