ترفندهای رایانه

مرجع محتوای کاربردی پارسی

تصویربرداری از حالت گربه شرودینگر برای نخستین بار

فیزیکدانان برای نخستین بار موفق شدند زمانی که اتم ها در حال ورود به حالت گربه شرودینگر هستند، با جزئیاتی دقیق از آنها فیلمبرداری کنند و نشان دهند حضور همزمان در دو حالت کاملا متفاوت در مقیاس اتمی چگونه‌ است.

 

حالت های گربه شرودینگر,گربه شرودینگر

این تصاویر زمینه ایجاد اولین فیلم استاپ‌ موشن از حالت گربه ای اتم ها را فراهم کرد

 

محققان با استفاده از تکنیکی جدید توانستند جزئیات این رویداد را با دقتی برابر ۰٫۳ انگستروم، یا کمتر از پهنای یک اتم، در زمانی به کوتاهی ۳۰ میلیونیوم از یک میلیاردم ثانیه ثبت کنند. این تصاویر زمینه ایجاد اولین فیلم استاپ‌ موشن از حالت گربه ای اتم ها را فراهم کرد. گربه شرودینگر آزمایشی فیزیکی است که در سال ۱۹۳۵ توسط فیزیکدانی اتریشی به نام اروین شرودینگر مطرح شد که بر اساس آن گربه ای به صورت فرضی درون یک جعبه حاوی مواد منفجره قرار داده می‌شود که احتمال انفجار یا منفجر نشدن آنها پس از بسته شدن در جعبه ۵۰-۵۰ است. از آنجایی که این جعبه نیز به صورت فرضی ضد‌انفجار است، تا زمانی که در جعبه باز نشود کسی متوجه نمی‌شود که آیا انفجاری رخ داده و گربه کشته شده است یا خیر. این به آن معنی است که گربه به صورت همزمان دارای دو حالت مرده و زنده‌ است.

 

آنچه این سناریوی گیج کننده فرضی را پیچیده تر می کند این است که تا زمانی که در این جعبه فرضی بسته باشد، گربه در حالتی به نام برهم‌نهی قرار دارد، یعنی هم مرده‌است و هم زنده زیرا گربه باید در یکی از این دو حالت باشد و نمی‌تواند در هیچ یک از این دو حالت نباشد. اگرچه شرودینگر این فرضیه را با هدف ژرف‌اندیشی درباره طبیعت حقیقت در جهان هستی و نمایش عجیب بودن مکانیک کوانتوم مطرح کرده‌ بود، فیزیکدانان در چند دهه بعد دریافتند که اتم‌ها می‌توانند نسخه واقعی گربه شرودینگر را به نمایش بگذارند.

 

فیزیکدانان موسسه ملی فناوری‌ و استاندارد در سال ۲۰۰۵ توانستند با موفقیت حالت گربه شرودینگر را در آزمایشگاه ایجاد کنند، در این آزمایش ۶ اتم همزمان در حالت چرخش رو به بالا و چرخش رو به پایین قرار گرفتند، مانند اینکه اتم ها همزمان چرخشی ساعتگرد و پادساعتگرد داشته باشند. اصول این آزمایش پایه‌های ابتدایی کامپیوترهای کوانتومی را شکل داده و اگر چه فیزیکدانان در قرار دادن اتم‌ها در وضعیت برهم نهی تبحر زیادی به دست آورده‌اند، تاکنون کسی موفق به تصویربرداری از این رویداد نشده‌ بود. برای دستیابی به چنین تصاویری، گروهی از فیزیکدانان دانشگاه استنفورد و شتاب‌ دهنده ملی SLAC یک مولکول دو اتمی از ید ایجاد کردند.

 

تصویربرداری از گربه شرودینگر,تصاویر گربه شرودینگر

اولین و دقیق ترین فیلم پرتو ایکس جهان از مکانیزم داخلی یک مولکول ایجاد شد

 

دانشمندان این مولکول را با لیزر هدف گرفتند و لیزر باعث شد مولکول انفجارهای کوتاه پرانرژی را به خود جذب کند و به این شکل مولکول به دو نسخه برانگیخته و منفعل تفکیک شد. زمانی که این مولکول تفکیک شده توسط پرتو لیزری دیگری هدف قرار گرفت، ذرات نور یا همان فوتون‌ها از هر دو نسخه مولکول پراکنده شده و دوباره متراکم شدند تا هولوگرامی از جنس لیزر از این عملیات ایجاد کنند.

 

محققان این آزمایش را بارها و بارها تکرار کردند و توانستند مجموعه‌ای از تصاویر پرتو ایکس را از آن ثبت کنند تا به این شکل اولین و دقیق ترین فیلم پرتو ایکس جهان از مکانیزم داخلی یک مولکول ایجاد شود. فیزیکدانان نه‌ تنها توانستند از رفتار یک مولکول ید در جزئیاتی دقیق تصویربرداری کنند، بلکه می‌گویند تکنیک تصویربرداری که ایجاد کرده‌اند می‌تواند در داده‌های به دست آمده از آزمایش‌های پیشین نیز به کار گرفته شود.

 

منبع: bigbangpage.com – gizmodo.com

منبع : بیتوته

مجله