Physics & Astronomy

آزمایش دوشکاف با نور پلاریزه - ٢

وقتی آزمایش دو شکاف را با فوتون پلاریزه انجام می دهیم، و جلوِ یکی از شکاف ها یک فیلتر عمودی می گذاریم و جلوِ شکافِ دیگر یک فیلتر افقی، مثل این است که در آزمایش دو شکافِ معمولی¬مان یکی از شکاف ها را می بندیم و آن را فقط با یک شکاف باز انجام می دهیم. یعنی کاری می کنیم که فوتون فقط از یک شکاف بتواند بگذرد و نه از هر دوی آنها. بنابراین مثل این است که از فوتون می خواهیم خودش را به شکل ذره برای ما ظاهر کند. فیزیکدانها اسم این را گذاشته¬اند اندازه¬گیری.

حالا در آزمایشمان، که جلو شکاف چپ یک فیلتر عمودی هست و جلو شکاف راست یک فیلتر افقی، فوتون هایی با پلاریزاسیون۴۵ درجه می فرستیم. چه خواهد شد؟ آزمایش نشان می دهد هر وقت که این فوتون خود را به صفحۀ حساس برساند، تقریباً در ۵٠% موارد از شکاف راست می آید، و در ۵٠% از شکاف چپ. یعنی انگار این فوتون دوتا فوتون است! یک فوتون که افقی است و یک فوتون که عمودی. بنابراین گاهی به شکل افقی¬اش رد می شود، گاهی به شکل عمودی¬اش. اما نکتۀ مهم این است که در این آزمایش هیچ گاه الگوی تداخل را روی صفحه نمی بینیم؟ چرا؟ چون همچنان که گفتم، آن دوتا فیلتری که جلو شکاف ها گذاشته¬ایم، مثل این است که به فوتون می گوییم فقط از یکی از این دو شکاف می توانی بگذری. یا باید افقی بشوی و از شکاف راست بگذری، یا عمودی بشوی و از شکاف چپ بگذری. فوتون هم همین کار را می کند. مثل این است که فوتون ۴۵ درجه چیزی مثل گربۀ شرودینگر است. گربۀ شرودینگر تا ما نگاهش نکرده¬ایم، هم زنده است هم مرده. اما نگاهش که می گنیم، آن وقت دیگر یا زنده است یا مرده. فوتون ۴۵ درجه هم تا از فیلتر افقی یا عمودی نگذشته است هم افقی است هم عمودی. اما وقتی خواست از یکی از اینها بگذرد فقط یکی از آنها خواهد شد. اگر خواست از فیلتر افقی بگذرد، آنگاه دیگر عمودی دیگر نیست. فقط افقی است. یا اگر خواست از عمودی بگذرد، آنگاه دیگر افقی نیست. فقط عمودی است. ضمناً تصویری هم که روی صفحۀ حساس ایجاد می شود، همان تصویری است که وقتی ایجاد می شود که فوتون فقط از یک شکاف می گذرد، نه از دو شکاف. یعنی تصویری است از مجموعۀ نقطه ها که نشان می دهد فوتون به صورت ذره ظاهر شده است.

کل مسئله تا اینجا به قدر کافی عجیب هست. این که یک فوتون ۴۵ درجه هم چیزی مثل گربۀ شرودینگر می تواند باشد، خودش کم عجیب نیست. اما مسئله آنگاه عجیب تر می شود که بیاییم جلو صفحۀ حساس، یک فیلتر دیگر، یک فیلتر ۴۵ درجه، بگذاریم. حالا آزمایش را از اول مرور می کنیم. جلو شکاف چپ یک فیلتر عمودی است. جلو شکاف راست یک فیلتر افقی است. یک فوتون ۴۵ درجه را، که الان دیگر می دانیم تا قبل از گذشتن از یکی این شکاف ها هم افقی است هم عمودی، به طرف آن شکاف ها می فرستیم. می دانیم که فقط از یکی از آنها خواهد گذشت. یعنی بعد از گذشتن از یکی از اینها دیگر از آن حالت قبلیش، که هم افقی بود هم عمودی، در خواهد آمد. به طوری که یا افقی خواهد شد یا عمودی. حال این فوتون می آید دوباره از یک فیلتر ۴۵ درجه می گذرد. یعنی دوباره فوتونی می شود ۴۵ درجه . آیا ممکن است دوباره همان فوتون اولی شود؟ هم افقی بشود هم عمودی؟ به عبارت دیگر، دوتا فوتون بشود؟ دقیقاً همین اتفاق می افتد.

فوتون ۴۵ درجه¬مان که با گذشتن از یکی از فیلترهای اولی عمودی یا افقی می شد و به صورت ذره ظاهر می شد، حالا دوباره که ۴۵ شد، شروع می کند با خودش تداخل کردن . مثل فوتونی می شود که انگار از دو شکاف گذشته. یا مثل فوتونی می شود که انگار در عینِ یکی بودنش دوتاست!

ضمناً این فیلتر سوم، یا فیلتر فیلتر ۴۵، که اندازه¬گیرمان را بی اثر یا پاک کرد، اسمش پاک کن کوانتومی است. همان که پیش از این هم صحبتش را کرده بودم.

⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢

1.53K viewsedited 23:30