🧬 هامیلتونی در کوانتوم چیست؟

در مکانیک کوانتومی برای بررسی هر سیستم فیزیکی در ابتدا باید هامیلتونی آن را داشته باشیم. در واقع هامیلتونی ابزاری است برای تحلیل سیستم های کوانتومی. چه یک الکترون، چه اتم یا کیوبیت های کامپیوتر کوانتومی.

در این کلیپ کوتاه با این مفهوم مهم در کوانتوم آشنا میشویم. #QC25

💻 تولید محتوا توسط کانال مبانی کوانتوم

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

🧬 آیا مکانیک بوهمی، می‌تواند جایگزین مکانیک کوانتوم استاندارد باشد؟

🟣 مکانیک کوانتوم، یکی از موفق‌ترین نظریه‌های فیزیک است که با پیش‌بینی‌های دقیق، دستاوردهای مهمی در عرصه فیزیک و فناوری‌های پیشرفته به ارمغان آورده است.

🟣 اما، از همان روزهای نخست تولد این نظریه، افرادی از جمله اینشتین، با برخی مفاهیم این نظریه از جمله وجود عدم قطعیت و تفسیر احتمالاتی رخداد پدیده‌ها، مشکل داشتند. اینشتین معتقد بود : «خداوند تاس نمی‌ریزد» که اشاره به نارضایتی وی از نظریه کوانتوم است.

🟣 دیوید بوهم یکی از فیزیکدانانی بود که تلاش کرد با ارائه دیدگاهی متفاوت، نوعی از مکانیک را برای توصیف دنیای کوانتومی ارائه دهد. تفسیر بوهمی یا نظریه بوهم-دوبروی، بر خلاف تفسیر استاندارد کوانتوم، تعین‌گراست و اصل عدم قطعیت در آن وجود ندارد. این نظریه پیش‌بینی‌های مشابهی با تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم دارد. اما، چرا تا کنون این نظریه جایگزین مکانیک کوانتوم استاندارد نشده است؟

🔴 دکتر زابینه هوسنفلدر، فیزیکدان آلمانی در این ویدئو درباره مکانیک بوهمی توضیح می‌دهد.#QC27

💻 تولید محتوا توسط مجله علم روز

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

‍ ‍ ‍🧬 تداخل سنج چیست و چرا در فیزیک مهم هست؟

نام تداخل سنج را همیشه شنیده اید ولی آیا به آن فکر کردید که این تداخل سنج چیست و چه کاربردی دارد؟ تابحال در آزمایشات بسیاری از تداخل سنج استفاده شده هست و کمک زیادی به پیشرفت علم کرده است. ولی قبل از هر چیز بیاییم به طرز کار تداخل و تداخل سنج بپردازیم. بعد اینکه چرا اینقدر در دنیای علم مهم است.

📌 تداخل سنج
ابزاری برای تقسیم باریکۀ نور به دو یا چند باریکه و بازترکیب آنها برای ایجاد تداخل، همچنین به دانش ترکیب دو یا چند موج نیز گفته می‌شود. ما دو نوع تداخل به نام های تداخل سازنده و تداخل ویرانگر داریم. در تداخل سازنده دو موج که به همدیگر میرسند دره و قله ها منطبق و هم راستای (هم فرکانس) یکدیگر بوده و موجی قوی تر از قبل را ایجاد می‌کنند. در تداخل ویرانگر دره و قله برهم منطبق نبوده و زمانی که به هم می‌رسند باعث تضعیف یکدیگر می‌شوند.

📌برخی انواع تداخل‌سنج
1)تداخل سنج فابری-پرو
تداخل سنجی است که از بازتاب های متعدد بین دو آینه موازی برای ایجاد الگوی تداخل استفاده می کند.
2)تداخل سنج ماخ-زندر
از انواع تداخل سنج مایکلسون است که از تقسیم کننده های پرتو و آینه برای شکافتن و ترکیب مجدد پرتو نور استفاده می کند.
3)تداخل سنج مایکلسون
یک تنظیم پیچیده است که از آینه ها برای تقسیم یک پرتو نور به دو پرتو عمود بر هم استفاده می کند.
4) تداخل سنج واتسون
از یک تقسیم کننده پرتو تشکیل شده است و تغییر فاصله بین سطح نمونه و تصویر آینه مرجع ایجاد حاشیه های تداخلی می کند.

📌دسته بندی تداخل سنج ها
🔺تداخل‌سنج‌های تقسیم دامنه
فرض کنید که یک موج نوری از یک فیلتر عبور کند که بخشی از نور عبور و بخشی دیگر منعکس می‌شود البته دامنه هر دو موج عبوری و منعکس شده از موج اصلی کمتر خواهد بود.
مثال تداخل سنج مایکسون
🔺تداخل‌سنج‌های تقسیم جبهه موج
در این تداخل جبهه اولیه موج شکافته شده و جبهه دوم موج به وجود می‌آید و جبهه ثانویه نیز با هم تداخل کرده و نقش فریزهای نوری را به وجود می‌آورد.
مثال آزمایش یانگ

❓اما چه چیزی تداخل سنج ها را حائز اهمیت می‌کند؟
تداخل سنج ها کاربردهایی در زمینه‌های اخترشناسی، اندازه‌گیری، فیزیک نور، فیزیک هسته‌ای، فیزیک ذرات، فیزیک پلاسما، فیبر نوری، زمین‌شناسی، زلزله‌شناسی، اقیانوس‌سنجی، مکانیک کوانتومی و سنجش از راه دور دارند. و در روش هایی برای اندازه گیری فواصل بین ستاره ها، تشخیص امواج گرانشی، آزمایش صافی سطوح و تعیین ضریب شکست مواد مورد استفاده قرار میگیرد که همین موارد تداخل سنجی را بسیار حائز اهمیت کرده و نمیشه بدون آن کاری برای پیشرفت علم از پیش برد. #QC28

💻 تولید محتوا توسط کانال فیزیک اندیشه

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

🧬 قانون جذب و فیزیک کوانتوم

متافیزیک یکی از زیرشاخه‌های اصلی علم فلسفه به شمار می‌رود و هدف از آن درک ماهیت وجودی جهان هستی است. از طرف دیگر، مکانیک کوانتومی یکی از زیرشاخه‌های فیزیک است و قادر به توصیف رفتار ذرات بنیادی سازنده جهان هستی است.

اما این موضوع که آیا ارتباطی بین این دو شاخه از علم وجود دارد یا خیر همواره مورد بحث و مناقشه بوده است. در این ویدیو به موضوع ارتباط بین قانون جذب و فیزیک کوانتوم پرداخته شده است و به برخی شبهات در این رابطه پاسخ داده شده است. #QC29

💻 تولید محتوا توسط دکتر حسین طالب

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

🧬 پاکسازی تأخیری اطلاعات کوانتومی:
تأثیر آینده بر گذشته یا هماهنگی آینده و گذشته؟

یکی از ویژگی های عجیب در دنیای کوانتومی، رفتار موج-ذره است. طبق اصل مکملیت بور، اشیاء کوانتومی یا از خود خاصیت موجی بروز میدهند و یا خاصیت ذره ای. مثلا در آزمایش دوشکاف اگر یک دسته الکترون را به سمت شکاف ها شلیک کنیم، تا زمانی که ندانیم آن الکترون ها چه مسیری دارند و مکان آنها چیست خاصیت موجی فعال است. با برخورد موج به دو شکاف نیز طرح تداخل موجی را بر روی پرده مشاهده می کنیم. اما به محض اینکه در محل شکاف ها یک آشکارساز قرار دهیم تا متوجه شویم که الکترون ها از کدام شکاف عبور کردند، طرح موجی از بین رفته و خاصیت ذره ای فعال می شود. این حالت برای ذرات نور (فوتون) هم وجود دارد.

جان ویلر در سال ۱۹۷۸ آزمایش شگفت انگیزتری را طراحی کرد. او سعی داشت بفهمد که چه زمانی فوتون تصمیم میگیرد که موجی یا ذره ای رفتار کند. او به آزمایش دو شکاف یک لنز عدسی اضافه کرد که در جلوی شکاف ها قرار میگیرد. کار این عدسی متمرکز کردن نوری است که از هر شکاف عبور می کند. موج های عبوری از هردو شکاف ابتدا به سمت هم همگرا می شوند و در ادامه از هم جدا شده و هر یک مسیر جداگانه ای را طی می کنند(تصویر زیر). حال اگر پردۀ آشکارساز در خارج از کانون (جایی که مسیرها از هم متمایزند) قرار داشته باشد ما خاصیت ذره ای را مشاهده میکنیم. اما اگر پرده را درست در کانون قرار دهیم (به دلیل تداخل دو موج عبوری) خاصیت موجی پدید می آید.

نکتۀ شگفت انگیز اینجاست که وقتی قرار باشد نور خاصیت ذره ای داشته باشد پس فوتون باید مانند ذره فقط از یک شکاف عبور کرده باشد. اما وقتی قرار باشد که ما خاصیت موجی را ببینیم نور باید مانند موج از هر دو شکاف عبورکرده باشد و در نقطۀ کانون با هم تداخل کنند. حال اگر ما اجازه دهیم که نور ابتدا تصمیم خود را بگیرد و از دو شکاف عبور کند و آنوقت ما تصمیم بگیریم که پردۀ آشکار ساز را در کجا بگذاریم چه اتفاقی می افتد؟ آیا ممکن است که نور بخواهد موج باشد و آنوقت ما آشکارساز را در خارج از کانون عدسی بگذاریم؟ (در این صورت هم خاصیت موجی و هم خاصیت ذره ای اتفاق می افتد و اصل مکملیت نقض میشود) آزمایش های انجام شده نشان می دهد که پاسخ این سوال منفی است!

در این آزمایش نیز ما همواره یک نقاب از موج-ذره را مشاهده می کنیم، با این تفاوت که انتخاب نقاب وابسته به شرایط آزمایش در آینده است! گویی نوری که به سمت دو شکاف می آید از تصمیم آیندۀ ما دربارۀ محل قرار دادن پرده باخبر است و طبق آن تصمیم خود را میگیرد. اگر ما بخواهیم پرده را در کانون بگذاریم پس نور باید مانند موج از دو شکاف عبور کند و اگر بخواهیم خارج از کانون بگذاریم نور مجبور بوده مانند یک ذره تنها از یک شکاف رد شده باشد. بعد از این ایدۀ ویلر آزمایشات بسیار دقیق تر و پیچیده تری انجام شد که حاکی از صحت این امر دارد. حتی ویلر آزمایشاتی در ابعاد کیهان طراحی کرد تا نشان دهد این موضوع برای فوتون هایی که چند میلیون سال قبل، از لنز گرانشی کهکشان ها رد شده اند هم صادق است. علیرغم سکوت همیشکی کوانتوم کپنهاگی در پاسخ به این دسته آزمایشات، کوانتوم بوهمی توضیح زیبایی برای این پدیده دارد. #QC30

💻 تولید محتوا توسط Quantum problems

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

🧬 تفسیر چند جهانی از کوانتوم چه میگوید؟

مسئله اندازه گیری در کوانتوم باعث شده تا افراد بسیاری تلاش کنند برای حل این مسئله تعابیر و نظریات جایگزینی برای کوانتوم معرفی کنند.

👤 دیوید آلبرت، فیلسوف و فیزیکدان نظری، در اینباره و درباره تفسیر چند جهانی توضیح میدهد. #QC31

💻 تولید محتوا توسط کانال مبانی کوانتوم

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم