کاشفان رازهای عمل شبح وار ، سه دانشمند برای کار در زمینه مکانیک کوانتومی برنده نوبل فیزیک 2022 شدند - مجله سلنا

به گزارش خبرنگاران به نقل از گاردین اکادمی سلطنتی علوم سوئد روز سه شنبه در استکهلم بیان کرد آلن اسپکت 75 ساله، جان اف کلاوسر 79 ساله و آنتون زیلینگر 77 ساله با سهم های مساوی برنده این جایزه 10 میلیون کرونر سوئدی (900 هزار دلاری) شدند.

کار این سه نفر پدیده ای متمرکز بود که به درهم تنیدگی کوانتومی مشهور است و آلبرت اینشتین آن را عمل شبح وار را از راه دور می نامید. پژوهش در این زمینه نقش مهمی در کامپیوتینگ کوانتومی، انتقال ایمن اطلاعات و فناوری حسی دارد.

کلاف سردرگم درهم تنیدگی کوانتومی

درهم تنیدگی کوانتومی به طور خلاصه به معنای آن است که خواص یک ذره را می توان از برسی خواص ذره دومی استنتاج کرد که حتی در فاصله بسیار دوری از ذره اول قرار داشته باشد. آموزشگاه علوم سوئد هم در بیانیه اش می گوید یک شیوه آسان برای تصور در آوردن این پدیده این است که وقتی مجموعه از دو توپ سفید و سیاه وجود داشته باشد و قرار باشد یکی از آن دو را به شما بدهند. اگر توپ سفید را به شما بدهند، می دانید که توپ دیگر سیاه است.

اما نکته مهم این است که خواص هر یک از این دو ذره تا زمانی که مورد آنالیز قرار نمی گیرند، تثبیت شده نیست- اگر به مثال توپ ها بازگردیم، چنین وضعیتی به معنای ان است که هر دو توپ تا زمانی که به آنها نگاه نگردد، خاکستری هستند و پس از نگاه کردن به آنها است که یکی به سفید و یکی به سیاه بدل می گردد.

همین ویژگی است که در کانون شبح وارگی قرار دارد- نه عمل از راه دور، دو ذره یا دو توپ ظاهرا به طور ذاتی با هم پیوند دارند، بدون اینکه نیازی وجود داشته باشد سیگنالی میانشان فرستاده گردد.

شرح هایی برای شبح وارگی

یک امکان که برای شرح این پدیده بوسیله فیزیکدانان مطرح شد، این بود که این ذرات ممکن است بعضی اطلاعات مخفی یا متغیرهای پنهانی داشته باشند که خواص شان را تعیین می نماید. جان استوارت بل، فیزیکدان اهل ایرلند شمالی پیشنهاد کرد که می توان این موضوع را به این ترتیب به آزمایش گذاشت که دفعات متعددی از نوعی تعیین از یک تجربه را انجام داد و بعد به چگونگی همبستگی نتایج توجه کرد. این نظریه بعدها به نام نابرابری بل معروفیت یافت.

جان کلاوسر، فیزیکدان آمریکایی اکنون در شرکت کلاوسر و شرکا در والنات کریک کالیفرنیا مشغول به کار است، با الهام از کار بل با دانشمند درگذشته استوارت فریدمن تجربه ای را با استفاده از نور پولاریزه را انجام داد تا نشان دهد که ذرات، در این مورد فوتون های نور، حاوی اطلاعاتی پنهانی نیستند. به عبارت دیگر، در بازگشت به سناریوی توپ ها، این توپ ها دستورهایی پنهانی درباره اینکه کدام رنگ را به خود بگیرند، ندارند. در مقابل، همانطور که مکانیک کوانتومی پیش بینی می نماید اینکه کدام یک از توپ ها سیاه گردد کاملا به شانس مربوط است.

در آن هنگام کسی از نتایج این تجربه هیجان زده نشد. کلاوسر در مصاحبه ای در سال 2002 یادآوری کرد که چگونه پت تادئوس، مشاور تزش هنگامی که او به این حوزه علاقمند شد، اصلا تحت تاثیر قرار نگرفت.

کلاوسر گفت: به نظر او این کار وقت تلف کردن بود و من داشتم آینده کاری ام را خراب می کردم.

آلن اسپکت که اکنون در دانشگاه پاریس- ساکلی و مدرسه پلی تکنیک در فرانسه کار می نماید، تجربیات بیشتری انجام داد که سایر مفرهایی را که ممکن است نظریه متغیرهای پنهانی برای شرح نتایج به کار روند، بست.

زیلینگر و همکارانش در میان کارهایشان از جمله به کاوش درباره سیستم های درهم تنیده ای که شامل بیش از دو ذره هستند، پرداختند که منجر به نخستین تجربیات در زمینه دورنوردی یا تله پورت کوانتومی بود. این رویکرد شامل انتقال خواص یک ذره- معمولا فوتون- در فواصل بسیار طولانی به یک ذره دیگر بود. این تجربه که به سرپرستی زیلینگر که به خاطر علاقه اش به موسیقی جاز یا جز مشهور است، انجام شد، لقب آقای Beam را ارمغان آورد.

پروفسور جف فورشاو، فیزیکدان ذره ای در دانشگاه منچستر گفت اهدای جایزه نوبل به این سه دانشمند خبری فوق العاده بود.

او گفت: این سه نفر واقعا مستحق دریافت جایزه بودند، چرا پیشگامان فیزیک کوانتومی بودند. تجربه هایی که آنها انجام دادند عجیب وغریب ترین و احتمالا مهمترین جنبه نظریه کوانتوم یعنی درهم تنیدگی را تایید کرد.

دستاوردهای عملی درهم تنیدگی کوانتومی

فورشاو اضافه کرد امروزه دره م تنیدگی منبع اصلی بهره گیری کامپیوترهای کوانتومی و اساس نظریه مدرن اطلاعات است و بر نقش پیشگام جان استوارت بل هم که در بیانیه آموزشگاه علوم آمده است، تاکید نمود.

بیشتر بخوانید:

• آزمایشی برای تماشا درهم تنیدگی کوانتومی

• درهم تنیدگی کوانتومی تایید شد