گربه شرودینگر در دو جعبه به طور هم زمان مرده و زنده است

گربه‌ی شرودینگر یک آزمایش فکری در فیزیک کوانتومی است که یکی از معروف‌ترین پارادوکس‌های کوانتومی محسوب می‌شود. بنیان اصلی این آزمایش اصل بر هم نهی کوانتومی است. اکنون محققان دانشگاه ییل آزمایشی جدید طراحی کردند تا  غیر ازبر هم نهی، در هم تنیدگی کوانتومی را هم در آن دخیل کنند. با زومیت همراه باشید.

اگر مکانیک کوانتومی تا به حال یک قربانی داشته باشد، آن گربه‌ی شرودینگر است. در حال حاضر، این آزمایش فکری به روز رسانی شده است تا علاوه بر برهم‌نهی کوانتومی، درهم‌تنیدگی فضایی را هم نشان دهد.

هر چند که ممکن است ابتدا امری نامفهوم به نظر برسد اما نتیجه ای کاملا موفقیت آمیز داشته است. نتایج این آزمایش جدید که در ژورنال Science منتشر شده است نشان می‌دهد که پژوهشگران می‌توانند حالات کوانتومی پیچیده را دست‌کاری کنند ضمن این که این نتایج در محاسبات کوانتومی دارای اهمیت است.

حال به سراغ گربه‌ برویم. گربه‌ی شرودینگر نوعی برهم‌نهی کوانتومی را توضیح می‌دهد. در این آزمایش ذهنی، گربه‌ی فرضی در داخل جعبه‌ای زندانی است که سمی کشنده در آن قرار دارد و این سم می‌تواند توسط یک جریان کوانتومی باینری فعال شود.

وضعیت گربه به مکانیک کوانتومی بستگی دارد. از این رو گربه نه زنده محسوب می‌شود و نه مرده است. بلکه هم زنده و هم مرده است. از این رو "گربه‌ی کوانتومی" در یک حالت بر هم نهی قرار دارد.

در آزمایش جدید محققان دانشگاه ییل، "در هم تنیدگی کوانتومی" را هم مورد بررسی قرار دادند. ذره‌ی در هم تنیده شده نمی‌تواند به صورت مستقل تعریف شود و حتی اگر اجزایش از هم جدا شوند باز هم به عنوان یک سیستم واحد عمل می‌کند. وقتی که خواص یکی از اجزا اندازه گیری می‌شود، سیستم بلافاصله فرو می‌ریزد و هیچ اطلاعاتی منتقل نمی‌کند از این رو نمی‌توان گفت که فرضیه‌ی نسبیت نقض شده است.

از این رو گربه‌ی آزمایش، فقط در یک جعبه قرار ندارد چرا که حالت کوانتومی، بین دو حفره، مشترک است و نمی‌تواند به طور جداگانه توصیف شود. اعضای تیم از دو حفره‌ی مجزا استفاده کرده اند که از هریک از آن‌ها نوری با طول موج مشخص عبور می‌کند.این حفرات به یک ابر جریان- جریانی که هیچ نوع پراندگی ندارد - متصل هستند.که اجازه می‌دهد فوتون‌ها در دو حفره در هم‌تنیده شوند.از این رو گربه هم‌زمان در دو جعبه مرده و زنده است.

این تیم علمی معتقد است که ترکیب دو حالت بر هم نهی و در هم تنیدگی اولین گام در کارکرد عملیات منطقی مورد نیاز محاسبات کوانتومی است و یک قدم ما را به ساخت رایانه‌های کوانتومی نزدیک‌تر می‌سازد.  

منبع iflscience

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید