✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨

🔳 فیزیک‌دانان اعداد موهومی را از مکانیک کوانتومی حذف کردند.

🔘 مکانیک کوانتومی سرانجام منحصراً با استفاده از اعداد حقیقی صورت‌بندی شده است و معمای ریاضیِ نهفته در قلب این نظریه را وارد عصر جدیدی از پژوهش کرده است. عدد موهومی i، یک اختراع ریاضی که به صورت جذر عدد ۱- تعریف می‌شود، مدت‌هاست که حضوری نگران‌کننده در معادلات فیزیک کوانتومی داشته است.

🔵 قرن پیش، رفتار عجیب اتم‌ها و ذرات بنیادی، فیزیکدانان را به تدوین نظریه جدیدی از طبیعت سوق داد. آن نظریه، مکانیک کوانتومی، بلافاصله با موفقیت روبرو شد و ارزش خود را با محاسبات دقیق انتشار و جذب نور هیدروژن اثبات کرد. با این حال، یک مانع وجود داشت. معادله مرکزی مکانیک کوانتومی شامل عدد موهومی i، جذر عدد -1، بود.فیزیکدانان می‌دانستند که i یک داستان ریاضی است. کمیت‌های فیزیکی واقعی مانند جرم و تکانه هرگز در صورت به توان دو رسیدن، مقدار منفی به دست نمی‌آورند. با این حال، این عدد غیرواقعی که به صورت i^2 = -1 رفتار می‌کند، به نظر می‌رسید در قلب دنیای کوانتومی قرار دارد.

🔵 اروین شرودینگر پس از استخراجِ معادله‌ی آکنده از i — که در اصل قانونِ حرکت برای موجوداتِ کوانتومی است — ابراز امیدواری کرد که این معادله با نسخه‌ای کاملاً حقیقی جایگزین شود.(او در سال ۱۹۲۶ نوشت: «بی‌شک در حال حاضر نوعی ناپختگی در صورت‌بندی این معادله وجود دارد.»).با وجودِ نارضایتیِ شرودینگر، i [در معادله] ماندگار شد و نسل‌های بعدیِ فیزیک‌دانان، بدونِ دغدغه‌ی چندانی، معادله‌ی او را به کار گرفتند.

🔵 سپس در سال ۲۰۲۱، نقش اعداد موهومی در نظریه‌ی کوانتومی، توجه‌های تازه‌ای را به خود جلب کرد.تیمی از پژوهشگران روشی را پیشنهاد دادند تا به‌طور تجربی مشخص شود که آیا i برای نظریه‌ی کوانتومی ضروری است یا صرفاً یک ابزارِ تسهیل‌گرِ ریاضی [محسوب می‌شود]. دو تیم به‌سرعت برای انجام این آزمایش‌های پیچیده دست‌به‌کار شدند و شواهدی به‌ظاهر بی‌چون‌وچرا یافتند که نشان می‌داد نظریه‌ی کوانتومی به i نیاز دارد. اما امسال، مجموعه‌ای از مقالات آن نتیجه‌گیری را ابطال کردند. در ماه مارس، گروهی از نظریه‌پردازان مستقر در آلمان، مطالعات سال ۲۰۲۱ را رد کردند و نسخه‌ای با مقادیر حقیقی از نظریه کوانتومی ارائه دادند که دقیقاً معادل نسخه استاندارد است. دو نظریه‌پرداز در فرانسه با فرمول‌بندی خودشان از یک نظریه کوانتومی با مقادیر حقیقی، این کار را ادامه دادند. و در ماه سپتامبر، محقق دیگری از منظر محاسبات کوانتومی به این سوال نزدیک شد و به همان پاسخ رسید: بالاخره برای توصیف واقعیت کوانتومی، i لازم نیست.

🔵 اگرچه نظریه‌های مبتنی بر اعداد حقیقی از به‌کارگیریِ صریحِ i پرهیز می‌کنند، اما همچنان نشانه‌های بارزِ حسابِ متمایزِ آن را در خود حفظ کرده‌اند. این امر موجب شده است تا برخی این پرسش را مطرح کنند که آیا جنبه‌ی موهومیِ مکانیک کوانتومی — و یا حتی خودِ واقعیت — به‌راستی از میان رفته است. جیل نورث، فیلسوفِ فیزیک در دانشگاه راتگرز، می‌گوید: «صورت‌بندیِ ریاضی، آنچه را که ما درباره‌ی ماهیتِ جهانِ فیزیکی استنباط می‌کنیم، هدایت می‌کند»....



🔶 برای مطالعه کامل مطلب به لینک زیر مراجعه فرمایید 👇👇

📚 منبع:

https://www.quantamagazine.org/physicists-take-the-imaginary-numbers-out-of-quantum-mechanics-20251107/


کانال جذاب فلسفه علم 👇👇👇

@vahidbehmaram1371