- نویسنده : یزدان ایرانی
- بازدید : [۳۷] مشاهده
- دسته بندی : دسته: مکانیک کوانتوم ,
پیامد دیگر قوانین ریاضی مکانیک کوانتوم ، پدیده تداخل کوانتومی است که اغلب با آزمایش دو شکاف نشان داده می شود. در نسخه اصلی این آزمایش ، یک منبع نوری منسجم ، مانند پرتوی لیزر ، صفحه ای را که توسط دو شکاف موازی سوراخ شده روشن می کند و نور عبوری از شکاف ها بر روی صفحه پشت صفحه مشاهده می شود. ماهیت موج نور باعث امواج نوری که از طریق دو شکاف عبور می کنند انجام پروژه های دانشجویی و باعث ایجاد تداخل می شوند ، نوارهای روشن و تاریکی را بر روی صفحه ایجاد می کنند - نتیجه ای که اگر نور از ذرات کلاسیک تشکیل شود انتظار نمی رود. با این حال ، همیشه جذب نور در صفحه در نقاط گسسته مشاهده می شود ، بعنوان ذرات منفرد و نه امواج. الگوی تداخل از طریق تغییر چگالی تعداد این بازدیدهای ذره روی صفحه ظاهر می شود. علاوه بر این ، نسخه هایی از آزمایش که شامل ردیاب های موجود در شکاف ها هستند ، نشان می دهد که هر فوتون شناسایی شده از یک شکاف عبور می کند (همانند یک ذره کلاسیک) ، و نه از طریق هر دو شکاف (مانند موج) اما با این وجود ، چنین آزمایشاتی نشان می دهد که ذرات تشکیل نمی شوند الگوی تداخل اگر کسی تشخیص دهد که از کدام شکاف عبور می کنند. دیگر موجودات در مقیاس اتمی ، مانند الکترون ، هنگامی که به سمت یک شکاف مضاعف شلیک می شوند ، رفتار مشابهی از خود نشان می دهند. این رفتار به دوگانگی موج ذره معروف است.
یکی دیگر از پدیده های ضد شهودی پیش بینی شده توسط مکانیک کوانتوم تونل گذاری کوانتومی است: ذره ای که در برابر یک سد بالقوه بالا رود می تواند از آن عبور کند ، حتی اگر انرژی جنبشی آن کوچکتر از حداکثر پتانسیل باشد. در مکانیک کلاسیک این ذره به دام می افتد. تونل سازی کوانتومی چندین پیامد مهم دارد ، امکان پوسیدگی رادیواکتیو ، همجوشی هسته ای در ستاره ها و کاربردهایی مانند میکروسکوپ تونل زنی و دیود تونل را فراهم می کند.
هنگامی که سیستم های کوانتومی با هم تعامل داشته باشند ، نتیجه می تواند ایجاد درهم تنیدگی کوانتومی باشد: خصوصیات آنها چنان در هم گره می خورند که توصیف کل فقط بر اساس قطعات منفرد دیگر ممکن نیست. اروین شرودینگر درهم تنیدگی را "... ویژگی مشخصه مکانیک کوانتوم ، خصیصه ای که خروج کامل آن از خطوط فکری کلاسیک را اعمال می کند" خواند. درهم تنیدگی کوانتومی خصوصیات ضد شهودی شبه تله پاتی کوانتومی را امکان پذیر می کند و می تواند یک منبع ارزشمند در پروتکل های ارتباطی مانند توزیع کلید کوانتومی و کدگذاری فوق العاده باشد. برخلاف تصور غلط رایج ، درهم آمیختگی اجازه ارسال سیگنال های سریعتر از نور را نمی دهد ، همانطور که در قضیه عدم ارتباط وجود دارد.
احتمال دیگری که با درهم تنیدگی باز می شود ، آزمایش برای "متغیرهای پنهان" است ، ویژگیهای فرضی بنیادی تر از مقادیری است که در خود نظریه کوانتوم مورد استفاده قرار می گیرد ، دانش آن پیش بینی دقیق تر از تئوری کوانتوم را فراهم می کند. مجموعه ای از نتایج ، به طور قابل توجهی قضیه بل ، نشان داده است که طبقات گسترده ای از این نظریه های متغیر پنهان در واقع با فیزیک کوانتوم سازگار نیستند. طبق قضیه بل ، اگر طبیعت واقعاً مطابق با هر نظریه متغیرهای پنهان محلی عمل کند ، نتایج آزمایش بل به روشی خاص و کمی قابل محدود شدن است. بسیاری از آزمایشات بل با استفاده از ذرات در هم تنیده انجام شده است و آنها نتایج ناسازگار با محدودیت های اعمال شده توسط متغیرهای پنهان محلی را نشان داده اند.
ارائه این مفاهیم به بیش از روشی سطحی بدون معرفی ریاضیات واقعی درگیر امکان پذیر نیست. درک مکانیک کوانتوم نه تنها به دستکاری اعداد مختلط ، بلکه به جبر خطی ، معادلات دیفرانسیل ، نظریه گروه و سایر موضوعات پیشرفته نیاز دارد. بر این اساس ، این مقاله یک فرمول ریاضی از مکانیک کوانتوم ارائه می دهد و کاربرد آن را برای برخی از مثالهای مفید و مطالعه شده بررسی می کند.
