نوع تازهی از درهم تنیدگی تازه کوانتومی کشف شد
به گزارش وبلاگ مهدی، ایسنا نوشت: فیزیکدانان آزمایشگاه ملی بروکهاون(Brookhaven) نوع جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی را کشف کردند.
دانشمندان آزمایشگاه ملی بروکهاون(BNL) نوع کاملا جدیدی از در هم تنیدگی کوانتومی را کشف نموده 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 نماید، به طوری که اگر یکی را مقدار گیری کنید، به طور اتوماتیک و فوری از شرایط دیگری هم آگاه می شوید و این در حالی است که مهم نیست این دو ذره چقدر از هم فاصله داشته باشند.
درهم تنیدگی هنگامی رخ می دهد که گروهی از ذرات فراوری شده، برهمکنش می نمایند یا در مجاورت فضایی(مکانی) قرار می گیرند، به گونه ای که حالت کوانتومی هیچ ذره درون گروه را نتوان به طور مستقل از حالت سایر ذرات توصیف نمود. این حالت وقتی که ذرات در فاصله زیاد از یکدیگر قرار داشته باشند نیز رخ می دهد. موضوع درهم تنیدگی کوانتومی در قلب ناهمخوانی بین فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتومی قرار گرفته است و درهم تنیدگی یکی از ویژگی های اصلی مکانیک کوانتومی است که مکانیک کلاسیک فاقد آن است.
بیشتر بخوانید:
پیشگویی های نوستراداموس برای سال 2023
کوسه شبح، زیردریایی روباتیک که برای جنگ ساخته شده
تشخیص سرطان در چند ثانیه با چاقویی که تومور را بو می کشد
اکنون 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 نمایند.
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 حال، عجیب تر این که تغییر یکی فوراً موجب تغییر در شریکش می گردد، حتی اگر در سوی دیگری از دنیا باشد.
این ایده که به عنوان درهم تنیدگی کوانتومی شناخته می گردد، برای ما غیرممکن به نظر می رسد، زیرا ما در قلمروی فیزیک کلاسیک زندگی می کنیم. حتی اینشتین هم از آن گیج شده بود و از آن به عنوان عمل شبح وار از راه دور یاد می کرد. با این حال، چندین دهه آزمایش به طور مداوم از این ایده پشتیبانی نموده است و اساس فناوری های نوظهور مانند رایانه های کوانتومی و شبکه ها را تشکیل می دهد.
معمولاً مشاهدات درهم تنیدگی کوانتومی بین جفت فوتون ها یا الکترون هایی انجام می گردد که ماهیت یکسانی دارند، اما اکنون برای اولین بار، فیزیکدانان BNL جفت ذرات غیرمشابه را که تحت درهم تنیدگی کوانتومی قرار دارند، شناسایی نموده است.
این کشف در برخورددهنده یون سنگین نسبیتی(RHIC) در آزمایشگاه بروکهاون انجام شد که با شتاب دادن و درهم شکستن یون های طلا، اشکال ماده موجود در کیهان اولیه را آنالیز می نماید. اما گروه پژوهشی دریافت که حتی زمانی که یون ها با هم برخورد نمی نمایند، چیزهای زیادی برای یادگیری وجود دارد.
یون های طلای شتاب دار به وسیله ابرهای کوچکی از فوتون ها احاطه شده اند و وقتی دو یون از نزدیکی یکدیگر عبور می نمایند، فوتون های یکی می توانند تصویری از ساختار داخلی دیگری را با جزئیات بیشتر از همواره ثبت نمایند. این به تنهایی برای فیزیکدانان به مقدار کافی مجذوب کننده 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 نمایند و آبشاری را به راه می اندازند که در نهایت جفت ذره ای به نام پیون(pion) فراوری می نماید که یکی مثبت و دیگری منفی است. همانطور که ممکن است از فیزیک دبیرستان به یاد داشته باشید، بعضی از ذرات را می توان به عنوان امواج نیز توصیف کرد و در این مورد امواج هر دو پیون منفی یکدیگر را تقویت می نمایند و امواج هر دو پیون مثبت نیز همدیگر را تقویت می نمایند که منجر به برخورد یک تابع موج پیون مثبت و منفی به آشکارساز می گردد.
این نشان می دهد 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 نمایند، کاملاً تصادفی بودند. به این ترتیب، این اولین تشخیص درهم تنیدگی کوانتومی ذرات غیرمشابه است.
ژانگبو ژو از اعضای این گروه پژوهشی می گوید: ما دو ذره خروجی را مقدار گیری می کنیم و به وضوح می بینیم که بارهای آنها فرق دارد و در واقع آنها ذرات متفاوتی هستند، اما ما الگوهای تداخلی را می بینیم که نشان می دهد این ذرات در هم تنیده یا با یکدیگر همگام هستند.
این کشف همراه با توسعه درک ما از فیزیک کوانتومی می تواند منجر به فناوری های جدیدی گردد، مانند روشی که این گروه پژوهشی برای آنالیز درون هسته یون های طلا از آن استفاده نموده است.
58321
منبع: خبرآنلاین