“So, which are they really?”
“What do you mean?”
“Well, are electrons really particles acting like waves, or are photons waves acting like particles?”
“You’re asking the wrong questions. Or, rather, you’re giving the wrong answers. The real answer is ‘Door Number Three.’ Electrons and photons are both examples of a third sort of object, which is neither just a wave nor just a particle, but has some wave properties and some particle properties at the same time.”
[ترجمه:]
_ پس به این ترتیب، واقعاً کدامش هستند؟
_ منظورت چیست؟
_منظورم، منظورم این است که آیا الکترون ها واقعاً ذراتی هستند که مثل موج عمل می کنند، یا فوتون ها امواجی هستند که مثل ذره عمل می کنند؟
_ سؤالت غلط است. با بهتر است بگویم جوابت غلط است. جواب درست نه این است نه آن. بلکه یک چیز سومی است. الکترون ها و فوتون ها خودشان نمونه هایی از یک چیز سومی هستند که نه همه¬اش موج است نه همه¬اش ذره، بلکه چیزی است که، در آنِ واحد، هم خاصیت موج را دارد هم خاصیت ذره را.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
“What do you mean?”
“Well, are electrons really particles acting like waves, or are photons waves acting like particles?”
“You’re asking the wrong questions. Or, rather, you’re giving the wrong answers. The real answer is ‘Door Number Three.’ Electrons and photons are both examples of a third sort of object, which is neither just a wave nor just a particle, but has some wave properties and some particle properties at the same time.”
[ترجمه:]
_ پس به این ترتیب، واقعاً کدامش هستند؟
_ منظورت چیست؟
_منظورم، منظورم این است که آیا الکترون ها واقعاً ذراتی هستند که مثل موج عمل می کنند، یا فوتون ها امواجی هستند که مثل ذره عمل می کنند؟
_ سؤالت غلط است. با بهتر است بگویم جوابت غلط است. جواب درست نه این است نه آن. بلکه یک چیز سومی است. الکترون ها و فوتون ها خودشان نمونه هایی از یک چیز سومی هستند که نه همه¬اش موج است نه همه¬اش ذره، بلکه چیزی است که، در آنِ واحد، هم خاصیت موج را دارد هم خاصیت ذره را.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
بهتر است به جواب این سؤال هم فکر کنیم.
اگر آزمایش دو شکاف، به جای دو شکاف با چند شکاف انجام شود، فکر می کنید چه اتفاقی می افتد؟ منظور این است که به جای آن دو تا شکافی که در صفحۀ مات ایجاد می شود چند تا شکاف ایجاد شود. مثلاً فرض می کنیم پنج تا شکاف، که در کنار هم و به موازات هم قرار گرفته¬اند. آن وقت یک بار همۀ شکاف ها را می بندیم و فقط یک شکاف باز می ماند. بار دیگر هم همۀ شکاف ها باز می مانند. و هر بار آزمایش را به همان ترتیب انجام می دهیم که در آزمایش دو شکاف انجام دادیم.
بدیهی است که در این آزمایش هم وقتی فقط یک شکاف باز است، نتیجه همان خواهد شد که در آزمایش دو شکاف بود. یعنی هنگامی که فقط یکی از شکاف ها باز بود، و الکترون یا فوتون به شکل ذره از آن شکاف عبور می کرد. حالا در قسمت دوم چه اتفاقی خواهد افتاد؟ یعنی وقتی که همۀ پنج تا شکاف باز باز باشند الکترون یا فوتون وقتی به سمت آن شکاف ها شلیک شود به چه صورت از آنها عبور خواهد کرد؟
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اگر آزمایش دو شکاف، به جای دو شکاف با چند شکاف انجام شود، فکر می کنید چه اتفاقی می افتد؟ منظور این است که به جای آن دو تا شکافی که در صفحۀ مات ایجاد می شود چند تا شکاف ایجاد شود. مثلاً فرض می کنیم پنج تا شکاف، که در کنار هم و به موازات هم قرار گرفته¬اند. آن وقت یک بار همۀ شکاف ها را می بندیم و فقط یک شکاف باز می ماند. بار دیگر هم همۀ شکاف ها باز می مانند. و هر بار آزمایش را به همان ترتیب انجام می دهیم که در آزمایش دو شکاف انجام دادیم.
بدیهی است که در این آزمایش هم وقتی فقط یک شکاف باز است، نتیجه همان خواهد شد که در آزمایش دو شکاف بود. یعنی هنگامی که فقط یکی از شکاف ها باز بود، و الکترون یا فوتون به شکل ذره از آن شکاف عبور می کرد. حالا در قسمت دوم چه اتفاقی خواهد افتاد؟ یعنی وقتی که همۀ پنج تا شکاف باز باز باشند الکترون یا فوتون وقتی به سمت آن شکاف ها شلیک شود به چه صورت از آنها عبور خواهد کرد؟
@Quantum_by_Abbas_Pejman
جواب سؤال:
اگر همۀ پنج شکاف باز باشد، الکترون، در آنِ واحد، از همۀ آنها خواهد گذشت! به شرطی که شکاف ها خیلی نزدیک هم باشند و آن قدر از هم فاصله نداشته باشند که طول موج الکترون نتواند همۀ آنها را پوشش دهد. تصویری که روی صفحۀ حساس می افتد همان خواهد بود که در آزمایش دو شکاف دیده-ایم. خط های روشن و تاریکی که کنار هم می افتند. منتهی این بار این خط ها اندکی باریک¬تر می شوند. علاوه بر این، آنهایی که روشن بودند، روشن¬تر، و آنهایی که سیاه بودند، سیاه¬تر می شوند. این را هم که چرا باریک¬تر می شوند و های لایت می شوند، بعداً توضیح می دهم. وقتی توضیح می دهم که یک کم دربارۀ موج ها بیشتر بدانیم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اگر همۀ پنج شکاف باز باشد، الکترون، در آنِ واحد، از همۀ آنها خواهد گذشت! به شرطی که شکاف ها خیلی نزدیک هم باشند و آن قدر از هم فاصله نداشته باشند که طول موج الکترون نتواند همۀ آنها را پوشش دهد. تصویری که روی صفحۀ حساس می افتد همان خواهد بود که در آزمایش دو شکاف دیده-ایم. خط های روشن و تاریکی که کنار هم می افتند. منتهی این بار این خط ها اندکی باریک¬تر می شوند. علاوه بر این، آنهایی که روشن بودند، روشن¬تر، و آنهایی که سیاه بودند، سیاه¬تر می شوند. این را هم که چرا باریک¬تر می شوند و های لایت می شوند، بعداً توضیح می دهم. وقتی توضیح می دهم که یک کم دربارۀ موج ها بیشتر بدانیم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
گربۀ شرودینگر:
One can even set up quite ridiculous cases. A cat is penned up in a steel chamber, along with the following diabolical device (which must be secured against direct interference by the cat): in a Geiger counter there is a tiny bit of radioactive substance, so small, that perhaps in the course of one hour one of the atoms decays, but also, with equal probability, perhaps none; if it happens, the counter tube discharges and through a relay releases a hammer which shatters a small flask of hydrocyanic acid. If one has left this entire system to itself for an hour, one would say that the cat still lives if meanwhile no atom has decayed. The first atomic decay would have poisoned it. The wave function of the entire system would express this by having in it the living and the dead cat (pardon the expression) mixed or smeared out in equal parts. Erwin Schrodinger
ترجمه: حتی می توان به موارد مسخره¬ای فکر کرد. گربه¬ای در یک اتاق فولادی زندانی شده است که چنین وسیلۀ اهریمنی در آن است (باید طوری باشد که تن گربه هیچ تماسی با این وسیله نداشته باشد): در یک شمارگر گایگر یک تکۀ کوچک از مادۀ رادیواکتیو هست، که آن قدر کوچک است که ممکن است در عرض یک ساعت فقط یک اتم آن متلاشی شود، اما همین قدر هم احتمال هست که متلاشی نشود. اگر متلاشی شود لولۀ شمارشگر بار الکتریکی آن را از خود آزاد می کند و از طریق یک تقویت کننده یک چکش را به حرکت در می آورد. این چکش که به حرکت درآمد، می خورد یک شیشۀ کوچک هیدروسیانیک اسید (سیانور) را می شکند. اگر این سیستم را یک ساعت به حال خود گذاشته باشیم، می توانیم بگوییم اگر در این یک ساعت، اتمی متلاشی نشده باشد گربه هنوز زنده است. برای این که اولین اتمی که متلاشی شود گربه را خواهد کشت. ویو فانکشنِ سیستم، یا تابعِ موجیِ آن، این را به این صورت بیان خواهد کرد که بعد از آن که یک ساعت گذشت، آن گربه هم زنده خواهد بود هم مرده (ببخشید از این که چنین چیزی را می گویم) و با احتمال های کاملاً مساوی یک گربۀ زنده آنجا خواهیم داشت و یک گربۀ مرده. اروین شودینگر
@Quantum_by_Abbas_Pejman
One can even set up quite ridiculous cases. A cat is penned up in a steel chamber, along with the following diabolical device (which must be secured against direct interference by the cat): in a Geiger counter there is a tiny bit of radioactive substance, so small, that perhaps in the course of one hour one of the atoms decays, but also, with equal probability, perhaps none; if it happens, the counter tube discharges and through a relay releases a hammer which shatters a small flask of hydrocyanic acid. If one has left this entire system to itself for an hour, one would say that the cat still lives if meanwhile no atom has decayed. The first atomic decay would have poisoned it. The wave function of the entire system would express this by having in it the living and the dead cat (pardon the expression) mixed or smeared out in equal parts. Erwin Schrodinger
ترجمه: حتی می توان به موارد مسخره¬ای فکر کرد. گربه¬ای در یک اتاق فولادی زندانی شده است که چنین وسیلۀ اهریمنی در آن است (باید طوری باشد که تن گربه هیچ تماسی با این وسیله نداشته باشد): در یک شمارگر گایگر یک تکۀ کوچک از مادۀ رادیواکتیو هست، که آن قدر کوچک است که ممکن است در عرض یک ساعت فقط یک اتم آن متلاشی شود، اما همین قدر هم احتمال هست که متلاشی نشود. اگر متلاشی شود لولۀ شمارشگر بار الکتریکی آن را از خود آزاد می کند و از طریق یک تقویت کننده یک چکش را به حرکت در می آورد. این چکش که به حرکت درآمد، می خورد یک شیشۀ کوچک هیدروسیانیک اسید (سیانور) را می شکند. اگر این سیستم را یک ساعت به حال خود گذاشته باشیم، می توانیم بگوییم اگر در این یک ساعت، اتمی متلاشی نشده باشد گربه هنوز زنده است. برای این که اولین اتمی که متلاشی شود گربه را خواهد کشت. ویو فانکشنِ سیستم، یا تابعِ موجیِ آن، این را به این صورت بیان خواهد کرد که بعد از آن که یک ساعت گذشت، آن گربه هم زنده خواهد بود هم مرده (ببخشید از این که چنین چیزی را می گویم) و با احتمال های کاملاً مساوی یک گربۀ زنده آنجا خواهیم داشت و یک گربۀ مرده. اروین شودینگر
@Quantum_by_Abbas_Pejman
توضیح گربۀ شرودینگر
می شود فهمید شرودینگر چه می خواهد بگوید. اما بعضی حرف هایش احتیاج به توضیحات بیشتری دارد تا کاملاً روشن شود. یا دست کم باید گفت که روی بعضی حرف هایش باید خوب توجه کرد تا معلوم شود دقیقاً چه می خواهد بگوید. فی الواقع، حرف هایش وقتی کاملاً روشن می شود که مفهوم احتمالات را دقیقاً فهمیده باشیم. شاید بشود گفت درک شهودیِ ما از احتمالات چندان دقیق و عمیق نمی تواند باشد. در هر حال، در یادداشت های قبلی دیدیم همۀ آزمایش ها نشان می دهد که اتفاقات دنیای اتم فقط از روی تصادف اتفاق می افتند. مخصوصاً اتم های رادیو اکتیو این مفهوم را خوب نشان می دهند. برای همین است که شرودینگر هم یک اتم رادیو اکتیو را برای مثالش انتخاب کرده است. اتم رادیو اکتیو اتمی است که هسته¬اش پایدار نیست. هر آن ممکن است این هسته متلاشی شود و مقداری انرژی از خودش خالی کند. اما چیزی که هست هیچ وقت نمی توان مشخص کرد این متلاشی شدن در چه لحظه¬ای اتفاق می افتد. تنها کاری که می شود کرد به این صورت است که مثلاً می آیند یک تعداد دلخواه اما نسبتاً زیاد از یک نوع اتم رادیو اکتیو را انتخاب می کنند، تا ببینند مثلاً یک ساعت بعد چندتا از اینها هسته¬هاشان متلاشی شد. بعد از یک زمانی که تقریباً نصف اتم ها هسته¬هاشان متلاشی شد، آن زمان را هر چه هست می گویند نیمه عمر آن اتم رادیو اکتیو. مثلاً اگر صد تا اتم را انتخاب کرده باشند، و بعد از گذشت یک ساعت، پنجاه تا از اینها هسته¬شان متلاشی بشود، می گویند نیمه عمر این نوع اتم یک ساعت است. بنابراین وقتی یک اتم از نوع مادۀ رادیواکتیو را برداریم و در یک محفظه قرار دهیم، بعد از گذشت یک ساعت، هم احتمال دارد این اتم هسته¬اش متلاشی شده باشد، هم احتمال دارد که متلاشی نشده باشد. اندازۀ راضیِ این احتمال هم برای هر دوی این حالت ها یکی است. برای هر کدام ۵٠ % . یعنی کاملاً مساوی. شرودیگر و انیشتین و بعضی دیگر از فیزیکدان ها می گفتند این چنین چیزی خیلی مسخره یا بی معنی است! آنها لغت اپسورد را به کار می بردند که همین معنی ها را می دهد. اما شاید درک شهودیِ ما آن طور که باید و شاید نتواند مسخرگی چنین چیزی را نشان دهد. برای همین بود که شرودینگر آن گدانکن اکسپرمنت یا آزمایش فکری را طرح کرد تا مسخره بودن چنین چیزی را خوب نشان دهد. او، در این آزمایش، دنیای اتم را با دنیای قابل مشاهدۀ ما مرتبط کرد. یک گربه را وارد بازی کرد تا بگوید معنای این تصادف و تاس بازی¬ای که در دنیای اتم هست، در دنیای قابل مشاهدۀ ما چنین معنایی خواهد داشت: گاهی یک گربه می تواند در عین حال هم مرده باشد هم زنده باشد. چیزی مثل الکترون که، در آنِ واحد، هم موج است هم ذره!
و wave function را هم، که از مفاهیم بسیار مهم کوانتومی است و در فارسی آن را تابعِ موج ترجمه کرده-اند، بعداً توضیح خواهم داد. می ترسم اگر الان توضیح دهم توضیحم چندان رسا نباشد. بهتر است این مفاهیمی که تا حالا توضیح داده¬ام خوب جا بیفتد، آن وقت آن را هم توضیح می دهم. شرودینگر یک معادله یا فرمول هم برای فانکشن نوشت که از فرمول های بسیار مهم فیزیک است.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
می شود فهمید شرودینگر چه می خواهد بگوید. اما بعضی حرف هایش احتیاج به توضیحات بیشتری دارد تا کاملاً روشن شود. یا دست کم باید گفت که روی بعضی حرف هایش باید خوب توجه کرد تا معلوم شود دقیقاً چه می خواهد بگوید. فی الواقع، حرف هایش وقتی کاملاً روشن می شود که مفهوم احتمالات را دقیقاً فهمیده باشیم. شاید بشود گفت درک شهودیِ ما از احتمالات چندان دقیق و عمیق نمی تواند باشد. در هر حال، در یادداشت های قبلی دیدیم همۀ آزمایش ها نشان می دهد که اتفاقات دنیای اتم فقط از روی تصادف اتفاق می افتند. مخصوصاً اتم های رادیو اکتیو این مفهوم را خوب نشان می دهند. برای همین است که شرودینگر هم یک اتم رادیو اکتیو را برای مثالش انتخاب کرده است. اتم رادیو اکتیو اتمی است که هسته¬اش پایدار نیست. هر آن ممکن است این هسته متلاشی شود و مقداری انرژی از خودش خالی کند. اما چیزی که هست هیچ وقت نمی توان مشخص کرد این متلاشی شدن در چه لحظه¬ای اتفاق می افتد. تنها کاری که می شود کرد به این صورت است که مثلاً می آیند یک تعداد دلخواه اما نسبتاً زیاد از یک نوع اتم رادیو اکتیو را انتخاب می کنند، تا ببینند مثلاً یک ساعت بعد چندتا از اینها هسته¬هاشان متلاشی شد. بعد از یک زمانی که تقریباً نصف اتم ها هسته¬هاشان متلاشی شد، آن زمان را هر چه هست می گویند نیمه عمر آن اتم رادیو اکتیو. مثلاً اگر صد تا اتم را انتخاب کرده باشند، و بعد از گذشت یک ساعت، پنجاه تا از اینها هسته¬شان متلاشی بشود، می گویند نیمه عمر این نوع اتم یک ساعت است. بنابراین وقتی یک اتم از نوع مادۀ رادیواکتیو را برداریم و در یک محفظه قرار دهیم، بعد از گذشت یک ساعت، هم احتمال دارد این اتم هسته¬اش متلاشی شده باشد، هم احتمال دارد که متلاشی نشده باشد. اندازۀ راضیِ این احتمال هم برای هر دوی این حالت ها یکی است. برای هر کدام ۵٠ % . یعنی کاملاً مساوی. شرودیگر و انیشتین و بعضی دیگر از فیزیکدان ها می گفتند این چنین چیزی خیلی مسخره یا بی معنی است! آنها لغت اپسورد را به کار می بردند که همین معنی ها را می دهد. اما شاید درک شهودیِ ما آن طور که باید و شاید نتواند مسخرگی چنین چیزی را نشان دهد. برای همین بود که شرودینگر آن گدانکن اکسپرمنت یا آزمایش فکری را طرح کرد تا مسخره بودن چنین چیزی را خوب نشان دهد. او، در این آزمایش، دنیای اتم را با دنیای قابل مشاهدۀ ما مرتبط کرد. یک گربه را وارد بازی کرد تا بگوید معنای این تصادف و تاس بازی¬ای که در دنیای اتم هست، در دنیای قابل مشاهدۀ ما چنین معنایی خواهد داشت: گاهی یک گربه می تواند در عین حال هم مرده باشد هم زنده باشد. چیزی مثل الکترون که، در آنِ واحد، هم موج است هم ذره!
و wave function را هم، که از مفاهیم بسیار مهم کوانتومی است و در فارسی آن را تابعِ موج ترجمه کرده-اند، بعداً توضیح خواهم داد. می ترسم اگر الان توضیح دهم توضیحم چندان رسا نباشد. بهتر است این مفاهیمی که تا حالا توضیح داده¬ام خوب جا بیفتد، آن وقت آن را هم توضیح می دهم. شرودینگر یک معادله یا فرمول هم برای فانکشن نوشت که از فرمول های بسیار مهم فیزیک است.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
لطفاً دربارۀ جواب این دو سؤال هم فکر کنید:
فکر می کنید الکترونی که داخل اتم است و دارد دور هستۀ آن می چرخد، کدام یک از صورت های زیر را دارد:
الف – موج
ب – ذره
ج – هر دو
موج الکترون می تواند با خودش تداخل ایجاد کند [منظور از تداخل همان است که در آزمایش دو شکاف دیده¬ایم- همان که عکسش به صورت خط های باریک و موازیِ هم روی صفحۀ حساس می افتد].
الف – درست است
ب- غلط است
این دوتا سؤال در یکی از کتاب های کوانتوم آمده است. جواب آنها هم به صورت توضیح در همان کتاب هست. توضیح ها را بعداً خواهم نوشت.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
فکر می کنید الکترونی که داخل اتم است و دارد دور هستۀ آن می چرخد، کدام یک از صورت های زیر را دارد:
الف – موج
ب – ذره
ج – هر دو
موج الکترون می تواند با خودش تداخل ایجاد کند [منظور از تداخل همان است که در آزمایش دو شکاف دیده¬ایم- همان که عکسش به صورت خط های باریک و موازیِ هم روی صفحۀ حساس می افتد].
الف – درست است
ب- غلط است
این دوتا سؤال در یکی از کتاب های کوانتوم آمده است. جواب آنها هم به صورت توضیح در همان کتاب هست. توضیح ها را بعداً خواهم نوشت.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
کوانتوم
لطفاً دربارۀ جواب این دو سؤال هم فکر کنید: فکر می کنید الکترونی که داخل اتم است و دارد دور هستۀ آن می چرخد، کدام یک از صورت های زیر را دارد: الف – موج ب – ذره ج – هر دو موج الکترون می تواند با خودش تداخل ایجاد کند [منظور از تداخل همان است که در آزمایش…
جواب سؤال ها
همچنان که پیش از این هم گفته¬ام، عجایب در دنیای اتم زیاد است. طبق قوانین فیزیکی، هر ذره¬ای که بار الکتریکی دارد، اگر در حال حرکت است باید از خودش انرژی دفع کند. یعنی انرژی از دست بدهد. اما اگر این را در مورد الکترون در نظر بگیریم، جور در نمی آید. الکترون دارای بار الکتریکی است. بار الکتریکی منفی دارد. آن وقت با سرعتی نزدیک به سرعت نور هم دارد در مداری دور هستۀ اتم می چرخد. خوب، این که باید در کسر بسیار کوچکی از ثانیه انرژی¬اش تمام شود و سقوط کند روی هستۀ اتم! چون ضمن این چرخش باید انرژی از دست بدهد. پس چرا همچنان می چرخد و انرژی¬اش تمام نمی شود؟ این همه انرژی را از کجا می آرد؟ جواب این است که اصلاً انرژی از دست نمی دهد! توضیحش هم به این صورت است:
الکترون هم ذره است هم موج. آن تصوری که از ساختمان اتم داریم و اتم به صورت منظومه¬ای تصویر می شود که هسته¬ای مثل خورشید در وسط خود دارد و الکترون ها مثل کراتی هستند که در مدارهایی دایره¬ای یا بیضی شکل در حال گردش به دور آن هسته هستند، تصویر چندان درستی نیست. آن مدارها به صورت خط نیستند. الکترون چون در عین ذره بودنش به صورت موج هم هست، ضمن گردش به دور هسته، مداری به شکل ابر به وجود می آرد. طبق قانون عدم قطعیت، هر لحظه را که در نظر بگیریم، الکترون در آن لحظه در هر جای این ابر می تواند باشد، و هست! وقتی در هر لحظه در هر جای این ایر باشد، این یعنی این که اصلاً حرکتی صورت نمی گیرد! چون حرکت وقتی به وجود می آید که جای چیزی از این لحظه به آن لحظه تغییر کند. اما الکترون جایش تغییر نمی کند. در هر لحظه که در نظر بگیری در هر جای آن ابر موجی یا مدارش هست. ضمن این که با سرعت نزدیک به نور هم در حال حرکت است. برای همین است که انرژی از دست نمی دهد و به روی هسته سقوط نمی کند.
اما جواب سؤال دوم. گاهی هست که مثلاً دوتا اتم به یکدیگر می خورند. یا گاهی یک ذرۀ نور یا همان فوتون می خورد به به یک اتم. فوتون انرژی است. یک کوانتوم انرژی است. این انرژی باعث جابجایی الکترون می شود. این جابجایی هم به این صورت است که الکترون را از یک مدار به مداری پایین¬تر هل می دهد. آن وقت لحظه¬ای هست که آن الکترون، در عین حال که رفته به یک مدار دیگر، هنوز از مدار اول هم به طور کامل نرفته است. بنابراین، هم به صورت ابری از موج در مدار اول هست، هم به صورت ابری از موجی دیگر در مدار ی دیگر. و این دو تا مدار در وسط راه با هم تداخل می کنند و تصویری به وجود می آرند که عیناً مثل همان تصویر است که تداخل دوتا موجی که در شکاف های آزمایش دو شکاف به وجود آمده است روی صفحۀ فیلم ایجاد می کنند.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
همچنان که پیش از این هم گفته¬ام، عجایب در دنیای اتم زیاد است. طبق قوانین فیزیکی، هر ذره¬ای که بار الکتریکی دارد، اگر در حال حرکت است باید از خودش انرژی دفع کند. یعنی انرژی از دست بدهد. اما اگر این را در مورد الکترون در نظر بگیریم، جور در نمی آید. الکترون دارای بار الکتریکی است. بار الکتریکی منفی دارد. آن وقت با سرعتی نزدیک به سرعت نور هم دارد در مداری دور هستۀ اتم می چرخد. خوب، این که باید در کسر بسیار کوچکی از ثانیه انرژی¬اش تمام شود و سقوط کند روی هستۀ اتم! چون ضمن این چرخش باید انرژی از دست بدهد. پس چرا همچنان می چرخد و انرژی¬اش تمام نمی شود؟ این همه انرژی را از کجا می آرد؟ جواب این است که اصلاً انرژی از دست نمی دهد! توضیحش هم به این صورت است:
الکترون هم ذره است هم موج. آن تصوری که از ساختمان اتم داریم و اتم به صورت منظومه¬ای تصویر می شود که هسته¬ای مثل خورشید در وسط خود دارد و الکترون ها مثل کراتی هستند که در مدارهایی دایره¬ای یا بیضی شکل در حال گردش به دور آن هسته هستند، تصویر چندان درستی نیست. آن مدارها به صورت خط نیستند. الکترون چون در عین ذره بودنش به صورت موج هم هست، ضمن گردش به دور هسته، مداری به شکل ابر به وجود می آرد. طبق قانون عدم قطعیت، هر لحظه را که در نظر بگیریم، الکترون در آن لحظه در هر جای این ابر می تواند باشد، و هست! وقتی در هر لحظه در هر جای این ایر باشد، این یعنی این که اصلاً حرکتی صورت نمی گیرد! چون حرکت وقتی به وجود می آید که جای چیزی از این لحظه به آن لحظه تغییر کند. اما الکترون جایش تغییر نمی کند. در هر لحظه که در نظر بگیری در هر جای آن ابر موجی یا مدارش هست. ضمن این که با سرعت نزدیک به نور هم در حال حرکت است. برای همین است که انرژی از دست نمی دهد و به روی هسته سقوط نمی کند.
اما جواب سؤال دوم. گاهی هست که مثلاً دوتا اتم به یکدیگر می خورند. یا گاهی یک ذرۀ نور یا همان فوتون می خورد به به یک اتم. فوتون انرژی است. یک کوانتوم انرژی است. این انرژی باعث جابجایی الکترون می شود. این جابجایی هم به این صورت است که الکترون را از یک مدار به مداری پایین¬تر هل می دهد. آن وقت لحظه¬ای هست که آن الکترون، در عین حال که رفته به یک مدار دیگر، هنوز از مدار اول هم به طور کامل نرفته است. بنابراین، هم به صورت ابری از موج در مدار اول هست، هم به صورت ابری از موجی دیگر در مدار ی دیگر. و این دو تا مدار در وسط راه با هم تداخل می کنند و تصویری به وجود می آرند که عیناً مثل همان تصویر است که تداخل دوتا موجی که در شکاف های آزمایش دو شکاف به وجود آمده است روی صفحۀ فیلم ایجاد می کنند.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
کوانتوم
جواب سؤال ها همچنان که پیش از این هم گفته¬ام، عجایب در دنیای اتم زیاد است. طبق قوانین فیزیکی، هر ذره¬ای که بار الکتریکی دارد، اگر در حال حرکت است باید از خودش انرژی دفع کند. یعنی انرژی از دست بدهد. اما اگر این را در مورد الکترون در نظر بگیریم، جور در نمی…
یکی از دوستان عضو کانال، دکتر حسن آزادی، نوشتند «از کوانتوم,چیزهایی که از چرخش وسکون الکترون گفتی مفهوم نبود». با تشکر از دکتر آزادی، آن را به یک صورت دیگر توضیح می دهم.
حرکت یک جسم با ذره یعنی چه؟ یعنی جابه جا شدن آن در لحظه های متوالی. به طوری که هر لحظه که می گذرد جای آن هم عوض می شود. حالا الکترون را در داخل اتم در نظر می گیریم. الکترونی که در داخل اتم دور هسته می چرخد، موجی ایجاد می کند که در بعضی جاها ارتفاعش بلند تر از جاهای دیگر است.
آزمایش نشان می دهد آنجاها که ارتفاع موج بلندتر است، احتمال این که الکترون را در آن بخش ها پیدا کنیم بیشتر است. مثلاً اگر صد بار یک آزمایش را که مخصوص مشخص کردن جای این الکترون است تکرار کنیم، ممکن است مثلاً هفتاد بار آن را در جاهایی پیدا کنیم که ارتفاع موج بلند است و سی بار هم در جاهایی که ارتفاع آن کم¬تر می شود. اما فقط همین. وگرنه هر بار که آزمایش را می خواهیم انجام دهیم، اصلاً معلوم نیست نتیجۀ آزمایش چه خواهد بود! ااصلاً نمی شود گفت این آزمایش آن الکترون را در کجا نشان خواهد داد. بلندتر بودن ارتفاع آن در بعضی جاها فقط یک احتمال را نشان می دهد. احتمال این که آن الکترون کجا بیشتر پیدا می شود. وگرنه در هر لحظه که در نظر بگیریم، آن الکترون در هر نقطه از آن موج ممکن است باشد.
اما این موج یک معنای دیگر هم دارد که چندان آشکار نیست. و آن معنا این است. مثلاً یک نقطه را همین جوری روی آن موج در نظر می گیریم، و اسمش را می گذاریم ایکس. دوتا لحظۀ متوالی الف و ب را هم در نظر می گیریم. طبق آنچه در مورد آن موج گفتیم، الکترون هم در لحظۀ الف می تواند در نقطۀ ایکس باشد هم در لحظۀ ب! حالا مفهوم حرکت را هم به یادمان می آریم. حرکت وقتی صورت می گیرد که الکترون اگر در لحظۀالف در نقطۀ ایکس است، دیگر در لحظۀ بعدی آن یعنی در لحظۀ ب آنجا نباشد، بلکه جای دیگری باشد. اما در لحظۀ ب هم کماکان در نقطۀ الف هست! بنابراین اصلاً حرکت برایش معنی ندارد.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
حرکت یک جسم با ذره یعنی چه؟ یعنی جابه جا شدن آن در لحظه های متوالی. به طوری که هر لحظه که می گذرد جای آن هم عوض می شود. حالا الکترون را در داخل اتم در نظر می گیریم. الکترونی که در داخل اتم دور هسته می چرخد، موجی ایجاد می کند که در بعضی جاها ارتفاعش بلند تر از جاهای دیگر است.
آزمایش نشان می دهد آنجاها که ارتفاع موج بلندتر است، احتمال این که الکترون را در آن بخش ها پیدا کنیم بیشتر است. مثلاً اگر صد بار یک آزمایش را که مخصوص مشخص کردن جای این الکترون است تکرار کنیم، ممکن است مثلاً هفتاد بار آن را در جاهایی پیدا کنیم که ارتفاع موج بلند است و سی بار هم در جاهایی که ارتفاع آن کم¬تر می شود. اما فقط همین. وگرنه هر بار که آزمایش را می خواهیم انجام دهیم، اصلاً معلوم نیست نتیجۀ آزمایش چه خواهد بود! ااصلاً نمی شود گفت این آزمایش آن الکترون را در کجا نشان خواهد داد. بلندتر بودن ارتفاع آن در بعضی جاها فقط یک احتمال را نشان می دهد. احتمال این که آن الکترون کجا بیشتر پیدا می شود. وگرنه در هر لحظه که در نظر بگیریم، آن الکترون در هر نقطه از آن موج ممکن است باشد.
اما این موج یک معنای دیگر هم دارد که چندان آشکار نیست. و آن معنا این است. مثلاً یک نقطه را همین جوری روی آن موج در نظر می گیریم، و اسمش را می گذاریم ایکس. دوتا لحظۀ متوالی الف و ب را هم در نظر می گیریم. طبق آنچه در مورد آن موج گفتیم، الکترون هم در لحظۀ الف می تواند در نقطۀ ایکس باشد هم در لحظۀ ب! حالا مفهوم حرکت را هم به یادمان می آریم. حرکت وقتی صورت می گیرد که الکترون اگر در لحظۀالف در نقطۀ ایکس است، دیگر در لحظۀ بعدی آن یعنی در لحظۀ ب آنجا نباشد، بلکه جای دیگری باشد. اما در لحظۀ ب هم کماکان در نقطۀ الف هست! بنابراین اصلاً حرکت برایش معنی ندارد.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اصول مهم مکانیک کوانتوم ۱
مکانیک کوانتوم بر چهار اصل استوار است:
١- تابع موج
٢- حالت‌های مجاز
٣- احتمالات
۴- اندازه‌گیری
تا کنون بعضی مفاهیم مهم مکانیک کوانتوم، همچنین با مفهوم احتمالات و اندازه‌گیری، تا حدودی آشنا شده‌ایم. اما برای این که بتوانیم مبحث جهان‌های موازی را شروع کنیم، باید تابع موج و حالت‌های ممکن را هم بدانیم چیستند.
تابع موج یا wave function- در مکانیک کوانتوم هر چیزی که در دنیا هست، چه در دنیای اتم باشد چه در دنیای قابل مشاهده، با یک تابع ریاضی به نام تابع موجی تعریف می‌شود. تابع یعنی آن چیزی که از یک چیز دیگر یا بعضی چیزهای دیگر تبعیت یا پیروی می‌کند. یعنی وقتی یک چیزی یا بعضی چیزها تغییر کنند، آن هم تغییر می‌کند. منظور از تابع موجی هم یعنی تابعی که ماهیت موج دارد. یا به عبارت دیگر، موجی که تابع بعضی چیزهای دیگر است. آنها که تغییر کنند، این هم به تبعیت از آنها تغییر می‌کند.
پیش از این دیده‌ایم که ذرات اتمی در همان حال که ذره هستند، موج هم هستند. یا به عبارت دیگر، علاوه بر این که ذره هستند، نقش موج هم دارند. و دیده‌ایم که این محدود به دنیای اتم هم نیست. تمام اجسام دنیای قابل مشاهده هم به اندازه‌های ناچیزی موج هستند. پس معنی تابع موج را به این صورت هم می‌توانیم بگوییم: تابع موج یعنی نقش موجی یک ذره یا جسم یا هر چیزی، در هر لحظ‌ی مشخص از زمان. همچنان که در یکی از یادداشت‌های قبلی گفتم، اروین شرودینگر یک معادله هم برای محاسبه کردن شدت این موج پیدا کرد. با دانستنِ بعضی مشخصات هر چیزی، مثلاً جرمِ یک چیز، سرعتی که در یک لحظه‌ی مشخص دارد و جهتِ حرکتش در آن لحظه، می‌توان آنها را در این معادله گذاشت و مشخص کرد آن چیز شدت موج بودنش در آن لحظه‌ی مشخص چقدر است و این موج چه مشخصاتی دارد. این مشخصات عبارت است از فرکانس موج (= تعداد نوسان‌هایش در یک ثانیه)، طول موج (=فاصلع‌ی بین دوتا نوسان)، جهت نوسان‌هایش در فضا.
مثلاً در نظر بگیریم خرگوشی دارد در باغی می‌دود. این مثال را از یکی از فیزیکدان‌ها نقل می کنم. باری، خرگوشی دارد در باغی می‌دود. این خرگوش معمولاً با یک سرعت ثابت نمی‌دود. در هر لحظه‌ای ممکن است سرعتش کم یا زیاد شود. همچنین است جهت حرکتش، که معمولاً دائم در حال تغییر خواهد بود. یعنی روی یک خط مستقیم نمی‌تواند بدود. گاهی ممکن است به راست متمایل شود، گاهی به چپ، گاهی حالت زیگزاگی پیدا کند. خلاصه این که با هر تغییری که در سرعت و جهت حرکت او ایجاد شود، یک موج جدید ایجاد می‌شود. این موج‌ها گاهی با هم تداخل هم دارند، و بر اثر این تداخل، گاهی همدیگر را خنثی می‌کنند، گاهی همدیگر را تشدید می‌کنند. موج کلی خرگوش در لحظه‌هایی که می‌دود از مجموع این موج‌ها تشکیل می‌شود. موجی که در بعضی جاها شدتش بیشتر است، در بعضی جاها شدتش کمتر است، در بسیاری جاها هم اصلاً نیست. فقط در بعضی جاها هست. یا به عبارت دیگر، فقط در بعضی جاهای باغ تشکیل می‌شود. اما هر چه هست، خرگوش در آن لحظه‌های مشخصی که دارد در آن باغ می‌دود، فقط در آن نقاطی می‌تواند دیده شود که آن موج هست. هر جا آن موج شدیدتر باشد، احتمال این‌که خرگوش در آنجاها دیده شود بیشتر است. هرجا شدتش کمتر باشد احتمال این که خرگوش در آن جاها دیده شود کمتر است. در جاهایی هم که این موج نباشد، خرگوش در آن جاها دیده نمی‌شود. دقیقاً مثل همان چیزی که در مورد الکترون دیده‌ایم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
مکانیک کوانتوم بر چهار اصل استوار است:
١- تابع موج
٢- حالت‌های مجاز
٣- احتمالات
۴- اندازه‌گیری
تا کنون بعضی مفاهیم مهم مکانیک کوانتوم، همچنین با مفهوم احتمالات و اندازه‌گیری، تا حدودی آشنا شده‌ایم. اما برای این که بتوانیم مبحث جهان‌های موازی را شروع کنیم، باید تابع موج و حالت‌های ممکن را هم بدانیم چیستند.
تابع موج یا wave function- در مکانیک کوانتوم هر چیزی که در دنیا هست، چه در دنیای اتم باشد چه در دنیای قابل مشاهده، با یک تابع ریاضی به نام تابع موجی تعریف می‌شود. تابع یعنی آن چیزی که از یک چیز دیگر یا بعضی چیزهای دیگر تبعیت یا پیروی می‌کند. یعنی وقتی یک چیزی یا بعضی چیزها تغییر کنند، آن هم تغییر می‌کند. منظور از تابع موجی هم یعنی تابعی که ماهیت موج دارد. یا به عبارت دیگر، موجی که تابع بعضی چیزهای دیگر است. آنها که تغییر کنند، این هم به تبعیت از آنها تغییر می‌کند.
پیش از این دیده‌ایم که ذرات اتمی در همان حال که ذره هستند، موج هم هستند. یا به عبارت دیگر، علاوه بر این که ذره هستند، نقش موج هم دارند. و دیده‌ایم که این محدود به دنیای اتم هم نیست. تمام اجسام دنیای قابل مشاهده هم به اندازه‌های ناچیزی موج هستند. پس معنی تابع موج را به این صورت هم می‌توانیم بگوییم: تابع موج یعنی نقش موجی یک ذره یا جسم یا هر چیزی، در هر لحظ‌ی مشخص از زمان. همچنان که در یکی از یادداشت‌های قبلی گفتم، اروین شرودینگر یک معادله هم برای محاسبه کردن شدت این موج پیدا کرد. با دانستنِ بعضی مشخصات هر چیزی، مثلاً جرمِ یک چیز، سرعتی که در یک لحظه‌ی مشخص دارد و جهتِ حرکتش در آن لحظه، می‌توان آنها را در این معادله گذاشت و مشخص کرد آن چیز شدت موج بودنش در آن لحظه‌ی مشخص چقدر است و این موج چه مشخصاتی دارد. این مشخصات عبارت است از فرکانس موج (= تعداد نوسان‌هایش در یک ثانیه)، طول موج (=فاصلع‌ی بین دوتا نوسان)، جهت نوسان‌هایش در فضا.
مثلاً در نظر بگیریم خرگوشی دارد در باغی می‌دود. این مثال را از یکی از فیزیکدان‌ها نقل می کنم. باری، خرگوشی دارد در باغی می‌دود. این خرگوش معمولاً با یک سرعت ثابت نمی‌دود. در هر لحظه‌ای ممکن است سرعتش کم یا زیاد شود. همچنین است جهت حرکتش، که معمولاً دائم در حال تغییر خواهد بود. یعنی روی یک خط مستقیم نمی‌تواند بدود. گاهی ممکن است به راست متمایل شود، گاهی به چپ، گاهی حالت زیگزاگی پیدا کند. خلاصه این که با هر تغییری که در سرعت و جهت حرکت او ایجاد شود، یک موج جدید ایجاد می‌شود. این موج‌ها گاهی با هم تداخل هم دارند، و بر اثر این تداخل، گاهی همدیگر را خنثی می‌کنند، گاهی همدیگر را تشدید می‌کنند. موج کلی خرگوش در لحظه‌هایی که می‌دود از مجموع این موج‌ها تشکیل می‌شود. موجی که در بعضی جاها شدتش بیشتر است، در بعضی جاها شدتش کمتر است، در بسیاری جاها هم اصلاً نیست. فقط در بعضی جاها هست. یا به عبارت دیگر، فقط در بعضی جاهای باغ تشکیل می‌شود. اما هر چه هست، خرگوش در آن لحظه‌های مشخصی که دارد در آن باغ می‌دود، فقط در آن نقاطی می‌تواند دیده شود که آن موج هست. هر جا آن موج شدیدتر باشد، احتمال این‌که خرگوش در آنجاها دیده شود بیشتر است. هرجا شدتش کمتر باشد احتمال این که خرگوش در آن جاها دیده شود کمتر است. در جاهایی هم که این موج نباشد، خرگوش در آن جاها دیده نمی‌شود. دقیقاً مثل همان چیزی که در مورد الکترون دیده‌ایم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اصول مهم مکانیک کوانتوم ۲
حالت های مجاز allowed states – در دنیای کوانتوم، هر چیزی فقط در حالت های مجاز دیده می شود. با همین است که کوانتوم وارد مکانیک کوانتوم می شود. انرژی¬ای که با اشعۀ نور می آید از فوتون تشکیل شده است. فوتون هم چیزی است که تقسیم پذیر نیست. این یعنی این که یک فوتون و دو فوتون و سه فوتون می توانیم داشته باشیم. اما یک فوتون و نصف فوتون نمی شود داشت.
همین طور است الکترونی که داخل اتم می چرخد. الکترون داخل اتم هم فقط در حالت های بسیار خاصی می تواند باشد. هر کدام از این حالت هایش انرژی مشخصی دارد. هر وقت که الکترون را پیدا کنی فقط یکی از این انرژی ها را با خود دارد. وقتی الکترون می خواهد از این حالت به آن حالت برود، این کار را یا با جذب انرژی انجام می دهد، که در این صورت کمی از هستۀ اتم بیشتر فاصله می گیرد، یا با دفع انرژی انجام می دهد، که در این صورت کمی بیشتر به هستۀ اتم نزدیک می شود. این تغییر حالت به صورت جهشی انجام می گیرد و اصلاً زمان نمی برد! اسمش هم هست جهش کوانتومی.
یکی دیگر از حالت های مجاز هم همان است که در آزمایش دو شکاف دیده¬ایم. برای فوتون دو حالت برای ظاهر شدنش هست. حالت یک شکافی و حالت دو شکافی. در حالت دو شکافی به صورت ذره ظاهر می شود، و در حالت دو شکافی به صورت موج ظاهر می شود.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
حالت های مجاز allowed states – در دنیای کوانتوم، هر چیزی فقط در حالت های مجاز دیده می شود. با همین است که کوانتوم وارد مکانیک کوانتوم می شود. انرژی¬ای که با اشعۀ نور می آید از فوتون تشکیل شده است. فوتون هم چیزی است که تقسیم پذیر نیست. این یعنی این که یک فوتون و دو فوتون و سه فوتون می توانیم داشته باشیم. اما یک فوتون و نصف فوتون نمی شود داشت.
همین طور است الکترونی که داخل اتم می چرخد. الکترون داخل اتم هم فقط در حالت های بسیار خاصی می تواند باشد. هر کدام از این حالت هایش انرژی مشخصی دارد. هر وقت که الکترون را پیدا کنی فقط یکی از این انرژی ها را با خود دارد. وقتی الکترون می خواهد از این حالت به آن حالت برود، این کار را یا با جذب انرژی انجام می دهد، که در این صورت کمی از هستۀ اتم بیشتر فاصله می گیرد، یا با دفع انرژی انجام می دهد، که در این صورت کمی بیشتر به هستۀ اتم نزدیک می شود. این تغییر حالت به صورت جهشی انجام می گیرد و اصلاً زمان نمی برد! اسمش هم هست جهش کوانتومی.
یکی دیگر از حالت های مجاز هم همان است که در آزمایش دو شکاف دیده¬ایم. برای فوتون دو حالت برای ظاهر شدنش هست. حالت یک شکافی و حالت دو شکافی. در حالت دو شکافی به صورت ذره ظاهر می شود، و در حالت دو شکافی به صورت موج ظاهر می شود.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اصول مهم مکانیک کوانتوم ۳
احتمالات - سومین اصل کوانتوم اصل احتمالات است. تابع موج هر چیزی احتمال هر کدام از حالت های مجاز آن را تعیین می کند. حالا دیگر می دانیم که معادلۀ شرودینگر این کار را برای ما انجام می دهد. بعضی مختصات مربوط به مثلاً الکترون یا فوتون را در آن معادله می گذاریم و آنگاه احتمال هر کدام از حالت های مجازش برای ما معلوم می شود. برای این که این را با یک مثال از دنیای قابل مشاهده هم بیان کنم تا ملموس¬تر باشد، مثالی را که چَد اُرزِل آورده است نقل می کنم. اگر می خواهیم بدانیم سگمان کجا می تواند باشد، یعنی پوزیشن یا مکان آن را در یک لحظۀ خاص بدانیم، معادلۀ شرودینگر این را به ما خواهد گفت. مثلاً خواهد گفت احتمالش خیلی زیاد است که در سالن پذیرایی باشد، احتمال خیلی کمی هم هست که در یکی از اتاق خواب هایی باشد که درش بسته بوده است، و احتمال بسیار بسیار ناچیز یا همان صفر درصد دارد که در یکی از ماه هایی باشد که دور مشتری می چرخند. اگر به انرژی آن سگ علاقه داریم و می خواهیم انرژی¬اش را تعیین کنیم، باز تابع موجش این را به ما خواهد گفت. مثلاً خواهد گفت احتمال بسیار بالایی دارد که سگتان الان در حال خواب باشد، احتمال هم دارد که در حال ورجه وورجه و پارس کردن باشد، و احتمال فوق العاده ناچیز یا همان صفر درصد دارد که آرام نشسته باشد و مشغول حل کردن یک مسئلۀ ریاضی باشد.
اما این تابع موج یک چیز را هیچ گاه نخواهد گفت. برای این که چنین چیزی در دنیای اتم اصلاً وجود ندارد تا تابع موج آن را بگوید. منظورم همان قطعیتی است که در اتفاقات فیزیک نیوتونی بود اما معلوم شد دنیای اتم یا کوانتوم کاملاً با آن بیگانه است. در دنیای کوانتوم قطعیتی وجود ندارد. هر چیزی را که در نظر بگیریم، مطلقاً نمی شود با قطعیت گفت الان در کدام یک از حالت های مجاز خود است. این را فقط با درصدی از احتمال می شود گفت. احتمال هم حتی اگر نزدیک به صد درصد باشد، باز قطعیت ندارد. بارها دیده¬ایم که احتمال این که یک چیزی اتفاق بیفتد بسیار بسیار بالا و نزدیک صد درصد بوده، اما اتفاق نیفتاده است. یا برعکس، گاهی احتمال این که یک چیزی اتفاق بیفتد فوق العاده کم بوده، اما اتفاق افتاده است. احتمال یعنی نادانی. وقتی یک چیزی را با قطعیت نمی توانی بگویی، یعنی آن را نمی دانی.
فیزیکدانان وقتی با این مسئلۀ عدم قطعیت در دنیای اتم روبرو شدند، اول فکر می کردند شاید هنوز یک چیزی هست که نتوانسته¬اند آن را بشناسند یا بفهمند. فکر می کردند وقتی بیشتر با رفتارهای ذرات اتمی آشنا شدند، آن وقت معلوم خواهد شد که چنین چیزی در کار نیست. آخر یعنی چه که این دنیایی که می بینیم، و واقعاً نظم حیرت انگیزی را در آن شاهد هستیم، از ذراتی ساخته شده باشد که هر اتفاقی برای آنها می افتد فقط از روی تصادف می افتد! اما اکنون که دیگر صد سال از آشنایی فیزیکدانان با مسئلۀ عدم قطعیت در دنیای اتم می گذرد، دیگر همۀ آنها مجبور شده¬اند با آن کنار بیایند. از آنجا که این عدم قطعیت نقش بسیار مهمی در درک ما از واقعیتِ دنیا دارد، یک بار دیگر مفهوم آن را یادآوری می کنم. عدم قطعیتی که در دنیای اتم هست، کاملاً فرق دارد با آن عدم قطعیتی که در دنیای ماکروسکوپیک آن را می شناسیم. در دنیای ماکروسکوپیک اگر نمی توانیم با قطعیت بگوییم یک چیزی اتفاق خواهد افتاد یا نه، به خاطر این است که علم کافی به همۀ آن عوامل نداریم که می توانند در اتفاق افتادنِ آن مؤثر باشند. اگر همۀ آن عوامل را بتوانیم بشناسیم، آنگاه با قطعیت می شود گفت آن پدیده هم اتفاق می افتد یا نه. اما عدم قطعیتی که در دنیای اتم هست از این نوع نیست. آنجا اصلاً خود اتفاقات هستند که کاملاً از روی تصادف اتفاق می افتند. برای همین است که اصل علیت هم در دنیای اتم منتفی می شود!
در مورد پدیده هایی که فقط از روی تصادف اتفاق می افتند، نمی شود صحبت از علت و معلول کرد. حتی در دنیای ماکروسکوپیک یا قابل مشاهده هم گاهی می شود از این نوع تصادف ها دید. وقتی سکه¬ای را به هوا می اندازیم تا صدتا چرخ خورده و به زمین بیفتد، آیا می توانیم بگوییم به چه علت بود که مثلاً خط آمد؟ یا به چه علت بود که شیر آمد؟ شیر یا خط آمدن این سکه فقط از روی تصادف اتفاق می افتد. علتی برایش در کار نیست. بنابراین خودش را هم نمی توان معلول به حساب آورد. اتفاقات دنیای کوانتوم از این نوع هستند.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
احتمالات - سومین اصل کوانتوم اصل احتمالات است. تابع موج هر چیزی احتمال هر کدام از حالت های مجاز آن را تعیین می کند. حالا دیگر می دانیم که معادلۀ شرودینگر این کار را برای ما انجام می دهد. بعضی مختصات مربوط به مثلاً الکترون یا فوتون را در آن معادله می گذاریم و آنگاه احتمال هر کدام از حالت های مجازش برای ما معلوم می شود. برای این که این را با یک مثال از دنیای قابل مشاهده هم بیان کنم تا ملموس¬تر باشد، مثالی را که چَد اُرزِل آورده است نقل می کنم. اگر می خواهیم بدانیم سگمان کجا می تواند باشد، یعنی پوزیشن یا مکان آن را در یک لحظۀ خاص بدانیم، معادلۀ شرودینگر این را به ما خواهد گفت. مثلاً خواهد گفت احتمالش خیلی زیاد است که در سالن پذیرایی باشد، احتمال خیلی کمی هم هست که در یکی از اتاق خواب هایی باشد که درش بسته بوده است، و احتمال بسیار بسیار ناچیز یا همان صفر درصد دارد که در یکی از ماه هایی باشد که دور مشتری می چرخند. اگر به انرژی آن سگ علاقه داریم و می خواهیم انرژی¬اش را تعیین کنیم، باز تابع موجش این را به ما خواهد گفت. مثلاً خواهد گفت احتمال بسیار بالایی دارد که سگتان الان در حال خواب باشد، احتمال هم دارد که در حال ورجه وورجه و پارس کردن باشد، و احتمال فوق العاده ناچیز یا همان صفر درصد دارد که آرام نشسته باشد و مشغول حل کردن یک مسئلۀ ریاضی باشد.
اما این تابع موج یک چیز را هیچ گاه نخواهد گفت. برای این که چنین چیزی در دنیای اتم اصلاً وجود ندارد تا تابع موج آن را بگوید. منظورم همان قطعیتی است که در اتفاقات فیزیک نیوتونی بود اما معلوم شد دنیای اتم یا کوانتوم کاملاً با آن بیگانه است. در دنیای کوانتوم قطعیتی وجود ندارد. هر چیزی را که در نظر بگیریم، مطلقاً نمی شود با قطعیت گفت الان در کدام یک از حالت های مجاز خود است. این را فقط با درصدی از احتمال می شود گفت. احتمال هم حتی اگر نزدیک به صد درصد باشد، باز قطعیت ندارد. بارها دیده¬ایم که احتمال این که یک چیزی اتفاق بیفتد بسیار بسیار بالا و نزدیک صد درصد بوده، اما اتفاق نیفتاده است. یا برعکس، گاهی احتمال این که یک چیزی اتفاق بیفتد فوق العاده کم بوده، اما اتفاق افتاده است. احتمال یعنی نادانی. وقتی یک چیزی را با قطعیت نمی توانی بگویی، یعنی آن را نمی دانی.
فیزیکدانان وقتی با این مسئلۀ عدم قطعیت در دنیای اتم روبرو شدند، اول فکر می کردند شاید هنوز یک چیزی هست که نتوانسته¬اند آن را بشناسند یا بفهمند. فکر می کردند وقتی بیشتر با رفتارهای ذرات اتمی آشنا شدند، آن وقت معلوم خواهد شد که چنین چیزی در کار نیست. آخر یعنی چه که این دنیایی که می بینیم، و واقعاً نظم حیرت انگیزی را در آن شاهد هستیم، از ذراتی ساخته شده باشد که هر اتفاقی برای آنها می افتد فقط از روی تصادف می افتد! اما اکنون که دیگر صد سال از آشنایی فیزیکدانان با مسئلۀ عدم قطعیت در دنیای اتم می گذرد، دیگر همۀ آنها مجبور شده¬اند با آن کنار بیایند. از آنجا که این عدم قطعیت نقش بسیار مهمی در درک ما از واقعیتِ دنیا دارد، یک بار دیگر مفهوم آن را یادآوری می کنم. عدم قطعیتی که در دنیای اتم هست، کاملاً فرق دارد با آن عدم قطعیتی که در دنیای ماکروسکوپیک آن را می شناسیم. در دنیای ماکروسکوپیک اگر نمی توانیم با قطعیت بگوییم یک چیزی اتفاق خواهد افتاد یا نه، به خاطر این است که علم کافی به همۀ آن عوامل نداریم که می توانند در اتفاق افتادنِ آن مؤثر باشند. اگر همۀ آن عوامل را بتوانیم بشناسیم، آنگاه با قطعیت می شود گفت آن پدیده هم اتفاق می افتد یا نه. اما عدم قطعیتی که در دنیای اتم هست از این نوع نیست. آنجا اصلاً خود اتفاقات هستند که کاملاً از روی تصادف اتفاق می افتند. برای همین است که اصل علیت هم در دنیای اتم منتفی می شود!
در مورد پدیده هایی که فقط از روی تصادف اتفاق می افتند، نمی شود صحبت از علت و معلول کرد. حتی در دنیای ماکروسکوپیک یا قابل مشاهده هم گاهی می شود از این نوع تصادف ها دید. وقتی سکه¬ای را به هوا می اندازیم تا صدتا چرخ خورده و به زمین بیفتد، آیا می توانیم بگوییم به چه علت بود که مثلاً خط آمد؟ یا به چه علت بود که شیر آمد؟ شیر یا خط آمدن این سکه فقط از روی تصادف اتفاق می افتد. علتی برایش در کار نیست. بنابراین خودش را هم نمی توان معلول به حساب آورد. اتفاقات دنیای کوانتوم از این نوع هستند.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اصول مهم مکانیک کوانتوم ۴
اندازه گیری - چهارمین یا آخرین اصل از چهار اصل مهم مکانیک کوانتوم اندازه گیری است. اندازه گیری در مکانیک کوانتوم فوق العاده مهم است و کاملاً فرق دارد با آن اندازه گیری هایی که در دنیای ماکروسکوپیک یا دنیای قابل مشاهده هست.
اندازه گیری در دنیای قابل مشاهده- وقتی ما داریم از اندازه گیری در دنیای قابل مشاهده صحبت می کنیم، مفهوم اندازه گیری کاملاً برایمان مشخص است. مثلاً وقتی می خواهیم قد کسی را اندازه بگیریم، یک متر نواری بر می داریم، و طول خطی را که قدِ آن شخص هنگامِ راست ایستادنِ او ایجاد می کند، و از فرقِ سر تا کفِ پایش کشیده می شود، اندازه می گیریم. یا وقتی می خواهیم سرعت موتورسیکلتی را اندازه بگیریم، مثلاً یک فاصلۀ پنجاه متری را بین دو نقطه در خیابان انتخاب می کنیم. آنگاه یک کرونومتر بر می داریم و وقتی آن موتور سیکلت از فاصلۀ دوری آمد و به نقطۀ اول رسید کرونومتر را روشن می کنیم. وقتی هم به نقطۀ دوم رسید کرونومتر را خاموش می کنیم. آن وقت نگاه می کنیم ببینیم موتورسیکلت آن پنجاه متر را در چند ثانیه طی کرد. مثلاً اگر در پنج ثانیه طی کرده باشد، پنجاه متر را تقسیم بر پنج می کنیم که می شود ده متر بر ثانیه. می گوییم سرعت موتر سیکلت ده متر بر ثانیه بود. این دو مثال، دو نمونه از اندازه گیری هایی است که در دنیای قابل مشاهده یا همان دنیای فیزیک نیوتونی صورت می گیرد و سه تا مشخصه دارد. اول این که در این اندازه گیری ها امکان آن هست که هر اندازه گیری را با دقت زیاد انجام داد. به طوری که نتیجۀ اندازه گیری با اختلاف بسیار بسیار ناچیزی منطبق به واقعیت باشد. فقط باید وسیلۀ دقیقی برای اندازه گیری انتخاب کرد و کمی هم در کار اندازگیری ورزیدگی داشت. دوم این که وقتی چیزی را اندازه می گیریم، مثلاً قد شخضی را یا سرعت موتور سیکلتی را اندازه می گیریم، تغییری در قد آن شخص یا سرعت آن موتورسیکلت ایجاد نمی کنیم. فوقش مثلاً ممکن است یک کم در اندازه گیری مان خطا کرده باشیم. وگرنه تغییری در قد آن شخص و سرعت آن موتورسیکلت ایجاد نمی شود. واقعیت آنها سرِ جای خودش هست و هیچ تغییری در آنها ایجاد نمی شود. سوم هم این که پیش از آن که ما آن اندازه گیری ها را انجام دهیم، آن شخص طول قدی برای خود دارد و آن موتور سیکلت هم سرعتی برای خود دارد. این چیزها را ما با آن اندازه گیری هامان برای آنها ایجاد نمی کنیم.
اما فیزیکدان ها الان صد سال است می دانند که اندازه گیری هایی که در دنیای کوانتوم انجام می دهند اصلاً این طور نیست! این طور که معلوم است اندازه گیری هایی که روی الکترون یا فوتون یا هر ذرۀ اتمی دیگر انجام می شود تغییر قابل توجهی در آنها می دهد. حتی معلوم نیست آن مشخصاتی که در این اندازه گیری ها برای این ذره ها مشخص می شود، آنها پیش از اندازه گیری هم وجود داشته باشند! همۀ آزمایش هایی که تا حالا صورت گرفته است حکایت از این می کند که آن مشخصاتی که در آزمایش ها و اندازه گیری ها از این ذرات دیده می شود، آنها را خود همین اندازه گیری ها برای آنها ایجاد می کند. پیش از این هم گفته¬ام که در آزمایش دو شکاف، هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که الکترون یا فوتون به شکل ذره ظاهر شوند، آنها به شکل ذره ظاهر می شوند، و هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که آنها به شکل موج ظاهر شوند، آنها به شکل موج ظاهر می شوند. این حتی معنای عجیبی هم در خود دارد. این که اراده یا خواستِ آزمایش کننده است که آن ماهیت ها را برای این ذره ها تعیین می کند! وقتی می خواهد آنها ذره باشند، آنها ذره می شوند. وقتی می خواهد آنها موج باشند، آنها موج می شوند. فیزیکدانان اکنون آزمایش های بسیار دقیق و پیشرفته¬ای برای تحقیق بیشتر دربارۀ این مسئله طراحی کرده¬اند. اکنون این آزمایش ها را با نور پُلاریزه انجام می دهند. باید بگویم که آزمایش این مسئله با نور پُلاریزه طوری است که تقریباً جای هیچ شکی را در این مورد بافی نمی گذارد! یعنی در مورد این که خواست انسان می تواند در این که ذرات اتمی چه ماهیتی داشته باشند کاملاً دخیل باشد! این مسئله در تئوری کوانتوم و بحث های فلسفی آن فوق العاده مهم است. بنابراین سعی می کنم تا آنجا که امکان دارد آن را دقیق شرح دهم. مخصوصاً آزمایش با نور پلاریزه را.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اندازه گیری - چهارمین یا آخرین اصل از چهار اصل مهم مکانیک کوانتوم اندازه گیری است. اندازه گیری در مکانیک کوانتوم فوق العاده مهم است و کاملاً فرق دارد با آن اندازه گیری هایی که در دنیای ماکروسکوپیک یا دنیای قابل مشاهده هست.
اندازه گیری در دنیای قابل مشاهده- وقتی ما داریم از اندازه گیری در دنیای قابل مشاهده صحبت می کنیم، مفهوم اندازه گیری کاملاً برایمان مشخص است. مثلاً وقتی می خواهیم قد کسی را اندازه بگیریم، یک متر نواری بر می داریم، و طول خطی را که قدِ آن شخص هنگامِ راست ایستادنِ او ایجاد می کند، و از فرقِ سر تا کفِ پایش کشیده می شود، اندازه می گیریم. یا وقتی می خواهیم سرعت موتورسیکلتی را اندازه بگیریم، مثلاً یک فاصلۀ پنجاه متری را بین دو نقطه در خیابان انتخاب می کنیم. آنگاه یک کرونومتر بر می داریم و وقتی آن موتور سیکلت از فاصلۀ دوری آمد و به نقطۀ اول رسید کرونومتر را روشن می کنیم. وقتی هم به نقطۀ دوم رسید کرونومتر را خاموش می کنیم. آن وقت نگاه می کنیم ببینیم موتورسیکلت آن پنجاه متر را در چند ثانیه طی کرد. مثلاً اگر در پنج ثانیه طی کرده باشد، پنجاه متر را تقسیم بر پنج می کنیم که می شود ده متر بر ثانیه. می گوییم سرعت موتر سیکلت ده متر بر ثانیه بود. این دو مثال، دو نمونه از اندازه گیری هایی است که در دنیای قابل مشاهده یا همان دنیای فیزیک نیوتونی صورت می گیرد و سه تا مشخصه دارد. اول این که در این اندازه گیری ها امکان آن هست که هر اندازه گیری را با دقت زیاد انجام داد. به طوری که نتیجۀ اندازه گیری با اختلاف بسیار بسیار ناچیزی منطبق به واقعیت باشد. فقط باید وسیلۀ دقیقی برای اندازه گیری انتخاب کرد و کمی هم در کار اندازگیری ورزیدگی داشت. دوم این که وقتی چیزی را اندازه می گیریم، مثلاً قد شخضی را یا سرعت موتور سیکلتی را اندازه می گیریم، تغییری در قد آن شخص یا سرعت آن موتورسیکلت ایجاد نمی کنیم. فوقش مثلاً ممکن است یک کم در اندازه گیری مان خطا کرده باشیم. وگرنه تغییری در قد آن شخص و سرعت آن موتورسیکلت ایجاد نمی شود. واقعیت آنها سرِ جای خودش هست و هیچ تغییری در آنها ایجاد نمی شود. سوم هم این که پیش از آن که ما آن اندازه گیری ها را انجام دهیم، آن شخص طول قدی برای خود دارد و آن موتور سیکلت هم سرعتی برای خود دارد. این چیزها را ما با آن اندازه گیری هامان برای آنها ایجاد نمی کنیم.
اما فیزیکدان ها الان صد سال است می دانند که اندازه گیری هایی که در دنیای کوانتوم انجام می دهند اصلاً این طور نیست! این طور که معلوم است اندازه گیری هایی که روی الکترون یا فوتون یا هر ذرۀ اتمی دیگر انجام می شود تغییر قابل توجهی در آنها می دهد. حتی معلوم نیست آن مشخصاتی که در این اندازه گیری ها برای این ذره ها مشخص می شود، آنها پیش از اندازه گیری هم وجود داشته باشند! همۀ آزمایش هایی که تا حالا صورت گرفته است حکایت از این می کند که آن مشخصاتی که در آزمایش ها و اندازه گیری ها از این ذرات دیده می شود، آنها را خود همین اندازه گیری ها برای آنها ایجاد می کند. پیش از این هم گفته¬ام که در آزمایش دو شکاف، هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که الکترون یا فوتون به شکل ذره ظاهر شوند، آنها به شکل ذره ظاهر می شوند، و هر گاه آزمایش را طوری طراحی کنی که آنها به شکل موج ظاهر شوند، آنها به شکل موج ظاهر می شوند. این حتی معنای عجیبی هم در خود دارد. این که اراده یا خواستِ آزمایش کننده است که آن ماهیت ها را برای این ذره ها تعیین می کند! وقتی می خواهد آنها ذره باشند، آنها ذره می شوند. وقتی می خواهد آنها موج باشند، آنها موج می شوند. فیزیکدانان اکنون آزمایش های بسیار دقیق و پیشرفته¬ای برای تحقیق بیشتر دربارۀ این مسئله طراحی کرده¬اند. اکنون این آزمایش ها را با نور پُلاریزه انجام می دهند. باید بگویم که آزمایش این مسئله با نور پُلاریزه طوری است که تقریباً جای هیچ شکی را در این مورد بافی نمی گذارد! یعنی در مورد این که خواست انسان می تواند در این که ذرات اتمی چه ماهیتی داشته باشند کاملاً دخیل باشد! این مسئله در تئوری کوانتوم و بحث های فلسفی آن فوق العاده مهم است. بنابراین سعی می کنم تا آنجا که امکان دارد آن را دقیق شرح دهم. مخصوصاً آزمایش با نور پلاریزه را.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
نظرات دوستان
دکتر محمدرضا عابدی نوشته¬اند در یادداشت مربوط به احتمالات با پاراگراف آخر آن مشکل دارند. منظورشان این پاراگراف است: «در مورد پدیده هایی که فقط از روی تصادف اتفاق می افتند، نمی شود صحبت از علت و معلول کرد. وقتی سکه¬ای را به هوا می اندازیم تا صدتا چرخ خورده و به زمین بیفتد، آیا می توانیم بگوییم به چه علت بود که مثلاً خط آمد؟ یا به چه علت بود که شیر آمد؟ شیر یا خط آمدن این سکه فقط از روی تصادف اتفاق می افتد. علتی برایش در کار نیست. بنابراین خودش را هم نمی توان معلول به حساب آورد. اتفاقات دنیای کوانتوم از این نوع هستند.»
گفته¬اند «شیر آمدن یا خط آمدن سکه کاملا علت دارد. عوامل متعددی البته نقش دارند ولی هر کدام بخشی از علت محسوب می شوند.»
با تشکر از دکتر عابدی. حرف ایشان درست است. بهتر بود من برای توضیح مفهوم عدم قطعیت در دنیای کوانتوم از چنین مثالی استفاده نمی کردم. درست است که ما هیچ گاه نمی توانیم با قطعیت بگوییم سکه¬ای که به هوا پرتاب می کنیم شیر خواهد آمد یا خط، اما این عدم قطعیت مربوط به این است که ما هیچ گاه نمی توانیم از علت هایی که باعث می شود آن سکه خط یا شیر بیاید آگاه شویم. یا عمداً آگاه نمی شویم. وگرنه علت هایی در کار است که باعث می شود آن سکه در نهایت شیر بیاید یا خط. علت هایی که همگی هم فیزیکی هستند. مثلاً این که آن ضربه¬ای که به سکه وارد می کنیم آن را با چه نیرویی وارد می کنیم؟ آن ضربه با در نظر گرفتن اصطکاک هوا و وزن و حجم سکه چند بار می تواند آن سکه را به چرخش درآورد؟ ضربه به کدام روی آن سکه وارد می شود؟ و غیره. اما عدم قطعیتی که در دنیای کوانتوم هست از این نوع نیست. عدم قطعیت دنیای کوانتوم بدون علت است! آنجا اتفاقات بدون علت اتفاق می افتند!
در مبحث احتمالات نظریه¬ای هست به نام chaos theory، یعنی نظریۀ آشوب. در این نظریه یک مثال مشهور هست که می گوید اگر پروانه¬ای در آمازون پر بزند، این ممکن است در نهایت به طوفانی ختم شود که شنکتادیSchenectady را در نوردد. منظورشان این است که احتمال چیزی است که حتی در دنیای ماکروسکوپیک هم یک چیز اجتناب ناپذیری است. برای این که در مورد هر پدیده¬ای علت هایی می تواند مؤثر باشد که ما هیچ گاه نمی توانیم همۀ آنها را در محاسبات خود منظور کنیم. برای همین است که هر چیزی را فقط با درصدی از احتمال می توانیم پیش بینی کنیم، نه با قطعیت. مثلاً هیچ گاه نمی شود با احتمال صد درصد یا با قطعیت گفت که در یک ماه آینده طوفانی شنکتادی را در نخواهد نوردید یا در خواهد نوردید. فقط با درصدی از احتمال می شود دربارۀ این چیزها نظر داد. چنین چیزی را فقط به صورت هایی مثل این می شود گفت: نود و نه درصد احتمال دارد که در هفتۀ آینده هوای شنکتادی آرام باشد. خلاصه این که در دنیای ماکروسکوپیک هم همیشه مقداری عدم قطعیت هست. منتهی عدم قطعیتی که در دنیای کوانتوم هست اصلاً از نوع دیگری است. آنجا پدیده ها کاملاً بدون علت و خود به خود اتفاق می افتند. برای همین است که وقتی فیزیکدانان آزمایشی را انجام می دهند و آن آزمایش نتیجه-ای را مشخص می کند، این به آن معنا نیست که اگر آن آزمایش عیناً و کاملاً مثل خودش دوباره تکرار شود، نتیجه دوباره همان خواهد بود. چون همان طور که گفتم، آنجا پدیده ها بدون علت اتفاق می افتند.
از زمان نیوتون تا اوایل قرن بیستم، یک نوع دترمینیسم، یا همان قطعیت و حتمیت، بر دنیای علم و فلسفه حاکم بود. چرا که قوانین نیوتون بر مبنای مطالعات او در اجسام و پدیده¬های دنیای ماکروسکوپیک به وجود آمده بود. در دنیای ماکروسکوپیک هم دست کم در موردبسیاری از پدیده ها می توان همۀ علت های آنها را شناخت و آنها را در محاسبات منظور کرد. بنابراین پیش بینی های مربوط به آنها را هم می توان با احتمالات نزدیک به صد در صد محاسبه کرد. کمااین که مثلاً همۀ خسوف ها و کسوف ها و فعل و انفعالات شیمیایی و غیره را می شود با احتمال نزدیک به صد درصد پیش بینی کرد. این خود به خود یک نوع دترمینیسم، یا فلسفۀ جبرگرایی ایجاد می کند، که کرده بود. دکارت فلسفۀ دترمینیسم را با الهام از همان قوانین نیوتون به وجود آورد. اما در قرن بیستم کاخ دترمینیسم به هم ریخت. در این قرن وقتی کوانتوم ظهور کرد جای قطعیت را هم عدم قطعیت گرفت. اکنون دیگر نه فقط در دنیای علم، بلکه حتی در دنیای فلسفۀ غرب هم خودِ عدم قطعیت است که قطعیت پیدا کرده است.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
دکتر محمدرضا عابدی نوشته¬اند در یادداشت مربوط به احتمالات با پاراگراف آخر آن مشکل دارند. منظورشان این پاراگراف است: «در مورد پدیده هایی که فقط از روی تصادف اتفاق می افتند، نمی شود صحبت از علت و معلول کرد. وقتی سکه¬ای را به هوا می اندازیم تا صدتا چرخ خورده و به زمین بیفتد، آیا می توانیم بگوییم به چه علت بود که مثلاً خط آمد؟ یا به چه علت بود که شیر آمد؟ شیر یا خط آمدن این سکه فقط از روی تصادف اتفاق می افتد. علتی برایش در کار نیست. بنابراین خودش را هم نمی توان معلول به حساب آورد. اتفاقات دنیای کوانتوم از این نوع هستند.»
گفته¬اند «شیر آمدن یا خط آمدن سکه کاملا علت دارد. عوامل متعددی البته نقش دارند ولی هر کدام بخشی از علت محسوب می شوند.»
با تشکر از دکتر عابدی. حرف ایشان درست است. بهتر بود من برای توضیح مفهوم عدم قطعیت در دنیای کوانتوم از چنین مثالی استفاده نمی کردم. درست است که ما هیچ گاه نمی توانیم با قطعیت بگوییم سکه¬ای که به هوا پرتاب می کنیم شیر خواهد آمد یا خط، اما این عدم قطعیت مربوط به این است که ما هیچ گاه نمی توانیم از علت هایی که باعث می شود آن سکه خط یا شیر بیاید آگاه شویم. یا عمداً آگاه نمی شویم. وگرنه علت هایی در کار است که باعث می شود آن سکه در نهایت شیر بیاید یا خط. علت هایی که همگی هم فیزیکی هستند. مثلاً این که آن ضربه¬ای که به سکه وارد می کنیم آن را با چه نیرویی وارد می کنیم؟ آن ضربه با در نظر گرفتن اصطکاک هوا و وزن و حجم سکه چند بار می تواند آن سکه را به چرخش درآورد؟ ضربه به کدام روی آن سکه وارد می شود؟ و غیره. اما عدم قطعیتی که در دنیای کوانتوم هست از این نوع نیست. عدم قطعیت دنیای کوانتوم بدون علت است! آنجا اتفاقات بدون علت اتفاق می افتند!
در مبحث احتمالات نظریه¬ای هست به نام chaos theory، یعنی نظریۀ آشوب. در این نظریه یک مثال مشهور هست که می گوید اگر پروانه¬ای در آمازون پر بزند، این ممکن است در نهایت به طوفانی ختم شود که شنکتادیSchenectady را در نوردد. منظورشان این است که احتمال چیزی است که حتی در دنیای ماکروسکوپیک هم یک چیز اجتناب ناپذیری است. برای این که در مورد هر پدیده¬ای علت هایی می تواند مؤثر باشد که ما هیچ گاه نمی توانیم همۀ آنها را در محاسبات خود منظور کنیم. برای همین است که هر چیزی را فقط با درصدی از احتمال می توانیم پیش بینی کنیم، نه با قطعیت. مثلاً هیچ گاه نمی شود با احتمال صد درصد یا با قطعیت گفت که در یک ماه آینده طوفانی شنکتادی را در نخواهد نوردید یا در خواهد نوردید. فقط با درصدی از احتمال می شود دربارۀ این چیزها نظر داد. چنین چیزی را فقط به صورت هایی مثل این می شود گفت: نود و نه درصد احتمال دارد که در هفتۀ آینده هوای شنکتادی آرام باشد. خلاصه این که در دنیای ماکروسکوپیک هم همیشه مقداری عدم قطعیت هست. منتهی عدم قطعیتی که در دنیای کوانتوم هست اصلاً از نوع دیگری است. آنجا پدیده ها کاملاً بدون علت و خود به خود اتفاق می افتند. برای همین است که وقتی فیزیکدانان آزمایشی را انجام می دهند و آن آزمایش نتیجه-ای را مشخص می کند، این به آن معنا نیست که اگر آن آزمایش عیناً و کاملاً مثل خودش دوباره تکرار شود، نتیجه دوباره همان خواهد بود. چون همان طور که گفتم، آنجا پدیده ها بدون علت اتفاق می افتند.
از زمان نیوتون تا اوایل قرن بیستم، یک نوع دترمینیسم، یا همان قطعیت و حتمیت، بر دنیای علم و فلسفه حاکم بود. چرا که قوانین نیوتون بر مبنای مطالعات او در اجسام و پدیده¬های دنیای ماکروسکوپیک به وجود آمده بود. در دنیای ماکروسکوپیک هم دست کم در موردبسیاری از پدیده ها می توان همۀ علت های آنها را شناخت و آنها را در محاسبات منظور کرد. بنابراین پیش بینی های مربوط به آنها را هم می توان با احتمالات نزدیک به صد در صد محاسبه کرد. کمااین که مثلاً همۀ خسوف ها و کسوف ها و فعل و انفعالات شیمیایی و غیره را می شود با احتمال نزدیک به صد درصد پیش بینی کرد. این خود به خود یک نوع دترمینیسم، یا فلسفۀ جبرگرایی ایجاد می کند، که کرده بود. دکارت فلسفۀ دترمینیسم را با الهام از همان قوانین نیوتون به وجود آورد. اما در قرن بیستم کاخ دترمینیسم به هم ریخت. در این قرن وقتی کوانتوم ظهور کرد جای قطعیت را هم عدم قطعیت گرفت. اکنون دیگر نه فقط در دنیای علم، بلکه حتی در دنیای فلسفۀ غرب هم خودِ عدم قطعیت است که قطعیت پیدا کرده است.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
پاک کنِ کوانتومی
همچنان در مبحث اندازه¬گیری و آزمایش هستیم. وارد اتاقی می شویم که دو تا جعبۀ کاملاً هم شکل و در بسته در اتاق هست. به ما می گویند توی یکی از اینها مثلاً یک سکه هست. بدیهی است که بدون این که یکی از جعبه ها را باز کنیم، نمی توانیم بگوییم سکه داخل کدام یک از جعبه هاست. باید یکی از آنها را باز کنیم تا معلوم شود. اگر یکی از آنها را باز کنیم، یا سکه توی همان است، یا اگر توی آن نبود توی آن دیگری خواهد بود.
این را اگر بخواهیم به زبان دانشمندان فیزیک شرح دهیم باید یک تابع موجی برای این سکه تعریف کنیم که دو قسمت دارد. و این تابع موج می گوید پنجاه در صد احتمال دارد سکه در جعبۀ سمت راست باشد و پنجاه درصد احتمال دارد در جعبۀ سمت چپ باشد. وقتی هم که یکی از جعبه ها را باز می کنیم، این تابع موج تغییر می کند. برای جعبه¬ای که سکه داخل آن است می شود صد درصد، و برای جعبه¬ای که سکه داخل آن نیست می شود صفر درصد. مثلاً جعبۀ سمت راست را باز می کنیم. سکه توی آن است. الان دیگر آن ویو فانکشن قبلی تغییر می کند و به این صورت در می آید: سکه صد در صد در جعبۀ راست است، و صفر در صد در جعبۀ چپ.
یک بار دیگر این را مرور می کنیم. وارد اتاق می شویم. دوتا جعبه در اتاق هست که توی یکی از آنها یک سکه است. اما نمی دانیم توی کدام است. فقط با باز کردنِ یکی از آنهاست که این را خواهیم دانست. اما یک چیز را می دانیم. و آن این که آن سکه یا داخل جعبۀ سمت راست است، یا داخل جعبۀ سمت چپ. یغنی سکه فقط داخل یکی از آنهاست. این را خوب به یاد داشته باشیم.
حالا وارد دنیای کوانتوم می شویم. فرض می کنیم به جای آن سکه یک الکترون باشد. اینجا هم مسئله تا یک جایی مثل آزمایش قبل است. پنجاه در صد احتمال دارد جعبه¬ای را که باز می کنیم، الکترون داخل همان باشد، پنجاه درصد هم احتمال دارد داخل آن نباشد و داخل آن یکی باشد. اما این آزمایش یک فرق بسیار مهم و عجیب هم با آزمایش قبلی خواهد داست. این فرق آن است که تا وقتی که جعبه را باز نکرده-ایم، الکترون هم داخل جعبۀ سمت راست هست، هم داخل جعبۀ سمت چپ. و یادمان هست که الکترون چیزی است که تقسیم پذیر نیست. بنابراین بودنِ آن در هر دو جعبه مطلقاً به این معنی نیست که مثلاً نصفش توی این جعبه است نصفش توی آن. نه، بلکه دقیقاً به این معنی است که به صورتِ کاملِ خودش توی هر کدام آنها هست! البته این را در آزمایش دو شکاف هم دیده¬ایم. یعنی دیده¬ایم که الکترون می تواند در آن واحد در دو جا باشد. چون آن آزمایش نشان می داد الکترون در آنِ واحد هم از این شکاف می گذشت هم از آن شکاف. اما یک آزمایش دیگر هست که این را واضح ¬تر نشان می دهد. اسم این آزماش پاک کنِ کوانتومی است. پاک کنِ کوانتومی را با نور پُلاریزه انجام می دهند- به کمک فیلترهایی که در عینک های ضد آفتاب هم از آنها استفاده می شود. منتهی چیزی که هست، وقتی می شود دقیقاً فهمید در این آزمایش ها چه اتفاقاتی می افتد که تصور دقیقی از ساختار موج ها و خواص آنها داشته باشیم. خلاصه این که آنها را خوب بشناسیم. در یادداشت های بعدی ابتدا با نور پلاریزه و فیلترهای نوری آشنا می شویم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
همچنان در مبحث اندازه¬گیری و آزمایش هستیم. وارد اتاقی می شویم که دو تا جعبۀ کاملاً هم شکل و در بسته در اتاق هست. به ما می گویند توی یکی از اینها مثلاً یک سکه هست. بدیهی است که بدون این که یکی از جعبه ها را باز کنیم، نمی توانیم بگوییم سکه داخل کدام یک از جعبه هاست. باید یکی از آنها را باز کنیم تا معلوم شود. اگر یکی از آنها را باز کنیم، یا سکه توی همان است، یا اگر توی آن نبود توی آن دیگری خواهد بود.
این را اگر بخواهیم به زبان دانشمندان فیزیک شرح دهیم باید یک تابع موجی برای این سکه تعریف کنیم که دو قسمت دارد. و این تابع موج می گوید پنجاه در صد احتمال دارد سکه در جعبۀ سمت راست باشد و پنجاه درصد احتمال دارد در جعبۀ سمت چپ باشد. وقتی هم که یکی از جعبه ها را باز می کنیم، این تابع موج تغییر می کند. برای جعبه¬ای که سکه داخل آن است می شود صد درصد، و برای جعبه¬ای که سکه داخل آن نیست می شود صفر درصد. مثلاً جعبۀ سمت راست را باز می کنیم. سکه توی آن است. الان دیگر آن ویو فانکشن قبلی تغییر می کند و به این صورت در می آید: سکه صد در صد در جعبۀ راست است، و صفر در صد در جعبۀ چپ.
یک بار دیگر این را مرور می کنیم. وارد اتاق می شویم. دوتا جعبه در اتاق هست که توی یکی از آنها یک سکه است. اما نمی دانیم توی کدام است. فقط با باز کردنِ یکی از آنهاست که این را خواهیم دانست. اما یک چیز را می دانیم. و آن این که آن سکه یا داخل جعبۀ سمت راست است، یا داخل جعبۀ سمت چپ. یغنی سکه فقط داخل یکی از آنهاست. این را خوب به یاد داشته باشیم.
حالا وارد دنیای کوانتوم می شویم. فرض می کنیم به جای آن سکه یک الکترون باشد. اینجا هم مسئله تا یک جایی مثل آزمایش قبل است. پنجاه در صد احتمال دارد جعبه¬ای را که باز می کنیم، الکترون داخل همان باشد، پنجاه درصد هم احتمال دارد داخل آن نباشد و داخل آن یکی باشد. اما این آزمایش یک فرق بسیار مهم و عجیب هم با آزمایش قبلی خواهد داست. این فرق آن است که تا وقتی که جعبه را باز نکرده-ایم، الکترون هم داخل جعبۀ سمت راست هست، هم داخل جعبۀ سمت چپ. و یادمان هست که الکترون چیزی است که تقسیم پذیر نیست. بنابراین بودنِ آن در هر دو جعبه مطلقاً به این معنی نیست که مثلاً نصفش توی این جعبه است نصفش توی آن. نه، بلکه دقیقاً به این معنی است که به صورتِ کاملِ خودش توی هر کدام آنها هست! البته این را در آزمایش دو شکاف هم دیده¬ایم. یعنی دیده¬ایم که الکترون می تواند در آن واحد در دو جا باشد. چون آن آزمایش نشان می داد الکترون در آنِ واحد هم از این شکاف می گذشت هم از آن شکاف. اما یک آزمایش دیگر هست که این را واضح ¬تر نشان می دهد. اسم این آزماش پاک کنِ کوانتومی است. پاک کنِ کوانتومی را با نور پُلاریزه انجام می دهند- به کمک فیلترهایی که در عینک های ضد آفتاب هم از آنها استفاده می شود. منتهی چیزی که هست، وقتی می شود دقیقاً فهمید در این آزمایش ها چه اتفاقاتی می افتد که تصور دقیقی از ساختار موج ها و خواص آنها داشته باشیم. خلاصه این که آنها را خوب بشناسیم. در یادداشت های بعدی ابتدا با نور پلاریزه و فیلترهای نوری آشنا می شویم.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
نور پلاریزه ۳- این ویدیو که نشان می دهد فیلترهای نوری چطور عمل می کنند، شکل نوسان های سه تا فوتون را هم نشان می دهد. یکی از آنها، فوتون قرمز رنگ، در جهت عمودی نوسان می کند، یکی دیگر، فوتون سبز رنگ، درجهت افقی، فوتون آبی رنگ هم کجکی.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
@Quantum_by_Abbas_Pejman
نور پُلاریزه ۴
فبلترهای نوری- در ویدیویی که قبل از این پست گذاشته¬ام، نشان داده می¬شود فوتون ها به چه صورت حرکت می کنند و موجی که درست می کنند به چه صورت است. در این ویدیو سه تا فوتون هست که موج هر یک از آنها در جهت خاصی نوسان می کند. فوتون قرمز رنگ، در جهت عمودی نوسان می کند، فوتون سبز رنگ، درجهت افقی، فوتون آبی رنگ هم کجکی. حالا به جای این سه تا فوتون، مثلاً یک میلیارد فوتون در نظر می گیریم. اینها در فضا به شکل یک دسته موج خواهند بود که در هم دیگر تنیده شده¬اند و در جهت های مختلف نوسان می کنند. تعدادی در جهت عمودی، یعنی روی محور X ، نوسان می کنند. تعدادی در جهت افقی، یعنی روی محورY، نوسان می کنند. تعدادی دیگر از آنها جهت نوسانشان طوری است که درست وسط X و Y نوسان می کنند. یعنی اگر خطی را که روی آن نوسان می کنند رسم کنیم زاویۀ بین X و Y را نصف می کند. بقیه هم روی خط هایی نوسان می کنند که اگر آنها را رسم کنیم، باز هر کدام از آنها زاویۀ بین X و Y را به دو قسمت تقسیم می کنند، اما نه به طور مساوی، بلکه بعضی ها به X نزدیک خواهند بود و بعضی ها به Y، و تعدادشان هم معمولاً زیاد خواهد بود.
و اما فیلترهای نوری. فیلترهای نوری وسایلی هستند که اگر جلو نور قرار داده شوند، فقط فوتون هایی را از خودشان عبور می دهد که در یک جهت خاص نوسان می کنند. مثلاً فقط فوتون هایی می توانند از آنها عبور کنند که در جهت عمودی نوسان می کنند. بقیۀ فوتون ها که در جهت های دیگر نوسان می کنند، همه¬شان فیلتر می شوند و نمی توانند از آن عبور کنند. در ویدیوی پست قبلی، فیلتری می بینیم که فقط فوتونی را از خود عبور می دهد که در جهت افقی نوسان می کند. یعنی فوتون سبز. آن دو تا فوتون دیگر، یعنی فوتون قرمز، که در جهت عمودی نوسان می کند، و فوتون آبی، که کجکی نوسان می کند، نمی توانند از آن فیلتر رد شوند.
یکی از کابردهای فیلترهای نوری در عینک های آفتابی است. شیشه های این عینک ها معمولاً فقط فوتون هایی را از خود عبور می دهند که در جهت عمودی نوسان می کنند و بقیۀ فوتون ها را نمی گذارند وارد چشم شود. بنابراین مقدار زیادی از شدت نور را حذف می کنند. نوری هم که شدتش کم باشد چشم را نمی زند. غینک آفتابی را برای همین می زنیم. آن را می زنیم که شدت نور را کم کند و نگذارد چشممان را بزند. اما چرا این عینک ها را طوری می سازند که فقط فوتون های عمودی را به چشم راه دهد؟ این به خاطر یک پدیدۀ طبیعی است که همۀ ما هم با آن آشنا هستیم. همۀ ما نوری را که از سطح یک جاده یا بیابان یا پشت بام منعکس می شود دیده¬ایم. نوری که از این جور سطح ها، یعنی سطح های وسیع و صاف و نسبتاً افقی منعکس می شود، بیشترِ فوتون هایش افقی هستند. بعضی از این فوتون های افقی پیش از خوردن به آن سطح هم افقی هستند، اما بعضی هم بعد از خوردن به آن سطح است که افقی می شوند. باری، نوری که از این جور سطح ها منعکس می شود، بیشترِ فوتون هایش جهت نوسانشان افقی است. برای همین است که عینک های آفتابی را طوری می سازند که این جور فوتون ها را از خود عبور ندهد. اگر فیلتر را طوری بسازند که فوتون های افقی را از خود عبور دهد و فوتون های دیگر حذف کند، شدت نوری که به چشم می رسد چندان کم نخواهد شد.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
فبلترهای نوری- در ویدیویی که قبل از این پست گذاشته¬ام، نشان داده می¬شود فوتون ها به چه صورت حرکت می کنند و موجی که درست می کنند به چه صورت است. در این ویدیو سه تا فوتون هست که موج هر یک از آنها در جهت خاصی نوسان می کند. فوتون قرمز رنگ، در جهت عمودی نوسان می کند، فوتون سبز رنگ، درجهت افقی، فوتون آبی رنگ هم کجکی. حالا به جای این سه تا فوتون، مثلاً یک میلیارد فوتون در نظر می گیریم. اینها در فضا به شکل یک دسته موج خواهند بود که در هم دیگر تنیده شده¬اند و در جهت های مختلف نوسان می کنند. تعدادی در جهت عمودی، یعنی روی محور X ، نوسان می کنند. تعدادی در جهت افقی، یعنی روی محورY، نوسان می کنند. تعدادی دیگر از آنها جهت نوسانشان طوری است که درست وسط X و Y نوسان می کنند. یعنی اگر خطی را که روی آن نوسان می کنند رسم کنیم زاویۀ بین X و Y را نصف می کند. بقیه هم روی خط هایی نوسان می کنند که اگر آنها را رسم کنیم، باز هر کدام از آنها زاویۀ بین X و Y را به دو قسمت تقسیم می کنند، اما نه به طور مساوی، بلکه بعضی ها به X نزدیک خواهند بود و بعضی ها به Y، و تعدادشان هم معمولاً زیاد خواهد بود.
و اما فیلترهای نوری. فیلترهای نوری وسایلی هستند که اگر جلو نور قرار داده شوند، فقط فوتون هایی را از خودشان عبور می دهد که در یک جهت خاص نوسان می کنند. مثلاً فقط فوتون هایی می توانند از آنها عبور کنند که در جهت عمودی نوسان می کنند. بقیۀ فوتون ها که در جهت های دیگر نوسان می کنند، همه¬شان فیلتر می شوند و نمی توانند از آن عبور کنند. در ویدیوی پست قبلی، فیلتری می بینیم که فقط فوتونی را از خود عبور می دهد که در جهت افقی نوسان می کند. یعنی فوتون سبز. آن دو تا فوتون دیگر، یعنی فوتون قرمز، که در جهت عمودی نوسان می کند، و فوتون آبی، که کجکی نوسان می کند، نمی توانند از آن فیلتر رد شوند.
یکی از کابردهای فیلترهای نوری در عینک های آفتابی است. شیشه های این عینک ها معمولاً فقط فوتون هایی را از خود عبور می دهند که در جهت عمودی نوسان می کنند و بقیۀ فوتون ها را نمی گذارند وارد چشم شود. بنابراین مقدار زیادی از شدت نور را حذف می کنند. نوری هم که شدتش کم باشد چشم را نمی زند. غینک آفتابی را برای همین می زنیم. آن را می زنیم که شدت نور را کم کند و نگذارد چشممان را بزند. اما چرا این عینک ها را طوری می سازند که فقط فوتون های عمودی را به چشم راه دهد؟ این به خاطر یک پدیدۀ طبیعی است که همۀ ما هم با آن آشنا هستیم. همۀ ما نوری را که از سطح یک جاده یا بیابان یا پشت بام منعکس می شود دیده¬ایم. نوری که از این جور سطح ها، یعنی سطح های وسیع و صاف و نسبتاً افقی منعکس می شود، بیشترِ فوتون هایش افقی هستند. بعضی از این فوتون های افقی پیش از خوردن به آن سطح هم افقی هستند، اما بعضی هم بعد از خوردن به آن سطح است که افقی می شوند. باری، نوری که از این جور سطح ها منعکس می شود، بیشترِ فوتون هایش جهت نوسانشان افقی است. برای همین است که عینک های آفتابی را طوری می سازند که این جور فوتون ها را از خود عبور ندهد. اگر فیلتر را طوری بسازند که فوتون های افقی را از خود عبور دهد و فوتون های دیگر حذف کند، شدت نوری که به چشم می رسد چندان کم نخواهد شد.
@Quantum_by_Abbas_Pejman
نور پُلاریزه – ۵
اکنون دیگر می توانیم نور پُلاریزه یا نورِ قطبی شده را خوب بشناسیم. نور پُلاریزه نوری است که همۀ فوتون هایش در یک جهت نوسان کنند. مثلاً همۀ فوتون هایش فقط در جهت عمودی، یعنی روی محور X نوسان می کنند. یا مثلاً همۀ فوتون هایش در جهت افقی یا روی محور Y نوسان می کنند. یا همین طور مثلاً در جهتی نوسان می کنند که محورش زاویۀ بین محور X و Y را نصف می کند. یعنی هم با محور X زاویۀ ۴۵ درجه می سازد هم با محور Y .
تهیۀ نور پُلاریزه هم بسیار ساده است. کافی است لامپی را روشن کنیم، و آنگاه شبشۀ یک عینک آفتابی را بگیریم جلو این لامپ. نوری که ازش عبور می کند نور پُلاریزه¬ای خواهد بود که همۀ فوتون هایش در جهت عمودی نوسان می کنند.
اما اگر همان شیشه را که جلو لامپ گرفته¬ایم، ٩٠ درجه به سمت راست یا چپ بچرخانیم، آنگاه آن نوری که ازش عبور خواهد کرد نورِ پلاریزه¬ای می شود که فوتون هایش در جهت افقی نوسان می کنند. و اگر به جای ٩٠ درجه، ۴۵درجه بچرخانیم، نوری که ازش عبور می کند، نوری خواهد شد که همۀ فوتون هایش روی محور۴۵ درجه نوسان می کنند! حتماً می دانید چرا. می توانید از فیلتری که در ویدیو هست کمک بگیرید.
حالا که دیگر نورِ پلاریزه را شناختیم، بر می گردیم به آزمایش دو شکاف. اما این بار آن را با استفاده از فوتون یا فوتون های پلاریزه انجام خواهیم داد. از سه نوع فوتونِ پلاریزه هم استفاده خواهیم کرد. فوتون هایی که در جهت عمودی یا روی محور X نوسان می کنند، فوتون هایی که در جهت افقی یا روی محور Y نوسان می کنند، و فوتون هایی که روی محور ۴۵ درجه نوسان می کنند . یعنی روی محوری که زاویۀ بین محور X و Y را نصف می کند. هم با محور X زاویۀ ۴۵ درجه می سازد هم با محور Y .
@Quantum_by_Abbas_Pejman
اکنون دیگر می توانیم نور پُلاریزه یا نورِ قطبی شده را خوب بشناسیم. نور پُلاریزه نوری است که همۀ فوتون هایش در یک جهت نوسان کنند. مثلاً همۀ فوتون هایش فقط در جهت عمودی، یعنی روی محور X نوسان می کنند. یا مثلاً همۀ فوتون هایش در جهت افقی یا روی محور Y نوسان می کنند. یا همین طور مثلاً در جهتی نوسان می کنند که محورش زاویۀ بین محور X و Y را نصف می کند. یعنی هم با محور X زاویۀ ۴۵ درجه می سازد هم با محور Y .
تهیۀ نور پُلاریزه هم بسیار ساده است. کافی است لامپی را روشن کنیم، و آنگاه شبشۀ یک عینک آفتابی را بگیریم جلو این لامپ. نوری که ازش عبور می کند نور پُلاریزه¬ای خواهد بود که همۀ فوتون هایش در جهت عمودی نوسان می کنند.
اما اگر همان شیشه را که جلو لامپ گرفته¬ایم، ٩٠ درجه به سمت راست یا چپ بچرخانیم، آنگاه آن نوری که ازش عبور خواهد کرد نورِ پلاریزه¬ای می شود که فوتون هایش در جهت افقی نوسان می کنند. و اگر به جای ٩٠ درجه، ۴۵درجه بچرخانیم، نوری که ازش عبور می کند، نوری خواهد شد که همۀ فوتون هایش روی محور۴۵ درجه نوسان می کنند! حتماً می دانید چرا. می توانید از فیلتری که در ویدیو هست کمک بگیرید.
حالا که دیگر نورِ پلاریزه را شناختیم، بر می گردیم به آزمایش دو شکاف. اما این بار آن را با استفاده از فوتون یا فوتون های پلاریزه انجام خواهیم داد. از سه نوع فوتونِ پلاریزه هم استفاده خواهیم کرد. فوتون هایی که در جهت عمودی یا روی محور X نوسان می کنند، فوتون هایی که در جهت افقی یا روی محور Y نوسان می کنند، و فوتون هایی که روی محور ۴۵ درجه نوسان می کنند . یعنی روی محوری که زاویۀ بین محور X و Y را نصف می کند. هم با محور X زاویۀ ۴۵ درجه می سازد هم با محور Y .
@Quantum_by_Abbas_Pejman