🎩 نشد سر زمان کلاه بگذاریم، در عوض کلاه مکان رو برمیداریم!

یکی از اصول مکانیک کوانتومی این است که برای هر کمیتی که در آزمایشگاه قابل اندازه گیری و مشاهده باشد یک عملگر ریاضی تعریف میشود. با استفاده از عملگر های متناظر با هر کمیت نیز میتوان توزیع احتمال مقادیر حاصل از اندازه گیری آن کمیت را پیش بینی نمود. برای مثال مکان یک ذره یک کمیت مشاهده پذیر است، در نتیجه برای آن یک عملگر در کوانتوم داریم که با نماد X و یک ^ (هَت یا همان کلاه) بالای آن نمایش می دهیم. کمیت های قابل اندازه گیری دیگر مانند تکانه،‌ انرژی، اسپین و ... نیز همین گونه هستند.

یکی از معضلات جدی نظریه کوانتوم این است که در این نظریه، متناظر با کمیت مشاهده پذیر زمان (T) عملگری وجود ندارد. این در حالی است که از همان ابتدای پیدایش کوانتوم این کمیت در آزمایشگاه اندازه گیری می شده و اکنون نیز ما این کمیت را با دقت های بسیار بالا میتوانیم اندازه بگیریم. (پیش تر این معضل را در اینجا توضیح داده ام.) تلاش های بسیاری برای حل این معضل انجام گرفته و نظریه پردازان مطرحی از جمله بوهم، آهارونوف و روولی تلاش کرده اند تا عملگری برای این کمیت ارائه کنند و به قولی بر سر T کلاه بگذارند :) باوجود تمام تلاشها در بیش از نیم قرن گذشته،‌ تاکنون هیچ راه حل مورد توافقی برای این مسئله ارائه نشده است.

با اینحال،‌ شاید باید به شکل دیگری به این مسئله نگاه بیاندازیم. شاید راه حل برعکس است. یعنی بجای اینکه سعی کنیم زمان را عملگر کنیم و کلاه بر سرش بگذاریم، بیاییم و کلاه مکان را هم برداریم و دیگر آن را عملگری نگاه نکنیم. اگر بتوانیم به صورت سازگار چنین کنیم، تقارن میان مکان و زمان (که در نسبیت وجود دارد) در کوانتوم نیز باز می گردد. این ایده ای است که در مقاله اخیر دکتر کاظمی و دکتر جعفری مطرح شده است. این مقاله که در مجله بسیار مطرح Quantum منتشر شده، به کلی ماجرا را عوض میکند و با کنار گذاشتن رابطه جابجایی هایزنبرگ یک نسخه عام تر از کوانتوم ارائه میکند.

البته این اولین بار نیست که با حذف برخی اصول، به نظریات عمومیت بیشتری داده شده است. مثال بارز آن ظهور هندسه نااقلیدسی است که ریاضی دانانی نظیر گاوس و ریمان با حذف اصل پنجم اقلیدس به آن دست یافتند و میدانیم که تا چه اندازه در توسعه نظریه نسبیت عام و گرانش کاربرد داشته است. در اینجا نیز، نظریه کوانتوم تعمیم یافته با حذف رابطه جابجایی مکان و تکانه، رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ را اصلاح میکند و در نتیجه آن یک طول بنیادی کمینه در معادلات ظاهر میشود. جالب اینجاست ما از نظریات و آزمایشات ذهنی گرانش کوانتومی انتظار وجود چنین طولی را داشتیم. کار بسیار ارزشمند دیگری که این محققان انجام داده اند مقایسه پیشبینی این نظریه کوانتوم تعمیم یافته با داده های آشکارساز امواج گرانشی AURIGA و همچنین گذار طیفی اتم هیدروژن است که بوسیله آن حد بالایی برای طول بنیادی مشخص نموده اند.

💎 انجام چنین پژوهش های بنیادی و دست اول در بالاترین سطوح علمی جهان باعث افتخار جامعه فیزیک بنیادی ایران است. امیدوارم که این مسیر توسط این بزرگواران و دیگر علاقه مندان این حوزه دنبال شود تا بزودی شاهد برخواستن تحولات اساسی در مرزهای علم از سرزمینمان باشیم.

🆔 @QMproblems