تم تأكيد تأثير Zeno: لا تتحرك الذرات ، إذا نظرت إليها


تم تأكيد طلاب الدراسات العليا في جامعة كورنيل يوغيش باتيل وسريفاتسان شاكرام وأستاذ الفيزياء موكوند وينجيلاتور في مختبر Ultracold Lab وهو

أحد أغرب التنبؤات بالنظرية الكمومية - التي لا يمكن للنظام تغييرها أثناء ملاحظتها - من خلال تجربة في جامعة كورنيل (الولايات المتحدة الأمريكية). يفتح العمل الباب أمام طرق جديدة بشكل أساسي للتحكم والسيطرة على الحالة الكمية للذرات ويمكن أن يؤدي إلى إنشاء أجهزة استشعار جديدة.

أجريت التجارب في مختبر Ultracold ، وهي مجموعة يقودها أستاذ الفيزياء Mukund Vengalattore ، الذي أسس أول برنامج للجامعة لدراسة خصائص المواد المبردة إلى 0.000000001ºK. تم نشر النتائج في 2 أكتوبر 2015 في مجلة Physical Review Letters.

قام الطلاب الخريجين يوغيش باتيل وسريفاتسان شاكرام بصنع وتبريد سحابة من حوالي مليار ذرة روبيديوم داخل غرفة مفرغة بين أشعة الليزر المتقاطعة. في هذه الحالة ، تصطف الذرات في شبكة مرتبة ، مثل بلورة صلبة. في الوقت نفسه ، يتجلى تأثير الأنفاق في درجات حرارة منخفضة جدًا عندما تنتقل الذرات من مكان إلى آخر في الشبكة. يقول مبدأ عدم اليقين الشهير في هايزنبرغ أن موضع وسرعة الجسيم مرتبطان ولا يمكن قياسهما بدقة في نفس الوقت. درجة الحرارة هي مقياس لسرعة الجسيمات. في ظل الظروف القاسية ، بالقرب من الصفر المطلق ، تكون سرعة الجسيمات في حدها الأدنى ، لذلك لديهم مجموعة متنوعة من المواقع: إذا نظرت إليها ، يمكن أن تكون الذرات في مكان واحد من الشبكة أو في مكان آخر.

أثبت الباحثون أن بإمكانهم كبح الأنفاق الكمومية من خلال ملاحظة الذرات بشكل متكرر . تم توقع ما يسمى بتأثير الكم الزيني ، المسمى باسم الفيلسوف اليوناني ، لأول مرة في عام 1954 من قبل آلان تورينج ، في عام 1978 ، وصف الفيزيائيان الأمريكيان بايديانات ميزرا وجورج سودارشان التأثير ، ووصفوه بعد المفكر اليوناني القديم زينو من إيليا. يعود اسم التأثير إلى أبينو زينو لرحلة السهم .

السهم الطائر بلا حركة ، لأنه في كل لحظة من الزمن يحتل موقعًا متساوًا ، أي أنه في حالة راحة ؛ نظرًا لأنه يقع في كل لحظة من الزمن ، فإنه يقع في جميع لحظات الوقت ، أي أنه لا توجد لحظة زمنية يقوم فيها السهم بحركة.

لوحظت هذه الظاهرة الغريبة في العالم الكمي. من حيث المبدأ ، يمكن "تجميد" النظام الكمي من خلال الملاحظات المستمرة والمتكررة بشكل متكرر.

أثبتت التجارب السابقة وجود تأثير Zeno في لفات الجسيمات دون الذرية ، وهذا هو أول عرض للتأثير على المستوى الذري.

وأوضح البروفيسور وينجيلاتور أنه أثناء التجربة لديهم سيطرة جيدة على الشبكة الذرية بحيث لا يمكنهم فقط تجميد حالتها ، ولكن أيضًا "ضبط" عملها عن طريق تغيير المعلمات لرصد الذرات. يتيح لك هذا الإعداد التسبب في تأثير "الكلاسيكية الناشئة" عندما تبدأ الذرات في التصرف وفقًا لأفكار الفيزياء الكلاسيكية. تختفي جميع التأثيرات الكمية.





تمت ملاحظة الذرات تحت المجهر الليزري للتصميم الأصلي.، مما تسبب في ذرات لتوهج لتسهيل الملاحظة. في غياب الإضاءة ، تنفق الذرات بحرية ، وبمجرد تشغيل الليزر ، يتم تقليل النفق بشكل حاد. قال يوغيش باتيل ، أحد مؤلفي العمل العلمي: "يمنح هذا تحكمًا غير مسبوق في النظام الكمي ، وربما حتى على الذرات الفردية". الذرات في هذه الحالة حساسة للغاية للتأثيرات الخارجية ، والتي يمكن استخدامها ، على سبيل المثال ، لتطوير جيل جديد من أجهزة الاستشعار شديدة الحساسية.

Source: https://habr.com/ru/post/ar385831/


All Articles