وابستگی کوانتومی(Quantum Entanglement)
یکی دیگه از پدیده های عجیبی که مکانیک کوانتومی پیش بینی میکنه، وابستگی
کوانتومی نام داره. قبل از اینکه راجع بهش توضیح بدم، باید شما رو با یه
اصطلاح آشنا کنم.
درجه آزادی:به هر مشخصه ای که در تعداد حالتهای یک سیستم تأثیر داشته باشه، یک درجه آزادی میگن..
مثلا
فرض کنید یه توپ داره حرکت میکنه. تکانه این توپ در راستای هریک از
محورهای مختصات، یه درجه آزادی رو نشون میده. چون با تغییر مثلا مؤلفه x
تکانه این توپ، به یه حالت جدید برای توپ میرسیم.
حالا فرض کنید سیستم
ما از سه تا توپ تشکیل شده. چون تغییر تکانه فقط یکی از توپها هم حالت
سیستم رو تغییر میده، باید گفت این سیستم، 9 درجه آزادی داره. حالا اگه
اسپین توپ، انرژی جنبشی و پتانسیل و . . . رو هم در نظر بگیریم میبینیم
سیستم ما ممکنه بیشتر از10 درجه آزادی داشته باشه.
(البته اینکه آیا متغیرهای وابسته مثل انرژی رو هم میشه درجه آزادی به حساب آورد یا نه رو مطمئن نیستم)
بعضی
وقتا در معادلاتی که برای توضیح یه سیستم کوانتومی ارائه میشن، این وضعیت
پیش میاد، که می بینیم یک درجه آزادی وابسته به یکی دیگه ست. یعنی بدون
اندازه گیری یکی، نمی تونید بگید اون یکی چه مقداری داره. حالا ممکنه این
دو درجه آزادی مال یه ذره باشن و ممکنه مال دو ذره مختلف باشن.
این
پدیده رو آلبرت اینیشتین، بوریس پودولسکی و ناتان روزن کشف کردن و اون رو
به عنوان انتقادی بر مکانیک کوانتومی مطرح کردن تا اینکه اروین شرودینگر
وارد گود شد و این پدیده رو به عنوان یکی از ویژگیهای مکانیک کوانتومی مطرح
کرد و بعد هم که در آزمایشگاه مورد تأیید قرار گرفت.
یه مثالی که میشه
زد، واپاشی ذرات زیر اتمیه. در این واپاشی ها، جفت ذره هایی تولید میشن که
در حالتهای خاصی قرار دارن. مثلا یکی از ذره ها باید اسپین پایین و اون
یکی باید اسپین بالا داشته باشه. این جفتها همیشه اسپین مخالف دارن اما شما
بدون اندازه گیری اسپین یکی، نمیتونید اسپین اون یکی رو تعیین کنید. نتیجه
اولین اندازه گیری غیر قابل پیش بینیه. 50% بالا، 50% پایین. اما وقتی
انجام بشه، نتیجه اندازه گیری دوم معلوم میشه:مخالف اولیه.
در این صورت، همونطور که متوجه شدید، مهم نیست این دو ذره چه فاصله ای با هم دارن.
راستش
این مقاله رو داشتم برای این مینوشتم که یکی از پدیده هایی که با سرعتهای
بالاتر از سرعت نور سر کار داره رو توضیح بدم. ولی الان که بهش فکر کردم
فهمیدم، کسایی که میگن این پدیده یعنی شکسته شدن سرعت نور، اشتباه میکنن.
اونا فکر میکنن، قضیه اینه که وقتی اندازه گیری اول انجام میشه، نتیجه یه
جوری، سریعتر از نور، به اطلاع ذره دوم میرسه و اون هم تغییرات مناسب رو
روی خودش انجام میده. این برداشت کاملا غلطه.
قضیه اینه که طبق مکانیک
کوانتومی، هر اندازه گیری، روی سیستم تأثیر میذاره. تأثیر این نوع اندازه
گیری هم این شکلیه. چرا؟خب اینو نپرسید. یادآوری میکنم که داریم راجع به
مکانیک کوانتومی حرف میزنیم.
بر اساس حرفایی که زدم، در چنین آزمایشاتی
نه ماده و نه اطلاعات با سرعت بالاتر از سرعت نور منتقل نمیشن(گرچه میشه
از این روش برای انتقال اطلاعات استفاده کرد! که در حال بررسیه)پس این
پدیده هیچ تناقضی با نسبیت نداره. خلاصه اینکه، نخیر سرعت نور شکسته نشد.
پدیده های دیگه ای هم هستن که چنین شبهه ای رو به وجود میارن که من هنوز اونا رو نفهمیدم. اگه فهمیدم به شما هم خبر میدم.