المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 منشأ کوانتمی گرانش: بخش اول
منشأ کوانتمی گرانش: بخش اولزنگ تفريح فيزيك
بسياري از فيزيکدانان معتقدند که درهم‌تنيدگي اساس جهان کوانتومي‌ است. در حال حاضر برخي از دانشمندان اين ويژگي را به هندسه‌ي فضا-زمان نيز اطلاق مي‌کنند.

 

 

 

در اوايل سال 2009 ميلادي مارک ون رامسدونک (Mark Van Raamsdonk) تصميم گرفت در فرصت‌هاي پژوهشي خود در کنار تدريس،‌ يکي از رمز و رازهاي اساسي فيزيک را بررسي کند: رابطه‌ي بين مکانيک کوانتومي ‌و گرانش. او به همراه دستيارانش پس از ‌يک سال پژوهش، مقاله‌اي را تنظيم کرده و به مجله‌ي فيزيک انرژي‌هاي بالا (Journal of High Energy Physics) ارائه داد. 

 

 

 

در آوريل سال 2010 مجله‌ي مذکور پس از داوري مقاله، آن را رد کرد و در گزارشي که همراه آن نوشته شده بود، خاطرنشان کرد که رامسدونک، فيزيکدان دانشگاه بريتيش کلمبيا،‌ يک ديوانه است. اما رامسدونک اين بار مقاله‌اش را به مجله‌ي نسبيت عام و گرانش (General Relativity and Gravitation) فرستاد. داوري اين مجله عادلانه‌تر بود. آن‌ها در گزارش خود انتقادها و ايرادهاي بسياري را به مقاله وارد کردند و سردبير مجله بازنويسي کامل آن را درخواست کرد. 

 

اما مدتي بعد نسخه‌ي خلاصه شده‌ي اين مقاله در‌ يک مسابقه‌ي سالانه در بنياد تحقيقاتي گرانش ولزلي(Gravity Research Foundation in Wellesley) مقام اول را کسب کرد. رامسدونک در مراسم اهداي جوايز اين مسابقه به طعنه از مجله‌ي نسبيت عام و گرانش تشکر کرد و آن‌ها را در موفقيت خود شريک دانست. يک ماه بعد،‌ يعني در ماه ژوئن، مجله‌ي مذکور مقاله‌ي رامسدونک را منتشر کرد. 

 

البته داوران مجله‌هاي علمي ‌که خود دانشمند و محقق بودند، همچنان دلايل قانع کننده‌اي براي مردود بودن اين مقاله داشتند.‌ يافتن‌ يک اتحاد موفق ميان مکانيک کوانتومي‌ و گرانش حدود‌ يک قرن بود که به فراموشي سپرده شده بود. قوانين مکانيک کوانتومي ‌بر دنياي ريزمقياس حاکم هستند، دنياي عجيبي که در آن،‌ يک ذره مي‌تواند در ‌يک زمان در مکان‌هاي مختلف حضور داشته باشد. از طرفي قوانين گرانش بر عالم بزرگ‌مقياس حکمفرمايي مي‌کند. گرانش که درست صد سال پيش توسط نظريه‌ي نسبيت عام آينشتاین تبيين شد، از سقوط‌ يک سيب تا حرکت سياره‌ها و کهکشان‌ها را توجيه مي‌کند. نظريه‌ي نسبيت عام گرانش را در بستر هندسه توضيح مي‌دهد. بر اساس اين نظريه اشياي کوچک‌تر جذب اجرام بزرگتر مي‌شوند، نه به دليل اين که نيرويي را از سمت آن‌ها حس مي‌کنند، بلکه به اين دليل به طرف اجرام بزرگتر متمايل مي‌شوند که اين اجرام فضا-زمان را خميده کرده‌اند.  

 

 

 

هر دو نظريه در آزمايش‌هاي مختلف بررسي و در نهايت تأييد شده‌اند، اما با ‌يکديگر سازگاري ندارند. از نظر داوران ژورنال‌هاي علمي، رهيافت رامسدونک براي برطرف کردن اين ناسازگاري نامأنوس و غيرعادي بود. او ادعا مي‌کرد کليد حل اين مسئله در «درهم‌تنيدگي» است. درهم‌تنيدگي پديده‌اي است که در مکانيک کوانتومي‌ ديده مي‌شود و دانشمندان آن را مبهم ترين ويژگي دنياي کوانتومي‌ مي‌دانند. درهم‌تنيدگي ‌اندازه گيري ‌يک ذره را بلافاصله پس از تعيين موضع ذره‌ي جفت‌ يا پارتنر آن امکان پذير مي‌کند. فاصله‌ي ميان دو جفت ذره در اين رهيافت تأثيري ندارد و جواب حتي اگر دو ذره در دو سر کهکشان راه شيري باشند هم به دست مي‌آيد.

 

آينشتاین از ايده‌ي درهم‌تنيدگي استقبال نمي‌کرد و با طنز و تمسخر آن را «کنش شبح‌وار از فاصله‌ي دور» مي‌ناميد. اما رامسدوک و همفکرانش، حتي پا از اين محدوده فراتر گذاشته و اين ويژگي شبح‌واري را به خود هندسه نسبت داده‌اند.‌ يعني هندسه‌ي فضا-زمان که گرانش در بستر آن تعريف مي‌شود، خود صاحب ويژگي درهم‌تنيدگي است. او مي‌گويد: «فضا-زمان تنها هندسه‌اي است که درهم‌تنيدگي ذره‌هاي کوانتومي ‌در آن قابل توضيح است. به نظر مي‌رسد قبل از من هرگز کسي به اين موضوع پي نبرده بود.» اين ايده راهي طولاني در پيش دارد تا به مرحله‌ي اثبات برسد.

 

 

 

در واقع به سختي مي‌توان آن را ‌يک نظريه‌ي گرانش کوانتومي ‌کامل ناميد. اما نتايج پژوهش‌هاي مستقلي که در گوشه و کنار دنيا انجام شده، درستي ايده‌ي رامسدوک را تأييد کرده‌اند. به همين دليل نظريه‌پردازان بزرگ فيزيک مشتاق شده‌اند تا درباره‌ي اين نظريه بيشتر بدانند. در حال حاضر گروهي از فيزيکدان‌ها، در تلاشند تا رابطه‌اي ميان درهم‌تنيدگي و هندسه بيابند. آن‌ها براي اين کار از تمام ابزارهاي مدرني که براي توسعه‌ي محاسبات کوانتومي‌ و تئوري اطلاعات کوانتومي ‌ساخته شده بودند استفاده مي‌کنند.

 

بارتلومج شک (Bart?omiej Czech) ، فيزيکدان دانشگاه استنفورد کاليفرنيا مي‌گويد: «من حتي ‌يک دقيقه زمان را هم براي‌ يافتن رابطه‌ي ميان مکانيک کوانتومي ‌و گرانش از دست نمي‌دهم. اين موضوع در ده سال گذشته تبديل به مسئله‌ي پراهميت محافل فيزيک شده است.»

 

بخش دوم


منبع:

 

Nature

شبح کوانتمی: ۱ -۲ 

 

تله پورت

 

 

منابع مفید:

 

سریع‌تر از نور

 

سفر در زمان

 

 

کرمچاله‌ها

سفر در زمان، بدون کرماچاله هرگز!

 

بی‌نهایت زیبا و ویرانگر

بی‌نهایت زیبا و ویرانگر : ۲

زمانی که واقعیت ندارد!

نور: موجی یا ذره‌ای؟

 

احتمال کواتنمی

محاسبات کوانتمی

نظریه اطلاعات

رمزنگاری کوانتمی: ۱- ۲ - ۳

 

Nature: What is really real?

 

Nature: The Origins of Space-Time

 

Leonard susskind

 

Quantum Computer Quest

Building up spacetime with quantum entanglement (برای کسانی که تخصصی مطالب را دنبال می‌کنند.)

1394/11/16لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1101
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1101