عجیب‌ترین پدیدۀ دنیا - ١

تا کنون با عجایبِ چندی از دنیای کوانتوم آشنا شده‌ایم. به راستی اگر دربارۀ هر کدام این‌ها خوب فکر کنیم، حیرت خواهیم کرد. این که الکترون یا فوتون، در هر لحظه نه در یک جا، بلکه در چند جا باشند، یا در آنِ واحد، هم به صورت ذره باشند هم موج، در هر لحظه با چندین سرعت متفاوت در حال حرکت باشند، درک شهودی را از کار می‌اندازد! البته می‌دانیم فقط الکترون و فوتون نیستند که این رفتارهای عجیب را دارند، همۀ ذرات اتمی این طور هستند. حتی ملکول‌ها هم این طور هستند. یعنی همان موجوداتی که هرچه در دنیا می‌بینیم از آن‌ها ساخته شده است. چنین است ماهیت دنیایی که می‌بینیم! و این اکنون یک واقعیت مسلم علمی است. اما عجیب‌تر از همۀ این ها پدیده‌ای است به نام درهم تنیدگی، که در زبان انگلیسی آن را entanglement می‌گویند.

درهم تنیدگی- هر گاه دو ذرۀ اتمی با هم تداخلی کنند و بعد از هم جدا شوند، انگار چیزی از آن‌ها در همدیگر باقی می‌ماند. به طوری که هر اتفاقی برای یکی از آن‌ها بیفتد، این اتفاق در دیگری هم تأثیر خواهد گذاشت. و فرقی نمی‌کند این دوتا بعداً چقدر از هم دور بشوند، حتی اگر میلیون‌ها سال نوری از هم دور بشوندباز هم هر اتفاقی  که برای یکی از آن‌ها می افتد، در دیگری هم تأثیر خواهد گذاشت!

فرض می کنیم در یک آزمایش، دو تا الکترون را روی یک خط مستقیم، اما در جهت عکس هم، به طرف یگدیگر رها می‌کنیم. اینجا اول باید معنی یک اصطلاح را خوب بدانیم: مومنتوم momentum. مومنتوم یعنی جرم یک جسم یا یک ذره ضربدر سرعت آن در یک جهت مشخص، یا روی یک خط مشخص. حالا در نظر بگیریم که دوتا الکترون، که هم جرمشان مساوی است، هم سرعتشان مساوی است، دارند روی یک خط اما در دو جهت مخالف به طرف هم حرکت می‌کنند. اگر مومنتوم این‌ها را با جمع کنیم، مجموع مومنتومشان صفر خواهد بود. چرا؟ برای این که مومنتوم= جرم ضربدر سرعت (در یک جهت مشخص). جرم و سرعت این‌ها مساوی است. بنابراین عددی که از ضرب سرعت و جرم هر کدامشان به دست می‌آید، یکی خواهد بود. اما چون سرعتشان در دو جهت مخالف است، مومنتوم یکی مثبت خواهد بود، دیگری منفی. و حاصل جمع دوتا عدد مساوی، که یکی مثبت و دیگری منفی است، صفر خواهد بود. پس این طور شد: دو تا الکترون را روی یک خط مستقیم، به طرف همدیگر رها می‌کنیم. می‌دانیم که بار الکتریکی الکترون‌ها باری منفی است. دو تا بار منفی هم همدیگر را دفع می‌کنند. بنابراین، این دوتا الکترون می‌آیند به هم می‌رسند و آن وقت همدیگر را دفع می‌کنند و از هم دور می‌شوند. چون بار هر دوتاشان منفی است. و اما اتفاقی که از این لحظه به بعد می‌افتد. این مومنتوم، یا مومنتومی که مساوی با مجموع مونتوم‌های این دوتا الکترون و مقدارش صفر بود، بعد از جدا شدن این دوتا الکترون هم باز صفر خواهد ماند. و برای همیشه هم صفر خواهد ماند! حتی اگر مسافتی در حد سال نوری و بیشتر از هم دور بشوند! اما مونتوم چه بود؟ مومنتوم مساوی با جرم هر الکترون بود ضربدر سرعت آن در یک جهت مشخص. بنابراین مجموع مومنتوم آن‌ها در صورتی می‌تواند همچنان صفر باقی بماند که هر وقت یکی از آن‌ها تغییر جهت داد و مسیر حرکتش عوض شد، آن دیگری هم فوراً، بدون هیچ معطلی، جهت حرکتش تغییر کند، به طوری که این‌ها همیشه روی یک خط، یا دو خط موازی، اما در دو جهت مخالف هم قرار خواهند داشت. حتی اگر یکی از آن‌ها در این سرِ دنیا باشد، دیگری در آن سرِ دنیا! باری، این را می‌گویند درهم تنیدگی یا entanglement. یعنی تأثیراتی که دوتا ذرۀ درهم تنیده شده از راه دور روی یکدیگر می‌گذارند، و تغییر جهت حرکت فقط یکی از این تأثیرات است! و الان دیگر دانشمندان توانسته‌اند با آزمایش هم این را تا حدی نشان دهند! [ادامه دارد]


⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢