۰ نفر
۹ فروردین ۱۳۸۹ - ۰۸:۳۳

نزدیک به یک قرن پس از مطرح شدن ایده‌های اولیه مکانیک کوانتومی و مشاهده غیرمستقیم پیش‌بینی‌های آن، پژوهشگران موفق شده‌اند برای نخستین بار، نخستین تاثیرات کوانتومی را در یک جسم مرئی ایجاد کنند.

محمود حاج‌زمان: مطمئنا شما مطالب زیادی درباره گربه شرودینگر خوانده‌اید، گربه‌ای که در آن واحد می‌تواند هم زنده و هم مرده باشد. اما آیا گربه شرودینگر در واقعیت نیز وجود دارد؟ جواب مثبت است، حداقل فیزیکدانان که چنین ادعایی می‌کنند.

به گزارش نیوساینتیست، آرون اوکانل و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا در سانتاباربارا، آزمایشی را ترتیب داده‌اند که طی آن، یک نوار فلزی کوچک مرتعش می‌تواند در آن واحد هم نوسان کند و هم نوسان نکند! این نوار تنها 60 میکرومتر طول دارد، اما به اندازه کافی بزرگ است تا از درون میکروسکوپ دیده شود. افسوس که شما نمی‌توانید آن‌چه را در عمل رخ می‌دهد، ببینید؛ زیرا خود عمل مشاهده، نوار را از حالت سوپرپوزیشن (برهم‌نهی) خارج می‌کند!

اوکانل می‌گوید: «ما درباره خواص مرموز کوانتومی صحبت می‌کنیم، چیزهایی که در یک لحظه می‌توانند در دو مکان مختلف باشند. اما تمام اینها در اندازه اتم‌ها و مولکول‌ها است.»

پلی بین دنیاها
اثبات این‌که تمام اجسام، صرف‌نظر از اندازه‌شان از قوانین واحدی پیروی می‌کنند، هدف نهایی فیزیک‌دانان است. با این وجود، در مکانیک کوانتومی این‌طور نیست. هر چقدر که یک جسم بزرگ‌تر باشد، وضعیت کوانتومی شکننده آن راحت‌تر توسط تاثیرات مختل‌کننده دنیای پیرامون آن نابود می‌شود. آزمایشات اوکانل به کنترل دقیقی نیاز دارد و در درجه حرارتی معادل 25هزارم درجه بالای صفر کلوین انجام می‌شود. این شرایط برای اندازه‌گیری وضعیت نوار، در چند نانو ثانیه قبل از شکسته شدن آن به‌واسطه تاثیرات مختل‌کننده خارجی ضروری است.

مارکوس آسپل‌مایر از دانشگاه وین در این رابطه می‌گوید: «این آزمایش یک حالت مرزی دارد، اما برای مشاهده ردپای کوانتوم کافی است.»

نکته کلیدی آزمایش، اتصال نوار مرتعش به یک کیوبیت ابررسانا است؛ یک مدار الکتریکی کوچک که به راحتی در یک برهم‌نهی کوانتومی با دو وضعیت انرژی تولید می‌شود. به گفته اوکانل، کیوبیت به صورت یک پل بین دنیای میکروسکوپی و ماکروسکوپی عمل می‌کند. با تنظیم فرکانس کیوبیت بین دو وضعیت مختلف آن و هماهنگ‌سازی آن با فرکانس تشدید نوار فلزی، وضعیت کوانتومی کیوبیت می‌تواند به‌طور دلخواه به تشدیدگر منتقل شود.

اندازه‌گیری‌ها نشان داد که تشدیدگر گاهی در حالت پایه غیرنوسانی و گاهی در حالت برانگیخته نوسانی قرار دارد. طبق اندازه‌گیری‌ها، تعداد دفعاتی که تشدیدگر در هر کدام از این وضعیت‌ها قرار داشت، از قوانین احتمالی مکانیک کوانتوم پیروی می‌کرد.

قدم بعدی، گربه شرودینگر
اوکانل می‌گوید: «این وضعیت مانند سر و کار داشتن با یک تاب بچه است که عقب و جلو می‌رود. ما فقط تاب را هل دادیم.»

خالد کارای از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلان مونیخ می‌گوید: «آزمایش اوکانل این یک کار پرچالش و خلاقانه است. اگر نتایج به‌دست آمده درست باشد، یک پیشرفت عظیم محسوب می‌شود.»

بعید است که گربه شرودینگر بتواند سرمای منجمد کننده چنین آزمایش‌هایی را تحمل کند. بنابراین این گربه هدف بعدی فیزیک‌دانان نخواهد بود. اما اکنون تاثیر شبح‌وار فیزیک کوانتوم بر اجسام قابل رویت اثبات شده است. در حال حاضر سوال این است که آیا ما می‌توانیم که در آینده نزدیک، جسمی به بزرگی یک تاب بچه را در یک وضعیت نامعین کوانتومی قرار دهیم؟ جواب اوکانل به این سوال مثبت است. وی می‌گوید: «به نظر من به زودی و طی 20 سال آینده این کار انجام خواهد شد.»

کد خبر 51348

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
2 + 0 =