اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

آکاایران: بیگ بنگ: سال ها است که پرسشی ساده، بر پیکر مکانیک زیبای کوانتومی خدشه وارد می کند؛ چرا در شرایط عادی، اجسام را در برهم نهی های کوانتومی نمی بینیم؟ این روزها گمانه زنی ها به این سو است که شاید گرانش رازی را پنهان کرده باشد.

اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

رقیب ِ حالت کوانتومی -آکااتحاد کوانتوم و نسبیت

آکاایران: اتساع زمانی، رقیب ِ حالت کوانتومی

به گزارش آکاایران: آیا اتساع ِ زمانی در نابودی برهم نهی کوانتومی دست دارد؟

به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، گروهی از فیزیک پیشه گان، در اتریش، به صورت نظری نشان داده اند که اتساع زمانی، یکی از مفاهیمی که در نظریه ی اینشتین معرفی می شود، می تواند حالت های کوانتومی را به صورت کلاسیک در آورد. این پژوهشگران بر این باور هستند که حتی میدان گرانش ضعیف زمین هم می تواند برای تولید اثری که مورد نظر آنها است، به اندازه ی کافی قوی باشد و در چند سال آینده، در آزمایشگاه ها اندازه گیری شود. این گونه به نظر می رسد که باید یک مرز میان جهانهای کوانتومی و کلاسیک وجود داشته باشد. فیزیک پیشه گان افزایش اندازه و میزان پیچیده گی سامانه ها را علت این گذار می دانند -تابع موج «فروریخته» و سامانه دیگر«ناهمدوس»(decoherent) خواهد بود.

تابع موج پیچیده

دیدگاه هایی وجود دارند که در تلاش برای بالا نگاه داشتن پرچم مکانیک کوانتومی در تمام اندازه و مرتبه ها، مسئله را به روش های گوناگون توضیح می دهند. در یکی از این دیدگاه ها، برهمکنش بخش های مختلف تابع موج با محیط، آنها را از دور خارج می کند و دیگر نمی توانند با هم تداخل کنند؛ از آن جایی که اجسام بزرگ دارای ذره های تشکیل دهنده ی بیش تری هستند، تابع موج پیچیده تری داشته و این نوع برهمکنش در آنها بیش تر، و سرعت فرورختن تابع موج در آنها بالاتر است.

در دیدگاهی دیگر، ذره ها موج الکترومغناطیسی گسیل و جذب می کنند و یا مورد حمله ی مولکول های هوا قرار می گیرند. در کاری تازه از کاسلاو بروکنر و همکاران، از دانشگاه وینا، اثر گسترش زمانی -که تحت تاثیر جرم می باشد- مورد بررسی قرار گرفته است. به سبب این پدیده ی نسبیتی، ساعتی که در فضای بیرونی زمین است، تندتر از ساعتی که روی سطح آن قرار دارد، می باشد.

حالت های گسترشی

بروکنر و همکارانش جسمی بزرگ -ساخته شده از ذره های ریزی که در فرکانس های گوناگون نوسان می کنند- را که در برهم نهی(superposition) دو حالت کوانتومی است، در همسایگی جسمی بسیار سنگین در نظر گرفته اند. دو حالت کوانتومی گفته شده، در فواصلی، اندکی متفاوت، تا سطح جسم سنگین هستند. اما به سبب اتساع زمانی، حالت نزدیک تر به جسم سنگین، در فرکانس پایین تری نوسان خواهد کرد؛ اکنون پرسش این است که اتساع زمانی باید چه اندازه باشد تا این دو حالت یکدیگر را حذف کرده و دیگر تداخل دیده نشود.

گروه بروکنر، با این پیش فرض، دریافتند که حتی گرانش زمین نیز به اندازه ی کافی قوی است تا در بازه های زمانی قابل اندازگیری، در اجسام بسیار کوچک نیز ناهمدوسی ایجاد کند. به عنوان نمونه، جسمی یک گرمی با دو حالت کوانتومی در فاصله ی عمودی یک میلی متری از یک دیگر، در یک میلی ثانیه دچار ناهمدوسی می شود. جدای از تاثیر نهفته ای که این یافته ها می توانند بر محاسبات کوانتومی و حذف ناهمدوسی های ناخواسته داشته باشند، ضربه ای بزرگ به فرض عمومی فیزیک پیشه گان، مبنی بر این که تنها ستاره های نوترونی و اجسام اخترفیزیکی ابرسنگین دیگر می توانند بر پدیده های کوانتومی تاثیر داشته باشند، وارد می شود. بنا بر گفته ی بروکنر «زیبایی کار به این است که برای توضیح این مساله به هر دوی مکانیک کوانتومی و نسبیت نیاز است».

اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

گسترش زمانیِ؛ رقیب حالت کوانتومی

ساعت های کوانتومی

یک راه عملی برای بررسی این پدیده، فرستادن دو «ساعت» -مانند دو باریکه از تابش های اتم سزیم- از دو بازوی تداخل سنج است. این تداخل سنج باید یک بار افقی و یک بار عمودی قرار گیرد تا دو بازو در پتانسیل گرانشی متفاوتی باشند. باید نتیجه ی دو حالت با هم مقایسه شوند. دیگر آن که موجی که آهسته تر می زند، باید در بازوی پایینی باشد. سپس مکان دو بازو به شکلی تغییر می کند تا تداخل حذف شود.

بروکنر می گوید: «پیش از این نیز، گسترش زمانی ناشی از گرانش زمین بررسی شده است … اما همیشه دو ساعت در دو مکان متفاوت قرار گرفته اند؛ تفاوت کار ما در این است که دو ساعت در برهم نهی خواهند بود». او هم چنین می افزاید: البته این کار بسیار دشوار است و به سبب کوچک بودن اندازه ی این اثر نسبت به دیگر عوامل ایجاد ناهمدوسی، باید تداخل سنج تا نزدیک صفر کلوین سرد شده و در خلا قرار گیرد.

مارکوس آرندت معتقد است در عمل بسیار دشوار است و به فن آوری نیازمند است؛ اما به هر صورت ایجاد هر نوع ارتباط میان مکانیک کوانتومی و نسبیت، بسیار ستایش برانگیز است. از سوی دیگر گسترش فن آوری های لازم در این مسیر می تواند در بررسی نسبیت و ژئودزی نیز به کار بسته شود. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله ی Nature Physics منتشر شده است.

آکا ایران /

VN:F [1.9.22_1171]
please wait...
امتیاز: ۴٫۹ از ۵ (۱۹ نفر)
اتساع زمانی، رقیب ِ حالت کوانتومی, ۴٫۹ out of 5 based on 19 ratings

مطالب مرتبط

  • اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

    اصل برهم نهی کوانتومی

    خودکشی کوانتومی: اثبات فرضیه چند جهانی با خشن ترین روش ممکن
  • اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

    مقاله فیزیک کوانتوم

    درهم تنیدگی کوانتومی در دمای اتاق انجام شد!
  • اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

    پدیده های کوانتومی

    واقعیت وجود ندارد، تا زمانیکه آنرا اندازه گیری کنیم!
  • اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

    برهم نهی کوانتومی

    گربۀ بزرگ شرودینگر ساخته شد!

اتساع زمانی | رقیب ِ حالت کوانتومی

ساعت های کوانتومی


توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام "آکا ایران" و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

منبع :

جهان های کوانتومی

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
تبلیغات