هل يمكن أن توجد قطة شرودنجر في الحياة الحقيقية؟

هل يمكن أن توجد قطة شرودنجر في الحياة الحقيقية؟
شترستوك

هل سبق لك أن زرت أكثر من مكان في نفس الوقت؟ إذا كنت أكبر من ذرة ، فستكون الإجابة لا.

لكن الذرات والجسيمات تحكمها قواعد ميكانيكا الكم ، حيث يمكن أن تتعايش عدة مواقف محتملة مختلفة في وقت واحد.

أنظمة الكم تحكمها ما يسمى بـ "دالة الموجة": كائن رياضي يصف احتمالات هذه المواقف المختلفة المحتملة.

ويمكن أن تتعايش هذه الاحتمالات المختلفة في دالة الموجة كما يسمى "تراكب" حالات مختلفة. على سبيل المثال ، الجسيم الموجود في عدة أماكن مختلفة في وقت واحد هو ما نسميه "التراكب المكاني".

فقط عندما يتم إجراء القياس "تنهار" الدالة الموجية وينتهي الأمر بالنظام في حالة واحدة محددة.

بشكل عام ، تنطبق ميكانيكا الكم على عالم الذرات والجسيمات الصغير. هيئة المحلفين لا تزال خارجة بشأن ما تعنيه للأشياء كبيرة الحجم.

في بحثنا ، نشرت اليوم في Opticaنقترح تجربة تحل هذا السؤال الشائك بشكل نهائي.

قطة إروين شرودنغر

في الثلاثينيات من القرن الماضي ، ابتكر الفيزيائي النمساوي إروين شرودنجر تجربته الفكرية الشهيرة حول قطة في صندوق يمكن ، وفقًا لميكانيكا الكم ، أن تكون حية وميتة في نفس الوقت.

حيث يتم وضع قطة في صندوق مغلق حيث يكون لحدث كمي عشوائي فرصة لقتله بنسبة 50-50. حتى يتم فتح الصندوق وملاحظة القطة ، ماتت القطة و على قيد الحياة في نفس الوقت.

بعبارة أخرى ، توجد القطة كدالة موجية (مع احتمالات متعددة) قبل أن يتم ملاحظتها. عندما يتم ملاحظته ، يصبح كائنًا محددًا.


ما هي قطة شرودنغر؟

بعد الكثير من النقاش ، توصل المجتمع العلمي في ذلك الوقت إلى توافق في الآراء مع "تفسير كوبنهاغن". يشير هذا أساسًا إلى أن ميكانيكا الكم يمكن أن تنطبق فقط على الذرات والجزيئات ، لكن لا يمكنها وصف الأجسام الأكبر بكثير.

تبين أنهم كانوا مخطئين.

في العقدين الماضيين أو نحو ذلك ، علماء الفيزياء قد صنع حالات الكم في كائنات مصنوعة من تريليونات من الذرات - كبير بما يكفي للرؤية بالعين المجردة. على الرغم من أن هذا ليس بعد وشملت التراكب المكاني.

كيف تصبح الدالة الموجية حقيقية؟

ولكن كيف تصبح الدالة الموجية كائنًا "حقيقيًا"؟

هذا ما يسميه الفيزيائيون "مشكلة القياس الكمي". لقد حيرت العلماء والفلاسفة لمدة قرن تقريبًا.

إذا كانت هناك آلية تزيل احتمالية التراكب الكمي من الأجسام الكبيرة ، فستتطلب بطريقة ما "إزعاج" وظيفة الموجة - وهذا من شأنه أن يولد حرارة.

إذا تم العثور على مثل هذه الحرارة ، فهذا يعني أن تراكب الكم على نطاق واسع أمر مستحيل. إذا تم استبعاد هذه الحرارة ، فمن المحتمل أن الطبيعة لا تمانع في أن تكون "كميًا" بأي حجم.

إذا كان الأمر كذلك ، فباستخدام التكنولوجيا المتقدمة ، يمكننا وضع أشياء كبيرة ، ربما كائنات حساسة، إلى حالات الكم.

هذا توضيح للرنان في التراكب الكمومي. تمثل الموجة الحمراء الدالة الموجية.
هذا توضيح للرنان في التراكب الكمومي. تمثل الموجة الحمراء الدالة الموجية.
كريستوفر بيكر, مؤلف المنصوص

لا يعرف الفيزيائيون كيف ستبدو الآلية التي تمنع التراكبات الكمومية واسعة النطاق. وفقًا للبعض ، إنه ملف مجال كوني غير معروف. آخرون الجاذبية المشتبه بها يمكن أن يكون لها علاقة بها.

يعتقد روجر بنروز ، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام ، أن ذلك قد يكون نتيجة لذلك وعي الكائنات الحية.

مطاردة الحركات الصغيرة

على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك ، سعى الفيزيائيون بشدة للحصول على كمية ضئيلة من الحرارة التي قد تشير إلى اضطراب في وظيفة الموجة.

لاكتشاف ذلك ، نحتاج إلى طريقة يمكنها كبت (بأقصى قدر ممكن) جميع المصادر الأخرى للحرارة "الزائدة" التي قد تعترض طريق القياس الدقيق.

سنحتاج أيضًا إلى الحفاظ على تأثير يسمى "رد الفعل" الكمي قيد الفحص ، حيث يؤدي فعل المراقبة نفسه إلى توليد الحرارة.

في بحثنا ، قمنا بصياغة مثل هذه التجربة ، والتي يمكن أن تكشف ما إذا كان التراكب المكاني ممكنًا للأجسام الكبيرة الحجم. الأفضل التجارب حتى الآن لم أتمكن من تحقيق ذلك.

العثور على الإجابة بأشعة دقيقة تهتز

ستستخدم تجربتنا الرنانات بترددات أعلى بكثير مما تم استخدامه. سيؤدي ذلك إلى إزالة مشكلة أي حرارة من الثلاجة نفسها.

كما كان الحال في التجارب السابقة ، سنحتاج إلى استخدام ثلاجة عند 0.01 درجة كلفن فوق الصفر المطلق. (الصفر المطلق هو أدنى درجة حرارة ممكنة من الناحية النظرية).

مع هذا المزيج من درجات الحرارة المنخفضة جدًا والترددات العالية جدًا ، تخضع الاهتزازات في الرنانات لعملية تسمى "تكثيف بوز".

يمكنك تخيل هذا حيث يصبح الرنان متجمدًا بشدة لدرجة أن الحرارة المنبعثة من الثلاجة لا يمكنها تحريكه ، ولا حتى قليلًا.

قد نستخدم أيضًا إستراتيجية قياس مختلفة لا تنظر إلى حركة الرنان على الإطلاق ، بل تنظر إلى مقدار الطاقة التي يمتلكها. هذه الطريقة سوف تمنع بشدة حرارة الارتداد أيضًا.

لكن كيف سنفعل هذا؟

تدخل جزيئات الضوء المنفردة إلى الرنان وترتد ذهابًا وإيابًا عدة ملايين من المرات ، ممتصة أي طاقة زائدة. في النهاية سيتركون الرنان ، حاملين الطاقة الزائدة بعيدًا.

بقياس طاقة جسيمات الضوء الخارجة ، يمكننا تحديد ما إذا كانت هناك حرارة في الرنان.

إذا كانت الحرارة موجودة ، فهذا يشير إلى أن مصدر غير معروف (لم نتحكم فيه) قد عطل وظيفة الموجة. وهذا يعني أنه من المستحيل أن يحدث التراكب على نطاق واسع.

هل كل شيء كمي؟

التجربة التي نقترحها صعبة. إنه ليس من النوع الذي يمكنك إعداده عرضًا بعد ظهر يوم الأحد. قد يستغرق الأمر سنوات من التطوير ، وملايين الدولارات ومجموعة كاملة من علماء الفيزياء التجريبية المهرة.

ومع ذلك ، يمكن أن يجيب على أحد أكثر الأسئلة إثارة حول واقعنا: هل كل شيء كمي؟ وهكذا ، نعتقد بالتأكيد أنه يستحق الجهد المبذول.

أما بالنسبة لوضع إنسان أو قطة في حالة تراكب كمي - فلا توجد طريقة لنا لمعرفة كيف سيؤثر هذا على ذلك الكائن.

لحسن الحظ ، هذا سؤال لا يجب أن نفكر فيه الآن.المحادثة

عن المؤلف

ستيفان فورستنر ، زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه ، جامعة كوينزلاند

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

ربما يعجبك أيضا

اللغات المتوفرة

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

أصوات INNERSELF

وجه امرأة سعيدة
كيف تواجه حالة باطنية من الوعي
by أورا نادريتش
أيا كان ما نسعى للاستمتاع به ، والاعتماد على الأشياء الخارجية لمنحنا النشوة أو الشعور ...
ساعة غير واضحة تتوسع فوق خلفية مليئة بالنجوم
أسبوع الأبراج الحالي: 6-12 ديسمبر 2021
by حزب الأصالة والمعاصرة Younghans
تستند هذه المجلة الفلكية الأسبوعية إلى تأثيرات الكواكب ، وتقدم وجهات نظر و ...
12 05 من الصلابة للتغيير 647528 كاملة
من الجمود إلى التغيير
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
لكي تتغير الأشياء ، أو الأشخاص ، يجب أن يكونوا مرنين. شجرة صفصاف تنحني في مهب الريح ...
رجل وكلب أمام أشجار السيكويا العملاقة في كاليفورنيا
فن العجب المستمر: شكراً لك يا حياة على هذا اليوم
by بيير Pradervand
من أعظم أسرار الحياة أن تعرف كيف تتعجب باستمرار من الوجود ومن ...
الصورة: الكسوف الكلي للشمس في 21 أغسطس 2017.
الأبراج: أسبوع 29 نوفمبر - 5 ديسمبر 2021
by حزب الأصالة والمعاصرة Younghans
تستند هذه المجلة الفلكية الأسبوعية إلى تأثيرات الكواكب ، وتقدم وجهات نظر و ...
فتى صغير يبحث من خلال منظار
قوة الخمسة: خمسة أسابيع ، خمسة أشهر ، خمس سنوات
by شيلي تيجيلسكي
في بعض الأحيان ، يتعين علينا التخلي عما هو إفساح المجال لما سيكون. بالطبع ، فكرة ...
رجل يأكل الوجبات السريعة
لا يتعلق الأمر بالطعام: الإفراط في تناول الطعام والإدمان والعواطف
by جود بيجو
ماذا لو أخبرتك أن نظامًا غذائيًا جديدًا يسمى "لا يتعلق الأمر بالطعام" يكتسب شعبية و ...
رقص المرأة في منتصف طريق سريع فارغ مع أفق المدينة في الخلفية
التحلي بالشجاعة لنكون صادقين مع أنفسنا
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
كل واحد منا هو فرد فريد ، وبالتالي يبدو أن كل واحد منا لديه ...
الإنسان يشع الحب والنور من قلبه إلى الكون
كونك نورًا لهذا العالم: شفاء العالم من خلال التواجد
by وليام يانغ
بوديساتفا يجلب الشفاء إلى هذا العالم ليس خوفًا من المرض والموت ، ولكن من ...
ممارسة الإجماع يجلب السلام الداخلي والفرح
ممارسة الإجماع يجلب السلام الداخلي والفرح
by ماري رسل
بينما كنت أغسل الصحون هذا الصباح ، تذكرت كيف كنت "أكره" غسل الأطباق. إلى…
البقاء مضحكا خلال الفصول الباردة
البقاء مضحكا خلال الفصول الباردة
by نورا كارون
لقد أجريت استبيانًا مرة واحدة بين أصدقائي المقربين ومن بين 18 صديقًا ، اعترف 15 منهم أنهم عانوا ...

تم اختياره لمجلة InnerSelf

الأكثر قراءة

كيف ترتبط الحياة على الساحل بضعف الصحة
كيف ترتبط الحياة على الساحل بضعف الصحة
by جاكي كاسيل ، أستاذ وبائيات الرعاية الأولية ، استشاري فخري في الصحة العامة ، كلية الطب في برايتون وساسكس
تدهورت الاقتصادات المحفوفة بالمخاطر للعديد من المدن الساحلية التقليدية أكثر منذ ...
القضايا الأكثر شيوعا لملائكة الأرض: الحب والخوف والثقة
القضايا الأكثر شيوعا لملائكة الأرض: الحب والخوف والثقة
by سونيا جريس
عندما تختبر كونك ملاكًا أرضيًا ، ستكتشف أن مسار الخدمة مليء ...
كيف يمكنني أن أعرف ما هو أفضل بالنسبة لي؟
كيف يمكنني أن أعرف ما هو أفضل بالنسبة لي؟
by باربارا بيرجر
أحد أكبر الأشياء التي اكتشفتها في العمل مع العملاء كل يوم هو مدى صعوبة ...
الصدق: الأمل الوحيد لعلاقات جديدة
الصدق: الأمل الوحيد لعلاقات جديدة
by سوزان كامبل، دكتوراه
وفقًا لمعظم العزاب الذين قابلتهم في رحلاتي ، فإن وضع المواعدة النموذجي محفوف بالمخاطر ...
يقدم المنجم تسعة أخطار من علم التنجيم
يقدم المنجم تسعة أخطار من علم التنجيم
by تريسي ماركس
علم التنجيم فن قوي قادر على تحسين حياتنا من خلال تمكيننا من فهم حياتنا ...
التخلي عن الأمل يمكن أن يكون مفيدا لك
التخلي عن الأمل يمكن أن يكون مفيدا لك
by جود بيجو ، ماجستير ، MFT
إذا كنت تنتظر التغيير وكنت محبطًا من عدم حدوثه ، فربما يكون من المفيد ...
علاج شقرا الشفاء: الرقص نحو البطل الداخلي
علاج شقرا الشفاء: الرقص نحو البطل الداخلي
by غلين بارك
مشاهدة رقص الفلامنكو متعة. راقص الفلامنكو الجيد ينضح بثقة كبيرة بالنفس ...
اتخاذ خطوة نحو السلام من خلال تغيير علاقتنا مع الفكر
يخطو نحو السلام بتغيير علاقتنا بالفكر
by جون بتاتشك
نقضي حياتنا منغمسين في فيض من الأفكار ، غير مدركين أن هناك بُعدًا آخر للوعي ...

مواقف جديدة - إمكانيات جديدة

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf سوق
حقوق التأليف والنشر © 1985 - 2021 إينيرسيلف المنشورات. كل الحقوق محفوظة.