اَبا اِباد

هم‌دوسی کوانتومی

هم‌دوسی کوانتومی

اگر ما از میلیاردها ذرات اتمی و زیراتمی تشکیل شده ایم که هریک از آن‌ها رفتاری کوانتومی از خود نشان می‌دهند، چرا خود ما رفتاری کوانتومی از خودمان نشان نمی‌دهیم؟ خب شما انتظار دارید که رفتاری که تک تک اعضای یک مجموعه نشان می‌دهند در نهایت خود مجموعه نیز نشان دهد. مثلا اگر الکترون‌های سازنده‌ی اتم‌های یک توپ تنیس، همگی رفتاری موجی از خود نشان می‌دهند و هرکدام نیز تابع موج مختص خود را دارند، چرا ما رفتار موجی را در توپ تنیس نمی‌بینیم؟ ما اگر بخواهیم که چیزی مثل توپ تنیس به عنوان یک جسم ماکروسکوپی، کوانتومی رفتار کند، بایستی آن را وادار کنیم که رفتاری موجی از خودش نشان بدهد. برای اینکار، ما باید اجزای آن را به گونه‌ای کنار یکدیگر قرار دهیم که رفتار موجی هماهنگ با یکدیگر داشته باشند.

اما چرا هماهنگ؟

مشکل از همینجا شروع می‌شود که وقتی شما ذرات زیادی که رفتاری موجی و تصادفی از خود نشان می‌دهند را کنار یکدیگر قرار می‌دهید، امواج مربوط به این ذرات با یکدیگر تداخل یافته و به طور میانگین در مقیاس ماکروسکوپی به صفر می‌رسد. در واقع، ما برای اینکه رفتار کوانتومی را در سطح ماکروسکوپی برای آن توپ تنیس ببینیم، بایستی رفتار موجی ذرات آن منسجم یا همدوس (coherent) باشد و همدیگر را خنثی نکند. اگر بتوانیم این انسجام را حفظ کنیم، خواهیم توانست رفتار موجی و کوانتومی را در سطح ماکروسکوپی برای آن توپ تنیس نیز ببینیم. اما چنین کاری به راحتی امکان پذیر نیست. اجازه دهید با یک مثال به بررسی این پدیده بپردازیم. البته باید توجه داشت که این مثال، جهت ساده سازی مساله است و پدیده‌ای که در واقعیت در دنیای کوانتومی با آن مواجه هستیم، بسیار پیچیده تر است.

تصور کنید تعدادی کودک در یک استخر آب مشغول بازی هستند. هر یک از این کودکان، امواجی را به‌ صورت‌ تصادفی و ناهمدوس (incoherent) با یکدیگر، در آب ایجاد می‌کنند. اگر شما گوشه‌ی استخر ایستاده باشید، امواجی که تک تک این کودکان ایجاد کرده اند را نمی‌بینید، چرا که این امواج یکدیگر را خنثی می‌کنند و شما اصلا موجی نمی‌بینید. اما اگر کودکان با یکدیگر هماهنگ شوند و ناگهان موجی را به همراه یکدیگر ایجاد کنند، آنوقت شما یک موج بزرگ در کناره‌ی استخر مشاهده می‌کنید. شما به این علت موج را می‌بینید، که کودکان با یکدیگر هماهنگ شده اند و امواج همدیگر را خنثی نکرده بلکه تقویت می‌کنند.

به این پدیده هم‌دوسی کوانتومی (Quantum Coherence) گفته می‌شود.

همانند این مثال، ذرات سازنده‌ی توپ تنیس نیز بایستی در حالت همدوسی باشند تا بتوانید رفتار کوانتومی را برای توپ تنیس ببینید.

– اَبا اِباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *