اَبا اِباد

خاصیت موجی یا ذره ای؟

خاصیت موجی یا ذره ای؟

این قسمت از ابیات حضرت مولانا، آنجا که می‌گوید هرکسی از ظن خود شد یار من، از درون من نجست اسرار من، امروزه آنقدر بر سر زبان‌ها افتاده است که گویی دیگر تبدیل به ضرب المثل شده و هرکسی می‌تواند در موقعیت‌های مختلفی از آن استفاده کند. من می‌خواهم این عبارت را نه از زبان خودم بلکه از زبان ذرات کوانتومی استفاده کنم.

ما در دنیای ذرات اتمی و زیراتمی، هم رفتار ذره‌ای را می‌بینیم و هم رفتار موجی را. یعنی شما می‌توانید آزمایشی مانند آزمایش دو شکاف یانگ طراحی کنید و اثبات کنید که فوتون‌های‌ نور، رفتاری موجی از خودشان نشان می‌دهند. یا می‌توانید با قرار دادن یک سنسور در روی یکی از شکاف‌ها در همان آزمایش، رفتار ذره‌ای فوتون‌های‌ نور‌ را ببینید. البته قبلا در این رابطه نوشته ام و اینجا می‌خواهم یک موضوع جالب را با شما خوانندگان محترم بررسی کنم. در واقع فوتون نور هم مانند حضرت مولانا می‌تواند بگوید که هرکسی از ظن خود، شد یار من. مثلا شما هیچوقت نمی‌بینید که مهندسان برق گرایش مخابرات، فوتون‌های نور را به صورت ذره بررسی کنند. بازه‌ی انرژی که آن‌ها با امواج الکترومغناطیس سر و کار دارند، محدود به امواج رادیویی و تلویزیونی‌ست. انرژی فوتون‌ها در این بازه آنقدر بالا نیست.

فرکانس این امواج بین ۳۰ هرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز است. از طرف دیگر طول موج این امواج نیز بسیار بلند و در حد یک میلی‌متر تا ده هزار کیلومتر است. خب در چنین سطحی از انرژی و با چنین طول موج بلندی، ما اصلا رفتار ذره‌ای از فوتون‌ها نمی‌بینیم. یک مهندس برق که با فوتون‌هایی در این بازه کار می‌کند،

چرا باید با در نظر گرفتن خاصیت ذره‌ای فوتون‌ها، معادلاتی که با آن‌ها کار می‌کند را پیچیده‌تر نماید؟

چیزی که او با آن سر و کار دارد، امواج است نه ذرات.

حالا برویم به سراغ کسانی که با فیزیک پزشکی سر و کار دارند. مثلا یک‌ متخصص رادیوتراپی که برای درمان بیماران، از پرتوهای گاما استفاده می‌کند را تصور کنید. حالا به ویژگی‌های پرتوی گاما نگاه کنیم. طول موج پرتوهای گاما بسیار کوتاه و کمتر از ده پیکومتر یعنی ده به توان منفی یازده متر است. فرکانس این پرتوها نیز بسیار بالا و در حد سی اگزاهرتز یا سه در ده به توان نوزده هرتز است. اعداد را با اعداد مربوط به امواج رادیویی مقایسه کنید. براحتی می‌توان مشاهده کرد که انرژی پرتوهای گاما چقدر بالاتر از امواج رادیویی‌ست. فوتون‌ها با چنین انرژی بالایی دیگر از خود رفتار ذره‌ای نشان می‌دهند.

از دید یک متخصص رادیوتراپی که با پرتوهای گاما سر و کار دارد یا حتی یک متخصص رادیولوژی که با پرتوهای ایکس که دارای انرژی کمتری‌ست، سر و کار دارد، فوتون ذره است. معادلاتی که این متخصصان در محاسبات خود به کار می‌برند، بیشتر ناظر به جنبه‌ی ذره‌ای بودن فوتون است نه موجی بودن آن‌. حالا فوتون می‌تواند می‌گوید هرکسی از ظن خود شد یار من. البته می‌تواند ادامه‌ی شعر را نیز بگوید که از درون من نجست اسرار من. چرا که فوتون یک ذره‌ی بنیادین است و ما نمی‌توانیم به درون آن نفوذ کنیم.

– اَبا اِباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

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