جنرال لواء

علماء الفيزياء يولدون قط شرودنجر لاكتشاف حدود عالم الكم


يؤدي اختلاف جذري بين العالم المجهري والعالم المجهري إلى جذور سؤال فيزيائي مهم للغاية حول حدود عالم الكم. لذلك ، من أجل دراسة الحدود بين العالم الكمي والعالم الكلاسيكي ، اكتشف الفيزيائيون كيفية "تربية" قط شرودنغر.

[مصدر الصورة: ويكيبيديا]

ما هي تجربة قط شرودنجر؟

قطة شرودنغر هي تجربة فكرية عام 1935 قام بها الفيزيائي الألماني إروين شرودنجر. إنه يضع قطة في صندوق مغلق وتكون في حالة تراكب كمي حيث تكون حية وميتة في نفس الوقت. ومع ذلك ، عندما ينظر أحد المراقبين إلى الصندوق ، فإنهم يرون القطة إما حية أو ميتة ، ولكن ليس على قيد الحياة أو ميتة. يثير تفسير كوبنهاجن لحالة القطة الحية والميتة سؤالًا حول متى ينتهي التراكب الكمي بالضبط ويصطدم الواقع باحتمال أو آخر.

صمم شرودنجر هذه التجربة النظرية لإظهار الاختلاف الجذري بين العالم الماكروسكوبي ، الذي اعتدنا عليه ، والعالم المجهري ، الذي تتحكم فيه قوانين فيزياء الكم. علاوة على ذلك ، تُظهر التجربة الفكرية مدى التناقض الشديد لمحاولة تطبيق المفاهيم الكمية على السيناريوهات العيانية.

تربية قط شرودنغر

اكتشف علماء الفيزياء من جامعة كالجاري ومركز الكم الروسي كيفية تربية قط شرودنغر لدراسة الحدود بين العوالم الكمومية والكلاسيكية. لقد توصلوا إلى طريقة لإنشاء حالات تراكب كمومي مع معلمات يمكن أن تتوسع خارج الحدود المجهرية. يشرح الكسندر لفوفسكي ، رئيس فريق مشروع البحث ، الغرض من دراستهم.

"أحد الأسئلة الأساسية للفيزياء هو الحد الفاصل بين العالمين الكمي والعالم الكلاسيكي. هل يمكن ملاحظة الظواهر الكمومية (بشرط توفير ظروف مثالية) في الكائنات العيانية؟ لا تقدم النظرية إجابة على هذا السؤال: ربما لا توجد مثل هذه الحدود. ما نحتاج إليه هي أداة ستثبت ذلك ".

يوفر التناظرية الفيزيائية لقط شرودنجر ، الحالتان ذات الخصائص المعاكسة ، هذه الأداة المطلوبة. هذا تراكب لموجتين ضوئيتين موحدتين ذات سعة متقابلة. لكن لم يكن من الممكن سابقًا تحقيق مثل هذه التراكبات حيث احتوت المصطلحات على أكثر من أربعة فوتونات. لذلك ، حاول الفيزيائيون "تربية" مثل هذه الحالات وتمكنوا من الحصول على "قطط" بصرية ذات سعة عالية بشكل عشوائي. كشفت Anastasia Pushnika ، وهي مؤلفة مشاركة في التجربة ، عن طريقتهم في "تربية" قطة.

"من حيث الجوهر ، نحن نتسبب في تداخل" قطتين "على فاصل شعاع. وهذا يؤدي إلى حالة التشابك في قناتي إخراج جهاز تقسيم الحزمة. في إحدى هذه القنوات ، يتم وضع كاشف خاص. في حالة هذا الكاشف تظهر نتيجة معينة ، "قطة" ولدت في الخرج الثاني الذي تكون طاقته أكثر من ضعف الطاقة الأولية ".

[مصدر الصورة: مركز الكم الروسي]

من تجربة المجموعة ، تم إنشاء عدة آلاف من قطط شرودنجر وزاد متوسط ​​عدد الفوتونات منها 1.3 إلى 3.4. من خلال تكرار العملية التجريبية ، في عدد المرات الممكنة ، يمكن أن يكشف ما إذا كان العالم الكمي له حدود ، ويعبر ديميد سيشيف ، المؤلف الأول للدراسة ، عن هذه الإمكانات العظيمة للتجربة.

"من المهم أن يمكن تكرار الإجراء: يمكن أن تتداخل" القطط "الجديدة بدورها على فاصل شعاع ، وتنتج واحدة ذات طاقة أعلى ، وما إلى ذلك. وهكذا ، من الممكن دفع حدود الكم العالم خطوة بخطوة ، وفي النهاية لفهم ما إذا كان له حدود ".

تتطلع المجموعة إلى استخدام قطط شرودنجر العيانية لتقنيات الاتصال الكمومي وكذلك للحوسبة الكمومية.

تم نشر ورقتهم حول هذه الدراسة في مجلة Nature Photonics.

عبر مركز الكم الروسي

راجع أيضًا: إليك كل ما تحتاج لمعرفته حول أجهزة الكمبيوتر الكمومية


شاهد الفيديو: رأي البروفيسورالفيزيائي باسل الطائي في محاضرات الدكتور عدنان إبراهيم (ديسمبر 2021).