به نقل از «آنا»

ذره، موج، هر دو یا هیچکدام؟ آزمایشی که هر آنچه دربارۀ واقعیت می‌دانیم به چالش می‌کشد (1)

تاریخ انتشار: ۲۷ بهمن ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۷۶۳۰۴۱

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، آزمایش دو شکافی توماس یانگ در ابتدا قرار بود ثابت کند که نور موجی است؛ اما مدل‌های کوانتومی بعدی تصویر بسیار مبهم‌تری را به وجود آوردند.

توماس یانگ (Thomas Young)، دانشمندی که 250 سال پیش به دنیا آمد، یافته‌های علمی فراوانی در زمینه‌های مختلف به دست آورد. ماندگارترین میراث او، به چالش کشیدن باورهای ایزاک نیوتن در مورد نور بود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آزمایش یانگ، که در سال 1803 انجام شد، نشان داد که نور مانند یک موج رفتار می‌کند و هنگام عبور از دو شکاف، الگوهای تداخلی را روی صفحه نشان می‌دهد. این کشف فیزیک را متحول کرد و بحث‌هایی را دربارۀ ماهیت واقعیت ایجاد کرد که تا به امروز نیز ادامه دارد.

پیامدهای این آزمایش با توسعۀ مکانیک کوانتومی توسط ماکس پلانک (Max Planck) و آلبرت اینشتین (Albert Einstein) در اوایل سدۀ بیستم بیشتر شد. مکانیک کوانتومی می‌گفت نور از واحدهای انرژی غیرقابل تقسیم به نام فوتون متشکل شده است و بدین ترتیب نظریۀ سنتی موج را به چالش کشید. با وجود این حرکت به سمت نظریۀ ذره‌ای نور و آزمایش‌های بعدی با دو شکاف، درک رفتار نور را پیچیده‌تر کرد.

دوگانگی ماهیت موج-ذرۀ نور همچنان یکی از اسرار بنیادین فیزیک است. این امر تاییدی است برای پیچیدگی‌های نظریۀ کوانتومی و ماهیت واقعیت. مکانیک کوانتومی چارچوب بسیار دقیقی برای توضیح عناصر بنیادی واقعیت مادی و برهمکنش‌های آن‌ها ارائه کرده است. تلاش مداوم برای آشتی‌دادن رفتارهای موجی و ذره‌ای نور همچنان دانشمندان را مجذوب خود می‌کند و انگیزۀ پژوهش‌های بسیاری برای کشف طبیعت بنیادین جهان است.

تکینگی کوانتومی

دانشمندان با آزمایش دو شکافی کشف کردند که نور هم رفتاری شبیه به موج دارد و شبیه به ذره رفتار می‌کند. این واقعیت فهم کلاسیک را به چالش می‌کشد. حتی زمانی که فوتون‌های منفرد در خلال شکاف‌ها به بیرون پرتاب شوند، الگویی تداخلی روی صفحه مشاهده می‌شود که پیش‌بینی‌های نظریۀ کوانتومی را تایید می‌کند. در طول دهه‌های بعد، آزمایش‌های پیشرفته‌تر، مانند آزمایش‌هایی که با الکترون‌ها به جای فوتون انجام شد، باز هم این یافته‌ها را تأیید کرد. در دهه 1980، تیمی به رهبری آلن اَسپه (Alain Aspect) با تک فوتون‌ها همین آزمایش را انجام داد و نظریۀ کوانتومی را تأیید کرد و در سال 2022 موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شد.

مکانیک کوانتومی موقعیت فوتون را با کمک انتزاعی ریاضیاتی به نام تابع موجی توصیف می‌کند. تابع موجی هنگام عبور از شکاف‌ها به دو دسته تقسیم می‌شود و سپس برای ایجاد الگوی تداخل روی صفحه، این دو دسته دوباره با هم ترکیب می‌شوند. احتمالات یافتن یک فوتون در یک مکان مشخص با کمک این تابع محاسبه می‌شود: احتمال حضور فوتون در مناطق مربوط به تداخل سازنده بسیار زیاد و در مناطق مربوط به تداخل مخرب بسیار کم است.

مفهوم دوگانگی موج-ذره یکی از اسرار مفهومی بنیادین در مکانیک کوانتومی است. فوتون پیش از اندازه‌گیری در برهم‌نهشت حالت‌های مختلف وجود دارد و هر دو مسیر ممکن از خلال شکاف‌ها را طی می‌کند. پس از اندازه‌گیری، تابع موجی دچار فروریزش و فوتون در یک مکان خاص یافت می‌شود. اگر مسیر فوتون مشخص شود، فوتون مانند ذره رفتار می‌کند. در غیر این صورت، مثل یک موج عمل می‌کند و چون مسیرهای مختلف برای رسیدن جسم کوانتومی به وضعیت نهایی ممکن است، وضعیت تداخل کوانتومی را نشان می‌دهد.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: علم پلاس فیزیک کوانتوم مکانیک کوانتومی دو شکاف

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۷۶۳۰۴۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اینترنت کوانتومی و فناوری دسترسی رادیویی باز در کشور توسعه خواهد یافت

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، سید محمد کرباسی، دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری اطلاع داد: درسال گذشته، این ستاد در بحث تبصره ۱۸، از ۱۱ طرح به مبلغ ۲۷.۵ میلیارد تومان و خارج از تبصره ۱۸، از ۱۴ طرح به مبلغ ۱۰ میلیارد تومان حمایت کرده است.  

وی در خصوص مأموریت‌های ستاد توسعه فناوری‌های اتصال‌پذیری توضیح داد: رصد فناوری و شناسایی زیست‌بوم، فرهنگ‌سازی و ترویج سواد فناوری، حمایت از نخبگان پژوهشگر و سرآمدان فناور، توسعه فناوری‌های اولویت‌دار و نوظهور و تجاری‌سازی و بازاریابی از جمله ماموریت‌هایی است که این ستاد در دستور کار خود دارد.

کرباسی، توسعه منابع انسانی، توسعه فرهنگ بومی‌سازی شبکه ملی اطلاعات، توسعه اتصال‌پذیری با اولویت هوشمندسازی صنایع و تقویت زیرساخت امنیت سایبری شبکه و صنعتی را از اهداف راهبردی این ستاد برشمرد.

وی ادامه داد: دانشگاهیان و پژوهشگران، هسته‌های فناور و شرکت‌های نوپا، صنایع، سازمان‌ها و نهاد‌های دولتی، عموم افراد جامعه از مخاطبان این ستاد محسوب می‌شوند.

کرباسی درباره فعالیت‌های این ستاد گفت: ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات در سال گذشته اقدام به انتشار هفت فراخوان کرد که از آن جمله می‌توان به فراخوان حمایت از پایان‌نامه‌های دانشجویی، فراخوان پروژه‌های تحقیقاتی- طرح‌های پژوهشی و پسادکتری (بنیاد علم)، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه (نوآفرین)، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه در حوزه تجهیزات رادیویی، فراخوان مشترک با شرکت ایرانسل، فراخوان حمایت از طرح‌های فناورانه کرده است.

دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات همچنین به پروژه‌های پرچم‌دار این ستاد در سال گذشته هم اشاره کرد و گفت: این پروژه‌های پرچم دار بر محصولات مورد نیاز گلوگاهی کشور تمرکز دارند و هدف از طرح این پروژه‌ها را حل مشکلات کشور در بحث فناوری  دانست.

وی در این راستا، پروژه اینترنت کوانتومی، فناوری دسترسی رادیویی باز (Open RAN) و  Fablab IOT و FSO را از جمله این پروژه‌های پرچم دار برشمرد.

کرباسی در خصوص حمایت‌های ستاد هم گفت: ستاد در بحث تبصره ۱۸، ۷۲ طرح دریافت و ۱۱ طرح را به مبلغ ۲۷/۵ میلیارد تومان مورد حمایت قرار داده و خارج از تبصره ۱۸، ۱۸ طرح دریافت  و ۱۴ طرح به مبلغ ۱۰ میلیارد تومان مورد حمایت قرار گرفته اند.

وی ادامه داد: در حوزه تجاری‌سازی و بازاریابی هم ستاد برنامه‌هایی را در دستور کار خود داشته است.

کرباسی، شرکت در گردهمایی شرکت‌های فناوری اطلاعات و نرم افزار‌های رایانه‌ای در مشهد، شرکت در رویداد ملی نکست و امضا ۱۳ تفاهم نامه و توافق نامه را از جمله اقدامات صورت گرفته در این راستا عنوان کرد.  

وی ادامه داد: همچنین، همکاری در تجهیز دو آزمایشگاه تخصصی در حوزه ۵G و IOT با همراه اول و شرکت ایرانسل از دیگر اقدامات این ستاد در سال ۱۴۰۲ است.

کرباسی اضافه کرد: حدود ۳۳ میلیارد تومان از محل بودجه ستاد به تفکیک ۱۱ درصد به فرهنگ سازی و ترویج سواد فناوری، ۲۱ درصد حمایت از نخبگان و ۶۸ درصد توسعه فناوری و همچنین  ۴۹ میلیارد تومان هم از نهاد‌های دیگر در قالب اعتبار مالیاتی و تفاهم‌نامه‌ها جذب شد که به تفکیک ۱ درصد به فرهنگ سازی و ترویج سواد فناوری، ۳۷ درصد به حمایت از نخبگان و ۶۲ درصد به توسعه فناوری اختصاص پیدا کرده است.

وی در ادامه از تشکیل کارگروه‌هایی همچون اینترنت اشیا و هوشمندسازی، ارتباطات نسل جدید، ماهواره و سنجش از راه دور و  امنیت سایبری به عنوان یکی از اقدامات این ستاد در سالی که گذشت یاد کرد.  

کرباسی درباره دیگر اقدامات این ستاد افزود: بازدید از شرکت‌های دانش‌بنیان و آزمایشگاه‌های تخصصی در راستای رصد، شناسایی و ترویج امید در حوزه فناوری‌های اتصال‌پذیری و ارتباطات از دیگر برنامه‌هایی است که دبیر ستاد توسعه فناوری‌های اتصال‌پذیری و ارتباطات از جمله این فعالیت‌ها است.

وی اضافه کرد: بازدید از آزمایشگاه تحقیقاتی و  مرکز نوآوری و شرکت‌های دانش‌بنیان مستقر در دانشگاه علم و صنعت، مجموعه‌های شتاب‌دهنده و شرکت‌های دانش‌بنیان شهر اصفهان، کارخانه نوآوری در خراسان رضوی و بررسی مسائل فناورانه بخش رادیویی نسل پنجم ارتباطی در نشستی با شرکت‌های دانش‌بنیان از جمله  دیگر اقدامات این ستاد است.

 کرباسی به فعالیت‌های نمایشگاهی این ستاد اشاره کرد و گفت: حضور ستاد در چهارمین رویداد هفته ایران دیجیتال، کنفرانس ظرفیت شبکه ملی اطلاعات ویژه توسعه هوشمندسازی، چهاردهمین نمایشگاه فناوری نانو ۱۴۰۲ و  بیست و چهارمین نمایشگاه بین‌المللی تلکام ۱۴۰۲ از دیگر فعالیت‌های نمایشگاهی ستاد توسعه فناوری‌های اتصال پذیری و ارتباطات است.

دبیر این ستاد درباره فعالیت‌های آموزشی و کارگاه‌ها ادامه داد: برگزاری سه دوره رویداد کاشتن برای آینده با عناوین «دنیای شگفت‌انگیز ارتباطات از ژرفای کوانتوم تا ماورای ماهواره‌ها»، «اتصال‌پذیری، ارتباطات و هوش مصنوعی» و «ایران هوشمند و متصل» و حمایت‌های مالی از نهاد‌ها و دانشجویان با موضوعاتی مانند اولین هکاتون  ۵G، دومین هکاتون همراه اول IOT، دوم هکاتون ۵G، برگزاری اولین دوره ASMMasters و مسابقه طراحی و ساخت ماهواره‌های مکعبی Qsat (کیوست) و برگزاری دو دوره آموزشی «امنیت سایبری» از جمله اقدامات آموزشی این ستاد است.

کرباسی در همین راستا اضافه کرد:همچنین، «آشنایی با فناوری‌های نوظهور و مشاغل آینده با عنوان اتصال‌پذیری و ارتباطات نسل جدید»  از دیگر رویداد‌ها و مسابقات و دوره‌های آموزشی  که این ستاد در سال گذشته به انجام رسانده است.

انتهای پیام/