tg-me.com/QMproblems/285
Last Update:
🔵 رقیب سرسخت نظریه کوانتوم
🔰 آیا کوانتوم بوهمی حرفی فراتر از کوانتوم استاندارد برای گفتن دارد؟
اولین بار دوبروی در سال ۱۹۲۴ ایدۀ موج راهنما را در تز دکترایش مطرح کرد که در آن علاوه بر ذرات، یک موج راهنما نیز وجود داشت که میتوانست پایداری الکترون در مدار اتمی را توجیه کند. همین ایده باعث بردن جایزۀ نوبل برای او شد و به شرودینگر ایده داد تا معادلۀ موجی کوانتوم را در ۱۹۲۶ ارائه کند. با این حال نظریۀ موج راهنما نتوانست در کنفرانس سولوی در مقابل نسخه کپنهاگی کوانتوم پیروز شود. دوبروی که در این کنفرانس نظریۀ خود را ارائه کرد با ایرادی از سوی پائولی در مورد پراکندگی غیرالاستیک مواجه شد و در آن زمان نتوانست به این ایراد پاسخ دهد و برای ۲۵ سال این ایده کنار گذاشته شد.
این بوهم بود که در سال ۱۹۵۲ نشان داد می توان به ایراد پائولی به نظریه موج راهنما پاسخ داد و توصیف سازگار و عینی از پدیده های کوانتومی ارائه کرد. ایدۀ بوهم توسط او و شاگردانش دنبال شد و توصیفات جذابی از پدیده های کوانتومی توسط آن ها ارائه گشت. برای مثال، در شکل زیر مسیرهای پیشبینی شده برای اتم های هلیوم را در آزمایش دوشکاف مشاهده میکنید که نشان میدهد چگونه ذرات توسط پتانسیل کوانتومی هدایت میشوند و طرح تداخلی را پدید می آوردند. در ادامۀ توسعه این نظریه، کاربردهای نظری و محاسباتی بسیاری برای آن پیدا شد. برای مثال مقالاتی که در مجلات بسیار معتبر Nature و Science چاپ شده اند مزیت استفاده از مسیرهای بوهمی را در حل مسائل گرانش کوانتومی و همچنین در محاسبات سریع برای سیستم های کوانتومی چند ذره نشان می دهند.
🔰 دو چالش مهم کوانتوم بوهمی
علاوه بر مزیت های توصیفی و محاسباتی کوانتوم بوهمی، این نظریه توصیف سازگارتری نسبت به کوانتوم استاندارد از طبیعت ارائه میکند. در این نظریه معضل اندازه گیری و مسئله زمان رسیدن وجود ندارد. با وجود این مزایا، منتقدان این نظریه دو چالش عمده را برای آن مطرح کرده اند. اولین چالش این است که اگر نتایج کوانتوم بوهمی و استاندارد با یکدیگر تفاوتی نداشته باشند، چگونه میتوان میان آنها نظریه درست تر را تشخیص داد. دومین چالش این است که آیا کوانتوم بوهمی می تواند پیشبینی ای فراتر از کوانتوم استاندارد داشته باشد و در جایی که کوانتوم استاندارد توانی برای پیشبینی ندارد، پدیده ای جدید را پیش بینی کند؟
🔰 تمایز آزمایشگاهی کوانتوم بوهمی و استاندارد
در سه دهۀ اخیر، تلاش های بسیاری درجامعه فیزیک بنیادی ایران در زمینۀ کوانتوم بوهمی صورت گرفته است که عمدۀ آنها تحت نظر و راهنمایی دکتر مهدی گلشنی بوده است. یکی از اولین تلاش ها در جهت حل چالش های این نظریه در سال ۲۰۰۱ توسط دکتر امید اخوان (استاد فیزیک دانشگاه شریف) و در زمان دانشجویی ایشان تحت هدایت دکتر گلشنی بود. ایشان در کاری ابتکاری نشان دادند که میتوان در آزمایش جفت دو شکاف پیشبینی ای متفاوت از کوانتوم استاندارد ارائه کرد (لینک مقاله دکتر اخوان). با وجود تلاش گروه های آزمایشگاهی مختلف برای مشاهده این مغایرت، متاسفانه بدلیل محدودیت های عملیاتی مربوط به قطر بیم لیزر، پیشبینی ایشان به صورت دقیق مشاهده نشد. با این حال این کار برای نسل های بعدی الهام بخش بود تا اینکه در سال ۲۰۲۳ گروه فیزیک بنیادی ایرانی تحت هدایت دکتر گلشنی توانست آزمایشی را پیشنهاد دهد که بتوان با تجهیزات کوانتومی موجود روز دنیا، میان پیشبینی تعابیر مختلف کوانتوم از جمله کوانتوم استاندارد و بوهمی تمایز قائل شد. این آزمایش بر اساس آزمایش معروف دو شکاف است که در آن بجای پرده عمودی، از پرده افقی استفاده شده است.
🔗 لینک این مقاله:
www.nature.com/articles/s42005-023-01315-9
🔰 پیشبینی پدیده کوانتومی جدید بوسیله کوانتوم بوهمی
همانطور که قبلا گفتیم، در کوانتوم استاندارد روش بدون ابهامی برای محاسبۀ زمان رسیدن ذرات کوانتومی وجود ندارد. خصوصا در حضور پتانسیل خارجی مانند گرانش و یا در مورد ذرات درهمتنیده. اما زمان رسیدن ذرات در کوانتوم بوهمی از روی مسیر ذرات کاملا قابل محاسبه است. این مسئله باعث شد که گروه فیزیک بنیادی تحت نظر دکتر گلشنی بتواند آزمایشی بر پایۀ ستاپ جفت دو شکاف (مانند ستاپ پیشنهادی دکتر اخوان اما با پرده های افقی) ارائه کند که تحلیل آن تنها در چارچوب کوانتوم بوهمی میسر است و در آن پدیده کوانتومی جدیدی به نام تداخل ناموضعی زمانی پیشبینی شده است که میتواند به تکنولوژی های جدیدی در اطلاعات کوانتومی منجر شود و نگاه هستی شناسانه جدیدی را از کوانتوم ارائه کند. این پدیده در «کنفرانس زمان در نظریه کوانتوم» که در ایرلند برگزار گشت ارائه شد و میتوانید ویدیو آن را از اینجا مشاهده نمایید.#QC52
🔗 لینک مقاله تداخل ناموضعی زمانی:
www.nature.com/articles/s41598-024-54018-8
🧑🏻💻 تولید محتوا توسط Quantum problems
🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم
BY Quantum problems
Share with your friend now:
tg-me.com/QMproblems/285