توصیف یک برهمکنش کوانتومی با استفاده از یک مدل کلاسیک

تاریخ : ۲۴ شهریور ۱۳۹۵

تعداد بازدید : ۱۱۰۱

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

در دنیای کوانتومی، همه‌ی قوانین استاندارد اعمال نمی‌شوند. اکنون محققان مدلی ارائه کرده‌اند که یک پدیده کوانتومی را به صورت یک شیوه کلاسیکی توصیف می‌کند.

گروهی از دانشمندان موسسه اوکیناوا دانشگاه علوم و فناوری ژاپن نشان دادند که می‌توان پدیده‌های کوانتومی را به صورت کلاسیکی نیز توضیح داد. نتایج آنها در مجله Physical Review چاپ شده است. فیزیک‌دانان ذرات کوچک (نوترون‌ها، الکترون‌ها، فوتون‌ها ) که تشکیل دهنده دنیای کلاسیکی هستند را به صورت مجزا یا به صورت تعداد بسیار کوچک مورد بررسی قرار می‌دهند، زیرا رفتار این ذرات در چنین مقیاس بسیار کوچکی کاملاً متفاوت است. اگر شما به تعداد ذرات مورد مطالعه اضافه کنید، در نهایت ذرات دیگر نمی‌توانند به صورت مکانیک کوانتومی رفتار کنند و باید به صورت کلاسیک در نظر گرفته شوند. اما مرز بین دنیای کلاسیک و دنیای کوانتومی کجاست؟
کوستانتینوف نویسنده مقاله می‌گوید:« ما می‌خواهیم درباره رابطه بین نور و ماده بیشتر بدانیم. با استفاده از نور مابه صورت میدان‌های الکترومغناطیسی تعریف می‌شویم: امواج رادیویی، میکروامواج یا نور که همه آنها توسط قوانین مشابهی در فیزیک توصیف می‌شوند. توسط ماده ما به معنای مجموعه‌ای از ذرات بسیار کوچک همانند اتم‌ها یا الکترون‌ها هستیم.»
به طور ویژه نظر گروه به اتصال قوی جلب شد که یک پدیده با اثر کوانتومی است. اتصال قوی زمانی‌است که نور و ماده هر دو توسط برهمکنش‌ها تحت تاثیر قرار می‌گیرند. این یک موقعیت غیر عادی است، زیرا در اکثر مواقع نور تحت تاثیر برهمکنش‌ها قرار نمی‌گیرد. برای درک بهتر یک قایق در آقیانوس را در نظر بگیرید که توسط امواج تحت تاثیر قرار می‌گیرد اما قایق تاثیری بر روی آقیانوس ندارد. برای فهمیدن اینکه آیا این نوع از اتصال قوی را می‌توان با قوانین کلاسیکی توضیح داد یا نه، محققان مجموعه‌ای از الکترون‌ها از سطح هلیوم مایع برداشتند که تنها در دماهای بسیار پایین می‌توانند وجود داشته باشند. در ادامه محققان الکترون‌ها را به درون یک حفره شامل میکروامواج الکترومغناطیسی انتقال دادند که در آن الکترون‌ها و امواج توانایی برهمکنش را دارا هستند.
کوستانتینوف می‌گوید:« ما تغییرات شدیدی در فرکانس موج الکترومغناطیسی در هنگام برهمکنش آنها با الکترون‌ها مشاهده کردیم. همچنین تغییرات شدید در فعالیت الکترون‌ها نیز مشاهده شد.»
با استناد به این شواهد، محققان موفق به ایجاد یک مدل کلاسیکی شدند که پدیده اتصال قوی را توصیف می‌کند. این بدین معنی است که اتصال قوی با مقادیر زیاد ذرات را می‌توان بجای طبقه‌بندی در دنیای کوانتومی در دنیای کلاسیک طبقه‌بندی کرد. درک اتصال قوی و رابطه آن با کوبیت‌ها در توسعه و پیشرفت پردازش کوانتومی بسیار تاثیرگذار است.

منبع : http://www.asianscientist.com/2016/08/in-the-lab/classical-model-quantum-physics/

نظر شما