جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

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

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی

دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند

دانشمندان برای اولین‌بار تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی ، پدیده‌ای عجیب که آلبرت اینشتین از آن به‌عنوان «برهمکنش شبح‌وار» نام برده است، را ثبت کردند. این تصویر توسط فیزیکدانان دانشگاه گلاسکو در اسکاتلند ثبت شده است و به میزانی نفس‌گیر است که نمی‌توان از آن چشم برداشت.

ممکن است چیز مهمی به نظر نرسد اما چند لحظه به این موضوع فکر کنید: در این تصویر نامفهوم خاکستری، می‌توانیم برای اولین‌بار تعامل ذره‌ای را ببینیم که دانش عجیب مکانیک کوانتومی را تایید می‌کند و اساس محاسبه‌ی کوانتومی را شکل می‌دهد.

درهم‌تنیدگی کوانتومی زمانی رخ می‌دهد که دو ذره به صورت ناگسستنی به هم وصل می‌شوند و فارغ از این‌که چه میزان از هم فاصله دارند، هر اتفاقی برای یکی از آن‌ها بیافتد، بلافاصله دیگری را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بنابراین به تعریف «برهمکنش شبح‌وار» می‌رسیم.

این عکس خاص، درهم‌تنیدگی بین دو فوتون، ذره‌ی نور، را نشان می‌دهد. آن‌ها با هم تعامل دارند و برای یک لحظه‌ی کوتاه، وضعیت فیزیکی مشترکی دارند. پاول آنتوان موریو (Paul-Antoine Moreau) نویسنده‌ی اصلی مقاله‌ای که این تصویر در آن منتشر شد در گفتگو با BBC از این تصویر با عنوان «نمایشی برجسته از یک ویژگی اساسی طبیعت» نام برد.

برای ثبت این تصویر خارق‌العاده، موریو و تیم فیزیکدانان او، سیستمی را ایجاد کردند که جریان‌هایی از فوتون‌های درهم‌تنیده را به چیزی که از آن با نام «اجسام غیرمتعارف» یاد برده می‌شود، می‌تاباند. این آزمایش در حقیقت شامل چهار عکس از فوتون‌ها در چهار فاز تحول می‌باشد. تصویر کامل را می‌توانید در پایین مشاهده نمایید.

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی. اعتبار تصویر: Moreau et al., Science Advances, 2019

چیزی که در این‌جا می‌بینید در حقیقت ترکیب چند عکس از فوتون‌ها است که در حال سپری کردن چهار فاز تحول می‌باشند. فیزیکدانان فوتون‌های درهم‌تنیده را جدا کردند و یک اشعه از میان ماده‌ی کریستال مایع به نام باریوم بورات (β-barium borate) به آن تاباندند که این چهار فاز تحول را فعال کنند. در همین زمان، تصاویری را از جفت درهم‌تنیده، در زمان سپری‌کردن فازهای تحول یکسان ثبت کردند، اگرچه از میان کریستال مایع عبور نکرده بود.

گرانش کوانتومی چیست؟

می‌توانید چیدمان را در پایین مشاهده نمایید: اشعه‌ی فوتون‌های درهم‌تنیده از پایین سمت چپ می‌آید، نیمی از جفت درهم‌تنیده جدا شده و به سمت چپ، از میان فیلتر چهار فاز عبور می‌کند. بقیه که مستقیم به سمت جلو رفتند، از میان فیلترها عبور نکردند اما فازهای تحول یکسانی را تجربه کردند.

مراحل شکار اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی دو فوتون
مراحل شکار اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی دو فوتون. اعتبار تصویر: Moreau et al., Science Advances, 2019

دوربین توانست از همه‌ی فوتون‌ها به صورت هم‌زمان تصویربرداری کند که نشان‌دهنده‌ی این مسئله بود که آن‌ها با وجود جدا از هم بودن، به صورت یکسان تغییر می‌کنند. به عبارتی دیگر، آن‌ها درهم‌تنیده هستند.

هرچند که اینشتین، باعث شهرت مفهوم درهم‌تنیدگی کوانتومی شد، جان استوارت بل (John Stuart Bell)، فیزیکدان فقید، به تعریف بهتر درهم‌تنیدگی کوانتومی کمک کرد و آزمایشی را تحت عنوان «نابرابری بل» پایه‌‌گذاری کرد. اساسا اگر شما بتوانید این آزمایش را رد کنید، می‌توانید درستی درهم‌تنیدگی کوانتومی را تایید کنید.

به گفته‌ی تیم تحقیقاتی: «ما در این‌جا یک آزمایش از تخطی از نابرابری بل را از طریق تصویر، گزارش کردیم. این نتیجه، هم راهی را برای طرح‌های جدید تصویربرداری کوانتومی باز می‌کند و هم نوید طرح‌های اطلاعات کوانتومی بر اساس متغیرهای محیطی را می‌دهد.»


مترجم: احسان اوغر/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: sciencealert

 دسته‌ها:
       
avatar
1 Comment threads
0 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
1 Comment authors
علی اصغر طوسی Recent comment authors
  Subscribe  
جدیدترین قدیمی‌ترین
Notify of
علی اصغر طوسی
علی اصغر طوسی

کتاب تبیین جهان و انسان نوشته مرتضی رضوی سایت بینش نو.

رصد و اکتشافات فضایی

عبور سیارک
عبور سیارک بزرگی در روز ۱۰ آگوست از نزدیکی زمین
98
نظریه‌های توطئه‌ی ماه
مهم‌ترین نظریه‌های توطئه‌ی ماه و بررسی آن‌ها
130
ماموریت فرود بر روی ماه
ماموریت فرود بر روی ماه «آپولو۱۱» نشان داد که موجودات فرازمینی فراتر از داستان‌های علمی‌تخیلی هستند
145
تمدن‌های فرازمینی
تمدن‌های فرازمینی از چه راه‌هایی می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند؟
105
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
152

ذرات بنیادی

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند
204
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
92
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؟
49
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
173