شناسهٔ خبر: 74146761 - سرویس علمی-فناوری
نسخه قابل چاپ منبع: ایمنا | لینک خبر

فیزیکدانان MIT راز دوگانگی نور را بار دیگر اثبات کردند

انقلاب در دنیای کوانتوم؛ تیمی از فیزیکدانان MIT با انجام پیشرفتهترین نسخه از آزمایش دو شکاف، خواص عجیب و دوگانه نور را در سطح اتمی تأیید کردند.

صاحب‌خبر -

به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ان آی تی، تیمی از فیزیک‌دانان MIT با انجام پیشرفته‌ترین نسخه از آزمایش دو شکاف، خواص عجیب و دوگانه نور را در سطح اتمی تأیید کردند، این کشف که یک قرن بحث و جدل علمی میان انیشتین و بور را به پایان می‌رساند، نشان می‌دهد نور هم‌زمان نمی‌تواند هم ذره باشد و هم موج و این راز تکرارنشدنی جهان کوانتومی را بازگو می‌کند.

آزمایش دو شکاف، یکی از مشهورترین آزمایش‌ها در فیزیک کوانتومی است که بیش از دو قرن پیش توسط توماس یانگ برای نشان دادن رفتار موجی نور معرفی شد. امروزه این آزمایش، اساس کشف دوگانگی نور به‌عنوان ذره و موج است که هم‌زمان قابل مشاهده نیست.

در جدیدترین و ایده‌آل‌ترین مدل این آزمایش، تیمی از محققان MIT با سرد کردن بیش از ۱۰ هزار اتم تا دمای چند میکرو کلوین و قرار دادن آن‌ها در یک شبکه کریستالی دقیق، توانستند نقش «شکاف» های تک اتمی را ایفا کنند. سپس از پرتوهای بسیار ضعیف نور استفاده کردند تا تنها یک فوتون در هر بار با دو اتم مجاور تابش پیدا کند.

بخش نوآورانه کار آن‌ها در «تنظیم ابهام فضایی» یا «فازی بودن» دقیق اتم‌ها بود؛ یعنی میزان انبوه بودن موقعیت اتم‌ها که تعیین می‌کند اطلاعات مسیر فوتون‌ها چقدر قابل رصد است. نتایج نشان داد هرچه اطلاعات مسیر فوتون (ذات ذرهای نور) بیشتر باشد، الگوی تداخل (ویژگی موجی نور) ضعیف‌تر می‌شود (مطابق پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی و برخلاف فرضیه قدیمی آلبرت انیشتین).

تبعات این کشف در تأیید قاطع نظریه بور و اصول نبود قطعیت کوانتومی است. برخلاف تصور انیشتین که فرض می‌کرد می‌توان مسیر فوتون را بدون از بین بردن الگوی تداخل تشخیص داد، اکنون ثابت شده که حتی کوچک‌ترین تلاطم و آشفتگی («خراب شدن» اتم‌ها توسط فوتون) موجب از بین رفتن الگوهای موجی می‌شود.

یکی دیگر از نکات برجسته این تحقیق، انجام آزمایش بدون نیاز به «فنرهای معلق» فرضی است که در نسخه‌های پیشین مجرد آزمایشی آورده می‌شد. این یعنی اصل دوگانگی نور ریشه در ویژگی‌های ذرات و هم‌بستگی کوانتومی آن‌ها دارد و به نیروهای مکانیکی خارجی وابسته نیست.

فیزیکدان سرگروه تیم، ولفگانگ کتترل، این کار را «آزمایش فکری ایده آل» خواند که حتی انیشتین و بور قادر به تصور آن نبودند. نتایج این پژوهش در معتبرترین ژورنال فیزیک منتشر شده و هم‌زمان با صد سالگی نظریه کوانتومی و سال بین‌المللی علم و فناوری کوانتومی توسط سازمان ملل، چراغ درخشانی بر پیچیدگی‌های بنیادین واقعیت کوانتومی افکنده است.