وبلاگ

عجیب ترین، پوچ ترین و احمقانه ترین پیش بینی مکانیک کوانتومی درهم تنیدگی است.

~ والتر لوین، 2014

هر یک از ما که به مکانیک کوانتومی علاقه مندیم حتماً در مورد این پدیده گیج کننده شنیده ایم. “درهم”. ساده چیست؟ آیا واقعاً اتفاق می افتد؟ چگونه کمک می کند؟ بیایید درست شیرجه بزنیم تا بفهمیم! ما را بررسی کنید مقاله مقدماتی قبلی در مورد درهم تنیدگی کوانتومی برای یادگیری بیشتر!

درهم تنیدگی چیست؟

درهم تنیدگی یک پیش بینی نظری است که از معادله مکانیک کوانتومی به دست می آید!
هر دو ذره اگر به هم نزدیک باشند می توانند در هم پیچیده شوند و سپس خواص آنها به هم مرتبط شود. یعنی هر عملی روی یک ذره به تنهایی نخواهد بود تاثیر می گذارد این ذره بلکه ضد تأثیر این یک شریک درهم است مهم نیست چقدر از هم فاصله دارند! زمانی که ذرات بسیار نزدیک به هم باشند این منطقی است. اما نکته قابل توجه این است که مکانیک کوانتومی می گوید که حتی اگر این ذرات را با فرستادن آنها در جهت مخالف جدا کنید، بدون توجه به اینکه چقدر از هم فاصله داشته باشند و آیا رسانه مستقیمی که این دو ذره را به هم وصل می کند یا نه، همچنان در هم تنیده می مانند! چقدر عجیب است؟ مثل این است که در هند بلوتوث را روشن کرده اید و ایرپادهای برادرتان در آمریکا از گوشی او جدا شده اند! (اقدام و مقابله)

دو مکتب فکری در مورد درهم تنیدگی

نیلز بور و آلبرت اینشتین دو تن از دانشمندان مهمی بودند که مکانیک کوانتومی را مطالعه کردند. در حالی که بور به ریاضیات مکانیک کوانتومی اطمینان داشت و بنابراین همه نتایج آن را ارائه می‌کرد، انیشتین همیشه معتقد بود که مکانیک کوانتومی فاقد چیزی است که برخلاف فیزیک کلاسیک، آن را در تعریف واقعیت ناتوان می‌کند. بیایید به هر دو ایده آنها در مورد مکانیک کوانتومی نگاه کنیم.

مناظره های بور – انیشتین

نیلز بور

مشاهده مستلزم اقدام روشن است، همان چیزی است که بور از ابتدا بر آن تاکید داشت. قبلاً در مورد نقش صحبت کرده ایم “مشاهده” در مکانیک کوانتومی هر رویداد یا ذره ای یک توزیع احتمال در جهان کوانتومی است. و تنها زمانی که تلاشی برای مشاهده ذره/رویداد صورت می گیرد، حالت خاصی پیدا می کند! بنابراین درهم تنیدگی بیان می کند که اگر یک ذره را در اینجا اندازه گیری کنید، نه تنها روی حالت آن (یکی از هزاران احتمال) تأثیر می گذارید، بلکه اندازه گیری شما روی وضعیت شریک درهم تنیده اش نیز تأثیر می گذارد، مهم نیست که چقدر دور باشند! نه برق، نه سیم، نه چیزی برای اتصال آنها! هیچ راهی برای ارتباط آنها با یکدیگر وجود ندارد. خیلی غیر قابل قبول به نظر می رسد، اینطور نیست؟ بیشتر شبیه فلسفه است تا علم! اما این همینه که هست بور، کاملاً برگرفته از معادلات و ریاضیات مکانیک کوانتومی!

آلبرت انیشتین

این نوع ارتباط عجیب و غریب دوربرد بین ذرات برای انیشتین چنان پوچ به نظر می رسید که او آن را شبح وار نامید. اقدام ترسناک از دور! در میان این موقعیت‌ها، انیشتین پیشنهاد کرد که درهم تنیدگی ممکن است، اما نه به روشی که توصیف می‌شود. عمل شبح وار از دور اجازه دهید برای درک ایدئولوژی نیلز بور و آلبرت انیشتین مثالی بزنیم.

مثال ها

یک جفت دستکش درهم

ذرات درهم می توانند مانند یک جفت دستکش باشند. تصور کنید یکی دو دستکش را جدا کرده و در هر جعبه یکی قرار دهد. سپس او یک جعبه را به من در هند و دیگری را در قطب جنوب به شما تحویل می دهد (خب پس شما یک پنگوئن xD خواهید بود). بنابراین قبل از اینکه داخل جعبه خود را نگاه کنم، می دانم که یا یک دستکش چپ دست وجود دارد یا یک دستکش راست دست. و لحظه‌ای که جعبه‌ام را باز می‌کنم، فرض کنید یک دستکش چپ پیدا می‌کنم، سپس در آن لحظه خاص مطمئن هستم که جعبه در قطب جنوب حاوی یک دستکش سمت راست است، حتی اگر هنوز داخل آن را نگاه نکرده‌اید!

او می گوید هیچ چیز مرموزی در مورد آن وجود ندارد انیشتینزیرا ظاهراً با نگاه کردن به داخل جعبه به هیچ یک از دستکش ها دست نزده ام. جعبه من همیشه یک دستکش چپ داشت و بنابراین جعبه قطب جنوب همیشه یک دستکش سمت راست داشت، از لحظه ای که آنها جدا شدند! ولی کاج باور خواهد کرد که دستکش داخل جعبه من یک دستکش دست چپ و دست راست تصادفی یکسان بود. و درست در لحظه ای که مشاهده کردم، جعبه را باز کردم، دستکش به یک پیکربندی خاص تبدیل شد. و به این ترتیب دستکش دیگر در قطب جنوب را تحت تأثیر قرار داد و به هر حال آن را به یک دستکش پیکربندی مخالف تبدیل کرد.

چرخش الکترونیکی

انیشتین
او معتقد بود که این موضوع در مورد ذرات نیز صادق است. ذرات درهم تنیده جدا شده در هر پیکربندی که باشند باید کاملاً با زمان شکستن آنها مشخص شده باشد! اینشتین و بور اغلب نکات متضاد خود را در مورد درهم تنیدگی بیان می کنند! یک الکترون می تواند دو اسپین سمت راست داشته باشد. در جهت عقربه های ساعت و خلاف جهت عقربه های ساعت.

دو الکترون درهم تنیده را تصور کنید که با فاصله بسیار زیادی از هم جدا شده اند. و سپس چرخش یکی از آنها در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود. در این مرحله، اسپین الکترون دیگر باید در خلاف جهت عقربه های ساعت باشد. بنابراین انیشتین می‌گوید که این الکترون قبل از اندازه‌گیری اسپین خاصی دارد. بور می پرسد چگونه این را بررسی می کنید؟ انیشتین می گوید اندازه گیری کن! شما چرخش مشخص شده را پیدا خواهید کرد! بور سرش را تکان می داد، اما عمل اندازه گیری، اسپین الکترون را به حالت خاصی رساند. بوم، ذهن منفجر درست است؟

حق با کی بود؟

بنابراین، سوال مهم، بین بور و انیشتین، چه کسی در مورد درهم تنیدگی حق داشت؟

نیلز بور و آلبرت اینشتین زمان زیادی را صرف مطالعه مکانیک کوانتومی کردند. آنها دو مکتب فکری متفاوت بودند. انیشتین همیشه بر این باور بود که مکانیک کوانتومی فاقد چیزی است که آن را غیرقابل دفاع می کند و حتی تا زمان مرگش در سال 1955 این تفکر را حفظ کرد!

در سال 1967، جان کلوزر، دانشجوی دکترا به عنوان بخشی از دانشگاه های خود، آزمایشی را برای اثبات درهم تنیدگی و در نتیجه تمام مکانیک کوانتومی انجام داد. اشتباه!
او ماشینی اختراع کرد که می توانست هزاران جفت ذره درهم تنیده را اندازه گیری کند و چرخش آنها را در جهات مختلف مقایسه کند. بالاخره چیزی برای حل و فصل بحث بور و انیشتین! وقتی نتیجه شروع شد، کلاسر شگفت زده شد! همه هزاران جفت ذره درهم تنیده از قانون درهم تنیدگی پیروی می کنند! اندازه گیری اسپین یکی از ذرات دستگاه بلافاصله بر اسپین ذره دیگر تاثیر گذاشت! بدین ترتیب، کلاوزر در تلاش برای رد مکانیک کوانتومی، ثابت کرد که تمام ریاضیات مکانیک کوانتومی درست است! پیچیدگی واقعی است!

پس نیلز بور که از معادلات دفاع می کرد با تمام ریاضیاتش در مورد مکانیک کوانتومی کاملاً درست می گفت! عقده واقعی است. تنها چیزی که انیشتین فکر می کرد غیرممکن است، عمل شبح وار از راه دور، در واقع اتفاق می افتد :O

Entanglement چگونه کمک می کند؟

آخرین باری که تله پورت را در فیلم دیدید کی بود؟ آیا تا به حال به این فکر کرده اید که آیا در زندگی واقعی امکان پذیر است؟ خوب، یک درهم و برهم! درهم تنیدگی نویدبخش پیشرفت در تله پورت کوانتومی است. علاوه بر این، از بسیاری از زمینه ها مانند محاسبات کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی، کدگذاری متراکم کوانتومی و غیره نیز پشتیبانی می کند. من قطعا همه این موضوعات جالب را می گیرم و نظرات خود را در مورد آنها به اشتراک می گذارم! منتظر قسمت بعدی باشید امیدوارم خوشتون بیاد 🙂

اگر مقالات ما را دوست دارید، لطفا این وبلاگ را دنبال کنید برای دریافت آخرین به روز رسانی به طور مستقیم به شما (اگر در حال خواندن این مقاله در دستگاه تلفن همراه هستید، دکمه ها در نوار کناری سمت راست یا در نوار منوی پایین موجود هستند).

برای یادگیری اصول اولیه دنیای کوانتومی، نجوم و اکتشافات فضایی، می توانید این کتاب را مطالعه کنید. از طریق کرم چاله در آمازون کیندل توسط Ratnadeep Das Choudhury.

ممنون که خواندید!!!

از دیگر پست های وبلاگ ما دیدن کنید!!!

فراموش نکنید که این پست را در شبکه های اجتماعی خود به اشتراک بگذارید تا دانش همه را غنی کنید!!!

می توانید مستقیماً با من صحبت کنید اینستاگرام

برای آشنایی بیشتر با علاقه مندان به فیزیک، لطفاً به ما بپیوندید صفحه فیس بوک

همچنین برای آخرین به روز رسانی پست های من به ما بپیوندید توییتر

دوباره میبینمت!!!!!

-بلشوار پراساد پادی

استاد آیه نویس کوانتومی

فرکانس پویا