آکاایران: بیگ بنگ: با استفاده از ذرات شگفت انگیز موجود در نور که از نور سریعتر حرکت می کنند، دانشمندان نشان دادند که امواج نور می توانند در پس آنها به عقب بازگردند. همچنین آزمایشات جدید نشان می دهند که سایر تاثیرات عجیب ِ نور، مانند تصاویر زوج گونه ی بدست آمده، بر شکل دهی و یا نابودی هم اثرگذار هستند.

به گزارش آکاایران:

سریعتر از نور | توهمی باورنکردنی که تصویری از سفر در زمان ایجاد می کند! – وب سایت علمی بیگ بنگ - آکا

آکاایران: سریعتر از نور،توهمی باورنکردنی که تصویری از سفر در زمان ایجاد می کند! – وب سایت علمی بیگ بنگ

به گزارش بیگ بنگ، این اطلاعات در مجموع، پیش بینی دانشمند انگلیسی بنام “لرد ریلیف” را ثابت میکند که به پدیده برگشت پذیری زمان مشهور بود و به دانشمندان اجازه داد ساخت ِ دوربین های مافوق سریع را توسعه دهند! لرد ریلف-دانشمند بریتانیایی که هم جایزه نوبل را بخاطر کشف گاز آرگون دریافت کرد و هم علت آبی بودن آسمان را توضیح داد؛ نزدیک به یک قرن قبل، پیش بینی عجیبی برای امواج صوتی ارائه داد. ریلی اینگونه استدلال کرد که چون سرعت صوت ثابت است، زمانی که یک چیز سریع تر از صوت حرکت می کند، صدا را با فشار زیادی از خود خارج می کند.

در نتیجه ی این عمل، امواج صوتی این طور به نظر می رسند که در جهت خلاف جسم مذکور حرکت می کنند و انگار که در خلاف جهت زمان نیز حرکت می کنند. بعنوان مثال گرامافونی را در نظر بگیرید که در صحفه ی خود با سرعت ۲ ماخ در حال نواختن است و موسیقی را از آخر به اول پخش می کند! البته هیچکدام از دانشمندان سراغ اینگونه فرضیات نمی روند، چرا که آزمایش کردنشان بسیار دشوار است.

برگشت پذیری نور

پروفسور دانیله فکسیو استاد دانشگاه هریو –وات اسکاتلند در این باره اظهار کرد: استفاده از امواج صوتی برای تایید این نظریه و شنیدنش بسیار دشوار است. صوت با سرعت ۳۳۰ متر بر ثانیه حرکت می کند، بعبارتی دیگر برای شنیدن یک کلیپ سه ثانیه ای در پس نواخته شدن، یک جت مافوق صوت بایستی با سرعت ۲ ماخ(یا دو برابر سرعت صوت) از فاصله بسیار دور پخش کند، بنابر این انجام این کار بسیار دشوار است.

پروفسور فکسیو و دانشجویانش نشان دادند که اگر نظریه ی ریلیف درست باشد، بایستی در مورد امواج دیگر از جمله امواج نوری نیز صدق کند. امواج نوری با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنند. این امواج بدلیل اینکه بسیار سریعتر حرکت می کنند و طول موجشان بسیار کوچکتر است، برگشت پذیری زمان را در ابعاد اتاق معمولی می توانند، نشان دهند. محققان همچنین علاقمند به بررسی این پدیده بودند، زیرا آنها در حال طراحی دوربین های فوق پیشرفته ای هستند تا بتواند با نمونه های مشابه رقابت کند و پدیده ای باشد که روی الگوریتم های این نوع از دوربین ها تاثیر گذار باشد. تنها مشکلی که برای آزمایش ریلیف وجود داشت این بود که چیزی که سریع تر از نور حرکت کند، وجود نداشت.

برای ساخت منبعی سریع تر از نور تیم تحقیقاتی از پدیده ای عجیب بنام سپرهای مُنور که پیش از این در سری آزمایشات جالب فکری توصیف شده بود، استفاده کردند. ترفند بکار رفته این بود که ضمن اینکه تصویری سبکتر از نور مسیر را می پیماید، سرعت فوتون ها از سرعت نور بیشتر نمی شود. نحوه کار سپر مُنور بدین صورت است که ابتدا یک نشانگر لیزر را در نظر بگیرید که در فاصله دور و بزرگ از یک دیوار منتشر می شود و ناگهان قطع میشود. زمانیکه فوتون ها از اشاره گر لیزر به سمت دیوار ساطع می شوند با همان سرعت معمول خود حرکت می کنند، چرا که نور در همان مسیر مستقیم خود به دیوار منتشر می شود و لکه روی دیوار(همان ذرات سپر منور) همواره سریع تر از آن حرکت می کند.

سریعتر از نور | توهمی باورنکردنی که تصویری از سفر در زمان ایجاد می کند! – وب سایت علمی بیگ بنگ - آکا
منجمد کردن فوتون ها در هوای معمولی

سرانجام محققان باید راه هایی را پیدا می کردند که قادر بود مسیرهای سریع السیری که تصاویر را در مقابل پرده بزرگنمایی می کنند، را ضبط کند. کار اصلی در پیدا کردن این مهم توسط دوربین هایی انجام شد که به محققان اجازه داد که نور را در حین حرکت منجمد کنند! برای فهمیدن عمل برگشت پذیری زمان در واقعیت، دانشمندان یک ذره سپر مُنور را با تصویرسازی یک خط نورانی تنها، بر روی پرده و حرکت سریعتر آن خط نسبت به سرعت نور بر روی پرده، به وجود آوردند. در همان زمان، آنها نور منعکس شده در حرکت را با استفاده از یک دوربین فوق سریع پیشرفته ضبط کردند. این دوربین تصاویر را در کسری از پیکو ثاینه در حالیکه حرکت میکردند، ضبط کرد. به عبارتی دیگر دوربین خط مورد نظر را را در مسیر مستقیم بسمت دیوار در جهت مخالف دیوار ضبط کردند، البته به شرطی که آنها در جهت معکوس زمان در حرکت باشند!

نکته ی مهم اینجاست که نور با سرعت بسیار زیادی حرکت می کند و چشم ما قادر به یافتن مسیرهای عقبگرد آن نمی شود. اما چون دوربین های فوق سریع می توانند نور را در حین حرکت ضبط کنند؛ محققان می توانند شکل اجسامی که دیدشان از نور اولیه سرچشمه نمی گیرد را بازسازی کنند. به هر حال آقای فکسیو می گوید که محاسباتی ریاضی نیاز داریم تا نشان دهیم که برخی از این پرتوهایی که مشاهده کردیم دارای ویژگی برگشت پذیری زمانی هستند، چرا که این پرتوها از ذرات سپر مُنور ساطع می شوند. آقای فکسیو همچنین معتقد است که این یافته ها بایستی در مورد امواج دیگر نیز صدق کنند، مثلا می توان گسیل کردن امواج لرزشی به زیر زمین و برگشت آن، جهت پیش بینی زمین لرزه و سایر اطلاعات را از آنها بدست آورد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Science Advances منتشر شده است.

ترجمه: تحریریه سایت علمی بیگ بنگ

سریعتر از نور | توهمی باورنکردنی که تصویری از سفر در زمان ایجاد می کند! – وب سایت علمی بیگ بنگ - آکا
سریعتر از نور | توهمی باورنکردنی که تصویری از سفر در زمان ایجاد می کند! – وب سایت علمی بیگ بنگ - آکا
.

منبع :

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
تبلیغات