مشاوره رایگان تحصیلی
منو

دانشمندان آزمایش ذهنی دو شکاف اینشتین را ایجاد کردند!

+ 68
رأی شما
- 40

فیزیکدانانی از مرکز سینکروترونِ* SOLEIL در فرانسه با استفاده از شتاب دهنده ذرات توانستند بهترین موقعیت را برای درک آزمایش ذهنی که نخستین بار در سال ۱۹۲۷ توسط آلبرت اینشتین پیشنهاد شده بود، انجام دهند. به نظر می رسد اینشتین در جدال با بور شکست خورده است.

تصویری از شتاب دهنده ی ذرات SOLEIL در فرانسه

به گزارش انجمن فیزیک ایران، در نوعی از آزمایش بسیار محبوب دو شکافی، اندازه‌گیری‌ها جنبه‌ای از نظریه‌ی کوانتومی که اینشتین در صدد نامعتبر کردنش بود را تائید می‌کنند. این آزمایش به جای دو شکافیِ آزمایش اینشتین، از دو اتم برانگیخته استفاده می‌کند و نشان می‌دهد که هرگاه بتوان تعیین کرد از کدام اتم یک الکترون تابش کرده است، طرح تداخلی کوانتومی ناپدید می‌شود. اینشتین چندین بار تلاش کرد تا عدم قطعیت ذاتی در مکانیک کوانتومی را با مطرح کردن آزمایشاتی فرضی که در آن زمان قابل انجام در آزمایشگاه نبودند، رد کند. یکی از آن‌ها شامل اصل دوگانگی موج-ذره می‌شد که پیش‌بینی می‌کند دنباله‌ای از تک ذرات که از دو شکاف عبور می کنند، طرح پراشی موج‌گونه را روی پرده ایجاد خواهند کرد. این اثر به علت خاصیت موج‌گونه‌ی هر ذره است که به آن اجازه می‌دهد همزمان از هر دو شکاف عبور کند.

اینشتین می‌گفت، یک حسگر فوق العاده حساس می‌تواند اثرات شکافی که الکترون از آن عبور کرده را بدون اینکه طرح تداخلی را برهم بزند آشکار کند. این به نوعی ایستادن در برابر مکانیک کوانتومی بود و رقیب بزرگ اینشتین، نیلز بور، با این بحث که اگر آزمایشگر بداند الکترون از کدام شکاف گذشته است اصلاً طرح تداخلی رخ نخواهد داد و با آن مخالفت میکرد.

در حالی که آزمایش مذکور در آن زمان بدلیل ساده بودن مفهوم و در عین حال دشواری‌ تجربی‌اش کاملاً فرضی بود، همین نکات آزمایشگران امروزی را به طرز مقاومت ناپذیری به چالش کشیده است. در سال ۲۰۰۱، سرگ هاروچ (Serge Haroche) و همکارانش در پاریس این اصل را نشان دادند. آن‌ها برای شکافتن حالت داخلی تعدادی اتم ریدبرگ به دو حالت مختلف که قبل از باز ترکیب شدن با آهنگ‌های متفاوتی ظاهر می‌شدند، از پالس مایکروویو استفاده کردند. بعد از آن در ۲۰۱۱، جورج اشمیدمایر Jorge Schmiedmayer و همکارانش در دانشگاه صنعتی وین به تقریب نزدیکتری دست یافتند.

آزمایش دو-اتمی

اکنون، کاتالین میرن و همکارانش در شتاب دهنده ذرات SOLEIL با همراهانی از سوئد، فرانسه و رومانی به بازآفرینی آزمایش فرضی اصلی بسیار نزدیک شده‌اند. آن‌ها از یک مولکول دو اتمی اکسیژن که توسط تابش سینکروترونی و قابل تنظیمِ پرتوی ‌X در خط باریکه‌ی PLÉIADES برانگیخته شده است، استفاده می‌کنند. با تنظیم انرژی پرتوی X، محققان می‌توانند یک الکترون را تحریک کنند تا از مدار مولکولی داخلی به یک حالت مقید با انرژی زیاد یا به یک حالت دفعی که منجر به واپاشی مولکول می‌شود برود. بعد از این گذار، یکی از اتم‌ها، الکترون دیگری به نام الکترونِ آگر (Auger electron) تابش کرده و در این حین پس زده می‌شود. اگر الکترون اول به حالت مقید رفته باشد، دوباره به حالت پایه‌ی مولکولی برمی‌گردد و موقع رها شدن الکترون آگر، دو اتم با هم پس زده می‌شوند.

این یعنی اندازه‌گیری پس زنیِ اتم‌ها هیچ چیز در مورد اینکه کدام اتم الکترون را تابش کرده است نمی‌گوید. اما اگر الکترون به حالت دفعی رفته باشد، مولکول واپاشی می کند و دو تک اتم اکسیژن ایجاد می‌کند. چناچه الکترون آگر بعد از واپاشی مولکول آزاد شود، اتم‌ها دیگر با هم پس زده نمی‌شوند و اندازه‌گیری پس زنی اتم‌ها مشخص خواهد کرد که الکترون از کدام اتم تابش شده است. لذا، این دو اتم نقش شکاف‌های آزمایش فرضی را بازی می‌کنند و آزاد شدن الکترون مانند بیرون آمدن ذره از دو شکافی است. اگر پس زنی اتم ها با هم باشد، نمی‌دانیم الکترون از کدام شکاف گذشته است- اما اگر فقط یکی پس زده شود، آنگاه می دانیم کدام شکاف مورد استفاده قرار گرفته است.

به جای پرده،‌ تیم تحقیقاتی از دستگاه دست ساز منحصر به فرد و بسیار حساسی به نام EPICEA استفاده کرد که هر سه مولفه‌ی تکانه را هم در الکترون تابش شده و هم در اتم پس زده شده‌ی اندازه می‌ گرفت. میرن می‌گوید: «این در واقع چیزی بود که من برای رساله دکترای خودم بیست سال پیش ساختم».

اینشتین باز هم اشتباه کرد

با مرتبط کردن انرژی الکترون آزاد شده به زاویه‌ی بین تابش الکترون و محور مولکول دو اتمی در تعداد زیادی برخورد فوتون-مولکول، پژوهشگران به طور الکترونیکی «طرح تداخلی» را باز تولید کردند. با نگاه کردن به جابجایی داپلریِ یون پس زده شده، محققان همچنین توانستند با محاسبه نشان دهند که آیا یک یا هر دو اتم پس زده می شوند. وقتی دو اتم با تداخل زیاد غیر قابل تشخیص بودند، نوارهای تداخلی ایجاد می شدند (شکل را ببینید). در حالی که وقتی به وضوح معلوم بود که تابش از کدام اتم آمده است، باند پیوسته ای به وجود می‌آمد که اثری از نوارهای تداخلی در آن دیده نمی‌شد. نتایج با تقریب خوبی با محاسبات سطح بالای نظری در توافق است- و بار دیگر نشان می‌دهد که تعبیر درست از آزمایش فرضی متعلق به بور است.

نظریه و آزمایش: الکترون آگر در عمل

جورج اشمیدمایر این کار را «نمایش زیبایی از یک اثر بسیار بنیادی» می‌نامد و توضیح می‌دهد که با اینکه در اصل «فیزیکِ آزمایش هاروچ و آزمایش ما دقیقاً یکی است اما تاکنون در سایر مقالات، شکاف، فوتون یا چیزی شبیه به آن بوده است. در اینجا شما دو ذره‌ از ماده دارید که دو شکافیت را تشکیل می‌دهند. این‌ها گام‌هایی است که ما را به پیشنهاد اصلی اینشتین و بور نزدیک و نزدیکتر می‌کند». این تحقیق در Nature Photonics توضیح داده شده است.

در سال ۲۰۰۲، خوانندگانِ Physics World به آزمایش دو شکافی با الکترون‌ها به عنوان «زیباترین آزمایش» رای دادند.

*سینکروترون ( synchrotron) که اولین بار توسط لوییس آلوارز ابداع شد، نوعی از شتاب دهنده ذرات به شکل یک حلقه دایره‌یی است که با کمک میدان های الکتریکی و مغناطیسی، تابش الکترومغناطیسی تولید می کند ذراتی که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در یک محیط الکترومغناطیسی حرکت می‌کنند، در جهت حرکتشان، نوری منتشر می‌کنند که تابش سینکروترون یا نور سینکروترون نامیده می‌شود.

ترجمه: مریم ذوقی

bigbangpage.com

+ 68
رأی شما
- 40



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
کش آمدن فضا - زمان و انرژی (3 پاسخ)
بیگ بنگ چند گانه در جاهای مختلف (0 پاسخ)
سایت خرید و فروش پروژه (2 پاسخ)
آیا مولتی متر بدون باتری کار می کند؟ (3 پاسخ)
لکه های خوشیدی چگونه به وجود می آیند؟ (5 پاسخ)
جسم مجازی چیست؟ (13 پاسخ)
کمیت عامل شکل ( عملیات ریاضی) (0 پاسخ)
محاسبه چگالی میدان در فاصله مشخصی از سیم پیچ (1 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (25 پاسخ)
اثبات قاون پتانسیل کیرشهف با اصل بقای انرژی (1 پاسخ)
اختلال دو قطبی (0 پاسخ)
حل یک معادله دیفرانسیل (1 پاسخ)
موتور مثلث در شش ضلعی در دایره اشکال هندسی مزارع (0 پاسخ)
نسبیت (0 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (30 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (31 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (21 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (30 پاسخ)
همجوشی هسته ای (4 پاسخ)
اثبآت فرمول تغییر سطح (1 پاسخ)
حمام نمک (0 پاسخ)
گامی پیش‌تر به سوی آشکارساز امواج گرانشیِ مستقر در فضا (0 پاسخ)
انرژی در موج های مکانیکی (7 پاسخ)
خواص ذاتی ذرات؟! (10 پاسخ)
تصاويري از تجهيزات نظامي عجيب و غريب! (113 پاسخ)
تساوی صفر و یک؟؟ (5 پاسخ)
اثبات مساحت دایره (22 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (973 پاسخ)
منظور پروفسور حسابی از بی نهایت بودن ذرات چه بوده؟ (38 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (6 پاسخ)
حذف یا تضعیف میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
رنگ اجسام (3 پاسخ)
چرا نبایست با افراطی ها بحث کرد؟ (3 پاسخ)
میدان مغناطیسی اطراف یک ذره باردار به چه شکل است؟ (1 پاسخ)
پيدايش كاينات (0 پاسخ)
معرفی کانال های تلگرام فیزیک (8 پاسخ)
تابش لیزر به سطح کره ماه (5 پاسخ)
راکتور های هسته ای بی خطر (19 پاسخ)
یک پرسش دینامیکی در رابطه با اصطکاک (7 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (85 پاسخ)
زاویه بحرانی و اندازه ذرات (0 پاسخ)
استفاده از اثرات میدان مغناطیسی برای چرخیدن دائم جسم (1 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (73 پاسخ)
شوخي با شيمي (35 پاسخ)
فرگشت انسان (51 پاسخ)
توجیه عملکرد مدار شوکر (9 پاسخ)
مسیر حرکت رعد و برق و بارها (0 پاسخ)
سقوط آزاد و نیروی جزر و مدی (2 پاسخ)
مسئله: چهار گوی رسانای یکسان (2 پاسخ)
سقوط آزاد، پرتاب دو جسم با جرم‌های مختلف (8 پاسخ)
کشت ریزغده ابزاری جدید در مقابله با سرطان (0 پاسخ)
ببینید و لذت ببرید (4 پاسخ)
فرود آمدن عمودی بطری آب بر روی میز (1 پاسخ)
نیوتون چگونه حرکت بیضوی زمین را ثابت کرد؟ (15 پاسخ)
لطفا یه کتاب در زمینه فیزیک بهم معرفی کنید که ترجمه کنم (8 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (25 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (21 پاسخ)
زمین تخت گرایان (99 پاسخ)
کتاب مناسب برای کنکور (6 پاسخ)
مقالات فیزیک
دانشمندان مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی را مشاهده کردند!
آیا عصر حافظه‌های امروزی کامپیوترها تمام شده است؟
لباس‌های‌تان را برای شست‌وشو به باکتری‌ها بدهید!
دلیلی برای رد وجود حیات فرازمینی!
از بزرگ‌ترین خطری که اقیانوس‌ها را تهدید می‌کند چه می‌دانیم؟
ساختار و خواص جالب پوست تخم‌مرغ
معرفی خاص‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی، با ویژگی‌های منحصربه‌فرد
روش استتار به سبک آفتاب‌پرست‌ها امکان‌پذیر شد!
مصائب تلخ این روزهای مارک زاکربرگ
روزهای بازنشستگی کپلر نزدیک است!
این مرد قرون وسطایی چه چیزی در دست دارد؟
توانایی عجیب و غریب نوزادان، دانشمندان را شگفت‌زده کرد!
مژده به بیماران کلیوی؛ منتظر دیالیزی راحت‌تر باشید!
حرکات عجیب این دو کهکشان ناشی از چیست؟
سیستم شبه بلاک‌چین گوگل در فضای ابری منتشر خواهد شد.
جاذبه‌ی منطقه‌ی وان ترکیه چیست؟
رفتار عموزاده‌ی ما در غذاخوردن چگونه است؟
رویداد‌های نجومی اردیبهشت‌ماه ۱۳۹۷
کشف عجیب مینیاتوری در بدن انسان
آینده‌ی خودروهای خودران، مبهم‌تر از گذشته شد.
سنگین‌ترین اتم جهان چقدر وزن دارد؟
آینده‌ی اِتنا چقدر خطرناک و ویران‌گر است؟
فاصله‌ی ۷،۸۰۰ ساله‌ نوری زمین تا خوشه‌ای ستاره‌ای چگونه محاسبه شد؟
کشف اندامی جدید در بدن انسان
چگونه این یک میلیون نفر در آمازون پنهان شده بودند؟
کدو تنبل چگونه باعث ریزش مو در زنان می‌شود؟
جورابی که به کمک بیماران دیابتی می‌آید!
رازی باستانی از گونه‌ی انسان که در آب دهانش نهفته بود!
هابل از انعکاس نور ابرنواختری در دور دست‌ها خبر داد.
انقلاب بعدی چه زمانی رخ می‌دهد!؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
کشف بخار آب در جو سیاره‌ای فراخورشیدی (0+)
گونه‌های جدیدی از تاردی‌گراد در ژاپن یافت شد. (0+)
خبرهایی از انتشار ارز دیجیتال ملی ایران (0+)
آیا یادگیری در خواب واقعیت دارد؟ (0+)
عشاق، بیشتر دست یکدیگر را بگیرند. (0+)
آینده‌ی نگران‌کننده‌ی خودران‌ها در کالیفرنیا (0+)
رقص باشکوه کهکشان‌های مارپیچی (0+)
آیا بیماری‌های خود ایمنی درمان دارند؟ (0+)
سقوط تاج و تخت کیهانی (0+)
با وجود کمبود فسفر جنگل‌های گرمسیری چگونه رشد می‌کنند؟ (0+)
شما می‌توانید بی‌خوابی را از اجدادتان به‌ارث برده باشید. (0+)
نقش امدادی تکنولوژی در فاجعه‌ها (0+)
تصویری خیره‌کننده از کهکشان مارپیچی میله‌ای NGC3972 (0+)
ارتباط واریس با افزایش خطر بیماری شریانی خطرناک (0+)
دختربچه‌ای که راز سرخ‌پوستان باستانی را برملا کرد! (0+)
ادامه ...