درک مکانیک کوانتوم با استفاده از هولوگرافی

درک مکانیک کوانتوم با استفاده از هولوگرافی

دانشمندان دانشگاه ورشو با بکارگیری مفاهیم هولوگرافی در دنیای کوانتوم موفق به تولید هولوگرام از ذرات نور شده اند.

این روش اندازه گیری جدید حقایقی را در مورد بنیاد و اساس مکانیک کوانتوم روشن کرده و فصل نوینی را در صنعت هولوگرافی شروع میکند ، با این حال کاربد های عملی آن باید مورد بررسی قرار گیرد.

به گفته یکی از دانشمندان این پروژه آنها درحال تجربه اندازه گیری و مشاهده چیزی هستند که به سختی قابل روئیت است (به صورت امواج فوتون) در عکاسی استاندارد نقاط خاص هر تصویر تنها شدت نور را ثبت می کند ، در صنعت هولوگرافی سنتی نیز تداخل نور مسیر امواج نوری را ثبت میکند(این همان مسیری است که اطلاعات مربوط به عمق تصویر را انتقال می دهد).

زمانیکه یک هولوگرام تولید می شود موج نوری دست نخورده (موج مرجع) تحت تاثیر موج دیگری با همان طول موج اما ساطع شده از یک شی سه بعدی قرار می گیرد (میزان بالا رفتن و پایین آمدن هر موج بستگی به میزان درجات مختلف نقاط گوناگون تصویر دارد ) این مساله منجر به تداخل نور و تفاوت مسیر بین دو موج میشود (الگوی تداخل نور) به منظور مشاهده هولوگرام آنرا با پرتوی از نور مرجع برای باز آفرینی ساختار نور منعکس شده از شئ و تشکیل شکل سه بعدی رنگ آمیزی می کنیم.

 

مکانیک کوانتوم
مکانیک کوانتوم

 

زمانیکه تعداد فوتونهای تولید کننده دو موج به حداقل می رسد (مثلا درمورد یک فوتون مرجع ساده یا تک فوتونی که توسط یک شئ ساطع می شود) باید یک مکانیسم مشابه درنظر گرفته شود.

مسیر فوتون های انفرادی شروع به نوسان کرده و تداخلهای نوری با دیگر فوتونها را غیر ممکن می سازد ، بنابراین دانشمندان رویکرد علمی خود را تغییر داده و بجای استفاده از تداخل امواج الکترومغناطیس سعی در ثبت کوانتوم مرجع میکنند که در این روش امواج برروی یکدیگر تاثیر میگذارند (این تابع موج را باحروف پسی نمایش می دهند) تابع موجی پسی مفهوم اساسی از مکانیک کوانتوم و توصیفی از موقعیت کوانتوم در یک سیستم است.

یک موقعیت کوانتومی امکان توزیع ارزش هر شئ قابل مشاهده را بوجود میاورد (مثلا نتیجه هر ارزیابی احتمالی در سیستم) تابع موجی دامنه احتمالی با ارزش پیچیده است که احتمالات نتایج اندازه گیری های سیستم از آن گرفته می شود.

 

مکانیک کوانتوم
مکانیک کوانتوم

 

ممکن است تمام اینها کمی پیچیده به نظر رسد اما تجربه ما در عمل بسیار ساده است ، بجای نگاه کردن نوسان شدت نور احتمال تغییر ثبت فتون ها را بعد از مرجع کوانتوم در نظر می گیریم.

آزمایش انجام شده در مکانیک کوانتوم

آزمایش انجام شده توسط فیزیکدانان دانشگاه ورشو گام مهمی درارتقای دانش ما از مفاهیم اولیه مکانیک کوانتوم می باشد ، تاکنون کوچکترین آزمایش ساده ای جهت کسب اطلاع در مورد مسیر تابع موجی فوتون ها انجام نشده است.

اگر چه مکانیک کوانتوم کاربرد های بسیاری دارد و در قرن گذشته بارها از نظر میزان دقت مورد تایید قرار گرفته شده است اما با این حال هنوز قادر به شناسایی کامل تابع موجی نیستیم ، آیا یک ابزار ریاضی ساده است یا چیز دیگری است.

این آزمایش به ما اجازه می دهد که یکی از پارامتر های اصلی تابع موجی فوتون و مسیر آنرا مشخص کنیم و بهتر آنرا درک کنیم ، فیزیکدان ها از هولوگرافی کوانتوم در باز سازی تابع موجی فوتون خاص و جداگانه استفاده می کنند.

محققین امیدوارند که در آینده بتوانند با استفاده از متدهای مشابه توابع موجی پیچیده تر ازقبیل اتم های خاص را باز سازی کنند ، بنابراین آیا هولوگرافی کوانتوم میتواند کاربرد هایی فراتر از هولوگرام های امنیتی ضد جعل مصرفی روزانه داشته باشد.

 

مکانیک کوانتوم
مکانیک کوانتوم

 

البته امروزه پاسخ به این پرسش کمی سخت است و تمامی فیزیک دان ها باید برروی این وسیله جدید تمرکز داشته باشند البته ممکن است کاربرد های واقعی هولوگرافی کوانتوم تا چند دهه آینده نیز معلوم نگردد اما چیزی که ما را مصمم و مطمئن میسازد این است که موارد استفاده آن بسیار شگفت انگیز و ماورای تصور خواهد بود.

 

ترجمه: بیگ بنگ

منبع: techinsider.io

جزئیات بیشتر: phys.org

دوباره چک کنید!

نانو بلاکهای سیلیکونی در هولوگرام

دانشمندان از نانو بلاکهای سیلیکونی هولوگرامهای رنگی با کارایی بالا تولید میکنند! به گزارش آذر …