#مکانیک_کوانتوم
@Physics3p

🔹راهنمای انجام یک آزمایش در مکانیک کوانتومی با نتایج چشم‌نواز

قسمت سوم

در توالی شکل زیر که در پیوست ارسال شده می‌توانید ببینید که چگونه موج‌های فوتونی با هم همپوشانی می‌کنند با افزایش ارتفاع امواج احتمال دیدن فوتون‌ها به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد.بیایید با برخی از فوتون‌های منتشر شده به‌طور تصادفی در زمان نور خورشید یا نور ستارگان برای این کار عالی هستند شروع کنیم تعداد زیادی از اتم‌ها در حال تابش فوتون‌های نوری در سطح یک ستاره هستند که هر کدام به‌طور مستقل از بقیه هستندبنابراین انتشار فوتون‌ها از نظر زمانی کاملاً تصادفی است اما اگر ما آن فوتون‌ها را بگیریم و آن‌ها را روی فیبر نوری فشار دهیم برخی از امواج از فوتون‌های جداگانه همپوشانی خواهند داشت. از آنجا که وقتی که امواج آن‌ها با هم همپوشانی دارند،ما احتمال بیشتری برای دیدن فوتون‌ها داریم تنها لازم است ما توجه کافی به فوتون‌هایی که در انتهای فیبر بیرون می‌آیند داشته باشیم زیرا ظهور آن‌ها دیگر مانند فوتون‌های تصادفی نیست. ما فوتون‌های بیشتری را می‌بینیم که در زمان بسیار نزدیک به هم از فیبر خارج می‌شوندو این افزایش در اندازه موج اندازه‌گیری شده در ابتدای این مقاله اتفاق می‌افتداین توده یک اثر مکانیکی کوانتومی زیبا است فوتون‌ها دوست دارند وقتی همپوشانی دارند دست یکدیگر را نگه دارند.
این مساله همچنین ما را به سمت یک سوال ظریف سوق می‌دهد. نور ستارگان یا نور خورشید ترکیبی از تمام رنگ‌ها است بنابراین امواج بسیار کوتاه هستند و ما این را در خوشه می‌بینیم که تنها در صورتی ظاهر می‌شود که به فواصل بسیار کوتاه نگاه کنیماما اگر ما یک موج را با یک فوتون مرتبط کنیم رنگ فوتون چیست؟
آیا این یک فوتون قرمز یا یک فوتون سبز یا یک فوتون آبی خواهد بود؟ جالب اینجاست که طبیعی‌ترین پاسخ این است که فوتون سفید خواهد بودهر موج فوتون مخلوطی از تمام‌رنگ‌ها است اگر ما هر فوتون را مجبور به داشتن یک رنگ مشخص کنیم آنگاه امواج بسیار گسترده هستند و این را در طول خوشه مشاهده خواهیم کردبنابراین یک فوتون در حال پرواز ترکیبی از رنگ‌ها را دارد درست مانند پرسیدن این که فوتون از کدام مسیر استفاده می‌کندپرسیدن این که یک فوتون سفید در حالی که در حرکت است، چه رنگی داردهیچ معنایی ندارد.

ذرات درونگرا و برونگرا

تمام آزمایش‌ها قبلی ما نشان داده‌اند که همه ذرات چه ما از فوتون‌ها استفاده کنیم چه از نوترون‌ها و چه از بولز هاکی رفتار یکسانی دارندبنابراین با مشاهده دقیق، ما می‌خواهیم آخرین آزمایش‌ها خود را با نوترون‌ها تکرار کنیم ما طول موج‌های نوترون را با آزمایش طول مسیر متغیر خود اندازه‌گیری می‌کنیم و حواشی به آرامی به همان روش محو می‌شونداما اگر ما به‌طور تصادفی نوترون‌ها را منتشر کنیم و اجازه دهیم که موج‌ها با هم همپوشانی داشته باشند متوجه می‌شویم که نوترون‌ها از یکدیگر دوری می‌کنند. به جای جمع شدن مثل فوتون‌ها نوترون‌ها یکدیگر را هل می‌دهندیا ضد دسته هستند.
این هنوز هم یک اثر مکانیکی کوانتومی است به‌طور کلاسیک ما انتظار داریم که نوترون‌های ساطع‌شده به‌طور تصادفی به‌خوبی و به‌طور تصادفی به هم برسنداما به جای جمع کردن و نگه داشتن دست‌ها مثل فوتون‌هانوترون‌ها از یکدیگر اجتناب می‌کنند.
ما می‌توانیم این آزمایش را با تمام ذراتی که می‌شناسیم تکرار کنیم و آن‌ها به دو گروه مجزا تقسیم می‌شوندبرونگراها که دوست دارند به هم بپیوندندبوزون ها و درونگراها که از یکدیگر دوری می‌کنند فرمیون ها هیچ ذره‌ای وجود ندارد که به‌طور تصادفی وارد شودآن‌ها همه یا درونگرا و یا برونگرا هستند کوارک‌ها، الکترون‌ها، پروتون‌ها و نوترون‌ها همگی به کمپ فرمیون درون‌گرا تعلق دارندفوتون‌ها گلون‌ها و پیون‌ها همه بوزون‌های برون‌گرا هستند.
فرمیون‌ها یک ترفند اضافی در آستین خود دارند دو فرمیون‌ می‌توانند با هم جمع شوند تا مانند یک بوزون رفتار کنندهمه کوارک‌ها فرمیون‌های درون‌گرا هستند اما پین‌ها از ۲ کوارک تشکیل شده‌اند و مانند بوزون های برون‌گرا عمل می‌کنند پروتون‌ها و نوترون‌هاکه از ۳ کوارکی تشکیل شده‌اندمانند فرمیون عمل می‌کنندبنابراین این امکان وجود دارد که از فرمیون‌هایی که بوزون هستند، ذرات مرکب ایجاد کرد به شرطی که از تعداد فرمیون‌های مساوی استفاده شود.
🌐منابع:

http://go.redirectingat.com/?id=100098X1555750&xs=1&url=https%3A%2F%2Fwww.ntia.doc.gov%2Fpage%2F2011%2Funited-states-frequency-allocation-chart&sref=rss

https://arstechnica.com/

https://arstechnica.com/science/2021/01/a-curious-observers-guide-to-quantum-mechanics-pt-3-rose-colored-glasses/?amp=1

@Physics3p
ادامه دارد...

▪️پارت پیشین را از این قسمت مطالعه کنید[ پارت دوم]

#گـرداوری_آریــوس_راد
#مـتـرجــم_ســاکـار

#به_تصاویر_پیوست_مقاله_توجه_کنید