در ابتدا بگویم در دنیای کوانتوم واقعیت ها بس گیج کنندست . نه ذرات شعور دارند نه پدیده های ماورایی در ان دخالت دارد . هشدار میدهم مراقب سو استفاده گرانی باشید که تفکرات پوچ و بی پایه فلسفی و اعتقادی خود را با مفاهیم کوانتوم ادغام میکنند . 


هیچکس در جهان نمیتواند کاملا درک کند که مکانیک کوانتومی چیست ؟ این احتمالا مهمترین چیزی است که لازم است بدانید. بسیاری از فیزیکدانان یادگرفته اند از قوانین استفاده کنند و حتی پدیده ها را بر اساس محاسبات کوانتومی پیش بینی کنند. اما هنوز واضح نیست که چرا مشاهده گر یک آزمایش رفتار یک سیستم را تشخیص میدهد و باعث تغییر رفتار آن از حالتی به حالت دیگر میشود. در اینجا برخی ازمایشات همراه با نتایج وجود دارند که به ناچار تحت تاثیر مشاهده گر قرار دارند که نشان میدهد مکانیک کوانتومی با ابداع پیدایش فکر خودآگاه در واقعیت ماده سرکار دارد.
۱.گربه ی شرودینگر : امروزه تفسیرهای بسیاری از مکانیک کوانتوم وجود دارند و تفسیر کوپنهاگن از معروفترین انها تا به امروز است. در دهه ی 1920 اصول عام او توسط نیلز بور  و ورنر هایزنبرگ فرمول بندی شد.  تابع موج به هسته ی تفسیر کوپنهاگن تبدیل شده است ، یک تابع ریاضی وار شامل اطلاعات در مورد همه ی حالت های یک سیستم کوانتومی که به صورت همزمان وجود دارند. 
همانطور که در تفسیر کوپنهاگن مطرح شده حالت یک سیستم و موقعیت آن نسبت به حالت های دیگر تنها میتواند توسط یک مشاهده گر تشخیص داده شود (تابع موج تنها برای کمک به محاسبه ی احتمال وجود یک ذره در یک حالت یا حالتی دیگر استفاده میشود.) 
میتوان گفت که پس از مشاهده ی سیستم کوانتونی اشنا شده سریعا از حالت های دیگر حذف میشود به جز حالتی که هنوز در حال مشاهده شدن است. 
این روش همواره مخالفان خود را داشته اما دقت محاسبات و پیش بینی ها همیشه غالب است. ولی تعداد حمایت کنندگان تفسیر کوپنهاگن در حال کاهش است و علت ان فروپاشی مرموز تابع موج در طول ازمایش میباشد. آزمایش ذهنی معروف به گربه ی شرودینگر به خاطر نشان دادن پوچی این تفسیر است.
بیایید نگاهی دوباره به ماهیت این آزمایش بیندازیم : گربه ای زنده در داخل یک جعبه ی سیاه قرار گرفته همراه با کپسول های حاوی سم و یک مکانیزم که میتواند این سم را در یک زمان تصادفی آزاد کند. به عنوان مثال ماده ی رادیواکتیو قرار گرفته در داخل جعبه در صورت پوسیدگی میتواند این کپسول حاوی سم را فعال کند. زمان دقیق پوسیدگی اتم های رادیواکتیو مشخص نیست تنها نصف مدت زمان طول عمر آن میتواند با احتمال ۵۰ % پوسیدگی رخ دهد. 
واضح است که برای یک مشاهده گر خارجی گربه ی داخل جعبه در ۲ حالت قرار دارد. اگر شرایط خوب باشد زنده است اگر سم آزاد شده باشد مرده . هر دوی این حالت ها توسط تابع موج گربه توصیف میشوند که با گذشت زمان تغییر میکند. هرچه مدت زمان بیشتری بگذرد احتمال این بیشتر است که پوسیدگی رادیواکتیو آغاز نشده باشد. اما همین که جعبه را باز کنیم تابع موج فرو میپاشد و ما به سرعت پیامدهای این آزمایش غیر انسانی را مشاهده میکنیم. در واقع تا زمانی که مشاهده گر جعبه را باز میکند گربه میان تعادل نامتناهی در حالت زنده و مرده قرار دارد و سرنوشت آن تنها با عمل مشاهده گر رقم میخورد و این همان پوچی است که توسط شرودینگر مطرح میشود.
به ادامه مطلب بروید>

 


۲-انکسار الکترون ها 

طبق رای انجام شده از بزرگترین فیزیکدان های منتخب نیویورک تایمز آزمایش انکسار الکترون یکی از شگفت انگیزترین مطالعات تاریخ علم است . ماهیت آن چیست ؟ 
منبعی وجود دارد که جریانی از الکترون ها را بر روی صفحه ی فوتوسنسیتیو  (حساس به نور) میتاباند و انسدادی در مسیر این الکترون ها وجود دارد : یک بشقاب با دو شکاف. چه نوع تصویری روی صفحه ایجاد میشود اگر الکترون ها همانند توپ های کوچک باردار تصور شوند ؟ دو نوار روشن در برابر شکاف ها. 
در واقع صفحه الگویی کم و بیش پیچیده از نوارهای متناوب سیاه و سفید را نمایش میدهد به خاطر این واقعیت که زمانی که جریان از شکاف عبور میکند الکترون ها شروع به رفتار موجی میکنند نه ذره ای. (درست همانند فوتون ها یا ذرات نور که میتوانند همزمان به حالت موج نیز باشند). این امواج در فضا باهم واکنش میدهند یا به صورت تقویتی و یا اثر هم دیگر را خنثی میکنند و در نتیجه الگوی پیچیده ی متناوب از نوارهای تاریک و روشن روی صفحه ایجاد میشود. 
در همین زمان نتایج این آزمایشات تغییر نخواهد کرد حتی اگر الکترون های عبوری از یک شکاف نه به صورت یک جریان واحد بلکه به صورت ذرات منفرد و یک به یک عبور کنند حتی ذره نیز تبدیل به موج میشود. یا حتی اگر ذره بتواند از هردو شکاف به صورت همزمان عبور کند. ( این یکی از اصول تفسیر کوپنهاگن از مکانیک کوانتوم است. زمانی که ذرات میتوانند به صورت همزمان خواص فیزیکی و یا خواص عجیب خود به عنوان موج را داشته باشند.) 
اما در مورد مشاهده گر چه ؟ یک مشاهده گر این داستان پیچیده را بیشتر هم گیج کننده میکند. زمانی که فیزیکدان ها در طی آزمایش های مشابه سعی کردند تا به کمک ابزارها تشخیص دهند که الکترون در واقع از کدام شکاف عبور میکند تصویر الگوی ایجاد ش
ده روی صفحه عوض شد و تبدیل به الگوی ساده با دو بخش روشن شد برخلاف شیارهای متناوب که قبلا توسط دوربینها دیده شده بود. به نظر میرسد که الکترون ها نمیخواهند ماهیت خود را تحت نظر مشاهده گر نشان دهند. آیا این نوعی راز است؟ 
توضیح ساده تر : هیچ مشاهده ای از سیستم نمیتواند بدون تاثیرات فیزیکی ایجاد شده بر آن باشد.
۳- فلورنس داغ : آزمایش انکسار ذرات نه تنها در مورد الکترون ها بلکه در مورد ذرات بزرگتر همانند فلورن ها نیز انجام شده است ذراتی بزرگ و ساختارهای مولکولی بسته شامل ده ها تن کربن. 
اخیرا گروهی از دانشمندان دانشگاه وین تحت حمایت پروفسور زلینگر سعی کردند تا عنصری از این آزمایش ها را معرفی کنند. برای انجام این کار آنها مولکول های در حال حرکت فلورن را تحت تابش اشعه ی لیزر قرار دادند و سپس با یک منبع خارجی گرم کردند. مولکول ها شروع به درخشش کردند و ناگریز حضور خود در فضا را برای مشاهده گر آشکار ساختند. 
قبل از شروع نظارت جامع مشاهده گر ، ذرات از موانع با موفقیت پرهیز میکردند درست همانند آزمایش های قبلی با الکترون های در حال عبور از صفحه ی نمایش مات. اما بعد با حضور یک مشاهده گر فلورنس شروع به رفتار همانند ذرات فیزیکی کاملا مطیع قانون خواهد کرد.
۴-اندازه گیری خنک کننده 
یکی از معروفترین قوانین در فیزیک کوانتوم اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که بیان میکند سرعت و موقعیت یک جرم کوانتومی به صورت همزمان غیر ممکن است. هرچه دقیق تر تکانه ی یک ذره را اندازه گیری کنیم موقعیت آن را کمتر خواهیم دانست اما اعتبار قوانین کوانتومی بر روی ذرات  ریز معمولا در دنیای بزرگ اجرام میکروسکوپیک ما ناشناخته باقی میماند. 
ازمایشات اخیر توسط پروفسور اسکواب در آمریکا بسیار معتبرتر در این زمینه است. جایی که تاثیرات کوانتومی نه تنها در سطح الکترون ها یا مولکول های فلورن نشان داده شده بلکه بر روی جرم محسوس تر نیز آزمایش شده : یک نوار آلومینیوم کوچک. 
این نوار در هردو جهت تنظیم شده ولی قسمت مرکزی آن حالتی معلق داشته و میتواند تحت تاثیر عوامل خارجی بلرزد به اضافه اینکه دستگاه برای ضبط دقیق موقعیت نوار در کنار آن قرار داده شده است. 
این آزمایشات با دو یافته ی جالب همراه است. اول اینکه هرنوع اندازه گیری مربوط به موقعیت جسم و مشاهدات نوار روی آن تاثیر گذاشت. بعد از هر اندازه گیری موقعیت نوار تغییر کرد. در واقع ازمایشات مختصات نوار را با دقت بالا به دست آورد اما طبق اصل هایزنبرگ باعث تغییر سرعت در موقعیت قبلی آن شد. 
نتیجه دوم که کاملا دور از انتظار بود ، بعضی از اندازه گیری ها باعث سرد شدن نوار شدند. بنابراین مشاهده گر میتواند خصوصیات فیزیکی اشیا را تنها با حضورشان تغییر دهد.
۵-ذرات یخ بسته : همانطور  که میدانیم ذرات رادیو اکتیو نه تنها در آزمایش های گربه ی شرودینگر دچار پوسیدگی میشود بلکه پوسیدگی خود به خود نیز دارند. هر ذره یک طول عمر متوسط دارد که مشخص شده تحت نظر چشم مشاهده گر میتواند افزایش یابد. این تاثیر کوانتومی نخستین بار در دهه ی ۱۹۶۰ پیش بینی شد. اثبات تجربی این پدیده توسط گروهی از فیزیکدانان برنده ی جایزه نوبل به اسم Wolfgang Katterie در دانشگاه MIT منتشر شد. 
در مقاله ی آنها پوسیدگی اتم های تحریک شده ی روبیدیوم مطالعه شد. بلافاصله پس از آماده سازی سیستم تحریک سازی ، اتم ها با آشکار سازی آن به یک پرتو لیزری مشاهده میشد. این مشاهده به ۲ حالت انجام شد : ۱-حالت ادامه دار (سیستم به طور پیوسته در معرض پالسهای  کوچک نوری قرار میگرفت و هر بار با قدرت پالس ببشتر تحت تابش قرار میگرفت )
نتایج به دست آمده کاملا با پیش بینی های نظری هم خوانی دارد. تاثیرات نوری خارجی سرعت پوسیدگی ذرات را کاهش میدهد و آنها را به حالت اولیه خود بازمیگرداند که بسیار دورتر از حالت پوسیدگی اولیه میباشد. 
گستردگی این پدیده در هر دو حالت مطالعه با پیش بینی ها نیز همخوانی دارد و حداکثر طول عمر اتم های روبیدیوم ۳۰ برابر شد.
مکانیک کوانتوم و خودآگاهی 

الکترون ها و فلورنس از نشان دادن خاصیت موج خود جلوگیری کردند ، بشقاب های آلومینیومی سرد شده و ذرات ناپایدار در حال پوسیدگی یخ زدند -تحت نظر چشمان یک مشاهده گر دنیا تغییر میکند. چرا این پدیده مدرک برای تاثیر ذهن ما در کارکرد جهان نباشد ؟ خب شاید کارل جانگ و ولف گنگ پول (فیزیکدان اتریشی برنده ی جایزه نوبل و پیشگام در مکانیک کوانتوم ) درست میگفتند. اینکه قوانین فیزیک و خودآگاهی باید به عنوان مکمل یکدیگر در نظر گرفته شوند. 
ما تنها یک قدم به اعتراف این مسئله داریم که دنیای پیرامون ما تنها محصول گمراه کننده ای از ذهن ما است. 
یک قانون کلی و مهم وجود دارد: شما نمیتوانید سیستمی را بدون اثر متقابل در آن مشاهده یا اندازه گیری کنید و زمانی که یک اثر متقابل وجود دارد تغییری در خواص سیستم هم وجود خواهد داشت مخصوصا زمانی که یک سیستم کوانتومی تحت تاثیر اجرام
کوانتومی منحصر به فرد قرار میگیرد.


مترجم : آیدا صفری 
منبع : learning-mind.com 
آرش بوالحسنی-هوش فرازمینی
کانال تلگرا ما در زمینه کیهانشناسی و کوانتوم :
telegram.me/persiancosmology


تاريخ : ۱۳٩٤/۱٢/۱۸ | ۸:٥٠ ‎ب.ظ | نویسنده : arash | نظرات ()
  • ویندوز سون | آنکولوژی