ووفقا لنظرية الكم، تتميز الجسيمات دون الذرية بوجود مزدوج، يتأثر بوجود "راصد" يلاحظ الإلكترونات. ما الفرق بين البشر والجسيمات ولماذا لا يمكن إرسال البشر إلى المحطة الفضائية؟
مجلة "المعهد".
في "أمراء العنبر التسعة" يحكي روجر زيلازني عن أمراء المدينة الحقيقية الوحيدة، الذين ينتقلون من نقطة إلى أخرى في الكون بينما يغيرون الواقع بقوة أفكارهم. وبعبارة أخرى، قد يكون العالم قابلاً للتنبؤ به، ولكن السلطة تُمنح. لذا، على سبيل المثال، فإن احتمالية أن يصل الإلكترون الذي يغادر نقطة واحدة إلى نقطة ثانية يعتمد على ما إذا كان شخص ما قد لاحظه في طريقه، أو قام بقياسه بطريقة أخرى. المراقب، وفقا لأحد المبادئ الأكثر شهرة في نظرية الكم، يغير النتيجة.
وقد أثبت العلماء في مركز أبحاث دون الميكرون في معهد وايزمان للعلوم هذا المبدأ سابقًا مع الإلكترونات. قاموا ببناء منشأة تجريبية بحجم ميكرون (ألف من المليمتر)، تحتوي على حاجز ذو فتحتين؛ مرت من خلالها أشعة إلكترونية، وتم إطلاقها نحو لوحة الهدف التي تم وضعها خلف الحاجز.
ووفقا لنظرية الكم، تتميز الجسيمات دون الذرية بوجود مزدوج، فهي من ناحية جسيمات من المادة، ولكنها في نفس الوقت موجات أيضا. يمكن للموجات المرور عبر الفتحتين في الحاجز في نفس الوقت، ثم الاشتباك مع بعضها البعض في أي نقطة على طول الخط المستهدف. وهذا التداخل يمكن أن يكون بنّاءً - فيصل الإلكترون إلى النقطة التي يحدث فيها التداخل، أو يدمر - ثم تلغي الموجات بعضها البعض، ولا يصل الإلكترون أبدًا إلى هذا المكان.
ما هو الجسيم الكمي؟
أحد الأسئلة المثيرة للاهتمام في هذا السياق هو "ما هو الجسيم الكمي" (الذي يمكن أن يتصرف كجسيم وموجة في نفس الوقت). فالإنسان مثلا لا يستطيع أن يتمتع بهذه المكانة المرغوبة، من بين أمور أخرى، لأن حجمه يعني أنه عندما يتحرك في البيئة، فإنه يخلق علاقات متبادلة مع العديد من العوامل في البيئة، التي تعمل بمثابة "المراقبين" الذين ينكرون عليه الوجود المتموج. واترك له إمكانية الوجود المادي فقط.
إذا كان الأمر كذلك، فأين يقع بالضبط الحد الفاصل بين العالم الكمي وعالم الأجسام الكبيرة؟ وفي أجزاء مختلفة من العالم، خلقوا بالفعل موجات من الجسيمات المتنامية والمتحركة، مثل "كرات بيكي"، وهي هياكل تحتوي على 60 ذرة كربون، وحتى من الفيروسات.
لا يمكن أن يحدث التداخل (الذي يشير إلى مرور الموجات عبر الفتحتين في الحاجز في نفس الوقت) إلا في حالة عدم وجود مراقبين في النظام أثناء تشغيله. وعند وضع "راصد" في النظام لملاحظة مرور الإلكترونات عبر إحدى الفتحات تتغير الصورة تماما: فإذا علم أن الجسيم مر عبر إحدى الفتحات، فمن الواضح أنه لم يمر عبر الفتحة الأخرى ، بحيث لا يكون هناك موجتان ولا تشابك. في هذه الحالة، سوف تتراكم هياكل الهيكل خلف الفتحتين اللتين مرت من خلالهما إلى الجانب الآخر من الحاجز. وهكذا يؤثر المشاهد على الواقع الذي يشاهده.
إحصائيات الجسيمات
والتجارب التي أجريت في الماضي في هذا المجال اعتمدت في الواقع على إحصائيات العديد من الجسيمات التي مرت عبر الكاشف، حيث يقوم كل من الجسيمات "الراصدة" بدور "راصد" مستقل ومفرد، ولا يوفر سوى جزء صغير من معلومات الكاشف بأكمله. لكن مؤخراً نجح البروفيسور موتي هايبلوم، وطالب البحث يزهار نيدر، والدكتورة ديانا ماهلو والدكتور فلاديمير أومانسكي من قسم فيزياء المواد المكثفة في معهد وايزمان للعلوم، في بناء منشأة تجريبية متقدمة، يتم من خلالها (أي حيث تمر عبر الفتحات الموجودة في الحاجز و"العارض الكمي" إلكترونات مفردة، واحدًا تلو الآخر.
في الواقع، كانت الإلكترونات الموجودة في العارض قريبة جدًا من الإلكترونات المارة، مما أدى إلى تدمير وجودها للتداخل. لذلك، عندما تم تفعيل "المراقب"، لم يكن هناك تعارض، وعندما لم يكن "المراقب" نشطًا، كان هناك صراع. وعندما تغيرت حساسية الراصد، والتي غيرت أيضًا درجة قدرته على المراقبة الدقيقة لموجات الإلكترون التي تمر عبر شقوق الحاجز، تم تسجيل انتقال مستمر من سلوك الموجة إلى سلوك الجسيمات.
وبعد أن تم تدمير نمط التداخل بالكامل، وتصرفت الإلكترونات كجسيمات لكل شيء، تم قياس النظامين في نفس الوقت: النظام الحاجز ذو الفتحات ونظام "المراقب الكمي"، أي "العالم كله" من وجهة نظر الإلكترونات. وفي هذا القياس، عاد التداخل إلى الظهور، والذي اختفى في القياس السابق، الذي تم فيه قياس الإلكترونات التي مرت عبر الحاجز فقط (ونتيجة لقياس "المراقب"، انتقلت إلى حالتها الجسيمية).
يعد تدمير التداخل وظهوره مرة أخرى دليلاً أساسيًا على تأثير المتفرج على النتيجة. لم يكن التحكم في ظهور واختفاء التداخل ممكنًا إلا في نظام متحكم به، مع مراقب واحد فقط. في الأنظمة المعقدة، مع وجود العديد من المراقبين (مثل الواقع الذي نعرفه جميعًا)، فإن وجود العديد من المراقبين غير المنضبطين يمنع في الواقع اكتشاف التداخل، وبالتالي يسبب الوجود المستمر لعرض الجسيمات. وهذا أحد الأسباب التي تجعل إطلاق البشر وإرسالهم يظل -في الوقت الحاضر- مجال أفلام الخيال العلمي.
