تحقیق فیزیک کوانتوم

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش اماده پرینت )

تعداد : 21 صفحه

---

 قسمتی متن : 

در تعلیق میان بودن نبودن

گربه شرودینگر

طبق قواعد مکانیک کوانتوم گربه زمانی که کسی جعبه باز نکرده مشاهده ای انجام نداده حال زنده مرده قرار دارد

جیم ویلسون

محققین گمان می برند زودی می توانند راه حلی یکی غامض ترین مسائل فیزیک جدید بیابند: یافتن راهی اعدام گربه شرودینگر. گربه خیالی شرودینگر سال ۱۹۳۵ تاکنون دانشمندان لجبازی کرد انان سردرگم کرده است. هیچ کس تنفر گربه دوستان سال ۱۹۳۵ یاد نمی برد چرا که سال یک گربه انجام ازمایشی جهت بیان وضعیت های دشواری که تئوری کوانتوم وجود می اید استفاده شد. اروین شرودینگر (Schrodinger Erwin) فیزیکدان اتریشی تئوری کوانتوم ارائه کرد توسعه نقش بسیار موثری ایفا کرد. تئوری کوانتوم که اغلب عنوان یکی موفق ترین تئوری های علمی نام می برند ـ چرا که بدون فاقد لیزر، سلاح های هسته ای بسیاری اختراعات دیگر بودیم ـ ما توضیح می دهد که طبیعت سطوح زیر اتمی چگونه رفتار می کند. سطوح زیراتمی قواعد فیزیک کلاسیک که هر روزه ان ها تجربه می کنیم، اعتبار کارایی خود دست می دهند. مثال می توان گفت ذرات زیر اتمی یک می توانند دو مکان مختلف باشند، دیگر انکه نظر می رسد می توان اطلاعات سریع تر سرعت نور منتقل کرد.

قواعد حاکم دنیای کوانتوم انچنان عجیب که حتی البرت اینشتین دست هایش علامت تسلیم بالا برد گفت: «اگر فیزیک کوانتوم، صحیح باشد، وقت باید اذعان کرد قوانین جهان بسیار عجیب است. » حتی خود شرودینگر تفسیر یافته های خود ناخرسند تاسف بسیار یکی همکاران خود گفته است: «از که تئوری کوانتوم کار می کند چندان راضی نیست. »مسئله ای که اینشتین، شرودینگر فیزیکدانان پس ان ها حد متحیر کرد تقابل مشاهدات واقعیت ها بود.

مطابق تئوری کوانتوم، ذرات فقط وقتی وجود دارند که بتوان ان ها «مشاهده» کرد. هر چند که تجربیات هر روزه ما چیزی خلاف بیان می کند. ابتدای کار توصیف شرودینگر تابع موج ـ مفهومی ریاضی که موقعیت حرکت های ممکن ذرات بیان می کند ـ بسیار عجیب نظر می رسید. نه سال بعد وی ازمایش گربه طراحی کرد بتواند توسط ازمایش اختلاف بین واقعیت های ملموس توسط انسان واقعیت های دنیای کوانتوم که خود خالق بیان کند. «ازمایش ذهنی» که گاهی اوقات عنوان ازمایشی خیالی نام می برند، شرودینگر گربه ای درون یک جعبه بسته قرار داد. جعبه اسلحه ای کشنده که ماشه ای حساس دارد یک اتم رادیواکتیو قرار دارند. احتمال انکه اتم رادیواکتیو طی مدت یک ساعت خود پرتوی ساطع کند ۵۰ درصد است. اگر اتم رادیواکتیو تجزیه شود، انرژی ازاد شده طی فرایند، ماشه اسلحه خواهد کشید. می توان گفت بعد گذشت یک ساعت برداشتن جعبه می توان دریافت ایا گربه زنده مرده.

اما شرودینگر نظر دیگری دارد. وی می گوید عجله نکنید. طبق قواعد مکانیک کوانتوم، گربه زمانی که کسی جعبه باز نکرده مشاهده ای انجام نداده است، حال زنده مرده قرار دارد.

این مفهوم مکانیک کوانتوم عنوان اصل نهی کوانتومی quantum) (SuperPosition نامیده می شود.

این امر نحوه عملکرد جهان مقیاسی که بشر قابل درک است، مغایرت دارد. شاید احمقانه نظر برسد اما شرودینگر خاطرنشان می سازد، وجود اصل نهی لحاظ ریاضی ضروری است، تئوری کوانتوم بتواند پیش گویی های دقیق خود عملکرد جهان سطح زیراتمی ارائه دهد طی بیش نیم قرن گربه مرده زنده شرودینگر فیزیکدان لجبازی می کرد بنابراین لازم طور دقیق دریابیم که چگونه حوزه کوانتوم جهان قابل درک توسط انسان مرتبط می شود.

شخص غیرمطلع کم حوصله ممکن سرنوشت نهایی گربه شرودینگر بگوید: «ساده است، جعبه بردارید نگاهی داخل بیاندازید دریابید گربه هنوز زنده مرده. » اما فیزیکدانان معتقدند کار نمی تواند جواب نهایی اختیار ما قرار دهد، چرا که مطابق قواعد مکانیک کوانتوم خود عمل «مشاهده» باعث می شود که گربه یکی حالت های «زنده» «مرده» تبدیل شود.

در بهار سال ۱۹۹۶ تیمی دانشمندان فرانسوی «ENS» پاریس گام های بلندی نزدیک کردن حوزه های بزرگ مقیاس که بشر قابل درک سیستم های مقیاس کوانتومی برداشتند. انان روشی پیشنهاد کردند که توسط بتوان بدون برداشتن جعبه سرنوشت گربه مطلع شد. طرح انان ذره ای زیر اتمی که نقش موش بازی خواهد کرد مقابل گربه عبور می کند انان می توانند نتیجه عمل مشاهده کنند. جعبه ای که گربه قرار دارد حفره کوچکی خود دارد که جنس اینه ابررسانا است. شروع ازمایش یک اتم میان میدان انرژی فرکانس ریزموج عبور می کند. نتیجه اتم ضربه ای گربه داخل جعبه وارد می سازد. اتم دومی که پس وارد می شود، نقش موش بازی می کند. اتم دوم اثر عبور حفره حاوی گربه تغییر حالت پیدا می کند، که نحوه تغییر حالت بیانگر حالت برهم نهی است. هنوز زود که حوادث صورت گرفته داخل جعبه اظهارنظر کنیم. یافته های اولیه گروه ENS بیانگر که حالت زنده مرده که لازمه تئوری کوانتوم است، فقط مدت کوتاهی دوام دارد. گفته گروه ENS وسیله ازمایش می توان شرح داد که چرا اجسام بزرگ هیچ گاه حالتی غیر همین حالتی که ما اشناست، وجود ندارند. بنابراین اکنون می توان گربه شرودینگر مرخص کرد اگر بخواهید شرش خلاص شوید، ابزاری که بتوان توسط حالت زنده مرده گربه شرودینگر تحقیق کرد بین حوزه های کوانتومی مقیاس های قابل درک بشر ارتباط برقرار کرد، می توان نسل جدیدی تجهیزات الکترونیک، کامپیوترها ابزارهای امنیت ارتباطات ساخت. پیش فیزیکدانان ژنو ازمایشاتی انجام دادند که توسط مشخص امکان وجود دارد که بتوان مفاهیم کوانتوم استفاده کرد مشکل ترین مسائل عصر جدید ـ همانند حفاظت اطلاعات مالی طی عبور شبکه ارتباطات راه دور ـ حل کرد. مبانی نظری