مشهورترین پارادوکس‌های تاریخ – قسمت دوازدهم

پارادوکس های کوانتومی

بیگ بنگ: یک گروه از فیزیک‌دانان آزمایشگاه‌های انستیتوی ملی استاندارد و تکنولوژی در بولدر کلرادو که کریس مونرو و دیوید واینلند هدایت آن‌ها را بر عهده داشتند، تک اتمی از بریلیوم را به طور همزمان در دو مکان نشاندند، نخست، سامانه‌ی لیزی هوشمندی را ترتیب دادند که اشیائی با اسپین مختلف را از هم جدا می‌کرد. وقتی لیزرها به اتمی با اسپین بالا ضربه‌ می‌زدند، آنها را در یک جهت مثلاً به سمت چپ کمی هل می‌دادند. وقتی به اتمی با اسپین رو به پایین ضربه‌ می‌زدند، در جهت مخالف کمی به سمت راست هل می‌دادند. سپس این فیزیک‌دان‌ها تک اتمی را گرفتند، آن‌را به دقت از محیط اطرافش ایزوله کردند و آن را با لیزرها و امواج رادیویی بمباران کردند تا به یک حالت برهم‌نهی برود. اتم نهایتاً همزمان هم در حالت اسپین بالا و هم اسپین پایین، یعنی هم صفر و هم یک قرار داشت. آنها سپس سیستم تفکیک‌کننده‌ی لیزری را روشن کردند. با اطمینان کامل از اینکه روی همان اتم که در یک لحظه در هر دو حالت اسپینی بالا و پایین قرار دارد، کار می‌کنند. اتم به طور همزمان به سمت‌های راست و چپ حرکت کرد!!!

حالت اسپین بالای اتم به سمت چپ و حالت اتم با اسپین پایین به سمت راست رفت

تک اتم برلیوم در آن واحد در دو مکان قرار داشت. یک اتم کلاسیک نامرئی هرگز نمی‌تواند همزمان هم صفر و هم یک باشد. اما داده‌های گروه کلرادو حاکی از آن بود که اتم آنها به طور همزمان در دو مکان که ۸۰ نانومتر کامل یعنی حدود ۱۰ واحد اتمی از هم فاصله داشتند، قرار گرفتند. اتم در یک حالت (شگرف) برهم‌نهی قرار گرفت.

جالب است بدانید این وضع حتی هنگامی‌که فقط یکی از دو مسیر را به این سامانه مجهز می‌کنید هم رخ می‌دهد. اگر الکترونی را به سمت تداخل‌سنج بفرستید و الکترون مسیر B که مجهز به مسیرخوان است را انتخاب کند، لیزر مسیر الکترون را آشکار می‌سازد و به این ترتیب یک بیت اطلاعات راجع به آنکه کدام مسیر را انتخاب کرده به دست می‌آورید. اگر الکترون مسیر A را انتخاب کند که هیچ ابزاری برای تشخیص در آن قرار نداده‌اید. باز هم عدم کلیک‌کردن آشکارساز به شما می‌گوید که الکترون از مسیر B عبور نکرده است. بلکه مسیر A را برگزیده. پس هرچند چیزی از مقابل باریکه‌ی لیزری عبور نکرده، اما باز هم یک بیت اطلاعات دریافت کرده‌اید. مسیرخوان تعبیه‌شده در مسیر B برهم‌نهی را از بین برد هرچند لیزر هرگز دستش به الکترون نرسید. هرچه باشد مسیر A را انتخاب کرده نه B‌ را.

ادامه دارد »»»

منبع: کتاب کشف رمز عالم، مقدمه‌ای بر نظریه‌ی اطلاعات کوانتومی، نوشته‌ی چارلز سیف، ترجمه‌ی دکتر میثم تهرانی

نقل از بیگ بنگ

مشهورترین پارادوکس‌های تاریخ:

 بخش 1 - بخش 2- بخش 3- بخش 4- بخش 5 - بخش 6- بخش 7 - بخش 8

 بخش 9- بخش 10- بخش 11 - بخش 12 - بخش 13 - بخش 14 - بخش 15

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات