بوهر (Bohr) می گفت: «اگه از فيزيک کوانتوم شـُکه نشيد حتما نفهميديدش!» عقيده ی بور اين بود که فيزيک کوانتوم نفهميدنيه!

هرچند که آزمايشها به ما میگن که دنيای کوانتومی جاييه که از موج يا ذره پر شده اما اينکه بوهر درست فرض کرده تا حالا خارج از دسترسيهای علمی بوده.

اين هفته فيزيک پيشه ای به اسم شهريار صديق افشار (Shahriar Sedigh Afshar) آزمايشی ترتيب داده که مکتب کپنهاگی فيزيک کوانتوم رو به طور جدی لرزونده. هدف اين آزمايش اصل مکمل بوهر بوده. اين اصل چيه؟ اين اصل ميگه که يه ذره می تونه موج باشه يا ذره باشه اما در آن واحد نميتونه هر دوتاش باشه.

انشتين درباره ی اين اصل گفت که اين اصل درواقع هيچی نيست. اما او نتونست اينو ثابت کنه و اين اصل به صورت يه مکتب دست نخورده همين جوری مونده. خيلی از فيزيک پيشه ها با آزمايشهاشون از اين اصل حمايت کردن به جز آزمايش افشار.

چند وقت پيش هم پارسيوال از لحاظ نظری شبهه ای در اصل مکتب کپنهاگی در آورده بود. (منبع)

اصل بوهر برای سالهای متوالی بدون پرسش اينطور پذيرفته شده بود: حالت  انجام دادن ِ يک آزمايش خودش يک رخداد خاصيه که ميتونه تابع موج رو خراب کنه. با يه تعبير خيالی از يه دنيای پرشده از دنيا ميشه گفت: چيزای کوانتومی ميتونن رفتارهای چندگانه داشته باشن چون توی يه دنيای پر شده از بی نهايت دنياهای جدا جدا دارن زندگی می کنن. توی اين دنياها امواج ميتونن اطلاعات رو با سرعت بيشتر از نور انتقال بدن.

ريچارد فاينمن؛ برنده ی نوبل؛ بارها گفت که فيزيک کوانتوم خارج از فهمه. اما علم قدرت ِ اين رو داره که با انتقال از نظريه پردازی به آزمايش قدرت ِ فهم ما رو افزايش بده و هر دوشون رو مورد بررسی موشکافانه قرار بده.

يه قاعده ای هست بنام تيغ اوکسام (Ocaaum's razor) که ميگه اگه برای يه چيزی تعداد زيادی تعبير وجود داشته باشه بهترينش اونيه که بی دردسرتره. توی فيزيک کوانتوم به نظر ميرسه که اين قاعده بهش توجهی نشده. چون برای يه چيز فيزيکی نمی تونيم بگيم که موج بی دردسرتره يا ذره.

حالا اينکه آزمايش افشار با استقبال مواجه بشه يا نه؛ يه چيزی در مورد کار او قطعيه. اينکه اين کار يکی از بهترين رسوم علمی رو دنبال می کنه. اونم اينکه: مغما رو حل کن نه اينکه صورت مساله رو خط بزن. (exploring mysteries, not obscuring them)

شرح آزمايش شهريار افشار

نوع افشاری ِ آزمايش دوشکافی چيزيه که فکر ميشد که محاله. اين آزمايش نشان ميده که نور در يک زمان ميتونه هم موج باشه و هم ذره!

 

 

 

نور ليزر از هر دو تا سوراخ نوک سوزنی عبور ميکنه و با يه درشتنما (lens) متمرکز ميشه روی دو تا آينه و بعد هر کدوم از دو شعبه ی نوری به يه آشکارساز فوتونی مربوط به خودش ميره.

 

افشار يه دونه از اين سوراخها رو می بنده و خيلی با دقت يه توری از سيمهای افقی پشت درشتنما ميذاره. مقداری از نور از دور سيمها پراکنده ميشه که باعث ميشه تصوير تنزل کنه و همچنين باعث ميشه که به مقدار کم تعداد فوتونهايی که به آشکارساز ِ مربوط به سوراخ باز کم بشه.

 

افشار اون سوراخ بسته رو وا می کنه و تصوير بر ميگرده به حالت اولش. اون سيمها هم ديگه هيچ نوری رو تحت تاثير قرار نميده و تعداد فوتونهای رسيده به آشکارسازها برميگرده به حالت اولش. به نظر ميرسه که اين به اين دليله که سيمها در نوار تاريک تداخلی قرار داره (همون چيزی که براش گفتيم که سيمها بايد يه جای خاص قرار داده بشه). پس هيچ نوری بهش نميخوره.

فقط در صورتی که نور موج باشه ميتونه الگوی تداخلی بوجود بياره.

پس اين آزمايش به نظر ميرسه که به نور در يک زمان هم خاصيت ذره ای و موجی ميده.

اصل مقاله (New Scientists)

AUDIO(rm)

ترجمه: محمد حسين انصاری