التشابك الكمي في الفيزياء

click fraud protection

التشابك الكمومي هو أحد المبادئ المركزية لل فيزياء الكم، على الرغم من أنه يساء فهمه أيضًا. باختصار ، التشابك الكمي يعني أن الجسيمات المتعددة مرتبطة ببعضها البعض بطريقة تؤدي إلى يحدد قياس الحالة الكمية لجسيم ما الحالات الكمية المحتملة للجانب الآخر حبيبات. لا يعتمد هذا الاتصال على موقع الجزيئات في الفضاء. حتى لو قمت بفصل الجسيمات المتشابكة بمليارات الأميال ، فإن تغيير جسيم واحد سيؤدي إلى تغيير في الآخر. على الرغم من أن التشابك الكمي يبدو أنه ينقل المعلومات على الفور ، إلا أنه لا ينتهك السرعة الكلاسيكية للضوء لأنه لا توجد "حركة" عبر الفضاء.

مثال التشابك الكمي الكلاسيكي

المثال الكلاسيكي للتشابك الكمومي يسمى مفارقة EPR. في نسخة مبسطة من هذه الحالة ، ضع في اعتبارك جسيمًا مع دوران كمّي 0 يتحلل إلى جسيمين جديدين ، الجسيم أ والجسيم ب. يتجه الجسيم A والجسيم B في اتجاهين معاكسين. ومع ذلك ، كان للجسيم الأصلي دوران الكم من 0. يحتوي كل من الجسيمات الجديدة على دوران الكم من 1/2 ، ولكن لأنه يجب أن يضيف ما يصل إلى 0 ، واحد هو +1/2 والآخر هو -1/2.

هذه العلاقة تعني أن الجسيمين متشابكان. عند قياس دوران الجسيمات أ ، يكون لهذا القياس تأثير على النتائج المحتملة التي يمكن أن تحصل عليها عند قياس دوران الجسيمات ب. وهذا ليس مجرد توقع نظري مثير للاهتمام ولكن تم التحقق منه تجريبيًا من خلال اختبارات

instagram viewer
نظرية بيل.

شيء واحد مهم يجب تذكره هو أنه في فيزياء الكم ، فإن عدم اليقين الأصلي حول الحالة الكمية للجسيم ليس مجرد نقص في المعرفة. خاصية أساسية لنظرية الكم هي أنه قبل فعل القياس ، الجسيم حقا لا يملك حالة محددة ، ولكن في تراكب جميع الحالات الممكنة. من الأفضل صياغة ذلك من خلال تجربة الفكر الفيزيائي الكمي الكلاسيكي ، قطة شرودنغر، حيث ينتج عن نهج ميكانيكا الكم قطة غير ملحوظة حية وموتة في نفس الوقت.

الدالة الموجية للكون

إحدى طرق تفسير الأشياء هي اعتبار الكون بأكمله كوظيفة موجية واحدة. في هذا التمثيل ، ستحتوي هذه "الدالة الموجية للكون" على مصطلح يحدد الحالة الكمية لكل جسيم. هذا النهج هو الذي يترك الباب مفتوحًا للادعاءات بأن "كل شيء مرتبط" ، والذي غالبًا ما يتم التلاعب به (إما عن قصد أو من خلال الارتباك الصادق) للوصول إلى أشياء مثل أخطاء فيزيائية في السر.

على الرغم من أن هذا التفسير يعني أن الحالة الكمية لكل جسيم في الكون تؤثر على دالة الموجة لكل جسيم آخر ، إلا أنها تفعل ذلك بطريقة رياضية فقط. لا يوجد بالفعل نوع من التجارب التي يمكن أن تكتشف - حتى من حيث المبدأ - التأثير في مكان ما يظهر في مكان آخر.

التطبيقات العملية للتشابك الكمومي

على الرغم من أن التشابك الكمي يبدو وكأنه خيال علمي غريب ، إلا أن هناك بالفعل تطبيقات عملية لهذا المفهوم. يتم استخدامه لاتصالات الفضاء البعيد والتشفير. على سبيل المثال ، أظهر ناسا في مستكشف غبار الغلاف الجوي القمري والبيئة (LADEE) كيف الكم يمكن استخدام التشابك لتحميل وتنزيل المعلومات بين المركبة الفضائية والأرضية المتلقي.

حررت بواسطة آن ماري هيلمينستين ، د.

instagram story viewer