نوع کاملا جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی کشف شد
به گزارش تعمیرکار، فیزیکدانان لابراتوار ملی بروکهاون(Brookhaven) نوع جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی را کشف کردند.
به گزارش تعمیرکار به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، دانشمندان لابراتوار ملی بروکهاون(BNL) نوع کاملا جدیدی از در هم تنیدگی کوانتومی را کشف کرده اند، پدیده ای شبح وار که ذرات را در هر فاصله ای با هم متصل نگاه می دارد.
درهم تنیدگی کوانتومی(Quantum Entanglement) یک خاصیت کوانتومی است که دو ذره مختلف را به هم مرتبط می کند، به صورتی که اگر یکی را اندازه گیری کنید، به صورت خودکار و فوری از وضعیت دیگری هم آگاه می شوید و این در شرایطی است که مهم نیست این دو ذره چقدر از هم فاصله داشته باشند.
درهم تنیدگی هنگامی رخ می دهد که گروهی از ذرات ساخته شده، برهمکنش می کنند یا در مجاورت فضایی(مکانی) قرار می گیرند، بگونه ای که حالت کوانتومی هیچ ذره درون گروه را نتوان به صورت مستقل از حالت سایر ذرات توصیف نمود. این حالت وقتی که ذرات در فاصله زیاد از یکدیگر قرار داشته باشند هم رخ می دهد. مبحث درهم تنیدگی کوانتومی در قلب ناهمخوانی بین فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتومی قرار دارد و درهم تنیدگی یکی از خصوصیت های اصلی مکانیک کوانتومی است که مکانیک کلاسیک فاقد آن است.
حالا این درهم تنیدگی تازه کشف شده در آزمایش های برخورددهنده ذرات به دانشمندان این امکان را می دهد تا با جزئیات بیشتری از قبل به درون هسته های اتمی نگاه کنند.
ذرات جفت می توانند چنان با یکدیگر در هم تنیده شوند که دیگر نتوان یکی را بدون دیگری توصیف کرد و همانطور که گفته شد مهم نیست آنها چقدر از هم دور باشند. با این وجود، عجیب تر اینکه تغییر یکی فوراً باعث تغییر در شریکش می شود، حتی اگر در سوی دیگری از جهان باشد.
این ایده که بعنوان درهم تنیدگی کوانتومی شناخته می شود، برای ما غیر ممکن به نظر می آید، چونکه ما در قلمروی فیزیک کلاسیک زندگی می نماییم. حتی اینشتین هم از آن گیج شده بود و از آن بعنوان "عمل شبح وار از طریق دور" یاد می کرد. با این وجود، چندین دهه آزمایش به صورت مداوم از این ایده پشتیبانی کرده است و اساس فناوری های نوظهور مانند کامپیوتر های کوانتومی و شبکه ها را تشکیل می دهد.
معمولاً مشاهدات درهم تنیدگی کوانتومی بین جفت فوتون ها یا الکترون هایی صورت می گیرد که ماهیت یکسانی دارند، اما حالا برای نخستین بار، فیزیکدانان BNL جفت ذرات غیرمشابه را که تحت درهم تنیدگی کوانتومی قرار دارند، شناسایی کرده است.
این کشف در برخورددهنده یون سنگین نسبیتی(RHIC) در لابراتوار بروکهاون انجام شد که با شتاب دادن و درهم شکستن یون های طلا، اشکال ماده موجود در کیهان اولیه را بررسی می کند. اما گروه پژوهشی دریافت که حتی زمانی که یون ها با هم برخورد نمی کنند، چیزهای زیادی برای یادگیری وجود دارد.
یون های طلای شتاب دار توسط ابرهای کوچکی از فوتون ها احاطه شده اند و وقتی دو یون از نزدیکی یکدیگر عبور می کنند، فوتون های یکی می توانند تصویری از ساختار داخلی دیگری را با جزئیات بیشتر از همیشه ثبت کنند. این به تنهایی برای فیزیکدانان به اندازه کافی جذاب است، اما این تنها به لطف شکل بی سابقه ای از درهم تنیدگی کوانتومی می تواند اتفاق بیفتد.
فوتون ها با ذرات بنیادی درون هسته هر یون برهم کنش می کنند و آبشاری را به راه می اندازند که در نهایت جفت ذره ای به نام پیون(pion) تولید می کند که یکی مثبت و دیگری منفی است. همانطور که امکان دارد از فیزیک دبیرستان به یاد داشته باشید، بعضی از ذرات را میتوان بعنوان امواج هم توصیف کرد و در این مورد امواج هر دو پیون منفی یکدیگر را تقویت می کنند و امواج هر دو پیون مثبت هم همدیگر را تقویت می کنند که منجر به برخورد یک تابع موج پیون مثبت و منفی به آشکارساز می شود.
این نشان داده است که هر جفت پیون مثبت و منفی با یکدیگر درگیر یا درهم تنیده شده اند. داشمندان می گویند اگر این ها درهم تنیده نبودند، توابع موجی که به آشکارساز برخورد می کنند، کاملاً تصادفی بودند. به این ترتیب، این نخستین تشخیص درهم تنیدگی کوانتومی ذرات غیرمشابه است.
ژانگبو ژو از اعضای این گروه پژوهشی می گوید: ما دو ذره خروجی را اندازه گیری می نماییم و به وضوح می بینیم که بارهای آنها متفاوت می باشد و در واقع آنها ذرات متفاوتی هستند، اما ما الگوهای تداخلی را می بینیم که نشان داده است این ذرات در هم تنیده یا با یکدیگر همگام هستند.
این کشف همراه با گسترش درک ما از فیزیک کوانتومی می تواند منجر به فناوری های جدیدی شود، مانند روشی که این گروه پژوهشی جهت بررسی درون هسته یون های طلا از آن بهره برده است.
این پژوهش در مجله Science Advances انتشار یافته است.
منبع: تعمیركار
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب