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

بررسی درهم‌تنیدگی کوانتومی در ابرهای چگال اتمی

از پدیده‌ی تونل‌زنی کوانتومی 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 مسائل در مکانیک کوانتومی، درهم‌تنیدگی است، به این معنا که ذرات بدون در نظر گرفتن میزان فاصله‌ی بین‌شان می‌توانند همچنان رابطه‌ای رازگونه با هم برقرار کنند.

درحالی‌که درهم‌تنیدگی ممکن است گیج‌کننده به نظر برسد اما سال‌ها است که بررسی‌های مختلف 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، کدگذاری فوق‌فشرده، استفاده کرد.

اکنون سه گروه مستقل از محققان اروپایی تصمیم گرفتند تا درهم‌تنیدگی 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 آلبرت اینشتین «حرکت شبح‌وار از فاصله‌ی دور» نامیده بود.

درهم‌تنیدگی در ابرهای کوانتومی

اینجا جایی است که تحقیقات جدید به موفقیت رسید. محققان به جای بررسی درهم‌تنیدگی 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 به 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 جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۰۱ را از آن خود کنند.

گوگل به اولین رایانه کوانتومی جهان دست یافت

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

هنگامی‌که درهم تنیدگی بین دو ذره یا سامانه ثابت باشد، اندازه‌گیری‌های انجام شده روی یکی از آن‌ها می‌تواند اطلاعاتی از دیگری را نیز در بر بگیرد و این‌گونه می‌توانیم مشخصات را با حساسیت بیشتری بررسی کنیم.

این موضوع می‌تواند باعث پیشرفت در دقت ساعت‌های اتمی، سیستم جهانی موقعیت‌یابی (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 فناوری بسیار حائز اهمیت شمرده می‌شود.

منبع: Science Alert

avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
62
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
183
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
97
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
70
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
100