امروز : دوشنبه, 04 بهمن 1395
فیزیکدانان اثبات کردند واقعیت پیش از سنجش وجود ندارد
4/00 امتیاز از 1 رای
 علم و دانش  |     |   12

ماهیت عجیب و شگفت‌انگیز واقعیت، آن‌چنان که نظریه‌ی کوانتوم آن را توضیح می‌دهد، از آزمون دیگری سربلند بیرون آمد؛ چرا که پژوهشگران با اجرای یک آزمایش مشهور ثابت کردند واقعیت تا پیش از آنکه اندازه‌گیری نشود، وجود ندارد.به‌تازگی فیزیکدانان دانشگاه ملی استرالیا (ANU)، آزمایش انتخاب تأخیر‌دار جان ویلر را اجرا کرده‌اند؛ این آزمایش شامل جسم در حال حرکتی است که می‌تواند مانند یک ذره یا یک موج رفتار کند. آزمایش ویلر این پرسش را مطرح می‌کند که این جسم در چه مرحله‌ای تصمیم‌گیری می‌کند؟عقل سلیم می‌گوید این جسم، مستقل از چگونگی سنجش ما؛ یا مانند موج رفتار می‌کند یا رفتاری شبیه به ذره دارد. اما فیزیک کوانتوم پیش‌بینی می‌کند مشاهده‌ی رفتاری مشابه موج (با تداخل) یا رفتاری شبیه به ذره (بدون تداخل)، تنها به چگونگی سنجش این جسم در پایان سفر (حرکت) آن دارد و این دقیقا همان چیزی است که پژوهشگران استرالیایی بدان دست یافته‌اند.اندرو تراسکات، استادیار دانشکده‌ی فیزیک و مهندسی دانشگاه ANU و یکی از اعضای ارشد این تیم تحقیقاتی می‌گوید:

این آزمایش ثابت می‌کند همه‌چیز به سنجش و اندازه‌گیری برمی‌گردد. در سطح کوانتومی؛ واقعیت تا زمانی که به آن نگاه نکنید، وجود نخواهد داشت.

نتایج این آزمایش، با وجود مرموز بودنشان، صحت نظریه‌ی کوانتوم را تأیید می‌کنند؛ نظریه‌ای که بر دنیای ابعاد بسیار کوچک، حاکم است و توسعه‌ی فناوری‌های بسیاری را نظیر LED-‌ها، لیزرها و تراشه‌های کامپیوتری کنترل می‌کند.تیم پژوهشی دانشگاه ANU نه‌تنها اجرای این آزمایش را - که در زمان مطرح‌شدن آن در سال ۱۹۷۸ غیرممکن به نظر می‌رسید - با موفقیت به سرانجام رساند؛ بلکه موفق به معکوس کردن ایده‌ی ویلر مبنی بر جهش پرتوهای نور توسط آینه شد و در عوض اتم‌هایی به کار برد که توسط نور لیزر پراکنده شده‌اند.رومن خاکیموف، دانشجوی دکتری دانشکده‌ی فیزیک و مهندسی دانشگاه ANU می‌گوید:

پیش‌بینی‌های فیزیک کوانتوم در مورد تداخل، زمانی که در مورد نور به کار گرفته می‌شود، به اندازه‌ی کافی عجیب به نظر می‌رسند؛ اما وقتی این آزمایش با اتم‌ها اجرا شود؛ ذراتی که دارای جرم هستند و با پدیده‌هایی مانند میدان الکتریکی نیز برهم‌کنش دارند، بر غرابت مسئله افزوده می‌شود.

تیم تحقیقاتی پروفسور تراسکات در ابتدا مجموعه‌ای از اتم‌های هلیوم را در حالت معلقی موسوم به چگالش بوز - اینشتین، گیر انداختند و در نهایت تا زمانی که تنها یکی از این اتم‌ها باقی بماند، شروع به پرتاب کردن آن‌ها به بیرون کردند.در مرحله‌ی بعد، تک‌اتم باقیمانده، از میان جفتی از پرتوهای لیزری پراکنده‌‌ساز معکوس، رها می‌شود؛ این پرتوها الگویی شبکه‌ای شکل داده‌اند و مانند یک تقاطع عمل می‌‌کنند و رفتارشان مشابه شبکه‌ی جامدی است که نور را پراکنده می‌کند.شبکه‌ی پراکنده‌ساز نور دیگری نیز برای ترکیب کردن مجدد مسیرها، به‌صورت تصادفی اضافه می‌شد؛ این موضوع منجر به تداخل سازنده یا تداخل ویرانگر می‌شد، چنانچه گویی اتم هر دو مسیر را طی کرده باشد. زمانی که شبکه‌ی دوم پراکنده‌ساز نور اضافه نشد، تداخلی مشاهده نشد، چنانچه گویی اتم تنها یک مسیر را انتخاب کرده باشد.با این حال، عدد تصادفی تعیین‌کننده‌ی این موضوع که شبکه‌ی پراکنده‌ساز اضافه شده است یا خیر، تنها زمانی تولید شد که اتم از میان تقاطع گذر کرد.به گفته‌ی تراسکات، چنانچه شخصی بر این باور باشد که اتم به واقع، مسیر یا مسیرهای به‌خصوصی را برگزیده است؛ در این صورت باید بپذیرد سنجشی که در آینده صورت می‌گیرد، گذشته‌ی اتم را تحت تأثیر قرار خواهد داد. وی می‌گوید:

اتم‌ها از A به B نرفتند، این موضوع تنها زمانی صورت گرفت که آن‌ها در پایان مسیرشان، مورد سنجش قرار گرفتند؛ جایی که رفتار موجی یا ذره‌ای آن‌ها بروز پیدا کرد.

نتایج این پژوهش در ژورنال Nature Physics منتشر شده است.

برچسب ها :  

نظر خود را به اشتراک بگذارید