Real Time Web Analytics آیا درهم تنیدگی با واقعیت درهم تنیده است؟! | دیپ لوک

آیا درهم تنیدگی با واقعیت درهم تنیده است؟!

0

آیا درهم تنیدگی برای توصیف جهان فیزیکی ضروری است یا ممکن است یک نظریه‌ی پساکوانتومی بدون درهم تنیدگی داشته باشیم؟ فیزیکدانان انگلیسی به کمک ریاضیات غیرمعمول سعی کردند به این پرسش پاسخ دهند و به نتایج بسیار جالبی رسیدند. نتایج این پژوهش اخیرا در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است. با دیپ لوک همراه باشید…

فیزیکدانان در یک تحقیق جدید، به صورت ریاضی ثابت کردند هر نظریه‌ای که محدودیت کلاسیکی داشته باشد، یعنی بتواند مشاهدات ما از جهان کلاسیکی را با بازیابی نظریه کلاسیکی تحت شرایط مشخص توصیف کند، باید شامل درهم تنیدگی باشد. اگرچه به نظر می‌رسد درهم تنیدگی بر خلاف شهود کلاسیکی است، اما دانشمندان نشان دادند آن یک ویژگی اجتناب ناپذیر، نه تنها برای نظریه کوانتوم، بلکه برای هر نظریه غیر کلاسیکی دیگر است، حتی نظریاتی که هنوز به آن‌ها پرداخته نشده است.

دانشمندانی از کالج سلطنتی لندن در مقاله‌ای که به تازگی در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کردند، درهم تنیدگی را به عنوان یک ویژگی اساسی برای هر نظریه غیر کلاسیکی مطرح کردند. آنها می‌گویند:

 نظریه کوانتوم در مقایسه با نظریه کلاسیکی، ویژگی‌های شگفت‌‌انگیز زیادی دارد. دانشمندان همیشه به این مسئله پرداخته‌اند که چطور جهان کلاسیکی از کوانتوم پدید می‌آید، ولی ما در جهت عکس حرکت کردیم تا ببینیم چگونه جهان کلاسیکی، کوانتوم را شکل می‌دهد. در حین انجام این کار، نشان دادیم که یکی از عجیب ترین ویژگی‌ها، یعنی درهم تنیدگی، به هیچ عنوان، ویژگی غیر منتظره‌ای نیست. این نکته نشان می‌دهد که بسیاری از شگفتی‌های ظاهری نظریه کوانتوم، پیامد اجتناب‌ناپذیر از گذر به ورای نظریه کلاسیکی یا شاید حتی پیامد عدم توانایی ما از گذر و پشت سر گذاشتن نظریه کلاسیکی است!

گرچه اثبات کامل این مسئله، بسیار مفصل است، اما ایده اصلی پشت آن، ساده است: هر نظریه‌ای که واقعیت را توصیف می‌کند باید تا حدی مانند نظریه کلاسیکی رفتار کند (این نظر بسیار شبیه به نظر نیلز بور در تفسیر کپنهاگی است). اگرچه این الزام، بسیار واضح به نظر می‌رسد، اما همانطور که فیزیکدانان نشان دادند، قیود قدرتمندی را بر ساختار هر نظریه غیر کلاسیکی اعمال می‌کند. نظریه کوانتوم، این الزام محدودیت کلاسیکی را از طریق فرآیند واهمدوسی (decoherence) برآورده می‌کند. وقتی یک سیستم کوانتومی با محیط بیرون برهمکنش می‌کند، سیستم، همدوسی کوانتومی‌اش و هر آنچه آن را کوانتومی می‌کند، از دست می‌دهد، پس کلاسیکی شده و مطابق انتظار نظریه کلاسیکی رفتار می‌کند.

اینجا فیزیکدانان نشان می‌دهند هر نظریه غیر کلاسیکی که نظریه کلاسیکی را پوشش دهد، باید شامل حالات درهم تنیده باشد. آنها برای اثبات این مساله، از برهان خلف استفاده کردند: چنین نظریه‌ای نباید دارای درهم تنیدگی باشد. سپس نشان دادند بدون درهم تنیدگی، هر نظریه‌ای که نظریه کلاسیکی را پوشش دهد، خودش باید نظریه کلاسیکی باشد؛ که این با فرض اولیه (نظریه مورد نظر باید غیر کلاسیکی باشد)، در تضاد است. از این نتیجه چنین بر می‌آید این فرض که «چنین نظریه‌ای نباید دارای درهم تنیدگی باشد» اشتباه است.

این نتیجه، تنها آغازی برای کشفیات جدید است، زیرا این احتمال را پیش رو می‌نهد که شاید بتوان هر ویژگی فیزیکی دیگر نظریه کوانتوم را به سادگی با الزام این که نظریه باید یک محدودیت کلاسیکی داشته باشد، باز تولید کرد. فیزیکدانان انتظار دارند ویژگی‌هایی مانند علیت اطلاعات، تقارن بیت و موضعیت ماکروسکوپیک، همگی از یک الزام واحد ناشی شوند. آنها می‌گویند:

 اهداف آینده ما این است که ببینم آیا ناموضعیت بل را نیز می‌توان به همین ترتیب از وجود یک محدودیت کلاسیکی استخراج کرد؟ بسیار جذاب خواهد بود اگر تمام نظریات جایگزین نظریه کلاسیکی، مجبور به نقض رئالیسم موضعی شوند. ما همچنین می‌خواهیم ببینم آیا بسطهای مشخصی از نظریه کوانتوم (مانند تداخل مرتبه بالاتر) را می‌توان با وجود یک محدودیت کلاسیکی کنار زد یا این محدودیت، قیود مفیدی را بر این نظریات پساکوانتومی اعمال می‌کند؟

بیشتر بخوانید:

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک و علاقه مند به فیزیک مدرن و فلسفه علم.

ارسال نظر

*