اعتبار تصویر: apod.nasa

 

   می گویند نیلز بور گفته است: « اگر مکانیک کوانتومی شما را شگفت زده نکرده است، پس آن را نفهمیده اید.» اما بخش ریاضی نظریه به طرزی خارق العاده قوی است و جهان میکروسکوپی را با دقت توصیف می کند. آن چه شگفت انگیز است جهانی است که توصیف می کند. یکتایی مکانیک کوانتومی به مثابه ی نظریه ای علمی، آن است که تفسیر رویداد ها را به شیوه های متعدد و متفاوت ممکن می سازد.

 

   دیدگاه کپنهاگی سنتی که آباء بنیان گذار مطرح ساختند بیش از آن که تفسیر مکانیک کوانتومی باشد موضعی است فلسفی درباره ی آن. این دیدگاه می گوید ما، وقتی نگاه نمی کنیم، هرگز نمی توانیم «بدانیم» در جهان کوانتومی چه در جریان است. تمام کاری که می توانیم انجام بدهیم پیش بینی آن چیزی است که وقتی نگاه می کنیم خواهیم یافت. بسیاری از فیزیکدانان موافقند، زیرا در این صورت و با ادعای این که این مسائل متافیزیکی هستند و بهتر است به فیلسوفان واگذاشته شوند، نیازی نیست که نگران آن باشند که واقعاً جریان چیست.

 

   تفسیر دیگر تفسیر جهان های بسیار است که، بسته به اینکه دوستش داشته باشید یا خیر، یا عجیب ترین و یا ساده ترین توضیح است. این تفسیر می گوید هرگاه ما ذره ای را در برهم نهشی مشاهده می کنیم آن را وادار نمی کنیم «تصمیمش را بگیرد»، ما فقط یکی از گزینه ها را در عالم خود مشاهده می کنیم، اما همتایان ما در واقعیتی موازی گزینه ی دیگری را می بینند.

 

   تفسیر های متعدد دیگری هم وجود دارند که هر یک مزایا و معایب خود را دارند. کدام یک صحیح است، هنوز نمی دانیم، زیرا هیچ یک از آزمایش های فعلی قادر به ترجیح یکی بر دیگری نیست. ممکن است ما هیچ وقت پاسخ را ندانیم.

مکانیک کوانتومی

ادامه مطلب

   احتمالاً عجیب ترین وجه جهان کوانتومی، مفهوم درهم تنیدگی است. این وجه چنان عجیب است که حتی اینشتین با «کنش شبح آسا» نامیدن آن از باور به آن سرباز زد.

این فرآیندی است که در آن دو ذره مجزا، با یکدیگر «مرتبط» می مانند به نحوی که هر چیزی که برای یکی از آن ها روی دهد بلافاصله بر دیگری اثر خواهد گذاشت. 

 

   این را ارتباط غیر مکانی می نامند که در مکانیک کلاسیک که شامل اشیاء روزمره می شود ممکن نیست زیرا ارتباطِ سریع تر از سرعت نور، ممنوع است.

 

اعتبار تصویر: sciencenews

 

   اما غیر مکانی بودن و درهم تنیدگی در جهان کوانتومی معمول است. از نظر ریاضی، این امر درست بسط این ایده است که ذرات می توانند گاهی مانند امواج، گسترده رفتار کنند.

اگر دو ذره در ارتباط با یکدیگر قرار گیرند می توانند همبسته شوند و مانند هستنده ای واحد رفتار کنند، حتی اگر به دو سوی مخالف عالم برده شوند.

 

   از این باورنکردنی تر آن که اگر یکی از آن ها در برهم نهشی کوانتومی قرار داده شود که در آن، هم زمان در دو حالت باشد، آنگاه ذره دوم نیز به برهم نهش رانده خواهد شد.

بنابراین، ما با اندازه گیری یکی از آن ها برهم نهش همتای دور آن را، بلافاصله و صرف نظر از فاصله ی میان آن ها، نابود خواهیم ساخت.

 

   اما باید هشدار بدهیم؛ لطفاً تصور نکنید که می توانید برای توضیح ایده هایی نظیر تله پاتی به درهم تنیدگی متوسل شوید. مانند دیگر پدیده های کوانتومی، این پدیده نیز مقید به عرصه ی زیر اتمی است. 

 

مکانیک کوانتومی

ادامه مطلب

اعتبار تصویر: lindau-nobel

 

   در حالی که فیزیکدانان و شیمیدانان تقریباً یک قرن وقت داشتند تا با رفتار غریب جهان میکروسکوپی اتم ها، مولکول ها و اجزاء آن کنار بیایند، زیست شناسی در کل اجباری نداشته است که نگران مکانیک کوانتومی باشد

... البته تا همین اواخر.

 

   دهه ی گذشته شاهد ظهور عرصه ای جدید یعنی زیست شناسی کوانتومی بوده است. آزمایش های دقیق آشکار می سازند که بسیاری از وجوه عجیب تر جهان کوانتومی، مانند تونل زنی، برهم نهش و درهم تنیدگی ظاهراً در درون سلول های زنده نقشی اساسی بازی می کنند.

 

   مثلاً نحوه انتقال نور خورشید در سلول های گیاهی و باکتریایی در فوتوسنتز ظاهراً بر برهم نهش کوانتومی متکی است که در آن انرژی، همه مسیر ها را هم زمان طی می کند؛ و آنزیم ها، آن مولکول های پیچیده ای که به زندگی امکان آن را می دهند که کار خود را انجام دهد، از دست یاری گر، تونل زنی کوانتومی بهره می گیرند. ممکن است حتی حس بویایی ما، نحوه ی راه یابی برخی جانوران در طول مهاجرت و شیوه روی دادن برخی جهش ها در دی ان ای، همه و همه، اگر قرار باشد که فهمیده شوند، به توضیحات کوانتومی نیاز داشته باشند.

 

   زیست شناسی کوانتومی هنوز در دوران نوزادی خود است و بسیاری از دانشمندان {نسبت به آن} شکاک باقی مانده اند: فیزیکدانان، زیست شناسی را شلوغ و پیچیده می یابند در حالی که بسیاری از زیست شناسان مکانیک کوانتومی را بسیار ریاضیاتی و دور از موضوع کار خود می دانند. اما هر چند آزمایش ها دشوار و کار نظری پیچیده است، این عرصه در حال ظهور هیجان انگیزی است، سرشار از امکان.

مکانیک کوانتومی

ادامه مطلب

معلوم شد که ما ذرات بنیادی و امواج را در یکی از حالت های ممکن می بینیم. 

حال چه چیز تصمیم می گیرد که آنها خود را چگونه نمایان کنند؟
و چرا وقتی نور از دو شکاف عبور می کند مانند امواج تداخل می کند، امّا اگر بخواهیم فوتونی را که از یک شکاف می گذرد گیر بیندازیم، به رفتار ذره گونه خود تغيير حالت مى دهد؟

 

   طبق نظر بور و ساير حاميان تفسیر كپنهاگى، نور همزمان در دو حالت وجود دارد، هم موج گونه و هم ذره گونه. فقط زمانی که مورد اندازه گیری قرار گیرد به یکی از دو صورت نمود پیدا می کند. بنابراین ما خود تصمیم می گیریم که مایلیم چگونه آن را اندازه گیری کنیم، انتخاب مى كنيم كه چگونه تبديل شود.

  

اعتبار تصویر: thesoulwanderers

 

   در مسير اين اندازه گيرى، وقتى نقش ذره گونه يا موج گونه تعيين شد، مى گوييم تابع موج فرو ريخته است. تمام احتمالات براى نتايجى كه محدود به توصيف معادله موج شرودينگر هستند فرو مى ريزد به طورى كه هر چيزى به غير از نتيجه معين از بين مى رود.

بنابر اين طبق نظر بور، تابع اصلى براى يك پرتوى نور، همه احتمالات را در خود دارد، صرف نظر از اينكه نور در لباس موج ظاهر شود يا ذره.

 

   وقتى نور را اندازه گيرى مى كنيم، تنها به يكى از صورت هاى خود ظاهر مى شود، نه اينكه از نوعى به نوع ديگر نغيير پيدا كرده باشد، چرا كه هر دو ويژگى خود را همزمان دارد. 

سيب ها و پرتقال هاى كوانتومى نه سيب و نه پرتقال هستند، بلكه يك ميوه دو رگه هستند.

 

   فيزيكدان ها هنوز در درك مستقيم معنى مكانيك كوانتومى مشكل دارند. از زمان بور افراد ديگرى، روش هاى جديدى براى توصيف آن ارائه داده اند. بور اذعان داشت كه ما بايد براى درك دنياى كوانتومى دوباره به تخته رسم برگرديم و نمى توانيم از مفاهيمى كه قبلاً در زندگى روزانه با آن آشنا بوديم استفاده كنيم. جهان كوانتومى چيزى عجيب و ناآشناست و ما بايد آن را بپذيريم.

 

«هر کس که از نظریه کوانتوم شگفت زده نشد، آن را نفهمیده است.»
نیلز بور

ادامه مطلب

  « تا آسمان تنها یک نگاه فاصله داریم!...»

  شروع فعاليت انجمن نجوم لیرا از سال 1388ه .ش آغاز گرديد. از اهداف اصلی اين انجمن انجام تحقيقات علمی با رعايت استانداردهای علمی، مشاركت اعضاء در المپيادها، ارائه ی مقالات به جشنواره های كشوری و بين المللی و توليد داده های علمی در زمينه ی نجوم و اختر فيزيک می باشد.

  از جمله فعاليت های مهم اين انجمن ترويج علم نجوم در ميان جوامع، افزايش سطح علمی دانش پژوهان، انجام فعاليت های تحقيقاتی پژوهشی، فعاليت های اينترنتی و برگزاری شب های رصدی مقارن با رخداد های مهم هرماه.

سرپرست انجمن: خانم راضیه علی اکبری.