جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

درهم تنیدگی کوانتومی در ابرهای چگال اتمی

فیزیکدانان اروپایی درهم تنیدگی کوانتومی را در ابرهای چگال اتمی بررسی کردند

از پدیده‌ی تونل‌زنی در اجسام غیرقابل‌عبور تا امکان حضور در دو مکان در یک زمان، زبان کوانتومی اتم‌ها و ذرات به شدت عجیب می‌نماید. امروزه جزییات مکانیک کوانتومی نه تنها با ریاضیات در تناقض نیست بلکه نتایج آن بارها و بارها در آزمایشگاه‌ مشاهده شده است. یکی از مهمترین مسایل در مکانیک کوانتومی، “درهم تنیدگی” است، به این معنا که ذرات بدون درنظر گرفتن میزان فاصله‌ی بین‌شان میتوانند همچنان رابطه‌ای رازگونه با هم برقرار کنند.

درحالیکه درهم تنیدگی ممکن است گیج‌کننده بنظر برسد اما سالهاست که بررسی‌ها از وجود آن خبر داده‌اند. از این قابلیت میتوان برای انتقال هر چه سریعتر اطلاعات حالت کوانتومی ذره، مانند اسپین، از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر  و یا ذخیره‌ی مقدار زیادی از اطلاعات در حجم محدود استفاده کرد (کدگذاری فوق فشرده).

اکنون سه گروه مستقل از محققان اروپایی تصمیم گرفتند “درهم تنیدگی” را نه برای تعدادی از ذرات، که برای ابرهای جداگانه‌ی هزاران اتم بررسی کنند. زمانیکه ذرات درهم‌تنیده هستند ویژگی‌های خودشان را به طریقی با سایر ذرات به اشتراک میگذارند؛ به این ترتیب حتی با وجود فاصله‌ی زیاد، به هم وابسته میشوند. اگر هرگونه تغییری در یک ذره‌ رخ بدهد در همان لحظه ذره‌ی همزادش، بدون توجه به میزان فاصله، با خبر خواهد شد، این همان چیزی است که اینشتن “حرکت شبح‌وار در  فاصله” نامیده بود.

ریچارد فاینمن | Richard Phillips Feynman

ابرهای کوانتومی

اینجا جایی است که تحقیقات جدید به موفقیت رسید. محققان به جای بررسی درهم تنیدگی مربوط به ذرات تنها، کار را با یک گاز فراسردشده به عنوان مجموعه‌ای از هزاران اتم آغاز کردند. و آن را در فضایی به وسعت یک تار مو در دمای صفر مطلق (کمترین دمای ممکن) سرد کردند.هنگامی‌که اتم‌ها در یک حجم محدود گرفتار میشوند، از یکدیگر غیرقابل‌تشخیص شده و شروع به تشکیل حالت جدیدی از ماده با نام “چگال بوز-اینشتن” می‌کنند و رفتار گروهی از خود نشان میدهند. دانشمندان اولین‌بار در سال ۱۹۹۵ به وجود این حالت از ماده پی بردند و توانستند برای این کشف جایزه‌ی نوبل فیزیک سال ۲۰۰۱ را از آن خود کنند.

درهم تنیدگی کوانتومی در ابرهای چگال اتمی
درهم تنیدگی کوانتومی در ابرهای چگال اتمی

در مطالعات جدید، دانشمندان ابتدا اتم‌ها را از محفظه‌ی کوچک رها کرده، سپس با استفاده از لیزر گروه‌های جدا از هم ساختند و فاصله‌ی ایجاد شده بین ابرها را اندازه گرفتند. به این ترتیب توانستند نشان دهند با تقسیم کردن ابرها به چند دسته، رابطه‌ی کوانتومی بین آنها همچنان پا برجا خواهد ماند.

هنگامی که درهم تنیدگی بین دو ذره یا سیستم ثابت باشد، اندازه‌گیری‌های انجام شده روی یکی از آنها میتواند اطلاعاتی از دیگری را نیز در بر دارد و اینگونه میتوانیم پارامترها را با حساسیت بیشتری بررسی کنیم.

این موضوع می‌تواند باعث پیشرفت در دقت ساعت‌های اتمی، سیستم جهانی موقغیت‌یابی (GPS) و ساخت آشکارسازهایی حساس‌تر برای ماشین‌های MRI شود. به همین خاطر همواره در پس مطالعات کوانتومی هیجان فراوانی نهفته است و دستاوردهای آن برای سایر زمینه‌های علم و تکنولوژی بسیار حایز اهمیت شمرده می‌شود.

منبع: Science Alert

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

عبور سیارک
عبور سیارک بزرگی در روز ۱۰ آگوست از نزدیکی زمین
99
نظریه‌های توطئه‌ی ماه
مهم‌ترین نظریه‌های توطئه‌ی ماه و بررسی آن‌ها
136
ماموریت فرود بر روی ماه
ماموریت فرود بر روی ماه «آپولو۱۱» نشان داد که موجودات فرازمینی فراتر از داستان‌های علمی‌تخیلی هستند
148
تمدن‌های فرازمینی
تمدن‌های فرازمینی از چه راه‌هایی می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند؟
106
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
159

ذرات بنیادی

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند
206
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
96
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
109
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
51
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
173