مثل هذا الوضع "المستحيل" ممكن في العالم الغريب الذي تصفه نظرية الكم. ومن أجل الوصول إلى عالم الكم، قام الفريق بتبريد الذرة إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 100 نانوكلفن (واحد على عشرة ملايين من الدرجة فوق "الصفر المطلق")، وهي أبرد درجة حرارة عرفتها البشرية في الطبيعة أو في المختبر.
فريق من الفيزيائيين منمجموعة الرقائق الذرية وفي جامعة بن غوريون التي ضمت طالب الدكتوراه شمعون مخلوف والباحث الدكتور يوناتان يافي والبروفيسور رون بولمان، نجح بمساعدة مجال مغناطيسي ثابت في جعل الذرة موجودة في مكانين في نفس الوقت.
مثل هذا الوضع "المستحيل" ممكن في العالم الغريب الذي تصفه نظرية الكم. ومن أجل الوصول إلى العالم الكمي، قام الفريق بتبريد الذرة إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 100 نانوكلفن (واحد على عشرة ملايين من الدرجة فوق "الصفر المطلق")، وهي أبرد درجة حرارة عرفتها البشرية في الطبيعة أو في المختبر.
نُشرت مؤخرًا المقالة التي تصف هذه التجربة المعقدة جدًا في مجلة Nature Communications. إن النجاح في خلق الحالة الغريبة التي تسمى باللغة المهنية حالة التراكب، يسمح بإلقاء نظرة نادرة على عالم الكم ومبادئه. إلى جانب الأبحاث الأساسية المتعلقة بإحدى الثورتين الفيزيائيتين في القرن العشرين، فإن حالة التراكب تتيح أيضًا التطورات التكنولوجية مثل أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي أو أنظمة قياس مجال الجاذبية (على سبيل المثال لاستكشاف المياه والنفط) بحساسية غير مسبوقة.
التراكب المكاني هو حالة يتم فيها العثور على جسيم كمي واحد في "نسختين" (أو أكثر) موجودتين في أماكن مختلفة في نفس الوقت. وفي هذه الحالة الخاصة، تحتفظ النسخ المختلفة فيما بينها بعلاقة خاصة تحدد خصائص الجسيم عندما تلتقي النسخ مرة أخرى. هذه النسبة، التي تسمى "الطور"، حساسة جدًا للقوى المؤثرة في بيئة النسخ، وبالتالي يمكن استخدامها لقياس دقيق جدًا لهذه القوى. تتيح هذه الحساسية تطوير تطبيقات تكنولوجية متنوعة، كما تتيح إجراء بحث دقيق لأساسيات نظرية الكم، بالإضافة إلى البحث عن قوى جديدة وفيزياء جديدة.
وقام الفريق البحثي بتبريد سحابة من الذرات في الحالة الغازية، وجعل السحابة بأكملها تدخل في حالة التراكب، بحيث دخلت كل ذرة في السحابة في حالة التراكب. في المجموع، تم تبريد حوالي عشرة آلاف ذرة إلى حالة تكثيف بوز-آينشتاين. مثل هذا التبريد الشديد أكسب العلماء الذين نجحوا في ذلك لأول مرة جائزة نوبل (2001). لقد تم أيضًا وضع الذرات في حالة تراكب من قبل.
الابتكار في العمل الحالي هو استخدام المجالات المغناطيسية الثابتة. في عام 1921، اكتشف العلماء أن الإلكترون، وكذلك الذرة التي يوجد فيها، عبارة عن مغناطيسات صغيرة وأن المجالات المغناطيسية الساكنة يمكن أن تمارس عليها قوة (تأثير ستيرن-غيرلاخ). وبمجرد اكتشاف هذه الظاهرة، كان من الواضح أنه سيكون من الممكن استخدامها لخلق حالة من التراكب، ولكن بعد عدة حسابات، أدرك العلماء بسرعة أن هذا سيكون من الصعب للغاية القيام به. في الواقع، ما يقرب من مائة عام من المحاولات أنتجت الفخار. وبمساعدة العديد من التغييرات التي أجراها على الفكرة الأصلية، نجح فريق البحث في جامعة بن غوريون الآن في تنفيذ المهمة.
تعليقات 47
لماذا يتم نشر المقال بدون اسم الناشر؟
فهم القيمة
أعتقد أنني لم أفهم شيئا
ميترا وأميت
المقال غير مكتوب بشكل واضح بل وهناك أخطاء فيه. التجربة هي تجربة مجهرية
وهي ليست ذرة واحدة. إنها مجموعة من الذرات المتطابقة الموجودة في حالة الآلة
تكثيف بوز أينشتاين. ليس من الممكن التفريق بين الذرات، لذلك يمكنك التعامل معها جميعا
وكأنهم ذرة واحدة كبيرة. تنقسم الدالة الموجية لهذه "الذرة" الكبيرة إلى قسمين.
ولذلك، في الممارسة العملية يتم تنفيذ ذلك على أجسام كبيرة والحقيقة هي أنه يمكنك أن ترى
صورة للحالة. أعتقد أن هناك على الأقل بضعة ملايين من الذرات في الصورة التي ترونها.
ميترا، الذرات التي تشكل الصورة لا يمكن تمييزها عن بعضها البعض وعن وظيفتها الموجية
تتركز في مكانين في نفس الوقت.
السيد يوآف المحترم.
إن إعادة الزمن هو قليل من الفيزياء، قليل من التجارب، قليل من الاتصالات، قليل من تكرار الواقع الذي يعيد نفسه، قليل من دازي وو، قليل من الحديث عنه في التلفاز وحذفه لاحقًا، قليلًا من جمع معلومات محدودة عن ثلثي ضحايا الحدث، وقليلًا من محاولة متابعة علاقة المعرفة في رعاية المستقبل، وقليلًا من مقابلة نفسي، أحيانًا كبار السن و أحيانًا صغيرًا من منظور وعندما حدث لي ذلك أرسلني للبحث عن مكان للنوم ليلاً. مع الاحترام، مرة أخرى مع الاحترام
عزيزي تهب الماء
لقد مضى وقت طويل منذ أن التقيت بنفسي؟
ماذا فعلت بالنميمة عنك؟
عزيزي الزميل المحترم، مرحبا
لو قرأت ردي الذي لا بد أنه نسي منذ زمن طويل لأنه موجود في الصفحة السابقة، لرأيت شهادتي بأنني قابلت نسخة جسدي في انقلابات الزمن. صدق أو لا تصدق، ولكن هذه هي شهادتي
فهل يصح القول أنه لا يمكن تطبيقه على الأجسام الكبيرة، لأن ذلك يتطلب معرفة مكان وسرعة عدد هائل من الذرات في نفس الوقت؟
عزيزي ميترا، يقولون أنك إذا وقفت على إحدى النسختين، فإن النسخة الأخرى تتقارب في الزمن (شيء من هذا القبيل)
ماذا يحدث إذا قمت باستبدال هذه الذرة "النسخة" بذرة أخرى؟ هل هناك شيء يحددهم ويفصلهم؟ أو ماذا يحدث، إذا كان من الممكن إلغاء إحدى هذه الذرة "النسخة"؟
على شرف السيد العزيز
إذا قارنت البشر مرة أخرى بأرواح أجهزة الكمبيوتر، يمكنك أن ترى أن "أجهزة الكمبيوتر" علميًا يمكنها القيام بكل الأشياء التالية. بإخلاص
ممتع
نعم بالتاكيد. نحن نعلم أن هناك مخدرات تجعل الناس يتحدثون هراء….
ألا يتعلق الأمر بتعدد الأبعاد وواقع الذرة في عدة أماكن؟
الكتب المقدسة اليهودية مليئة بأمثلة لأشخاص من لحم ودم عرفوا كيف يقومون بـ "التفرد" و"صعود الروح" ويجدونه في الوقت المناسب في عدة أماكن
(أعلم أن الأمر يبدو وهميًا، لكن هناك شهادات من معاصرينا عن "بائع الحليب" الحاخام حاييم عزرا هكوهين من جفعتايم [أطال الله سنيه بالخير!] والتمييز بين الأحياء والأموات - الشيء نفسه ينطبق على الأول حاخام المشرق لتسيون الحاخام مردخاي إلياهو زي "E"
هل هناك أي ادعاءات علمية يمكن أن تفسر مثل هذه الظاهرة؟
لا يمكنك التعامل مع "مثل هذه الحجة" إلا عندما تكون حجة.
ما قلته ليس حجة بل كلام لا أساس له ولا معنى له
من قال أنها "نفس الذرة" أو "نفس العنقود"؟ لدي تفسير مختلف لما تراه هنا.
ما يحدث هو أنها تجعل المادة تفقد أبعادها وتكشف عن نفسها في أربعة - بعدنا.
فهل يمكن التعامل مع مثل هذه الحجة بما هو معروف اليوم؟
إذا قامت إسرائيل ببناء مركز أبحاث للحوسبة الكمومية وكانت ميزانيته مماثلة لميزانية معهد وايزمان، فستكون إسرائيل واحدة من أغنى الدول في العالم، وهذا فقط من الإتاوات.
ربما تتحرك الذرة بسرعة كبيرة بحيث تبدو وكأنها في مكانين
لكن في الواقع هو في مكان واحد وسرعة التصويب منخفضة جدًا مقارنة بحركته
والذي يبدو وكأنه في مكانين.
"أنا" ليس صحيحا ما تقوله. إن عملية الانهيار ليست جزءًا من نظرية الكم، بل هي شيء ضروري لفهم النتائج
ترى نظرية الكم أن الجسيم يمكن أن يكون في حالة تراكب من الحالات، لكن الدالة الموجية تنهار إلى حالة واحدة عندما يتم قياسها، وهو ما يتناقض تمامًا مع ما أظهره العلماء. يبدو محيرا. هل من الممكن أن يكون الانقسام الذي حصلوا عليه بسبب تأثير ستيرن جيرلاخ فقط؟
أشباح:
أفترض أن المعنى حرفي: "ثابت" = "لا يتغير"
إسرائيل:
فإن كان يبلل بالماء فلا بأس، لكن كلمة ترطيب لها معاني أخرى أعتقد أنها أنسب هنا
وكما يمكن تعلمه من بعض الردود، فإن المقال مكتوب بالفعل بطريقة غير واضحة وغير دقيقة. جمل مثل "من أجل الوصول إلى عالم الكم، قام الفريق بتبريد الذرة إلى درجة حرارة تقارب 100 نانو كلفن" غير صحيحة وتسبب ارتباكًا. قام الفريق بتبريد مجموعة من الذرات (تبريد ذرة واحدة عادة لا معنى له). يؤدي تبريد مجموعة من الذرات إلى درجات حرارة منخفضة للغاية إلى أن تتصرف مجموعة الذرات بشكل مشابه للدالة الموجية لذرة واحدة، ويُعرف هذا الوضع باسم تكثيف بوز-آينشتاين. ترى في الصورة صورة لمجموعة من الذرات تتشابك مع نفسها، حيث التشابك هو مؤشر التراكب.
بالإضافة إلى ذلك، وعلى الرغم مما هو مكتوب في نهاية المقال، فإن الباحثين لم يستخدموا المجالات المغناطيسية الساكنة بل المجالات المغناطيسية التي تتغير مع مرور الوقت. الإنجاز الموصوف في المقال هو في النهاية تكنولوجي وأقل أهمية من الناحية العلمية.
لا خطوة على المياه لدينا.
وهو الوحيد الذي يرطب المناقشات الجافة هنا قليلاً.
ماشيل
لقد حصلت لي في وقت مبكر مع الرد.
إذا كنت هنا بالفعل وما زلت هنا: ماذا يعني "المجال المغناطيسي الثابت" في سياق المقال؟
هل تتنفس الماء أيضًا؟
تعال! فهل هناك أيضا ميا يلهث؟ جمال! لا بد أنك قابلتها في الحفلة قبل أن تتحول العربة إلى يقطينة أو أنها كانت تنتظرك في المنزل عندما تعود في الوقت المناسب حسب تعليمات والدتك
لا أحب حقًا أن أتصادم معك ومع نعيباتك، لكن أحد الأشياء التي عدت في الوقت المناسب من أجلها هو مقابلة "أميرتي" والتقيت بها.
وأخيرا اكتشفت هذا الشيء تهب الماء!
في كل مرة يخرج من المنزل تقول له أمه "ارجع في الوقت المحدد" فيطيعها ويعود في الوقت المناسب وإلا ستتحول عربته إلى يقطينة.
فقط بعد "الاضطرار إلى اتخاذ القرار" يمكن للذرة العودة في الوقت المناسب وتثبيت مكانها
ديكال، أولاً لا يوجد في الواقع قانون حفظ المادة (هناك حفظ للطاقة، المادة هي شكل من أشكال الطاقة)
ولكن إذا أجبت على أي حال بتحريك اليدين، فإن الجسيم ليس في مكانين في نفس الوقت، فهو "نصف" هنا و"نصف" هناك، لذلك حتى في مفاهيم "حفظ المادة" ينجح الأمر
القلب، Y، النقطة والكف:
ومعنى التراكب هو أن الدالة الموجية للذرة موجودة في أماكن مختلفة في الفضاء. يمكن فهم الدالة الموجية على أنها احتمالية العثور على الذرة في مكان معين.
عند التقاط صورة، يجب على كل ذرة "أن تقرر" مكانها، وهذا ما ترونه في الصورة. ونظرًا لأن التجربة تحتوي على الكثير من الذرات، فإنها في الواقع تقيس الدالة الموجية (بشكل أكثر دقة، الدالة الموجية المربعة).
نحن نعلم أن كل ذرة في الصورة هي في حالة تراكب في السحابتين (قبل التقاط الصورة) وليس مجرد ذرات مختلفة في سحب مختلفة حسب عملية الانقسام نفسها، وخاصة عندما تقوم بتوصيل السحابتين في الصورة فإنك لا تعرف ذلك. لا أرى سحابة واحدة ناعمة إلا سحابة بها تشققات.
آمل أن أكون ساعدت ...
ب، كتبت "كما لو".
ولكي نفهم ما كتبته. لذا، نعم، يمكنك القول إن نصف الذرة موجود في مكان والنصف الآخر في مكان آخر. لكنها ليست شبه مكانية. إنها شبه وجودية. ينتشر وجوده. على منطقة بأكملها. وينطبق قانون الحفظ عندما تلخص وجوده بأكمله.
جوديت تحرز تقدما
نعم نعم …. الآن فهمنا!!!
الآن نحن نفهم كيف سيكون الحكماء في عدة أماكن في وقت واحد...
نقطة:
وتفسير كلامك هو أن نصف الذرة عند النقطة أ ونصفها عند النقطة ب.
وهذا ليس بالضبط ما يقوله عنوان المقال.
ديكال على يقين من الحفاظ على قانون الحفاظ على الطاقة. فكر في الأمر كما لو أن المادة منتشرة بعضها هنا وبعضها هنا ولكن المجموع محفوظ.
ولا أعرف مصدر الصورة وكيف التقطت. لكن بحسب ما هو مكتوب، فهي صورة لمجموعتين في حالة تراكب.
لا يمكن تحديد حالة الجسيمات الفردية داخل المجموعات وبالتالي يمكن الحفاظ على التراكب.
إذا حاولوا تحديد جسيم ضمن مجموعة معينة، فيجب أن ينهار التراكب.
هذا ما يبدو لي.
بيت القصيد هو أنه من المستحيل معرفة ما إذا كانت الذرة في المكان A أو المكان B.
ولا يمكن العثور عليه في كلا المكانين في نفس الوقت.
معجزات مع كامل احترامي أنا متأكد من أنك تصدقني، التجربة ليست ممتعة للغاية لأنه - الطريقة التي تقابل بها نفسك - منزل، مكان للنوم، حساب مصرفي، عائلة، أصدقاء - الأمل لم يعد ملكك فقط
نفخ الماء
ولن أتفاخر بلقائك أيضًا..
؟؟؟؟
ربما يكون هذا سؤالًا تافهًا إلى حد ما، ولكن كيف لا ينتهك الموقف الذي تظهر فيه المادة في مكانين في نفس الوقت قانون حفظ المادة؟
فهل هذا يعني أن ما تراه في الصورة هو مجرد محاكاة حاسوبية وليس صورة للجزيئات أثناء التجربة؟
نعم، لقد طرحت السؤال الصحيح وأعتقد أن هذا أيضًا هو ما يميز هذه التجربة.
صحيح أن القياس عادةً ما يؤدي إلى الانهيار (أو عدم الترابط، اعتمادًا على النهج المتبع) من حالة تراكب الحالات إلى حالة واحدة.
ولكن يبدو أن الأمر يعتمد على كيفية قياسك وما تقيسه.
على سبيل المثال، في هذه التجربة، إذا حاولوا حقًا قياس هوية الجسيمات التي تشكل المجموعات، فمن المؤكد أن الدالة كانت ستنهار إلى حالة واحدة، ولكن كل ما تظهره هذه الصورة هو تشتت دالة الاحتمال وليس هوية الجسيمات، وبالتالي يمكن أن تستمر حالة التراكب.
"أيها الحكماء انتبهوا لكلامكم".
لا يتعلق الأمر بوجود ذرة واحدة في مكانين مختلفين في نفس الوقت!
إذا كان من الممكن قياس هذه الكميات الصغيرة مثل الإلكترون. (الموضع الدقيق للإلكترون) فلن نحتاج إلى نظرية الكم على الإطلاق.
أنا لا أحب التباهي، لكني التقيت بنفسي عندما عدت بالزمن إلى الوراء
بقدر ما فهمت، توجد حالة من التراكب حتى القياس - قياس (أو ملاحظة) الجسيم يؤدي إلى انهياره في حقيقة واحدة. كيف تمكنوا من قياس حالة التراكب؟
هذه الذرة في الواقع تتصرف كالشبح..
إسرائيل
الى الأمام. هذا المقال لك.
؟؟؟؟