Real Time Web Analytics دانشمندان موفق به کشف ارتباط همدوسی کوانتومی و نور غیر‌کلاسیک شدند | دیپ لوک

دانشمندان موفق به کشف ارتباط همدوسی کوانتومی و نور غیر‌کلاسیک شدند

0

با گسترش نظریه‌های فیزیکی مبتنی بر فناوری اطلاعات کوانتومی، تلاش برای بیان مفاهیم کلاسیک فیزیکی بر اساس مفاهیم جدید و در یک چهارچوب مدون و یکسانِ کوانتومی، بخشی از تحقیقات فیزیکی را به خود اختصاص داده است. همدوسی کوانتومی اگرچه یک ویژگی اساسی مکانیک کوانتومی به شمار می‌آید، اما تاکنون در رسیدن به چنین چارچوبی، ناکام بوده است، اما اکنون گروهی از دانشمندان توانسته‌اند ارتباطی میان همدوسی کوانتومی و پدیده‌ی نور غیر‌کلاسیک برقرار نمایند. نتیجه‌ی این پژوهش که در آخرین شماره مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شده، درهای جدیدی برای کشف یافته‌های جدید پیش روی فیزیکدانان گشوده است. با دیپ لوک همراه باشید…

توانایی توضیح پدیده‌های ظاهرا متمایز، در یک چارچوب کلی یکسان، یکی از اهداف مهم در فیزیک است. حالا گروهی از فیزیکدانان دانشگاه ملی سئول نشان داده‌اند دو مفهوم مستقل و توسعه یافته‌ی همدوسی کوانتومی و نور غیر‌کلاسیک ، هر دو از یک منبع بنیادی به‌وجود می‌آیند. یکی از این دانشمندان می‌گوید:

نتایج یافته‌های ما منجر به اتحاد دو مفهوم توسعه یافته و مستقل از یکدیگر در حوز‌ه‌های فناوری اطلاعات کوانتومی و اپتیک کوانتومی شده است: مفهوم همدوسی کوانتومی (quantum coherence) که اخیرا بر اساس چهارچوب‌های مبتنی بر نظریه‌های کوانتومی توسعه داده شد؛ و مفهوم نور غیر‌کلاسیک یا نور کوانتومی که از دهه‌ی ۱۹۶۰ براساس نظریه‌ی کوانتومی بودن نور ارائه گردید.

یکی از پرسش‌های مهم در فیزیک، چگونگی ایجاد ارتباط بین «کوانتومی» و «کلاسیک» بودن پدیده‌ها و همچنین چگونگی بیان میزان درجه‌ی «کوانتومی» شدن حالت‌هاست. در این پژوهش، روشی برای تعیین میزان همدوسی یک برهم نهی از حالت‌های همدوس، توسعه یافته است. این اطلاعات اساسا به چگونگی کوانتومی بودن در مقابل چگونگی کلاسیک بودن حالت‌ها می‌پردازد که برای بسیاری از کاربرد‌های نظریه اطلاعات کوانتومی مفید خواهد بود.

در جریان انجام این کار دانشمندان دریافتند منابع مشابهی که برای اندازه‌گیری همدوسی کوانتومی مورد استفاده قرار می‌گیرند را می‌توان برای اندازه‌گیری نور غیر‌کلاسیک نیز استفاده کرد. با استفاده از این یافته‌ها می‌توان برخی از مشاهدات پیشین مانند همدوسی و نور غیر‌کلاسیک و تبدیل آن به درهم تنیدگی کوانتومی را نیز توضیح داد. همانطور که نتایج جدید نشان می‌دهد، درهم تنیدگی نور غیر‌کلاسیک ممکن است به نوعی از همدوسی نور تعبیر شود. به گفته یکی دیگر از اعضای این تیم تحقیقاتی:

استفاده از ایده‌های جدید برای بررسی مفاهیم قدیمی، روشی جذاب برای وسعت بخشیدن بینش در مورد پدیده‌های فیزیکی به حساب می‌آید. در این مورد، منشا نظریه همدوسی یک ایده‌ی نسبتا جدید برای فیزیکدانان است، در حالی که غیر کلاسیک بودن نور، یک مفهوم بسیار قدیمی و توسعه یافته به شمار می‌رود. با ایجاد ارتباط بین این دو مفهوم، امیدواریم بتوانیم نوعی اشتراک در بیان این پدیده‌ها ایجاد نماییم: ابزار و بینش‌هایی که از نظریه همدوسی به دست می‌آوریم را می‌توان برای دستیابی به درک بیشتر نور غیر‌کلاسیک و یا برعکس استفاده کرد، مثلا کار ما نشان می‌دهد، این واقعیت که همدوسی کوانتومی نور و غیر‌کلاسیک بودن آن هر دو می‌توانند به درهم تنیدگی کوانتومی تبدیل شوند، صرفا تصادفی نیست.

اعضای این گروه معتقدند که ادغام این مفاهیم ممکن است در آینده منجر به اکتشافات غیرمنتظره گردد:

فیزیکدانان تمایل دارند پدیده‌های مختلف را به جای در نظر گرفتن آن‌ها به طور جداگانه، در یک چهارچوب یکسان مقایسه نمایند. ما نشان دادیم چنین چیزی ممکن است، اگرچه لزوما دستیابی به آن کار ساده‌ای نخواهد بود. این حقیقت که به کمک روشی می‌توان همدوسی سیستم‌های مجزا و پیوستگی نور غیر‌کلاسیک را بررسی نمود، خود باعث ایجاد روش‌هایی برای مطالعه اثرات غیر‌کلاسیکِ ناشی از تلاقی این دو حوزه خواهد شد. این حوزه‌های حد‌واسط، احتمالا منجر به ظهورِ پدیده‌های کوانتومی جدید و جالب می‌شوند.

محققان، در آینده قصد دارند ارتباط بین این دو پدیده را بررسی کنند، با این امید که به نتایج کاربردی‌تری دست یابند. یکی از اعضای این گروه بیان داشت:

در حال حاضر، ما هنوز در مراحل اولیه تلاش برای استفاده از همدوسی کوانتومی با نور غیر‌کلاسیک در یک چهارچوب یکسان هستیم.  تحقیقات درباره همدوسی کوانتومی دارای جنبه‌های امیدوار کننده و کاربردی خواهد بود، اگرچه نگرانی‌هایی در مورد متغیر‌های پیوسته، جنبه‌های کوانتومی نور و یا بالعکس نیز وجود دارد که ما در تلاش برای یافتن و برطرف کردن آنها هستیم. همانطور که قبلا نیز ذکر شد، ما همچنین علاقمند به مطالعه حوزه‌هایی هستیم که نور غیر‌کلاسیک با سیستم‌های گسسته مانند اسپین‌ها یا اتم‌ها برهمکنش می‌کند. این یک جزء کلیدی از فناوری اطلاعات و ارتباطات کوانتومی است (که نور با ماده در تعامل دارد)، بنابراین امیدواریم غیر‌کلاسیک بودن در این حوزه‌ها، در نهایت بتواند به یافته‌های کاربردی‌تری تبدیل شود.

دکترای شیمی معدنی از دانشگاه فردوسی مشهد علاقه مند به بیو شیمی معدنی و شیمی محاسباتی مخصوصا بررسی نقش فلزات در سیستم های زیستی مانند نقش آهن در تالاسمی!

ارسال نظر

*